第七章 施工区防洪及围堰.doc

小湾水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程（XW/C6-B） 投标文件第七章 施工区防洪及围堰7.1 概况小湾水电站位于澜沧江中游河段，在漫湾水电站上游。澜沧江径流以降雨补给为主，春季冰雪融水调节补给，年降雨量为976.4mm。坝址处非汛期时段为11月次年5月，汛期时段6月10月。本标施工时段为2003年8月2010年6月，经历7个汛期，8个枯期。其施工区域防洪、度汛及水流控制包括：本标施工图纸所示区域的澜沧江主河道电站进水口、尾水洞出口、尾水洞出口尾水渠围堰（纵向围堰）、修山大沟右岸下游中线公路（约1148m高程）以下及工程永久、临时洞口汛期防洪等水流控制工程。7.2进水口区域的防洪及安全度汛措施根据施工总体进度计划安排，电站进水口施工历时为2005年03月01日2009年12月，从XW/C2-B标移交右岸1139m高程电站进水口至本标完成进水口土建及闸门安装，共计58个月，期间经历5个汛期。按20年一遇年洪峰流量Q=9410m3/s时，对应的坝址处水位为1007.2m，而电站进水口的高程为1139.0m；另根据招标文件规定：2009年11月导流隧洞下闸封堵后，电站进水口防洪设计标准不得低于P=2%（全年），导流隧洞下闸水库蓄水时进水口已具备下闸条件。因此，在电站进水口整个施工历时中，汛期洪水对电站进水口项目的施工影响不大，进水口防洪及度汛主要考虑其施工区域内的降雨汇集形成的山洪的防范措施，以确保施工期人员、设备安全，保证施工顺利进行，拟定以下防洪方案： （1）根据现场实际情况，结合设计要求，汛前形成进水口边坡区域永久排水系统。（2）结合当地水情预报，每年汛期来临前，做好充分的汛前准备，组织专人对施工区域各冲沟和沿途公路排水沟进行排水、疏干，保证汛期来水时水流畅通，避免泥石流的发生。在清理过程中发现易形成泥石流等不稳定的部位（如大椿树沟），及时进行除险加固，并在进水口与大椿树沟间设置钢筋石笼拦渣坝。在水流汇集部位设置集水井（池）、拦水坝（坎）等设施将水流导入沿途永久截（排）水沟中流走。（3）结合进水口边坡观测，及时进行边坡稳定分析处理，以策汛期安全。7.3 尾水隧洞施工期水流控制7.3.1 概述小湾电站尾水出口段由渐变段、尾水闸门井、尾水渠及尾水平台组成，开挖最低高程970.00m，尾水引渠段按27.397的反坡与河床相接。尾水出口河床、河漫滩部位为第四系（Q）地层，主要为洪积层（Qpl）及冲积层（Qal），厚度一般为19m22m。根据尾水隧洞工程的特点及施工布置、进度的要求，尾水隧洞洞身全年施工，采取尾段预留岩塞汛期挡水，确保全年安全施工。尾水出口建筑物施工规划在枯水期施工，采用P10枯水土石围堰挡水，汛期停工度汛过流。7.3.2 尾水渠区域的防洪度汛措施 尾水隧洞洞身全年施工，采取尾段预留岩塞汛期挡水，确保全年安全施工。预留岩塞设计长20m，视岩塞部位地质实际情况，对岩塞喷10cm砼封闭，进行辐射固结灌浆加固处理。 2009年6月30日尾水出口下闸挡水度汛，进行预留岩塞段施工。7.3.3 尾水洞出口围堰工程7.3.3.1围堰设计1、围堰设计挡水时段根据尾水出口施工进度安排，尾水出口于2006年10月1日开工，根据招标文件要求2009年6月30日前完成尾水隧洞出口土建及闸门安装及出口土建、金结工程量规划，围堰分两个枯水期挡水：2007年11月2008年5月；2008年11月2009年5月。2、围堰设计频率及流量的确定根据招标文件的要求，综合分析尾水出口地形及地质特点，尾水出口尾水渠围堰确定为粘土心墙土石结构，洪水标准选取P10（枯期）的设计标准，Q2760 m3/s。查招标文件受漫湾水库淤积影响的小湾坝段水位流量流量关系成果表，对应坝址下游700m即尾水出口水位为996.84m，由于尾水河床受前期施工弃渣等人为因素的影响，河床水位比原设计水位有所抬高，为保证枯期出口围堰的安全运行，围堰设计在P10的枯期水位基础上抬高2.0m，即尾水围堰抵御十年一遇洪水位为998.84m。尾水出口围堰枯期挡水，汛期堰顶过水，故围堰顶高程为999.5m。3、围堰布置及结构型式设计根据工程特点、施工布置、出口河床地形、地质、水文等特点，布置围堰轴线，选择围堰结构型式依据如下原则进行： （1）围堰布置不占出口引渠永久建筑物体型，尽量少束窄河床。（2）围堰顶宽满足车辆通行要求；（3）围堰便于拆除，满足发电过流要求。根据上述原则，并考虑大坝下游围堰布置及1、2尾水洞出口明渠段轴线走向，初步选用“二口一堰”顺江成“”字形布置。根据出口地质情况，围堰采用粘土心墙土石围堰，堰基建于河漫滩洪冲积层上，建基面初定为EL.995m。围堰顶宽5m，内外侧坡比均为1：1.5，堰体高度为4.511.5m，下部防渗体为双排高压旋喷防渗墙，孔距2.0m，排距1.1m，灌浆要求深入相对不透水地基以下0.5m，为满足围堰汛期过水要求，提高堰体的抗冲刷能力，减少围堰讯后二次使用修复工程量，围堰内侧边坡为干砌石护坡，外侧边坡为钢筋石笼（或竹木石笼）护坡、大块石护脚，并在，并在堰顶浇筑50cm厚砼。围堰布置及结构形式见下图及图7-1所示。其主要工程量如表7-1。 围堰主要工程量表 表7-1 序号项 目单位工程 量备注1堰体土石填筑m326500其中9700m3为水上填筑2回填细石料m333003钢筋石笼个8402.01.01.0 m34干砌石m323005C35砼m39436钢 筋T6.37土工布铺设m240258高压旋喷灌浆60009粘土料填筑m3580010围堰拆除m3204007.3.3.2围堰施工1、施工准备由于尾水出口围堰施工场地狭窄、施工干扰大、施工工期紧，对施工组织提出较高要求，施工准备必须充分。拟配备具有类似工程规模、强度施工经验的骨干施工队承担围堰施工任务，在保证堰体施工质量前提下，尽早填筑至设计高程，为尾水出口段施工奠定基础；在材料准备上，提前将粘土料、堰体土石料、护坡石料等储备在监理人指定的弃渣场，以保证各种材料及时到位。 2、施工道路围堰施工道路利用尾水出口开挖道路至围堰建基面，道路布置详见施工总平面布置图3-1及尾水出口围堰布置图7-1所示。3、施工工艺及方法（1）围堰施工程序2006年10月，开始进行尾水出口围堰基础开挖、清理，清除水下一定深度弃碴大块体，再回填堰体石料及帷幕体细石料，于2007年1月形成高压旋喷灌浆995.00m作业平台，2007年3月底洪冲积层高喷防渗体形成，并做好该部位过流度汛防冲刷保护，汛期堰基过水；2007年10月堰基清理及排水，进行围堰填筑、钢筋石笼、干砌石护坡施工；堰体填筑至设计高程时，尾水出口段在围堰保护下进行施工。2009年11月导流洞下闸，尾水出口尾水围堰拆除。 （2）围堰施工方法堰体土石及防渗体粘土填筑前先进行填筑料碾压试验，确定粘土料、堰体料碾压参数按铺料、压实、质检三个工序进行，为保证各工序的衔接，根据坝面宽度采用分段流水作业。堰体填筑料与心墙粘土料填筑交错平行上升。粘土心墙内外侧选用土工布做反滤层，并在土工布外围填筑一定厚度粘土保护土工布免受主堰体土石填筑施工时的破坏。围堰土石料采用1.2m3挖掘机、3m3装载机装车，15t自卸汽车运输至围堰施工现场直接进入坝面后退法卸料，由D8L、TY220推土机平铺成要求的厚度，通常堰体填筑分层高度（与防渗体施工分层高度结合）不大于80cm。土石料碾压采用BW217D振动碾碾压密实，避免发生漏压与超压，碾压遍数根据规范及现场检测确定。施工中按设计填筑合格材料，并严格质量“三检”制度，确保围堰施工质量。粘土心墙铺层厚度30cm，碾压采用SPF-84凸块碾碾压密实至要求。为减少前期施工下江石渣对高压旋喷灌浆质量的影响，高喷防渗墙施工前，对围堰基础防渗体位置进行槽挖34m后回填细石料，然后再开始高喷防渗墙的施工，确保上部防渗墙的防渗效果，上下防渗体之间的搭接一段长度。（3）堰基高压旋喷灌浆施工旋喷灌浆施工程序旋喷灌浆施工程序见下框图：旋喷灌浆施工程序框图孔位布置固定钻机开孔及埋孔口管钻 孔钻孔结束下 喷 管旋转喷射提喷管喷射结束清洗器械转入下孔膨润土水外加剂固壁浆水泥水外加剂压力水水泥浆压力风压水泥浆 旋喷孔钻孔a、平整坝面。b、根据施工图纸规定的孔位进行放样定位，其中心允许误差不大于5cm。c、旋喷灌浆孔：孔距为2.0m。孔径、压力、提升速度、转速等施工技术参数通过试验确定，孔深按设计给定。d、灌浆前，根据灌浆地段选择56个孔进行灌浆试验，确定灌浆压力及浆液配比。e、旋喷施工时，采用2台喷灌机分段平行作业，并对各段工作进行场地平整，预留13m不等的覆盖层作压重确保桩头质量。f、旋喷孔采用76型振动钻机造孔，同一排上的孔分两个次序进行施工，先施工序孔后序孔。钻孔至规定的深度后，插入喷管到预定深度，经监理工程师检验合格后，方可进行高压喷射注浆。g、高喷台车采用2台液压步履式台车，本台车机械化程度高，操作方便，工作效率显著。 旋喷浆液水灰比旋喷浆液水灰比由现场灌浆试验确定,在旋喷过程中定期测试水泥浆液密度，如超过指标时，立即停止喷注，并调整至正常范围后，方可继续喷注。旋喷准备及旋喷a、开挖排浆沟和集浆池，作好浆液排放措施和环境保护措施。b、钻机或高喷台车就位后，进行校正保证立轴或转盘与孔位中心对正，成孔偏斜率不大于1.5%。c、喷射浆置就位后，先进行地面水、气试喷，检查各项备工作就绪后，开始下管，下管须达到设计深度。d、钻孔验收后合格后，采用三重管进行喷射，由高压水、压缩空气和水泥浆液组成的综合套管喷射浆液时旋转360，并逐浙提升直到孔口，施工程序为跳孔旋喷。先作序，再作序。施工工艺见下页图所示。e、喷射过程中风、水、浆必须连续输送，水泥浆的高压喷射作业不得停喷或中断。f、旋喷采用分序加密的原则进行，喷射注浆采用自下而上的方法进行。g、当喷头下到设计深度后，先送高压水，再送浆液和压缩空气，并在孔底部位静喷13min。h、高喷灌浆全孔必须连续作业，每当拆卸喷射管后，进行复喷，其长度不小于0.2m。旋喷施工工艺流程图i、施工过程中如实记录高喷灌浆的各项参数，浆液材料用量，异常现象及处理情况等。准确填写施工记录。j、三重管机具运转时的高压泵，泵压在没有规定的情况下保持在202Mpa，空压机风压保持0.7Mpa，泥浆泵，泵压保持在2Mpa，同轴喷射。k、旋喷灌浆施工的主要技术参数根据设计及现场试验最后确定。l、旋喷过程中，按设计要求经常检查各种压力和提升速度。m、钻机的旋转速度及旋喷提升速度通过工程地质情况，及生产性试验确定。 旋喷特殊情况的处理方法a、供浆、供气、供水必须连续进行，因故中断，将喷头沉到停供点以下30cm。采取重叠接喷射处理后，方可继续向上提升及喷射注浆，并记录中断及停机时间。当因故停机超过3h时，并对泵体输浆管路进行清洗后方可继续施工。b、旋喷注浆过程中，冒浆量小于注浆置的20%时为正常现象。超过20%或完全不冒浆时，采取下列措施：1）当地层中有较大空隙引起不冒浆时，可在浆液中掺加适量的速凝剂，加大浆液浓度缩短凝固时间，使浆液在一定的松散堆积层土层范围内凝固，也可在空隙地段增大浆量，填满空隙后再继续旋喷。2）当冒浆量过大时，可通过提高喷射压力或适当缩小喷嘴孔径，或加快旋转和提升速度，减少冒浆量。 旋喷结束标准当旋喷管提升接近柱顶时，从柱顶以下1.0m开始，慢速提升旋喷至柱顶。 旋喷灌浆质量检查灌浆结束，在灌浆区域打检查孔，进行灌浆质量检查。 对渗漏量较大的防渗墙部位，进行灌浆减渗处理。 (4)围堰拆除及清理2009年11月，根据尾水出口施工进度安排，在导流洞下闸后组织拆除清理出口围堰，采用1.2m3长臂反铲挖装15t自卸汽车运输至和尚田沟（中）弃渣场。尾水出口引渠段应清理至原设计底高程，其余部位依照现场监理工程师要求进行，做到不影响厂房发电尾水位。4、围堰施工进度计划尾水出口围堰于2006年10月进行围堰基础开挖、清理，2007年1月完成围堰995.14高程以下土石回填及高喷防渗体施工部位细砂换填，全面具备高喷防渗体施工条件。2007年1月初进行堰基高喷防渗墙施工，于2007年3月底完成，2007年3月初，开始堰体EL.995.14m以上土石填筑及上部粘土防渗心墙施工，并根据堰体上升高度及时进行钢筋石笼、干砌石护坡施工。5、围堰施工主要设备配置围堰施工主要设备配置见表7-2。尾水出口尾水渠围堰施工主要设备表 表7-2序号设备名称规格型号单位数量生产厂家备 注1推土机D8L台1美国卡特TY220台2山东推土机厂料场一台2液压挖掘机ZX240HE 1.2m3台2合肥日立料场、坝面PC650 3m3台1山推小松3装载机ZL-50台1广西柳工料场4振动碾BW217D台1德国宝马SPF-84台1美国英格索兰YZT-10台1洛阳建机手扶式YZS08台2成都5载重汽车东风5t辆1云南汽车制造厂6自卸汽车尼桑辆8日本尼桑776型振动钻机SH-30台5杭州钻旋喷孔8高压泥浆泵Y-2液压泵台2杭州旋喷灌浆9高压水泵3XB型台2天津旋喷灌浆10三重管TY201型套3旋喷灌浆11砂浆泵100/15台212灌浆泵SGB6-10台2杭州灌、喷浆13搅拌机0.35m3台2宜昌14高速搅拌机1440r/min台2自制15灌浆自动记录仪GJY-套2武汉16压风机P600SCU 17m3台2上海英格索兰灌浆钻孔17高喷台车自制台2喷浆18钢筋切断机QJ40D台1四川19钢筋弯曲机CW-40B台1四川20电焊机BX1-120台221自卸汽车15t辆322砼搅拌运输车XZJ15276JB3 6m3辆1广东韶关23运料小车自制辆624插入式振捣器4290把6云南7.3.3.3 围堰基坑排水围堰基坑排水包括围堰施工期基坑一次性排水及围堰形成后的基坑经常性排水。因为围堰挡水时段枯期11月至次年5月，汛期坝体过水，围堰形成后的经常性排水又包括围堰内侧基坑一次性排水和经常性排水。1、围堰基坑一次性排水2007年4月，堰体水下填筑及高喷防渗墙形成后，开始排除基坑内集水。排水量主要为基坑内积水、渗透水、雨水及施工弃水。根据施工期河床水位与围堰基坑高程的关系，估算基坑集水量约1.5万m3，预计23天排完，设计排水强度300m3/h，共配备3台150QW180-30-30（Q180 m3/h，H30m，P30KW）潜水式排污泵（备用一台）排除基坑集水。排水泵一台布置于1、2尾水引渠之间的围堰基坑内、一台布置于2尾水引渠上游侧。水泵排水管上设止水阀，防止水泵停止工作时，基坑外的水灌入基坑。2、基坑经常性排水（1）2007年4月2007年5月该时段为尾水出口施工时段，基坑排水包括基础渗水、天然降水及施工弃水。根据围堰地基渗水特性及各施工工作面用弃水情况估算，预计排水强度30m3/h。选用2台WQ25-16-3型污水泵（Q25 m3/h，H16m，P3KW）,备用一台150QW180-30-30（Q180 m3/h，H30m，P30KW）进行经常性排水。（2）2007年11月2008年5月 基坑一次性排水基坑排水量为汛期堰顶过水后预留在基坑内的集水，排水量约3万m3，预计五天排完，拟配备3台150QW180-30-30（Q180 m3/h，H30m，P30KW） 潜水式排污泵（备用一台）可满足强度要求。 同时，基坑内配置610台排沙泵清除堰内淤沙。基坑经常性排水围堰枯期挡水，排水量为基础渗水、天然降水及施工弃水等，选用2台WQ25-16-3型污水泵（Q25 m3/h，H16m，P3KW），备用一台150QW180-30-30（Q180 m3/h，H30m，P30KW）潜污水泵可满足基坑抽排水要求。（3）2008年11月2009年5月 基坑一次性排水基坑排水量为汛期堰顶过水后预留在基坑内的集水，预计五天排完，拟配备3台（备用一台）潜水式排污泵150QW180-30-30（Q180 m3/h，H30m，P30KW）和一台WQ25-16-3型污水泵（Q25 m3/h，H16m，P3KW）可满足排水强度要求。同时，基坑内配置610台排沙泵清除堰内淤沙。 基坑经常性排水围堰枯期挡水，排水量为基础渗水、天然降水及施工弃水等，选用4台WQ25-16-3型污水泵（Q25 m3/h，H16m，P3KW）可满足要求。基坑排水特性见表7-3。 基坑排水特性表 表7- 3 项 目排水时段排水设备一次性排水2007年4月堰体水下填筑完成后150QW180-30-30 3台2007年汛后150QW180-30-30 3台、2008年汛后150QW180-30-30 3台、WQ25-16-3 1台、610台排沙泵经常性排水2007.32007年5月WQ25-16-3 2台 、 150QW180-30-30 1台2007.112008年5月WQ25-16-3 4台2008.112009年5月WQ25-16-3 4台7.4 修山大沟挡排水措施修山大沟水量较为丰富，发包人在该冲沟经过设施区2位置处设置了桥涵、泄水口等排水构筑物，这些构筑物的正常运行对该区域内的永久建筑物及施工期间的防洪度汛尤为重要。因此，在工程进点后，立即组织施工队伍严格按照监理人批准的施工图纸进行修山大沟挡排水设施的施工；在运行期间，安排专人检查、维护泄水口和桥涵的排水系统，确保排水设施的畅通。7.5 其它区域的防洪度汛措施根据本标所有施工场地的具体布置位置和工程地形、地质、水文气象分析，设施区1、2、3、4所处位置均为自然冲沟点，因此，整个施工阶段该场地的防洪、排水尤为重要。施工前期，发包人已根据现场实际情况，在两条冲沟入口处设置排水系统，上游设置了了拦洪坝，下游设置了泄水口，进场后要重视完善场地排水系统。针对本标工程的特点，对施工区域内的防洪度汛主要采取以下措施：1、 成立以项目经理为首，生产调度、技术、物资供应部门参加的防洪度汛领导小组，统一领导、协调防洪度汛工作；落实防洪度汛责任制到施工厂队，抽调精干人员组成防洪抢险队，并组织汛前防洪预演，确保随时排除可能的险情，尽力减少超标洪水引起的损失。各施工厂队党政一把手是防洪度汛工作第一责任人，负责按计划时间落实完成本单位的各项防洪度汛工作，负责本单位临时接受的防洪度汛工作及抢险任务的组织实施。2、 各施工厂队的设备均为防洪抢险设备，尤其装载机、反铲、汽车吊、自卸汽车等，汛前要保证完好，并在汛前准备充分的防洪材料、设备，如钢筋石笼、编制袋、粘土、砂石料、防洪水泵，备用发电机、各种雨具、工具（应急灯、锹、镐、簸箕、手电筒）等，确保足够的防洪物资准备到位，以便随时突击抢险。各施工厂队的员工均为防洪抢险队员，尤其暴雨天时要坚守岗位，随叫随到，积极参加应急防汛抢险工作。3、每个汛前，编制详细防洪度汛计划，报业主和监理单位批准，指导防洪工作的开展，尤其是要抓好与度汛相关的主体工程和度