水利水电工程施工技术的知识

1、四川.成都水利水电工程施工新技术及其工程实践1前 言 近年来，随着国际国内一系列水电站的成功建设，特别是我国长江、金沙江、雅砻江、大渡河等流域众多大型电站的建设，水利水电工程施工技术也得到了迅速发展，一批记录被打破，坝高、装机规模、施工进度均有了较大突破。今天就水电施工中常见内容的施工经验与教训与各位进行探讨，不足之处请批评指正！2 目 录一、人工砂石系统与拌和系统三、土石方开挖施工四、砼坝施工二、施工导、截流3一、人工砂石与拌和系统41、人工砂石系统1.1 系统简介 随着现代水电技术的发展，人工砂石系统以其质量稳定、可大规模持续生产、技术参数优良、成本有限等特点成为诸多大中型电站的首选，二十

2、世纪七十年代，水电八局在贵州乌江渡水电站全部采用人工砂石骨料,开创了国内全部采用人工砂石骨料修建大型水电站之先河。5 （1）在毛料的开采方面：三峡下岸溪料场采用爆破粒径控制技术有效地将毛料大块率控制在1.5以下；通过大孔径钻孔设备的应用、混装炸药车的应用等开采技术把爆破规模从1万m3/次提高到4万m3/次以上，满足了三峡工程高强度生产的需求。在小湾砂石加工系统首次采用最大容积为11000m3，直径6m、深210m，运输能力为2050t/h的200m级溜渣竖井运输毛料，解决了山高坡陡的人工砂石生产料场难题，既节省了公路修建费用，又减少了汽车运输，有效降低了生产成本。 6 （2）在系统的工艺流程设

3、计方面：通过新设备的应用，新工艺的开发，在向家坝水电站我们成功地建成了当今世界上最大人工砂石生产系统，其处理能力为3200t/h；在三峡下岸溪人工砂石系统创造出了日供应4.2万t、月供应112万t，总供应量达3880.5万t人工砂石骨料的世界记录。 1）在三峡下岸溪砂石系统中首次应用了世界上最大型的破碎机（MK-5065）和高性能的HP圆锥破碎机，创造出了世界最大的、自动化程度最高的，达到了国际先进水平的人工砂加工系统。7 2）在三峡下岸溪砂石加工系统如按照传统的棒磨机制砂方式，至少需要配置20多台棒磨机才能够满足制砂要求，如单独采用立轴冲击破碎机制砂方式，砂的细度模数偏高，不能满足成品砂的质

4、量要求，通过多次实验研究，我们首创立轴冲击破碎机和棒磨机联合制砂的新工艺，确保了三峡工程人工砂的生产和供应，大大降低系统运行成本。8 3）独创了立轴破碎机单独制砂与粗砂整形的新工艺、满足了碾压混凝土对人工砂石料的要求。 4）首次采用两段破碎的新工艺和分级脱水一体化新工艺，对系统进行了优化，大大降低了生产成本。 5）小湾水电站砂石加工系统布置在坡度为3555的山坡上，布置面积仅2.2万m2。由于场地不足，系统布置采用了竖井平洞的方式：在料场中心布置了两个上部9直径6m、下部直径12m、深210m的竖井，用于毛料的垂直运输，两座大型粗碎车间布置于地下，成品骨料采用竖井储存及平洞胶带机运输。该系统共

5、设置了10个成品料竖井，采用了明井与暗井相结合的方法。竖井式储仓总容积11.36万m3。竖井底部设置4条平洞，洞内安装胶带机与拌和系统相接。小湾左岸砂石系统是对采用竖井平洞储存、运输毛料、成品料技术的应用及创新。10 （3）在物料运输方面：向家坝砂石生产系统中建成了5条总长31.1km长距离的带式输送机系统。该系统是在复杂地形条件下通过隧洞内长距离变坡运行（洞内穿越高山、溪沟）输送砂石骨料，其中9条隧洞，总长29.3km, 长距离胶带机设计输送能力Q=3000t/h,带速V=4.0m/s,带宽B=1200mm。是亚洲长距离胶带机汇集量最多、最长的带式输送机系统。 （4）环境保护方面：采用多种方

6、法和多种工艺进行废水处理、细砂回收和石粉回收，使得砂石生产系统实现了绿色环保的目标。11 （5）自动化控制方面：下岸溪人工砂石加工系统率先采用工业计算机监控系统，有效地提高设备的生产能力，减少设备事故，减轻工人劳动强度，实现系统资源的合理配置，降低系统运行成本。 （6）质量控制方面：在下岸溪人工砂石系统自行研制小型脱水筛对生产的成品砂进行入仓前的脱水，为成品砂脱水奠定了良好的基础，解决了人工砂生产中的关键性技术难题。12 （7）系统的运行管理方面： 1)采用锌合金代替环氧树脂安装填充的新材料，加快了破碎设备快速安装； 2)通过精心的策划和先进管理技术,创造了13天安装两台大型进口旋回式破碎机的

7、新纪录。13 1.2 骨料分类 砂石骨料按粒径一般分为粗骨料和细骨料两种，粗骨料一般包括小石（520mm）、中石（2040mm）、大石（4080mm）、特大石（80150mm），细骨料为砂（5mm）。砂按粗细程度可分为粗砂、中砂和细砂。 砼粗细骨料标准颗粒级配范围如下图：1415 1.3 生产流程 砂石骨料生产典型流程一般分为粗碎、中碎、细碎系统、污水处理系统、降噪系统、回收系统等，由不同的车间来完成。 砂石加工系统设备的选型应综合考虑国内外设备的成本、稳定性、保证率、连续生产时间等因素选定。 砂石系统典型工艺流程图如下：1617砂石系统流程自动控制示意图18 已建规模较大的人工砂石骨料生产系

8、统照片如下：金安桥水电站人砂系统19 2、砼拌和系统 2.1 概述 砼生产系统是为建筑工程提供合格的砼工厂，包括：砼搅拌楼、骨料储运、供配气及胶凝材料（水泥、煤灰等）储运、水及外加剂、制冷（有温控要求的砼）、污水处理系统等部分组成。以砼坝为主体的大中型水利水电枢纽工程中，由于砼量大而集中、质量品种有严格的要求，因此必须实行砼工厂化生产，对保证砼质量和取得良好的经济效益有很重要的意义。20 砼生产系统是建筑工程的一个辅助生产系统，当建筑工程施工完成后，砼生产系统也完成了其使命。砼生产系统的寿命周期为：系统的设计、系统的建设、系统的生产运行管理、系统的拆除及清场。 2.2 混凝土系统的总布置 混凝

9、土系统布置一般以拌和楼为中心结合成品骨料仓和胶凝材料罐进行布置。要求做到进料方便、出料顺畅、布置紧凑、工艺合理、产品质量有保证，并应尽量缩短物料流程，减少转运环21节，利用高差地形，以节省土建工程、设备投资和能耗，提高经济效益。 进行混凝土系统布置时，一般应考虑： (1)在选定的混凝土系统范围内，确定适合布置拌和楼的位置。多座拌和楼布置时，每座拌和楼要有自己独立的出料线，互不影响拌和楼的安装； (2)对于生产温控混凝土的拌和楼，要将制冷厂紧靠拌和楼布置；22(3)胶凝材料罐的布置要考虑胶凝材料卸料的位置、拌和楼的距离、胶凝材料的输送设备及路线；(4)混凝土系统骨料调节料仓应设置在平坦和排水良好

10、的地段，便于受料和向拌和楼提供较干燥的骨料；(5)对粗骨料需要设置二次筛分时，二次筛分设置在骨料调节料仓与拌和楼或一次风冷料仓之间。要保证上料顺畅；(6)拌和楼附近的地平要硬化，排水沟要顺畅，便于混凝土运输车的清洗和环境卫生。23 贵州乌江构皮滩三叉口混凝土系统制冷楼胶凝材料储运系统水、外加剂系统拌和楼骨料储运系统一次风冷料仓一次风冷车间24 2.3系统生产能力 （1）混凝土高峰月浇筑强度 一般应按施工进度计划确定，如无进度计划，可按下式进行估算。 Qm = Km V / N式中 Qm混凝土高峰月浇筑强度,m3： V在计算阶段内由该混凝土系统供应的混凝土量，m3：25 N相应于V的混凝土浇筑月

11、数，月； Km月不均匀系数，当V按全工程的砼总量计算时，Km =1.82.4；V为估计高峰砼浇筑年时，Km =1.31.6。 （2）砼生产系统小时生产能力 从高峰月浇筑强度换算系统的小时生产能力Qh，可按下式计算： Qh= Km Qm /（2025） 26式中 Qh小时生产能力，m3/h； Kh小时不均匀系数，一般取1.5； Qm混凝土高峰月浇筑强度,m3。 2.4 拌和楼 （1）搅拌楼的型号 Qh= Km Qm /（2025） 27 搅拌楼由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及支承结构部件组成，用于生产混凝土的成套设备。 标准工况指符合设计要求的正常工作状况。标准工况应满足下列条件：

12、a）混凝土各组成材料供给充分，成品混凝土出料及时，混凝土搅拌楼连续运转； b）混凝土配合比不变；28c）骨料级配数为砼搅拌楼的设计最高级配数；d）砼坍落度不小于30mm（强制式搅拌机）和50mm（自落式搅拌机）；e）每一罐次搅拌的砼量（以捣实后体积计）应为单台搅拌机的公称出料容积；f）不加掺合料和添加剂，不进行干搅拌；g）根据设计要求确定是否加冰。29 额定生产率指 在标准工况下，混凝土搅拌楼每小时生产出的均质合格混凝土量（以捣实后体积计，单位m3/h）。 骨料分为粗骨料和细骨料，细骨料：细砂(S2)2.5mm以下，粗砂(S1)粒径2.5mm5mm，细（小）石（G4）5mm20mm，中石（G3

13、）20mm40mm；粗骨料：大石（G2）40mm80mm，特大石（G1）80mm150mm。 30 粉料指水泥和掺合料（包括粉煤灰、矿粉等）。 混凝土搅拌楼型号由混凝土生产工艺流程布置型式代号、主机代号、主参数和变型（或更新）代号等组成。常用如：HZ75-1S1500 表示主机为一台JS1500双卧轴强制式搅拌机，理论生产率为75m3/h的混凝土搅拌站；HL120-3F1500表示主机为三台JF1500双锥倾翻自落式搅拌机，理论生产率为120m3/h的混凝土搅拌楼。31主参数：额定生产率定义为混凝土搅拌楼的主参数。 主参数（m3/h）优选系列为：30、45、50、60、75、90、120、15

14、0、180、240、360、480。 （2）混凝土搅拌楼的分类 1）混凝土搅拌楼按混凝土出料方式，分为连续式混凝土搅拌楼和周期式混凝土搅拌楼。32 混凝土生产从物料配料到混凝土的生成，再到下一轮的配料需要的一个周期循环出料形式的搅拌楼为周期式混凝土搅拌楼。所有混凝土物料按照混凝土配比配好料后连续不断的从搅拌机的一端的顶部进入搅拌机进行搅拌，然后从搅拌机另一端的底部连续不断的出料（混凝土）的搅拌楼称为连续式混凝土搅拌楼。 混凝土搅拌楼按照混凝土生产搅拌方式所选取的搅拌机分为强制式搅拌楼和自落式搅拌楼。 33 混凝土搅拌楼按照混凝土生产工艺流程布置型式的需要，骨料被提升的次数，分为单阶式和双阶式。

15、骨料仅提升一次者称为单阶式混凝土搅拌楼（如图1）；骨料需提升二次或二次以上者称为双阶式混凝土搅拌楼（如图2）。贮 料配 料搅 拌出 料贮 料配 料搅 拌出 料混凝土运输设备混凝土运输设备图1 单阶式混凝土搅拌楼骨料流程图图2 双阶式混凝土搅拌楼骨料流程图骨 料 提 升骨料首次提升骨料再次提升34 （3）混凝土搅拌楼的选用 搅拌楼的选用一般按混凝土生产的总量、浇筑强度和混凝土的性质来选取，混凝土出机口温度的要求也影响搅拌楼的选取。对于常态混凝土一般选取自落式搅拌机的搅拌楼，碾压混凝土一般选取强制式搅拌机的搅拌楼。 搅拌楼选择的注意事项： 1）按混凝土使用最大骨料直径选用相应容量的搅拌机；35 2

16、）主体工程用的混凝土，由于质量要求高，配料应分别进行，不宜累计称量配料； 3）尽量选用通用搅拌楼，搅拌楼选用的座数不宜太多，便于骨料、粉料等辅助系统的设计布置和混凝土系统的运行、维修管理； 4）搅拌楼选定后，骨料、粉料、水、外加剂的供应均应该按搅拌楼的生产能力配套，供热、供冷按需要进行配置。36 2.5 骨料储运系统 (1)骨料的运输 生产混凝土的骨料一般由为工程设置的砂石系统生产或由社会购买。混凝土骨料的运输可选用汽车或胶带机，一般根据运输距离、工程具备的地理条件通过选用汽车或胶带机运输骨料的经济成本、安全性进行分析后，确定选用汽车或胶带机运输骨料。骨料运输能力要大于混凝土系统生产能力所需要

17、的骨料量。选用胶带机运输骨料时，胶带机要设置雨棚。37 (2) 骨料的储存 考虑到工程的混凝土浇筑强度、高峰时段持续时间、混凝土质量要求、温控要求，为提高混凝土生产系统运行的可靠性。砂石系统的成品骨料仓没有紧靠混凝土系统时，混凝土系统必须设置骨料调节料仓。骨料调节料仓的有效容积储存的骨料一般要满足混凝土高峰月浇筑强度3天的用量设计。骨料调节料仓特大石仓、大石仓设缓降器，砂仓设置雨棚，如生产温控混凝土时骨料仓全部设置防晒、防雨棚。38 (3)粗骨料的二次筛分 混凝土骨料运输过程中无论是汽车还是胶带机运输都会使骨料产生逊径及粉尘污染，为了保证混凝土的质量，需设置粗骨料二次筛分来保证混凝土的质量。二

18、次筛分产生的弃料要运往工程师指定的地点，二次筛分产生的废水必须经过处理才能进行排放或回收使用。二次筛分的生产能力必须大于混凝土系统的生产能力 。39 (4)胶凝材料储运系统 大、中型工程所需要的胶凝材料（水泥、煤灰）散装为主、袋装为辅。散装胶凝材料卸载后装在储料罐内储存备用。袋装胶凝材料除直接使用外，须拆包后进储料罐内储存备用。 1)胶凝材料的储运工艺 散装胶凝材料的运输采用气力输送方式，胶凝材料由散装罐车将其运输到工地后，经40胶凝材料称量站计量后，利用系统压缩空气经罐车自带气力输送装置送进系统内储料罐中储存。 2)胶凝材料的储量 胶凝材料的储量一般由混凝土浇筑月高峰的平均用量确定，大、中型

19、工程所需要的胶凝材料常规是混凝土浇筑月高峰期7天的用量储存。 3)胶凝材料的储存设施41 散装胶凝材料由设置混凝土的胶凝材料罐储存，胶凝材料罐的规格一般分为：300t，500t，600t，800t，1000t，1500t。 2.6 制冷系统 水电站混凝土工程，特别是混凝土大坝下部块体尺寸较大，受到两岸及河床建基面基岩的约束，施工期暴露面多，环境气温和水温变化大，夏季高温历时长，日温差大、春季、冬季还有气温骤降，施工期大体积混凝土内部温度高，外界42气温和水温的变化会使混凝土工程内出现较大的温度应力，从而导致开裂，影响结构安全。严格控制混凝土浇筑温度和最高温度不超过相应设计允许温度要求，并采取综

20、合混凝土温度控制措施，预防混凝土裂缝产生，是保证混凝土结构的整体性及工程施工质量的关键。控制混凝土浇筑温度和最高温度不超过相应设计允许温度要求的最重要的措施就是降低混凝土出机口温度。43 根据多年设计、生产预冷混凝土的经验，采用骨料风冷、充分加冰、加冷水拌和的混凝土预冷工艺，能确保混凝土出机口温度满足设计要求。混凝土制冷系统由三部分组成：骨料风冷系统、冰系统、冷水系统。其中，一次风冷系统、二次风冷系统合起来称为两次风冷骨料系统。 骨料风冷原理图44 混凝土的预冷措施目前分为：粗骨料第一次风冷，粗骨料第二次风冷，加片冰，加2-4冷水拌制混凝土的四种措施。在高温季节根据混凝土预冷的性质和出机口温度

21、的不同确定混凝土预冷系统的工艺措施，一般通过热平衡计算由上述四种预冷措施组合以下不同工况的预冷工艺措施。 由于碾压混凝土加水量受到限制，尽量不选择加冰的工艺，常态混凝土时优先选择加冰的工艺。45 2.7 工艺流程 46 已建较完善的搅拌楼实景照片如下：47二、施工导、截流乌江渡水电站481、施工导流 在河流上修建水工建筑物，施工期间往往与通航、筏运、渔业、灌溉或水电站运行等水资源综合利用的要求发生矛盾。在河流上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围护基坑，并将河水引向预定的泄水通道往下游宣泄，这就是施工导流。1.1 施工导流标准导流标准选定导流设计流量的标准。49

22、 导流设计流量是选择导流方案、确定导流建筑物的主要依据。确定导流标准主要依据：1）导流建筑物级别；2）导流建筑物类型；3）风险度分析； 导流时段按导流的各个施工的阶段划分的延续时间。 导流设计流量依据导流标准、导流时段来确定。 （1）土坝、堆石坝、支墩坝等在洪水来临前不能完建时，围堰的导流时段一般以全年为标50准，导流设计流量按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。 （2）若洪水来临前坝身能起拦洪作用，则围堰的导流时段为洪水来临前的施工时段（枯水期挡水），导流设计流量为该时段内按导流标准选择相应洪水重现期的最大流量。1.3 施工导流方式（1）施工导流的基本方法（分段围堰法、全段围堰法）511）

23、分段围堰法导流亦称分期导流，就是用围堰将水工建筑物所在的河段分段分期围护起来的施工方法。河水通过束窄河床、坝体缺口、坝体底孔等下泄，两段两期采用较多。挡水建筑物由上下游围堰、纵向围堰组成。泄水建筑物指束窄原河床，混凝土坝的坝体预留缺口、坝体底孔，明槽，平原河道低水头河床径流电站的厂房等。适用流量较大的大江大河修建混凝土坝枢纽时较为常用。52 2）全段围堰法指在河床主体工程的上下游各建一座横向围堰，令河水经河床以外的临时泄水通道或永久泄水建筑物下泄。主体工程完成或接近完成时，将临时泄水道封堵。挡水建筑物为上下游围堰。与泄水建筑物对应的导流方法有：A.隧洞导流；B.明渠导流；C.涵管导流。全段围堰

24、法一般在山区河流河床狭窄修建大坝时采用，尤其是修筑土坝、堆石坝等工程中常采用。53明渠导流隧洞导流54（2）常见施工导流方式 1）隧洞导流 隧洞导流是在河岸中开挖隧洞，在基坑的上下游修筑围堰，河水由隧洞下泄。 适用于河谷狭窄的山区河流及土坝、堆石坝。 隧洞导流典型布置图如下：5556 2）明渠导流 明渠导流是在河岸上开挖明渠，在基坑的上下游修筑围堰，河水由明渠下泄。 适用于岸坡平缓或有一岸具有较宽的台地、垭口或古河道的地形。明渠导流典型布置图57 3）分段围堰导流的方式 包括束窄河床导流和通过已建或在建的建筑物导流。 束窄河床导流通常用于分期导流的前期阶段，特别是一期导流。其泄水道是被围堰束窄

25、后的河床。当河床覆盖层是深厚的细土粒层时，则束窄河床不可避免地会产生一定的冲刷。对于非通航河道，只要这种冲刷不危及围堰和河岸的安全，一般都是许可的。58通过建筑物导流的主要方式包括设置在混凝土坝体中的底孔导流，混凝土坝体上预留缺口导流、梳齿孔导流，平原河道上的低水头河床式径流电站可采用厂房导流等。这种导流方式多用于分期导流的后期阶段。 4）全段围堰法导流的方式 包括明渠、隧洞、涵管导流。59 2、 导流挡水建筑物 2.1概述 导流挡水建筑物主要是围堰，是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构。其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物

26、。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除。602.2 围堰的分类 （1）按使用材料分类 围堰按使用材料分类可分为土石围堰、混凝土围堰、草土围堰、木笼围堰、竹笼围堰、钢板桩格形围堰等。 （2）按围堰与水流方向的相对位置可分为横向围堰和纵向围堰。 （3）按围堰和坝轴线的相对位置可分为上游围堰和下游围堰。 61 （4）按导流期间基坑过水与否可分为过水围堰和不过水围堰。过水围堰除需要满足一般围堰的基本要求外，还要满足堰顶过水的要求。 （5）按围堰挡水时段可分为全年挡水围堰和枯水期挡水围堰。 以上分类一般指围护主河床永久建筑物而言，按被围护的建筑物分类，尚有厂房围堰，船

27、闸围堰，隧洞进口围堰、出口围堰等。 2.3 围堰的基本形式及构造 （1）土石围堰 62 土石围堰可与截流戗堤结合，可利用开挖弃渣，并可直接利用主体工程开挖装运设备进行机械化快速施工，是我国应用最广泛的围堰形式。土石围堰的防渗结构形式有斜墙式、斜墙带水平铺盖式、垂直防渗墙式及灌浆帷幕式等。如下图所示。63高喷防渗墙施工 混凝土防渗墙施工 粘土心墙施工 土工膜+防渗墙防渗 64 （2）混凝土围堰 混凝土围堰是用常态或碾压混凝土建筑而成。混凝土围堰宜建在岩石地基上，其特点是挡水水头高，底宽小，抗冲能力大，堰顶可溢流。采用分段围堰法导流中，混凝土纵向围堰可两面挡水，还可与永久结构结合作为坝体或闸室的一

28、部分。混凝土围堰结构形式有重力式、拱型等形式。 65 （3）土石过水围堰 大型水利水电工程为了保证汛期不间断施工，往往采用全年挡水的导流流量标准。但不少大中型工程受水文、地形、地质等条件的制约，为了围堰全年挡水而增大导流流量，常导致导流工程规模过大，因而在工期和经济上得不偿失，有时甚至在技术上也不可行，故只宜采用过水围堰，允许汛期围堰过水，中断施工。 土石过水围堰施工简便，对地基适应性强，但土石方填筑量不宜过大，围堰挡水流量标准66 武都水库上游土石 混凝土面板过水围堰 溪洛渡水电站 上游土石全年围堰67也不宜过低，以便有足够时间完成围堰的过水保护，并避免围堰全年频繁过水影响施工。土石过水围堰

29、高度一般在30m上下。 土石过水围堰大多用混凝土护面。有些电站如柘溪 等水电站在护面混凝土末端设镇墩，以保护堰脚不受冲刷，黄龙滩水电站、武都水库、大河口等工程施工时，将混凝土面板延伸到堰脚，采取混凝土护坦或钢筋笼等措施保护河床覆盖层，既简化了施工，又缩短了工期。 （4）草土围堰68 草土围堰是一种草土混合结构。 （5）木笼、竹笼围堰 木笼围堰是由圆木或方木叠成的多层框架、填充石料组成的挡水建筑物。竹笼围堰是用内填块石的竹笼堆叠而成的挡水建筑物，在迎水面一般用木板、混凝土面板或填黏土阻水。 （6）钢板桩格形围堰 钢板桩格形围堰是由一系列彼此相连的格体形成外壳，然后在内填以土料构成。692.3 围

30、堰防渗经验与教训 围堰防渗施工必须精心组织，严格要求，以保证基坑抽水顺利进行，并维持基坑干地施工，施工中由于多种原因可导致围堰渗水，延误施工进度，甚至造成重大经济损失。 国内某工程上游围堰采用土石不过水围堰，土工膜防渗+混凝土防渗墙+墙下帷幕，由于混凝土浇筑不密实，防渗帷幕偏离帷幕线，基岩位置判断不准确，土工膜局部破坏，致使渗水严重，最终返工处理。7071 2 、施工截流 2.1 截流简介 对水利水电工程来讲，截流是关键性、控制性项目，截流过程包括预进占、龙口范围的加固、合龙、闭气。具有复杂性、关键性、控制性等特点。72 2.2 截流方式 河道截流有立堵法、平堵法、立平堵法、平立堵法、下闸截流

31、以及定向爆破截流等，但基本方法为立堵法和平堵法两种 。 （1）立堵法截流 准备工作比较简单，费用较低，但龙口单宽流量较大、抛投强度受到限制，适用于大流量、岩基或覆盖层较薄的岩基河床。立堵法截流可分为:单戗截流、双戗截流和宽戗截流。73 （2）平堵法截流 龙口单宽流量较小、抛投强度较大，但技术复杂、费用较高、碍航，适用于软基河床 。742.3 截流时段及截流流量 （1） 截流时段 截流时段主要受截流难度、围堰及基坑工作、对航运的影响及冰凌的影响。 截流应强调实时截流，施工前夕，应重视水文气象预报及实际水情。 （2）截流流量75 可采用截流时段内重现期510年的旬或月平均流量。常用截流流量的选定方

32、法有频率法、统计分析法、预报法。 2.4 龙口位置和宽度 （1）龙口位置 1）龙口应设置在河床主流部位，方向力求 与主流顺直； 2）龙口应选择在耐冲河床上； 3）龙口附近应有较宽阔的场地。76 （2）龙口宽度 考虑合龙工程量，龙口尽可能窄些，以缩短截流延续时间，考虑龙口河床的冲刷，必要时对龙口加以保护（护底和裹头）有通航要求时，应满足流速、水面比降等要求。 77 2.4 截流材料类型及备料量 （1）材料类型 1）块石 包括： 一般块石、石渣料、石渣混合料、大块石 2）人工块体 包括混凝土六面体、四面体、四脚体、钢筋混凝土构架、钢筋笼、铅丝龙、合金网兜。78 截流钢筋石笼 截流混凝土六面体 79

33、 （2）备料量 Q=K K备料系数，考虑各种损失戗堤体积 规范规定：龙口段抛投的大块石、钢筋石笼、混凝土四面体等，备用系数宜取1.21.3。 截流备料总量的备料系数可取1.21.3。80 2.5 截流经验数据截流材料适用流速(m/s)截流材料适用流速(m/s)土料0.50.73t重大块石或钢筋石笼3.52030kg重石块0.81.04.5t重混凝土六面体4.55070kg重石块1.21.35t重大块石，大石串或钢筋 石笼4.55.5麻袋装土（0.7m0.4m0.2m）1.50.6t重大块石2.01215t重混凝土四面体7.21.5t重大块石或钢筋石笼2.53.020t重混凝土四面体7.52.5

34、t重大块石或钢筋石笼约3.03.54.01.015m柴石枕78812.6 截流经验与教训 截流施工是一项重大节点，对水电工程来讲，截流标志着电站建设进入了实质性阶段，因此不容有失。 实际施工中，必须要高度重视，科学组织。国内曾经有某电站因为设备配置不合理，截流备料不足，对地形地质条件判断不准确，对下泄流量估计不足，致使截流不能按期完成，所以要从方案、设备、人员、材料、组织等方面认真规划。82 2.7 安全度汛 汛期安全度汛，由于种种原因，未能在汛前达到施工形象进度，必须采取有效地保护措施，有些工程在汛前将不过水围堰临时改成过水围堰，有些在洪水到来之前，对基坑提前充水，保护围堰，有些汛前在堰顶增

35、设子堰，延长施工时段，避免因洪水造成溃堰、工期滞后等后果。 同时要做好超标洪水的应急预案，备足防汛物资，组织好防洪抢险队伍，根据实时水情预报，在洪水到来之前将人员、设备撤离到安全地点。83三、土石方开挖施工841、明挖施工1.1 土方开挖 土质边坡采用反铲进行削坡，并留有3050cm修坡余量，再人工修整，以满足要求的坡度和平整度。 根据施工现场的地下渗流、地形、地貌条件，在开口线外布置临时截、排水沟，开挖层面向坡外做成一定的坡度以利排水，避免边坡坡角范围形成积水，影响边坡的稳定。边坡开挖完后，必要时进行及时支护。851.2 石方开挖 （1）开挖施工前先开挖好永久边坡上部的截排水沟，以防止雨水漫

36、流冲刷边坡，施工过程中，在坡脚、施工现场周边和道路的坡脚，均开挖好排水沟、槽和设排水设施以及时排除坡底积水，保持边坡稳定。 （2）边坡石方开挖采用自上而下的方法进行施工，梯段高度一般为10m。马道和底部基岩面采用预留保护层的开挖方法。 86 （3）石方开挖出渣采用集渣平台或利用开挖临时便道直接进入工作面出渣的方式；开挖区顶部、工作面狭窄部位、机械无法到达的部位利用人工翻渣。出渣采用挖掘机、装载机装自卸汽车将石渣运至弃渣场。 （4）边坡采用分层开挖，合理规划开挖与支护施工工作面，以上一层的支护保证下一层的开挖安全顺利进行，未完成上一层的支护，严禁进行下一层的开挖，开挖作业面距边坡支护作业面满足规

37、定的安全距离，以免爆破震动破坏边坡支87护 ；破碎带边坡支护必须跟进开挖作业面，以确保边坡稳定。 石方开挖主要采用爆破作业，近年来，爆破技术和爆破器材得到了快速的发展。 国内多座电站边坡采取控制爆破技术，开挖效果理想，图为溪洛渡和小湾边坡开挖情况：88 溪洛渡电站坝肩开挖全景 小湾电站坝肩开挖实景891.3 爆破技术 水电工程常用爆破技术包括梯段爆破、预裂爆破、光面爆破、定向爆破、水下爆破等，随着施工技术的发展，聚能爆破、静态爆破等特种爆破也得到了一定应用。爆破器材的发展也为毫秒微差技术提供了可能，能够设计出复杂的爆破网络。 水电站边坡开挖主要采用深孔梯段爆破、边坡预裂和光面爆破等方法。 （1

38、）通常把开挖区按深度分成510m90的梯段，逐梯段进行爆破，称深孔梯段爆破。常采用孔径76105mm，常用孔、排距为2.04.0X1.53.5m，常用药卷直径5090mm。 （2）预裂爆破指进行石方开挖时，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏，以获得较平整的开挖轮廓。一般孔距80100cm，采用间隔装药，常用孔径控制在80mm以内。 （3）光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体，91然后用光面爆破法将预留的光爆层炸除，形成一个平整的开挖面的一种控制爆破技术。爆破参数与预裂爆破类似。 某电站岩石爆破开挖采用的爆破设计图如下：9

39、2常规梯段爆破设计图93边坡预裂爆破设计图94 进行基础开挖时，一般应预留1.52.0m的保护层，以减少深孔梯段爆破对建基面的破坏，保护层开挖方法主要有： （1）一般开挖方法即采用逐层浅孔小炮爆破方法。 （2）水平预裂爆破方法，通过钻水平孔，进行预裂爆破，以减少对建基面的不利影响。 （3）一次爆破开挖成型方法，即通过在孔底设置柔性垫层，以缓解爆破对建基面的破坏作用。95保护层开挖爆破设计图如下：961.4 支护施工 边坡支护常见的类型包括素喷、挂网喷护、喷锚支护、锚索支护等。 喷锚支护是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。 喷混凝土

40、可以作为边坡、洞室围岩的初期支护或永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。把一定厚度的围岩转变成自承拱，有效地稳定围97岩。当岩体比较破碎时，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。喷混凝土有干喷法和湿喷法 。 预应力锚索是在外荷载作用前，针对建筑物可能滑移拉裂的破坏方向，利用高强钢丝束或钢绞线束先施加主动压力，以提高结构及高边坡的抗滑和防裂能力。 锚索施工程序：造孔、编索穿索内锚段注浆外锚头混凝土施工张拉及锁定封孔灌浆外锚头保护。98 喷锚支护 高边坡喷锚+锚索支护992、地下工程施工2.1 概述 水利水电工程地下工程主

41、要包括引水隧洞、尾水隧洞、导流洞、泄洪洞、放空洞、排沙洞、调压井、排风洞、交通洞、出现洞、排水洞、施工支洞、地下厂房、竖井、斜井等。1002.2 洞挖、井挖开挖施工方法 地下工程平洞常用开挖方法包括：全断面开挖法短台阶开挖法长台阶或分层开挖法导洞超前法留核心土法分部分层开挖法。 斜井、竖井开挖分为全断面施工法和先导井后扩大法。 全断面开挖法适用于小断面浅井和大断面竖井下部无施工通道或虽有交通条件，但工期不能满足要求的情况，特点是需要提升设备解决人员、钻机、材料等的垂直运输。101 先导井后扩大法中常用的正、反井或正反井结合法适用于井深小于100m的导井；深孔分段爆破法适用于井深3070m，下部

42、有施工通道的竖井；反井钻机法适用于深井开挖；吊罐法适用于井深小于100m的竖井；还有爬罐法、导井辐射孔扩挖法等。反井钻机开挖导井示意图102洞挖施工流程图103 2.3 地下厂房开挖 近十年来，随着一些干流的相继开发，地下厂房向大型化或超大型方向发展，经过对地下厂房开挖程序和施工方法的系统研究和实践，积累了如下经验： （1）大型地下厂房开挖最常用的手段是钻孔爆破法,可选择采用导洞超前，两侧扩挖或台阶法施工。 104地下厂房开挖程序图105 （2）大跨度、高边墙地下厂房施工需结合实际地质情况，选择喷锚支护、预应力锚索等措施加固围岩，确保围岩稳定，从而达到安全快速施工的效果。 （3）大型地下厂房施

43、工，广泛应用多臂钻、液压潜孔钻、锚杆钻机等大型快速钻孔设备，在装渣设备方面，应用大斗容挖机、装载机、大功率推土机、大吨位自卸汽车联合挖运，可显著提高施工效率。 （4）地下工程洞内存在大量有毒有害气体、爆破粉尘、废气，采用大功率通风设备，并采用通风竖井和平洞排烟除尘取得了良好效果。106地下厂房开挖爆破设计图1072.3 支护施工 地下工程支护根据围岩类别确定，一般、类围岩无需支护，类围岩采取随机支护，多用锚杆支护形式，、类围岩应采取系统支护，采取锚杆+钢筋网+喷射砼支护形式，特别破碎地质条件下增加钢格栅、钢拱架等进行加强支撑，必要时采取超前支护，采用超前锚杆、超前注浆小导管、大管棚等形式。10

44、82.4 特殊地质条件处理 地下工程遭遇不良地质情况时，应果断采取措施，遵循“预灌浆、管超前、短进尺、多循环、弱爆破、强支护、勤观测”的原则进行施工。防止塌方扩大，甚至冒顶等。 对穿过断层的洞段，先采用超前管棚或深孔固结灌浆及系统支护，改善不良地质洞段的施工条件及围岩稳定性。加强地质观测探明地质情况后再确定正确的开挖方案。109 对 、类围岩周边采取微损光面爆破，采取光爆专用药卷。有瓦斯洞段，加强监测，采取可靠地通风措施。 渗水应综合采取“堵、排、引”的措施，渗水地段特别注意施工电线电缆的防水处理。 在岩爆地段施工时，应采取及时封闭、喷水降温、托盘锚杆等措施，对施工人员、设备进行特殊保护。 地

45、质破碎带部位的支护应紧跟开挖作业进行，杜绝因抢工支护滞后引起安全事故。110隧洞塌方现场照片111隧洞劣质洞段处理现场照片 大管棚超前支护图1122.5 洞身衬砌施工 洞身衬砌多采用液压台车或钢模板、运输一般采用罐车运输，砼输送泵输送，在工期紧张的工程，开挖与衬砌同时施工时，应保持100150m的距离，防止爆破损伤低龄期砼。113 有钢衬的水工隧洞，还需进行接触灌浆处理。 堵头施工的时候，除进行回填灌浆外还需进行接触灌浆，接触灌浆必须要待砼冷却至要求的温度，以确保施工效果。114四、大坝砼施工1151、常态混凝土施工1.1 砼坝简介 砼坝作为现今世界大多数坝的首选，技术得到了更快的发展。自19

46、12年我国建成第一座砼坝石龙坝电站以来，有代表性的混凝土坝更是数不胜数，在中国砼坝工技术已经历近百年，涌现出一批经典工程，坝型也由重力坝增加到拱坝、双曲拱坝、空腹坝等多种坝型。在建的锦屏一级水电站，坝高达到了305m，是世界第一高混凝土坝。1161.2 水工砼的特点 （1）水工混凝土规模大，单仓面积和方量均较大，需设置合理分缝，以防止出现裂缝。 （2）应根据当地气候条件采取综合温度控制措施，防止出现温度裂缝。 （3）根据不同部位、不同要求需采用不同标号、不同指标的砼。 （4）基础及砼缝面处理要求高。1171.3 水工混凝土模板 水工混凝土模板是制约大坝混凝土施工的关键项目之一，模板设计、选型的

47、合理与否，直接影响大坝的进度、质量、美感和效益。为确保大坝砼内外质量，应根据坝体形式、施工方法的要求，结合类似工程成功实践，进行系统规划。尽量采取模块化的模板布置，保证足够的稳定性、刚度和强度，提高模板的通用性和周转次数，以降低施工难度和施工成本。118 大坝坝体混凝土建筑物结构形状比较规则，墩、梁、板、柱、孔洞所占比例小，可大量采用大型标准化钢模板。 大坝坝体砼上升速度快，立模面积大，宜采用大型全悬臂钢模板；泄洪孔、流道、廊道等部位体形复杂，外观质量要求高，在这些部位采用定型钢模板、面板可采用芬兰维萨（WISA）模板，溢流面可采用专门制作的拉模，保证设计体形和外观质量要求；倒悬部位采用外撑式组合结构模板。1191201.4 水工混凝土运输 水工混凝土运输形式多种多样，水平运输多采用自卸车、罐车、皮带等，垂直运输多