截流设计与施工.doc

水电站水电站 土建 金属结构及机电设备安装工程土建 金属结构及机电设备安装工程 合同编号 河床截流施工组织设计河床截流施工组织设计 审批 审核 校核 编制 有限公司 水电站项目经理部 二 一三年十一月四日 1 目目 录录 一一 编制说明 编制说明 3 二 编制依据二 编制依据 3 三 基本资料三 基本资料 3 3 1 工程概况 3 3 2 水文条件 5 四 截流设计四 截流设计 7 4 1 设计依据 7 4 2 截流方式及方案 7 4 3 截流戗堤布置及结构设计 7 4 4 截流水力学计算 9 4 5 龙口设置及分区规划 13 4 6 截流抛投材料 15 五 截流应具备的条件五 截流应具备的条件 18 六 截流规划六 截流规划 19 6 1 截流施工特点 19 6 2 截流施工布置 19 6 3 截流期间的水情监控 22 七 截流施工七 截流施工 23 7 1 龙口进占程序及施工方法 23 7 2 截流施工主要技术要点 27 7 3 降低截流难度的措施 28 2 八 施工计划及抛投强度分析八 施工计划及抛投强度分析 29 8 1 截流施工总体规划 29 8 2 截流施工控制性工期 30 8 3 截流施工总进度计划 31 8 4 施工度计划及强度分析 31 8 5 主要设备强度分析 34 九 施工机械设备配置九 施工机械设备配置 35 9 1 机械设备选型 35 9 2 机械设备布置 35 9 3 机械保障措施 36 十 截流应急预案十 截流应急预案 36 十一 人力资源配置十一 人力资源配置 37 11 1 劳动力计划 37 11 2 劳动力保障措施 37 十二 截流保证措施十二 截流保证措施 38 12 1 组织机构保证措施 38 12 2 质量保证措施 40 12 3 安全保证措施 40 十三 文明施工措施十三 文明施工措施 43 十四 附图十四 附图 44 3 一一 编制说明 编制说明 按照业主的总体部署 为了保证 水电站工程右岸主河床顺利截流 保障截流 施工的安全和质量 结合目前现场施工的实际情况 编制了本此施工组织设计 对河 床截流施工布置 施工进度 施工方法 备料场地 设备配置等作了详细规划与说明 以指导现场施工 保证截流施工的顺利进行 二 编制依据二 编制依据 1 合同文件 2 设计图纸及有关技术要求 3 业主 监理下发的关于大江截流的相关文件及会议纪要 4 20114 年防洪度汛要求 三 基本资料三 基本资料 3 1 工程概况 工程概况 水电站为二等大 2 型工程 以发电为主 电站装机容量 3 40MW 水库正 常蓄水位 325 00m 死水位 323 00m 正常蓄水位以下库容为 1 217 108m3 水库具 有日调节性能 工程采用堤坝式开发 主要建筑物由混凝土闸坝 两岸接头混凝土重力坝 非溢 流坝段 坝式进水口和河床式厂房等构成 枢纽建筑物按 一 字型布置 左岸非溢流坝段长 24m 右岸非溢流坝段长 45m 非溢流坝段坝体基本剖面为三 角形 坝顶高程为 330 00m 坝顶宽度为 8m 上游坝面为铅直面 下游坝坡坡比为 1 0 5 泄洪冲沙建筑物位于河床左岸 由 5 孔 15m 20m 宽 高 泄洪冲沙闸和 2 孔 4 15m 20m 宽 高 泄洪闸组成 5 孔泄洪冲沙闸位于左岸阶地 主要承担汛期泄洪 冲沙任务 2 孔泄洪闸位于河床中部紧靠厂房 主要承担泄水任务 闸孔堰面采用 型折线形实用堰形式 堰顶高程为 305 00m 每个闸孔堰上设有工作门一道 并在工 作门上游设一道检修门 用于检修工作闸门及门槽 泄洪冲沙闸及泄洪闸后接约 61m 长的消力池 底板高程为 298 00m 泄洪冲沙闸消力池池底宽为 91m 泄洪闸消力池 池底宽为 34m 底板厚度为 2m 在消力池末端设尾坎 坎顶宽 2m 电站厂房布置在主河床偏右侧部位 为河床式厂房 由电站进水口 主厂房 安 装场 副厂房 开关站 GIS 楼 尾水渠 尾水平台通道等组成 电站装机 3 40MW 厂房进水口前设拦沙坝一道 厂房坝段上游迎水面宽度 90m 其中主机段 长 54m 安装场段长 36m 顺水流向长度 73 42m 进口底板高程 288 60m 建基 高程 285 60m 考虑廊道系统布置 底板基础最低高程 282 00m 进水口前沿设 6 道 拦污栅 孔口尺寸 5 7m 35m 宽 高 清污采用机械清污 进水口布置 3 扇平板式 检修闸门 孔口尺寸均为 13 2m 16 2m 宽 高 启闭设备采用门机 厂房机组安 装高程定为 295 40m 根据机组安装 检修的布置要求 主机段安装层高程定为 314 90m 运行层高程 307 40m 安装场考虑与安装层同高程布置 为 314 90m 尾 水平台高程为 325 00m 尾水管出口孔口尺寸为 12 1m 11m 宽 高 共设置 3 扇 平板事故检修闸门 采用台车启闭 升压站布置采用室内 GIS 方案 副厂房 主变压 器室与 GIS 楼结合布置 布置于主厂房下游侧及安装场下部 工程采用分期全年导流方式 一期导流建筑物由纵向混凝土围堰 一期横向围堰等建筑物组成 上游纵向混凝 土围堰堰顶高程 321 00m 围堰顶宽 2 00m 围堰最大高度 17 00m 围堰面向明渠侧 采用直墙形式 靠江侧采用台阶状 台阶每 3m 设置一台 台阶顶宽 2 00m 下游纵 向混凝土围堰堰顶高程 317 50m 围堰顶宽 2 50m 围堰最大高度 13 50m 围堰面向 5 明渠侧采用直墙形式 靠江侧采用台阶状 台阶高 2 50m 4 00m 台阶顶宽 2 00m 一期上游横向围堰为粘土心墙土石围堰 堰顶高程 318 00m 堰顶宽度 10m 最大堰 高 14m 一期下游横向围堰为粘土心墙土石围堰 堰顶高程 317 50m 堰顶宽度 10m 最大堰高 13 50m 二期导流建筑物由纵向混凝土围堰 导流明渠 二期横向围堰等建筑物组成 导 流明渠底宽 94m 长约 621 90m 进出口底板高程 304 00m 底坡 i 0 004 二期上 游横向围堰为粘土斜墙 混凝土防渗墙的土石围堰 堰顶高程 321 00m 堰顶宽度 10m 最大堰高 31m 二期下游横向围堰为粘土心墙 混凝土防渗墙的土石围堰 堰顶 高程 317 50m 堰顶宽度 10m 最大堰高 22 50m 导流明渠过坝段为水工 5 孔泄洪 冲沙闸 孔口尺寸为 15m 20m 宽 高 3 2 水文条件 水文条件 流域位于老挝北部高原 流域为热带雨林山区 流域的上游被森林覆盖 其余大 部分区域分布落叶林和灌木林 植被良好 森林覆盖率高 流域的径流主要由降水补 给 坝址水文资料见表 3 2 1 3 2 4 表 3 2 1 坝址多年月 年平均流量成果表 月份123456789101112年 平均流量 m3 s 191 14 8 11 7 10 8 170440 112 8 155 7 99 6 59 7 42 9 27 3 513 表 3 2 2 坝址水位 流量关系成果 序号流量 m3 s 坝址水位 m 序号流量 m3 s 坝址水位 m 157 0302265380314 5 270 0302 5275880315 394 0303286450315 5 4116303 5297000316 5142304307600316 5 6175304 5318200317 7222305328800317 5 6 8295305 5339390318 9386306349950318 5 10522306 53510500319 116603073611000319 5 12829307 53711500320 1310003083812100320 5 141190308 53912700321 1514003094013300321 5 161700309 54113900322 1720103104214400322 5 182330310 54315000323 1926603114415600323 5 203000311 54516300324 2133603124617000324 5 223730312 54717700325 2341103134818300325 5 244500313 54919200326 2549203145020000326 5 表 3 2 3 坝址水位 库容曲线 高程 m 304 84305310315320325330 水库库容 108m3 00 00010 04230 20800 58221 21732 2206 表 3 2 4 坝址施工洪水成果表 单位 m3 s 频率 项目 0 5123 3351020 年洪水1370012100105009360843068505270 11 月 5 月最大流量287022701740 11 月 4 月最大流量234019001350 12 月 5 月最大流量260020701670 12 月 4 月最大流量19201070738 1 月平均321280237 2 月平均206198179 3 月平均157146135 4 月平均163144133 5 月平均345276245 10 月平均1180899718 7 11 月平均965879508 12 月平均624418323 四 截流设计四 截流设计 4 1 设计依据 设计依据 1 设计单位提供的导流明渠 泄洪冲沙闸 泄流曲线 2 设计单位提供的二期上 下游围堰结构布置图 导流明渠布置图及施工总布置 图 3 设计单位提供的相关水文资料 4 批准的导流明渠截流计划 5 现场实际情况 4 2 截流方式及方案 截流方式及方案 水电站主河床偏右岸 河床左侧为导流明渠 截流时导流明渠过流 不具备 交通条件 为方便施工 截流料物备料场布置于右岸 根据 水电站工程实际交通 情况及渣场 料场分布特点 综合考虑现有机械设备状况 本工程河床截流采用准备 工作简单 造价低廉并具有丰富施工经验的单戗堤立堵法 自右岸向左岸单向进占的 截流方案 4 3 截流戗堤布置及结构设计 截流戗堤布置及结构设计 4 3 1 设计原则设计原则 1 截流戗堤位置不影响二期上游围堰结构 有利于降低截流难度 并利于截流施 工设施及设备的布置 2 满足抛投强度及设备运行要求 8 3 确保戗堤的稳定及抗水流冲刷 4 截流特殊材料的抛投不影响后续防渗墙的正常施工 5 满足龙口合龙后堰前水位以上的安全超高 4 3 2 戗堤布置戗堤布置 二期上游横向围堰最大高度 31m 截流戗堤最大高度 20 50m 戗堤高度相对围堰 较高 戗堤体型较大 为精简围堰体型 节省围堰填筑工程量和填筑工期 以及保证 围堰下游坡脚与基坑开挖线的安全距离 戗堤不宜布置于围堰体型之外 上游围堰堰 基采用混凝土防渗墙的防渗形式 为防止截流时水流携带大块体料物流堆积在上游围 堰堰基防渗墙轴线部位 影响堰基防渗墙的施工质量 上游围堰截流戗堤须布置在围 堰防渗墙下游侧 综合考虑以上各因素 结合截流流量不大 截流难度相对较小的特点 截流戗堤 轴线布置在围堰轴线下游侧 22 80m 处 截流戗堤轴线控制点坐标为 J1 E 233837 907 N 2256708 267 J2 E233951 049 N 2256604 668 戗堤平面上 呈直线布置 4 3 3 戗堤结构设计戗堤结构设计 4 3 3 1 戗堤顶高程确定 截流戗堤顶高程的确定需综合考虑龙口闭气后堰前水位 安全超高及截流施工布 置等方面 在截流设计流量 Q 418m3 s 下 见本报告 4 4 节 截流闭气后 戗堤上 游挡水水位为 307 34m 加 1 16m 波浪爬高及安全超高 戗堤顶高程 308 50m 即可 满足要求 经综合比较 戗堤顶高程确定为 308 50m 9 4 3 3 2 戗堤结构设计 本工程截流流速较低 落差较小 截流难度相对较小 为顺利完成大江截流施工 根据截流物料抛投强度要求 以满足戗堤顶并行 2 辆 15T 20T 自卸汽车同时抛投作 业的要求 同时考虑推土机的布置 大块石串施工场地及戗堤两侧的安全距离等因素 戗堤顶宽初步定为 10 00m 上 下游边坡为水中抛填自然边坡 设计边坡为 1 1 5 龙口进占边坡为 1 1 5 4 4 截流水力学计算 截流水力学计算 4 4 1 计算条件计算条件 1 一期上 下游横向围堰按设计要求基本拆除后 对导流明渠过流能力影响较小 2 导流明渠过流能力采用设计提供的导流明渠泄流能力数据 如表 4 4 1 所示 3 河床截流时段为 2013 年 12 月上旬 截流标准采用 10 年一遇 12 月平均流量 相应流量为 418m3 s 表 4 4 1 导流明渠 1 5 泄洪冲沙闸孔 泄流能力计算成果表 H m Q m3 s H m Q m3 s 30503153776 3061173164361 307326 2 3174964 308598 0 3185623 309916 5 3196314 3101273 0 3207171 3111670 0 3218102 3122154 0 3229092 3132662 0 32310050 3143204 32410980 4 4 2 计算模型及计算公式计算模型及计算公式 10 4 4 2 1 计算模型 河床截流时 主要通过泄水建筑物 导流明渠 和龙口泄流 因此 截流水力学 计算可以归结为 泄水建筑物 龙口 戗堤渗透流量和河床的调洪流量计算 由于截 流合龙过程历时较短 戗堤挡水形成的库容不大 故不需要考虑截流过程中河床的调 蓄能力 而作为安全储备 其计算公式如下所示 5 1 0 5 1 0 2 2 H g b m Q H g b m Q Q Q Q Q s c lk s f s lk f s max max max s s os os ss Z Z HB HBB QQ 式中 Qs 截流设计流量 Qf 泄水建筑物 导流明渠 分流量 Qlk 龙口流量 Qs 戗堤渗透流量 c 侧收缩系数 s 淹没系数 m 流量系数 b 过水断面的宽度 m H0 计入行近流速水头的堰前水头 m Qsmax 最大渗透流量 按 2 Qr 计算 Qr 为截流设计流量 龙口起始平均宽度 osB 截流过程中的龙口平均宽度 B Hsmax 龙口合龙但未闭气时的上游水头 11 Zsmax 龙口合龙但未闭气时的绝对落差 H 截流过程中的上游水头 Z 截流过程中的上下游水位差 绝对落差 4 4 2 2 计算公式 龙口水力学计算公式为 1 单宽流量 q 为龙口平均过水宽度 为龙口泄流量 cp lk B Q q cp B lk Q 2 龙口水深 p h 龙口流态为淹没流时 为下游水深 np hh n h 龙口流态为自由流时 为临界水深 kp hh k h 3 龙口落差 H 为上游水深 为龙口水深 p hHZ p h 4 龙口平均流速 v 为单宽流量 为龙口水深 p h q v q p h 5 单宽功率 N 为水的密度 为单宽流量 为龙口落差 qZN qZ 6 戗堤上下游落差 H 为上游水位 为下游水位 x HHZ x H 4 4 3 水力计算成果水力计算成果 工程截流流量按 418m3 s 龙口起始宽度按 35 00m 进行水力计算分析 计算结果 详见表 4 4 2 水力特性曲线见图 4 4 1 表 4 4 2 龙口不同宽度水力学指标表 12 截流设计流量 m3 s Q 418 龙口分区 m 区 区 区 龙口宽度 m 35302520151050 最大值 上游水位 m 306 1306 2306 4306 5306 7306 8306 8306 8306 8 龙口流量 m3 s 224 6200 3156 0107 858 316 10 20 0224 6 分流量 m3 s 193 2215 4257 0302 6349 5389 0403 0403 1403 1 渗透流量 m3 s 0 32 55 07 510 212 814 714 914 9 落差 m 0 00 10 20 40 60 70 70 70 7 龙口流速 m s 1 21 51 92 32 72 81 40 02 8 龙口单宽流量 m3 s 15 216 315 914 611 76 30 50 016 3 单宽功率 t m s m 0 01 43 85 86 54 30 40 06 5 龙口形态 三角 形 三角 形 三角 形 三角 形 三角 形 三角 形 三角 形 三角形 流态 淹没 流 淹没 流 淹没 流 淹没 流 淹没 流 淹没 流 淹没 流 不过流 龙口水深 m 12 810 78 66 44 32 20 40 012 8 图图 4 4 1 龙口水力特性曲线龙口水力特性曲线 4 4 4 水力学计算成果分析水力学计算成果分析 根据表 4 4 2 在截流设计流量 Q 418m3 s 工况下 戗堤上游水位为 306 80m 13 龙口最大平均流速为 2 80m s 最大平均单宽流量为 16 30m3 s m 最大平均单宽功率 为 6 50t m s m 仅从龙口平均流速而言 根据国内外相似工程的截流实践经验 截流 难度相对较小 截流特殊材料的备料要求不高 仅需储备较少量的大块石 串 及钢 筋石笼 串 即可满足截流需要 表 4 4 3 截流指标特性表 编 号项 目单位特 性 1截流龙口合拢时间2013 年 12 月 10 日 2截流设计标准P 10 12 月平均流量 3截流设计流量 Qm3 s418 4截流方式单戗堤立堵法 5截流最大落差 Zmaxm0 7 6截流最大单宽能量 Nmaxt m s m6 5 7截流龙口轴线最大平均流速 Vmaxm s2 8 8戗堤顶高程m308 5 9戗堤轴线长度m123 01 10戗堤最大高度m20 50 4 5 龙口设置及分区规划 龙口设置及分区规划 4 5 1 龙口位置及宽度龙口位置及宽度 龙口位置的布置应能尽量减少龙口合龙工程量 降低截流施工强度 缩短合龙时 间 同时使预进占时龙口流速不大 以便于使用开挖石渣料进行预进占 同时应能满 足合龙抛投强度所需的交通布置要求 考虑 水电站采用分期导流方式 主河床截流前 一期基坑及上 下游纵向混 凝土围堰阻隔了与左岸交通的联系 一期枯期纵向围堰已在 2013 年汛前拆除完毕 故 从左岸进占的交通难度较大 而在截流前 右岸已形成上游坝顶公路 R7及通往上游围 14 堰顶的的低线公路 R8 可作为截流道路 故本工程采用自右岸向左岸单向进占的方式 口门宽度在 35 00m 0m 段 龙口水流平均流速较小 最大平均流速为 2 80m s 抛 投大石 中石及石渣混合料即可满足稳定要求 综合考虑水力学计算指标 地形条件 及合龙抛投料强度等因素 龙口宽度确定为 35m 龙口布置在主河道靠近左岸岸坡侧 位置 4 5 2 龙口分区规划龙口分区规划 综合考虑流速 落差对抛投材料及戗堤进占难度的影响 根据截流水力学计算成 果并结合截流模型试验成果 截流戗堤分为非龙口段及龙口段 本工程龙口分区如图 4 5 1 所示 图 4 5 1 龙口分区示意图 4 5 2 1 非龙口段 上游围堰戗堤处的河谷大致呈 U 形 截流合龙水位以下的两岸岸坡较深陡 合龙 水位以上的地形较平缓 戗堤顶部总长度约为 123 01m 其中 受地形影响 左岸靠 近上游纵向围堰约 33m 长的戗堤位于截流设计水位以上 即合拢后水位达不到该区域 属非龙口区域 基于左岸地形平缓 该段戗堤干地填筑即可 也可随左岸预进占先行 15 填筑 综合考虑流速 落差对抛投材料及戗堤进占的影响 根据截流水力学计算成果 龙口实际情况及截流强度进行划分非龙口区段与龙口段 非龙口段为右岸预进占段 总长约 50 68m 以及靠近上游纵向围堰的左岸 33m 平均流速约为 1 2m s 以抛投 石渣料为主 4 5 2 2 龙口段 龙口段口门宽度为 35 00m 0m 分为 3 个区 各分区划分如下 1 龙口 区 龙口 区口门宽度为 35 00m 25 00m 段长 10 0m 龙口平均流 速为 1 20m s 1 90m s 截流落差 0m 0 20m 龙口单宽流量 15 20m3 s m 16 30m3 s m 龙口单宽功率 0t m s m 3 8t m s m 本区为非困难区 2 龙口 区 龙口 区口门宽度为 25 0m 10 0m 段长 15 0m 龙口平均流速 为 1 9m s 2 8m s 最大平均流速为 2 8m s 对应口门宽度为 10m 截流落差 0 20m 0 70m 龙口单宽流量 6 30m3 s m 15 90m3 s m 最大单宽流量对应口门宽 度为 25m 龙口单宽功率 3 80t m s m 6 50t m s m 最大单宽功率对应口门宽度为 15m 本区相对本工程的另外两个区而言为困难区段 但相对国内外已建 在建工程而 言 实际难度不大 龙口流速较小 截流料物抛投强度也不大 由鉴于此 为有效减 低截流强度 较少截流时的资源及设备配置 可考虑将截流时间适当延长 3 龙口 区 龙口 区口门宽度为 10 0m 0 0m 段长 10 0m 龙口平均流速 为 2 80m s 0 0m s 截流落差 0 70m 龙口单宽流量 6 30m3 s m 0 0m3 s m 龙口 单宽功率 4 30t m s m 0 0t m s m 本区为合龙区 龙口流速下降 截流落差增大 但截流难度较小 为非困难区 16 4 6 截流抛投材料 截流抛投材料 4 6 1 截流抛投物料粒径计算截流抛投物料粒径计算 对截流抛投材料最大粒径的选择方法 一般可根据不同分区的最大流速 最大落 差 止动流速等采用经验公式进行初步计算 再辅以工程类比进行确定 根据 施工 水力学 三种方法计算原理分述如下 1 以最大流速分析 根据截流龙口最大流速计算抛投材料的粒径 一般采用依兹巴斯公式计算 dgKv w wm m 2 式中 截流过程中的不同分区的最大流速 m v 截流抛投材料容重 根据本工程情况 块石料可取 2 50t m3 m 混凝土材料取 2 40t m3 钢筋石笼取 2 10t m3 m m 水容重 1 00t m3 w w d 某一分区截流抛投材料化引粒径 K 稳定系数 一般抗滑时取 0 86 抗倾时取 1 2 根据武汉大学水利 电力学院的试验研究 抗滑时可取 K 0 9 2 止动流速分析 按不同抛投料的止动流速计算材料粒径 可采用武汉大学水利水电学院的研究成 果及提出的以下简化公式进行计算 块石 立堵 w wm dm gdv 293 0 巨型块体 立堵 w wm dEm gdKv 2 式中 止动流速稳定系数 根据 施工水力学 本工程龙口糙率范围按 E K 17 0 035 0 05 计 采用混凝土四面体时 取 0 7 E K 采用最大流速法和止动流速法计算的不同龙口分区抛投料粒径如下 表表 4 6 1 龙口不同分区截流材料粒 块 径计算比较结果龙口不同分区截流材料粒 块 径计算比较结果 计算方法材料单位 区 区 区备注 最大流速法块石m 0 210 490 11 稳定系数 0 90 止动流速法块石m 0 200 460 11 稳定系数 0 93 3 根据截流落差分析 根据 施工水力学 中 ICOLD 对经验数值的建议 当截流块石容重 2 50t m3 m 时 所需截流块石粒径约为 mZDm310 0 105 0 7 0 30 0 15 0 30 0 15 0 max 4 6 2 截流抛投物料截流抛投物料 根据龙口水力学及抛投料物粒径计算成果 结合抛投料物块体岩石特性 截流抛 投料物分别选择 石渣料 中块石 大块石 辅以钢筋石笼 串 在龙口流速及单宽功率较小的抛投区主要使用中石及石渣混合料 在截流最困难 段抛投石渣 中石 大块石 并辅以少量钢筋石笼 保护堤头塌落 抛投材料与龙口 流速关系如表 4 6 2 所示 表表 4 6 2 抛投材料与龙口流速关系表抛投材料与龙口流速关系表 序号平均流速材料选择备注 1流速 v 3m s抛投中石 石渣料 2流速 3m s v5m s大块石串 特大块石 钢筋石笼串 石渣粒径 1 3m 钢 筋石笼尺寸 2m 1m 1m 1 石渣料 截流戗堤所需的石渣料主要为一期上下游围堰及外部施工便道拆除的合格石渣料 前期备料集中堆放于右岸上游截流备料场 18 2 块石及大块石料 截流所需的块石料粒径为 0 3 0 7m 大块石料粒径为 0 7 1 3m 的块石 主要 从 1 渣场块石料堆放场挑选 存放于右岸上游截流备料场 3 钢筋石笼 截流所需钢筋笼在左岸钢筋加工场内加工制作 右岸上游截流备料场内堆放 钢 筋石笼用 18 二级钢筋焊接骨架并用 12 钢筋编扎成笼 钢筋笼尺寸为 2 0 1 0 l 0m 平整度不大于 5cm 钢筋石笼采用机械配合人工填筑块石 块石粒径 不小于 15cm 密实度须大于 75 全强风化块石料不得用作填充料 4 闭气粘土料 闭气粘土料从右岸上游土料场开采 4 6 3 截流料物备料量截流料物备料量 根据龙口水力学计算成果及相关工程经验 本工程截流戗堤顶高程按照 308 50m 控制 根据本工程截流的特点 截流抛投料物主要选择石渣料 中石 大石及辅以少 量钢筋石笼 1 渣场石料储量充足 质量满足截流料物要求 在右岸预进占区域主要以石渣 中石为主 其中石渣 中石比例按 80 20 左岸水 上非龙口区以石渣为主 在龙口 区和 区 主要抛投石渣料及中石 其中石渣 中 石比例按 70 30 在相对困难的龙口 区 抛投石渣 中石 大块石 并辅以少量钢筋 石笼保护堤头塌落 其中石渣 中石 大石 钢筋石笼比例按 30 40 27 3 龙口不同 分区的抛投材料数量详见表 4 6 3 所示 表表 4 6 3 龙口分区及抛投材料表龙口分区及抛投材料表 序号分区 进占长度 m 截流落差 m 平均流速 m s 抛投总工 程量 m3 抛投料工程量 m3 19 石渣 0 3 中石 0 3 0 7 大块石 0 7 1 3 钢筋笼 1m3 1预进占段 右岸5120685165484137 2非龙口区 左岸3317501750 区100 0 24 1 2 1 9667046692001 区150 4 0 7 2 3 2 861301839245216551843龙口段 区100 7 0 71 4 018701309561 4合 计371052611591511655184 40 30 20 10 5考虑流失量 1354010446274533118 6备料量5064836564118961896202 五 截流应具备的条件五 截流应具备的条件 1 截流期间及戗堤具备挡 307 34m 水位前 上游来流量保证在设计范围以内 2 截流前的各项准备工作已经完成 包括 机械设备配置充足 设备维修 保养完好 截流道路全部形成 道路畅通 截流备料充足 启用方便 3 导流明渠具备过流条件 一期围堰按要求拆除完成 各工程施工面貌满足过流 需要 4 河道断航问题已经解决 截流期间严禁任何往来船只在龙口区通行 六 截流规划六 截流规划 6 1 截流施工特点 截流施工特点 1 由于左岸不具备交通条件 主要采用从右岸向左侧单向进占的截流方式 2 理论计算和类似工程经验均表明 本工程河床截流落差较小 流速较低 截流 难度较小 但现场存在由于水下地形改变 南欧江洪水变化大等未知因素 应对截流 引起足够的重视 3 截流场地较为狭窄 截流道路及施工布置较为困难 20 4 截流设备要求较多 截流道路相对狭窄 安全问题突出 5 本工程戗堤有挡水要求 截流后需尽快加高至 310 50m 高程 具备拦挡 309 43m 水位条件 6 2 截流施工布置 截流施工布置 6 2 1 截流施工平台布置截流施工平台布置 预进占段范围内水流流速较小 主要抛投中石及石渣混合料即可满足抛投料物稳 定的要求 根据此特点 结合水工枢纽及导流建筑物布置 可在右岸预进占段堤头侧 形成一个截流施工平台 平台宽 20 0m 30 0m 长约 40 0m 平面高程约为 EL 310 5 与右岸上游底线公路 截流道路 R8 和右岸下游底线公路 截流道路 R5 1 相连接 该平台可用于布置自卸汽车回车区及编队区 6 2 2 截流施工道路布置截流施工道路布置 6 2 2 1 截流施工道路 1 右岸上游截流道路 R8 自右岸上游道路 R7适当位置分叉 下卧至截流施工平 台 起点高程 EL 326 00 终点高程 EL 310 50 路面宽度 9 0m 道路长度约 270 0m 平均坡度 6 石渣路面 为截流施工的主要道路 2 右岸下游截流道路 R5 1 自右岸下游底线公路 R5适当位置分叉 沿坝肩边坡 下卧至截流施工平台 起点高程约 EL 320 00 终点高程 EL 310 50 路面宽度 7 5m 道路长度约 258 0m 平均坡度 3 7 石渣路面 为截流施工的辅助道路 6 2 2 2 预进占施工道路 预进占填筑渣料主要为一期上下游围堰及外部便道拆除的合格石渣料 为保证截 流施工的正常进行 减小截流后围堰填筑的强度 尽早的为防渗墙施工提交工作面 考虑左右岸 上下游同时进行预进占的填筑施工 21 1 右岸上游截流戗堤预进占填筑道路 一期上游横向围堰拆除料 上游施工便道 R3 1 左岸上游底线公路 R3 左岸上游公路 R6 左岸 EL 330 00m 马道 左岸上坝公 路 R1 下游施工桥 右岸上坝公路 R2 右岸 EL 330 00m 马道 右岸上游公路 R7 右岸上游截流道路 R8 预进占填筑作业面 总运距约为 5 06km 2 右岸下游戗堤预进占填筑道路 一期下游横向围堰拆除料 下游施工便道 R4 1 左岸上坝公路 R1 下游施工桥 右岸上坝公路 R2 右岸下游底线公路 R5 下游预 进占填筑作业面 总运距约为 3 56km 3 左岸上游非龙口段填筑道路 一期上游横向围堰及外部施工便道拆除料 上游 施工便道 R3 1 上游预进占道路 R3 2 左岸非龙口区填筑作业面 总运距约为 0 17km 4 左岸下游预进占填筑道路 一期下游横向围堰及外部施工便道拆除料 下游施 工便道 R4 1 下游预进占道路 R4 2 左岸下游预进占填筑作业面 总运距约为 0 16km 6 2 3 施工供电及照明施工供电及照明 供电电源为左岸导流明渠进口段 630KVA 变压器附近的接线点 跨河接 10KV 高 压线至右岸上游位置 右岸变压器设置如下 1 右岸上游变压器 1250KVA 主要供右岸上游防渗墙及基坑内部分机械的施 工用电 及右岸上游临时营地内钢筋加工场 机械停放场和金结机电设备场内的生产 生活用电 经验算供电容量满足施工需要 2 右岸下游变压器 630KVA 主要供右岸下游防渗墙 及抽水泵站和基坑内 部分机械的施工用电 经验算供电容量满足施工需要 施工照明在各围堰填筑作业面及道路上设置 7 5KW 的高压钠灯 22 6 2 4 截流备料及备料场截流备料及备料场 本工程主要采用自右岸单向进占进行截流的施工方案 根据坝址处右岸现有地形 及施工场地布置情况 拟在截流戗堤附近设截流备料场地 为右岸上游截流备料场 原右岸上游河滩边一级阶地 截流备料场内主要储备龙口合拢时的石渣料及截流 特殊材料 中石 大石和钢筋石笼等 右岸上游截流备料场 石渣料堆放区位于上游截流施工道路 R8以下临江侧一级阶 地上 地面高程约 EL 308 00m 堆渣面高程约为 EL 310 50m 场地面积约 5500m2 满足龙口填筑石渣料的备料要求 截流特殊材料堆放区位于右岸下游截流施 工道路 R5 1末端与截流施工平台相接处附近的平缓区域 为便于截流时取料 沿 R5 1 道路两侧布置 其中中石料堆放区在 R5 1道路外侧临河侧二级阶地上 堆渣面高程 EL 314 00m 大石料及钢筋石笼堆放区位于 R5 1道路内侧与边坡坡脚较空旷平整场地 处 堆渣面高程约 EL 314 00m 场地面积约 2200m2 满足截流所需特殊材料的备料 要求 备料前对截流备料场地内各分区进行适当平整 并碾压密实 另外 施工时截流备料场内石渣料备料区 应尽量与截流戗堤结合布置 控制堆 渣面高程 EL 310 5m 及上游堆渣范围 在备料富裕和不影响截流戗堤预进占施工的 前提下 根据上游防渗墙施工平台的要求 预先进行部分平台的填筑 视情况提前提 交上游防渗墙施工作业面 以便为后期围堰填筑及基坑开挖节省工期 6 2 4 截流现场指挥中心截流现场指挥中心 截流现场设截流指挥中心 在截流戗堤右岸截流施工平台边缘区域设活动房 1 座 作为截流指挥中心会议室和值班室 指挥中心配备对讲机 指挥旗等截流指挥工具 截流现场指挥中心负责截流现场车辆的调度及截流程序的安排 统一听命于左岸导流 明渠进口处截流仪式主会场截流指挥部的安排 23 6 3 截流期间的水情监控 截流期间的水情监控 6 3 1 水情预报水情预报 水情预报对工程截流十分重要 对截流成败有着较大的影响 因此 建议业主在 截流时加强上游水情预报 掌握截流期间上游流量的实时情况 并将水情预报资料及 时转交我部截流现场指挥中心 以便采取应急处置措施 确保大江截流成功 6 3 2 截流期间的水位和水力观测截流期间的水位和水力观测 1 水位观测 截流前在导流明渠进 出口各设一组水位尺 预进占及截流期间分 别派专人观测水位 每天时观测两次 定时观测 2 龙口水力观测 截流时龙口测流速难度较大 宜采用浮标测流速方法 3 观测河流流态及河床冲淤情况 4 观测抛投体被冲动的情况 水位及龙口水力观测的结果实时上报到截流指挥部 技术决策组 以便直接用于指导截流施工 七 截流施工七 截流施工 7 1 龙口进占程序及施工方法 龙口进占程序及施工方法 7 1 1 龙口进占程序龙口进占程序 河床截流采用自右岸向左岸单向进占的截流方式 龙口宽度 35 00m 进占施工程 序为 截流道路形成 截流施工平台填筑 截流备料 石渣料及特殊材料 左岸上 游预进占填筑 左岸下游预进占填筑 右岸上游预进占填筑 右岸下游预进占填筑 右岸上游截流戗堤预进占填筑完成 龙口段填筑施工 龙口合拢 戗堤闭气 戗堤加 高 7 1 2 截流施工方法截流施工方法 24 根据截流进占程序 戗堤进占施工前 首先按设计坐标现场测量放样 将截流戗 堤轴线及边线 物料边界线 顶高程 顶宽在现场用彩旗及喷漆作好明显的标识 7 1 2 1 预进占段进占施工 根据大江截流总体规划及安排 预进占填筑施工预计开始时间为 2013 年 11 月上 旬 至 2013 年 12 月 5 日预进占填筑基本完成 结合目前现场施工实际施工情况及现 有机械设备配置 为降低截流后围堰填筑强度 尽早的为围堰防渗墙施工提交工作面 计划上下游 左右岸在截流前完成预进占施工 1 上游预进占戗堤填筑 根据上游围堰截流戗堤的结构形式 上游预进占分为右岸预进占区和左岸非龙口 段 1 非龙口段填筑 非龙口段填筑 左岸非龙口段长度 33m 顶高程 EL 308 50m 填筑量约 2410m3 目前大部分出露在水面以上 EL 306 20m 该部位河水流速较小 1 2m s 河床冲刷不大 填筑料以石渣为主 夹部分中石裹头护底 局部流速较 大时 用中石料抛入上挑脚上游侧 以形成较大泄流区 中石及石渣全断面进占 一期上游围堰外部施工便道 R3 1 上层 EL 308 5 以上 拆除时 先进行左岸 上游预进占道路 R3 2 的填筑 预进占道路填筑完成后 开始进行非龙口段的填筑施 工 开挖采用 ZX450 反挖 自上游纵向混凝土围堰端头往上游进行 装 15T 自卸汽车 运至非龙口段填筑点 后退法卸料至堤头 SD22 推渣 20T 振动碾碾压密实 非龙口段填筑完成后 为保证填筑质量 避免因右岸预进占河床束窄而引起龙口 段流速增大 导致对已填筑堤头造成过度冲刷而增大截流难度 在非龙口段进占到门 口宽度约 35m 位置后 在其堤头填筑大石及部分钢筋石笼 进行裹头 护脚保护 2 右岸预进占区填筑施工 右岸预进占区填筑施工 右岸预进占区长度 51m 戗堤宽度 10 0m 顶高 25 程 EL 308 50m 填筑料以石渣为主 夹部分中石及大石护底 预进占段抛投总量约为 2 24 万 m3 其中石渣料约 1 83 万 m3 中石料约 0 41 万 m3 根据截流总体规划 预进 占施工时段为 2013 年 11 月上旬至 2013 年 12 月 5 日 考虑预进占不同时段流量及束 窄河床流速变化 进占填筑的难度不同 将预进占区分为 预进占前期 20m 预 进占中期 20m 和预进占后期 11m 对不同区段采取有针对性的进占方式及选 择合适的填筑渣料 保证预进占施工效果 预进占前期主要为截流施工平台下部河岸边的水下阶地填筑 河水深度不大 填 筑料以石渣为主 采用全断面法进行填筑 预进占中期开始进入主河道 随着填筑的 伸入河床开始束窄 流速逐渐增大 填筑料仍以石渣料为主夹部分中石 局部流速较 大部位采用上挑脚法填筑 在戗堤上游侧抛投中石 在其后形成泄流区 石渣料跟进 全断面填筑 进入预进占后期 为预进占中相对较难部位 该部位位于主河道靠近龙 口部位 河床水位较深 填筑量较大 束窄河床引起部分水位的雍高 填筑料为石渣 和中石的混合料 填筑时先用中石在上游进行挑脚 下游侧石渣跟进进占 全断面法 施工 预进占填筑石渣料料源为一期上游围堰拆除合格石渣料 围堰拆除采用 ZX450 反 挖 装 15T 自卸汽车 运至预进占填筑作业面 后退法卸料至堤头 SD22 推土机推 料 20T 振动碾碾压密实 2 下游预进占戗堤填筑 下游预进占填筑与上游同时进行 分为左右岸预进占区 1 左岸预进占区 左岸预进占区 左岸预进占区长度 45m 顶高程 EL 308 00m 目前大部 分在河水位以上 填筑量约 3560m3 以石渣为主全断面法填筑 填筑料源为一期下游 围堰外部施工便道 R 1 的拆除合格石渣料 填筑施工方法同左岸上游非龙口区 在 此不再累述 26 2 右岸预进占区 右岸预进占区 右岸预进占区长度约 40m 顶高程 EL 308 00m 填筑量 约 1 5 万 m3 以石渣为主全断面法填筑 填筑料源为一期下游围堰拆除合格石渣料 填筑施工方法同右岸上游预进占区 此不再累述 预进占填筑时 以上游预进占为主 在截流备料充足 机械设备足够 渣料富裕 的情况下 适时进行下游预进占的填筑施工 下游预进占左右岸填筑长度视主河道宽 度可适当增加 7 1 2 2 龙口段进占施工 龙口段进占施工计划从 2013 年 12 月 6 日开始 设计抛投总量为 1 47 万 m3 其 中石渣料约为 0 78 万 m3 大块石料约为 0 17 万 m3 中石料约为 0 50 万 m3 钢筋石 笼 184 个 1 戗堤堤头车辆行驶线路布置 在戗堤堤头分成三路纵队 其中靠下游侧设两路 上游侧留一条空车退场道 堤 头线路布置共分为三个区 抛投区长 10m 20m 编队区长 30m 50m 回车区长 20m 30m 为满足强度要求及方便施工 在戗堤堤头布置 2 个卸料点 戗堤轴线上 下游侧 各设 1 个 另根据不同部位填料的要求 采用不同的编队方式 一路 20T 靠上游 区抛填大块石 串 钢筋石笼 串 另一路 15T 在中间及靠下游的 区抛填中 石 石渣料 为确保堤头车辆安全 汽车轮缘距戗堤边缘不少于 3 0m 距上下游侧边线不少于 1 0m 并安排专人布置标识 堤头警戒和观察堤头冲刷情况 不同材料车队分别配以 不同颜色 数码标志 堤头指挥人员以相应颜色的旗帜分区段按要求指挥编队和卸料 27 2 龙口段进占 龙口段施工主要采用全断面辅以局部凸出上游挑角的进占方式 抛投方法拟采用 直接抛投 集中推运抛投等方式 根据水流情况及进占方式 将龙口分成 3 个区段进 行抛填 龙口龙口 区区 本区口门宽度为 35 00m 25 00m 龙口平均流速 1 20m s 1 90m s 设计抛投量为 6670m3 其中石渣料约为 4669m3 中石料约为 2001m3 本区龙口水流流速较小 料物流失量较小 该段施工方法为全断面进占 局部水 流流速较大时采用在上挑角抛投钢筋石笼及大块石 挑开水流 下部形成滞流区 而 后采用中石及石渣抛投跟随进占 龙口龙口 区区 本区口门宽度为 25 00m 10 00m 龙口平均流速 1 90m s 2 80m s 龙口最大平均流速为 2 80m s 对应口门宽度为 10m 本区设计 抛投量约为 6130m3 其中石渣料约为 1839m3 大块石料约为 1655m3 中石料约为 2452m3 钢筋石笼 184 个 本区段相对而言是截流困难段 流速相对较大 该段施工方法为全断面进占 局 部水流流速较大时采用在上挑角抛投钢筋石笼及大块石 挑开水流 形成滞流区 而 后采用中石及石渣抛投跟随进占 龙口龙口 区区 本区龙口口门宽度为 10 00m 0 00m 龙口平均流速为 2 80m s 0m s 设计抛投量约为 1870m3 其中石渣料约为 1309m3 中石料约为 561m3 本区段龙口流量逐渐减小 流速较小 该段施工方法为全断面进占 局部水流流 速较大时采用在上挑角抛投钢筋石笼及大块石 挑开水流 形成滞流区 而后采用中 28 石及石渣抛投跟随进占 7 1 2 3 戗堤闭气 为减小戗堤渗流量 龙口合龙后 视戗堤渗流情况在戗堤上游侧抛填粘土料闭气 在空隙较大部位 先抛填中石及石渣料 形成反滤过渡区 而后抛填粘土料闭气 闭 气粘土料从右岸上游土料场开采 采用自卸汽车运输 本工程截流闭气需开采粘土工 程量约为 1500m3 闭气粘土料采用 ZX330 反挖开挖 装 15T 自卸汽车 运输至截流戗堤迎水面直接 抛填 SD22 推土机辅助推料 卸料后反挖进行坡面平整 击实及往下部送料 使整个 迎水面形成 1 0 1 5m 的粘土防渗铺盖 7 1 2 4 戗堤加高 本工程截流设计标准采用 10 年一遇 12 月平均流量 相应流量为 418m3 s 在设 计工况下合龙后水位高程为 307 34m 考虑安全超高 合龙后戗顶高程为 308 50m 围堰防渗施工平台施工期挡水标准为 10 年一遇 12 月 次年 4 月平均流量 相应流量 为 1070m3 s 相应上游水位为 309 43m 考虑安全超高 加高后围堰防渗施工平台顶 高程为 310 50m 戗堤加高及加宽在截流后进行 料源为 1 渣场石渣料堆放区内回采的合格石渣料 粒径 50cm ZX450 反挖 装 15T 自卸汽车 运输至戗堤加高填筑作业面 后退 法卸料 SD22 推土机推料 20T 振动碾碾压密实 7 2 截流施工主要技术要点 截流施工主要技术要点 1 戗堤非龙口段进占抛投一般为中小粒径料全断面抛投施工 进占过程中 如发 现堤头抛投材料有流失现象 则在堤头进占前沿的上游挑角先抛投一部分大中块石 在其保护下 使堤头水流在下游侧形成回流缓流区 再将中小石抛填在戗堤轴线的下 29 游侧和上游侧 2 在进占过程中 抛投料出水面后 及时采用石碴加高 戗堤顶用碎石进行铺筑 施工 并安排专人养护路面 确保截流施工道路满足大型车辆阴雨天畅通无阻的要求 3 龙口合龙采用单戗堤单向立堵法的进占方式 控制戗堤顶面高出水面 1 0m 1 5m 左右 抛投进占过程中 视堤头边坡稳定情况