水电站大坝截流施工方案

工程说明工程概况XX图壁河中游河段。是呼图壁河中游河段河流规划中的第三级水电站，水库正1240.00m，死水位1185.00m，调整库容为7016×104m3，具有年调整95MW，2.14亿kWh。本标段主要担当大坝及引水系统进水口的施工，其中沥青心墙砂砾石坝1243.00m106.00m312.51m10m，坝体最大底宽约392m；左岸引水系统进水口为岸塔式，进水口底板高程1175.00m1243m。依据与标准XX标文件》技术局部；《水利水电工程施工组织设计手册〔中国水利水电版；〔GB50201―94；〔SL223―2022；《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术标准〔SLI74―96；《水工建筑物水泥灌浆施工技术标准〔DL/T5148―2022；《水利水电工程施工组织设计标准SL303-2022；《水电站根本建设工程验收规程〔DL/T5123―2022。本次导截流的特点及对策本次导截流的特点依据现场踏勘并结合我局多年来在疆同类工程施工阅历，本工程导截流及上游围堰施工有以下特点：戗堤“合龙”时壅水过高：因围堰轴线处河床高程为EL1148.22m，EL1160m12m备分流条件。经计算分析，戗堤“合龙”时龙口水流流速大3.08m/，上下游落差大6.37。在戗堤“合龙”时，龙口需抛投大量块石，因块石间空隙大，势必在龙口处渗漏水较多。为确保上游围堰填筑-1-施工质量〔上游围堰为坝体一局部为上游围堰填筑供给旱地作业条件。依据设计图纸，上游围堰上游坡脚与戗堤上游围堰沥青心墙砼需在冬季施工：依据合同节点工期要求，20229堰根底开挖、上游围堰EL1166.5m202211游围堰EL1166.5m入冬季〔合同技术条款文件要求，沥青心墙施工外界最低温度不低于给堰体沥青心墙砼施工带来诸多不便。拟实行的措施针对以上导截流及上游围堰施工特点分析，我部拟实行如下相应措施：依据现场地形，经过认真争辩，为避开壅水过高，现将上游围堰戗堤位置确定在导流洞进口下游30m6.22”洪水影响，现河床高程有所抬高，对截流6m3.76m，但河流来水量较小，龙口合拢施工中承受大块石进展龙口抛投，可顺当实现截流施工。上游围堰堰基渗水排水量大：上游围堰堰基渗水问题解决的关键是截流戗堤的闭气施工，打算在戗堤上游铺盖粘土，同时在下游挖截水槽，并做粘土心墙，加大加宽戗堤，尽量削减戗堤的渗水量，同时加大戗堤渗漏水排水工作，从而保证上游围堰堰基旱地施工条件。，作到人、材、机有序流淌，从而加快围堰施工进度。前期进展沥青混凝土冬季施工生产性试验，依据以往工程阅历，实行保温措施进展冬季沥青心墙砼施工；20224月底完成EL1166.5m的上游围填筑和沥青心墙施工。-2-导流方式及导流时段导流方式3106m，44导流方式实行不过水围堰一次拦断河床，利用隧洞〔泄洪洞〕泄流的导流方式。导流时段本工程位于疆严寒地区，11~34月~1010270m3/s。导流程序依据招标文件和本标段总体施工进度打算，确定相应的导流程序：1〕2022920大坝坝体填筑高程未超过上游围堰EL1176.0m270m3/s，堰前水位EL1169.3m。EL1176.0mEL1189m0.1m320389m3/s，由导流洞〔泄洪洞〕过流，上、下游围堰挡水，上游围堰堰前水位EL1175.2m。EL1189.0m0.11.0m3，坝体50563m3/s〔泄洪洞〕过流，大坝临时断面挡水度汛，堰前水位EL1188.0m。20225导流洞〔泄洪洞〕下闸，水库开头蓄水。导流建筑物泄水建筑物本工程利用泄洪冲沙洞兼作施工期导流隧洞，共一条。由引渠段、岸塔式进水口、有压洞段、闸门井段、无压隧洞、出口消能工组成。引渠全长约116m，底板高程EL1160mEL1243m。隧洞长614m，坡度i=4.619.×8.5〔宽×高0.8m。2022920-3-上游围堰20计流量389m3/s，上游围堰挡水水位为EL1175.2m；上游围堰堰顶高程为EL1176.0mEL1148.6m27.4m10m，堰顶长120.8m12.1m。堰体由砂砾料、防渗体、护坡块石脚与截流戗堤之间用砂砾料回填保护堰脚，以利于大坝及围堰稳定。围堰防渗体EL1166.0m板墙施工平台高程确定为EL1166.5m50cm，组成全封闭垂直防渗101.5m2116m；EL1166.5m沥青混凝土心墙防渗。沥青混凝土心墙位于围堰堰体中部，心墙轴线与围堰轴线重合。心墙顶高程EL1176.0m0.50m，上、下侧按1：0.0054的坡度放坡，至EL1166.5m下游围堰下游围堰利用原老坝挡水。老坝坝顶高程EL1155.0m，中间缺口顶高程EL1135.3m10EL1133.5m，因此无需补缺即可满足下游挡水要求。导截流施工方案依据合同商定，本标段导截流施工内容主要包括：河床截流和大坝上游围堰的施工；基坑排水；施工期安全渡汛；本合同内工程工程的渡汛、防汛工作等。本年度主要实施前两项工作内容，其中实现河床截流是本项工程的把握性节点，是确保大坝施工后续工程开放的关键性工程。河床截流截流时段选择依据大坝及引水系统进水口招标文件和本标段总进度打算安排，本标段9930截流流量选择-4-5～10量，截流戗堤的安全超高可取1.0m～2.0m。本工程承受坝址多年9量23m3/s作为截流设计流量。经计算该时段导流洞全部过流，上游水位为EL1161.51m1.8m，顶高程确定为EL1163.30m。截流方式选择由于本工程导流洞底板高程较高EL1160，而对应戗堤位置河床水位为EL1154m，故在截流时，戗堤前水位壅高6m9此截流方式选用单戗单向立堵方式截流。210m53.0m，河床水位在EL1154.0m20.0m，上游坡比为1：1.5，210m30m。截流前实行左、右岸戗堤预进占。截流承受单戗堤立堵法，戗堤预进占自左、右两岸双向同时进占，截流龙口设于主河床偏右岸。截流水力条件及截流材料截流龙口水力特性计算依据原河床及导流建筑物的水位～流量关系，依据我局以往同类截流工程的施工阅历，承受图解法计算截流龙口水力特性，比较接近工程实际。截流设计流量在截流中分为四局部Q=Q+Q+Q+Q 〔1-1〕g d r s其中：Q——截流设计流量QgQdQrQs截流时将Qd则Q=Q

、Q和Qr

作为安全裕度不予考虑。g不同龙口宽度水力学特性计算龙口宽度依据不同流态承受不同公式分别计算。-5-计算根本假定：视龙口为梯形或三角形过水的宽顶堰；槛顶水面是平的，无视坡状水面影响；漂浮流时上游水深等于下游水深，不计回弹落差；非淹没流时上游水深为临界水深。1-2Q 龙

mBn

2gH3/2

〔1-2〕式中：m0.30～0.32；本次计算m=0.319；n ———漂浮系数，龙口呈梯形断面时，hn/H≥0.7nn nn为漂浮流，查别列津斯基漂浮系数表nB———龙口平均宽度，Bcp

=Sh+bnb———龙口底部宽度〔m〕；hn———龙口下游水位(m)；H———龙口上游水头(m)5-3Q mB 2gH32 〔5-3〕龙 cp式中：m0.30～0.32，本次计算m=0.31；B ———龙口断面平均宽度，B=Sh+bcp nh ———临界水位(m)；k1-2依据龙口流量判别流态，相应选取式1-2、1-3算。龙口平均流速计算龙口平均流速按下式计算：v其中h

h QgBcpQgBp

〔1-4〕龙口抛投材料计算龙口抛投材料块径按下式计算：d

vmax

k

2)/

〔1-5〕式中：d折算为球体的直径〔m〕；v———最大流速，计算时取龙口最大平均流速，m/smaxg9.8m/s2-6-m2.2t/m31t/m3k———稳定系数，本次截流不护底，取k=0.72。水力特性计算成果依据我局类似工程截流的成功阅历，单戗立堵进占用流速计算抛投料的1-5116cm。5923m3/s。截流水力学计算成果见1-1。表1-1 龙口水力学特性表工程预进占区〔Ⅰ〕龙口区〔Ⅱ〕龙口宽度〔m〕504030252015105上游水位〔m〕1156.431156.561159.681159.761159.891160.061160.301160.73导流洞分流量〔m3/s〕000000.52.57.5龙口泄流量〔m3/s〕232323232322.520.515.5戗堤渗流量〔m3/s〕00000000龙口水深〔m〕0.430.573.683.773.894.063.332.73龙口流态漂浮流漂浮流非漂浮流非漂浮流非漂浮流非漂浮流非漂浮流非漂浮流截流落差〔m〕0.160.170.180.290.380.520.721.37龙口平均流速〔m/s〕1.371.401.782.132.863.762.952.27单宽流量〔m3/s.m〕0.590.791.211.641.843.074.104.13单宽功率〔t.m/s.m〕1.571.671.762.843.725.107.0613.43-7-3图1-1 水力计算图解截流材料截流材料主要为填筑料、粘土闭气料、大块石和少量铅丝笼。戗堤填筑料主要承受临时堆存的大坝标段开挖料C2C2料中选取，满足截流抛投材料的需要。C2料场下游处，同时为提高上料强9月中旬在西干沟口积存局部开挖料，满足戗堤填筑强度的需要，5000m3500m3；少252×1×1m16t吊车起吊的需要。戗堤进占按9月多年月平均流量23m3/s右两岸，戗堤预进占长度左岸进占度宽龙口最大平均流速3.76m/s回车场，道路承受小石和中石以及一般石渣，对外交通道路在截流前EL1163.3m高程，满足戗堤合拢过程中的施工需要，保证交通顺畅。-8-裹头承受大块石进展保护，戗堤预进占区为Ⅰ区抛投量为 12282m3〔考虑30%〕，戗堤进占长度35m。龙口段30m641m3，龙口的最大截流落差为1.37m3.76m/s口最大流速时抛投物粒径1.2m料堆放在西干沟出口处。龙口抛投材料特性见表1-21-3抛投材料特性块石粒径m抛投材料特性块石粒径m0～0.250～1.2块石重量t0～0.010～3.35预进占区龙口段合计特性工程单位Ⅰ区〔30～65〕Ⅱ〔0～30〕最大平均流速m/s1.783.76最大落差m0.181.37总抛投料m316341151717858表1-3 截流工程备料工程量表序号工程名称单位工程量1钢筋笼m3502块石m320223石渣m3158584粘土m328655反滤料m31746备注备注截流施工道路截流戗堤主要施工道路为左、右岸2#、10#施工道路以及建的截流支102#施工道路建截流支线道路；建截流支线道路跨西干沟，沿左岸河床一侧布置，高1163.3m12m，满足截流施工要求；施工道路布置见附图二。施工程序截流戗堤施工程序为：预进占段施工→预进占段加宽及堤头防护→龙口截流。截流时段安排-9-202209250929351/2戗堤预进占施工戗堤预进占前需将导流隧洞进口处的杂物去除，使导流隧洞具备顺当分流条件。预进占的过程中，在戗堤上挑脚，视水流状况实行抛大块石对戗堤脚进展保护，按水中抛填块石→石渣填筑→粘土的挨次进展水中抛填。水上合拢的龙口。填筑料来源于引水系统进水口段和坝基开挖有用料和上游临时25t动平碾压实。202209戗堤顶宽尽量增大，以到达同时满足合拢施工机械操作和抛填防渗土料的要求。戗堤预进占局部在截流前完成。龙口截流及闭气3m3装载机、1.2m325t倾倒，推土机在戗堤上推渣平料。龙口进占时，利用推土机将上挑角处堤头推成斜坡，以降低入水高程，如此循环进占。到龙口较窄时水流格外紊乱，流速和落差显著增大时，此时1525t口堵住龙口，完成合拢。闭气的施工程序为:戗堤抛投块石→抛投土石料→抛填粘土→碾压。截流施工机械截流所使用的主要机械设备如下表1-4。表1-4 截流施工主要机械设备表序号名称型号单位规格数量备注1反铲PC330台1.2m342装载机ZL50台3.0m323推土机TY220B台14自卸汽车25t辆25t15-10-基坑排水XX处于无水状态，同时由于坝基下游导流洞出口高程低于坝基开挖高程，故不考虑坝基下游渗水。100m3/h10m2将基坑渗水抽排到戗堤上游外；在坝内心墙上游依据需要随机布置集水井坑和集水槽，排至坝下游，满足基坑内干地施工要求。水泵型号流量〔m3/h〕扬程〔m〕kW设备台数水泵型号流量〔m3/h〕扬程〔m〕kW设备台数备用台数150QWP-200110281521QS〔R〕65－1565155.521表1-6 基坑排水材料用量表材料名称规格型号单位数量备注消防软管m260电缆VV3*19+1*35m137电缆VV3*50+1*16m208截水槽2*1.5mm3240集水井坑2.0*2.0mm310上游围堰施工内容及主要工程量围堰施工包括上游围堰和下游围堰施工〔承受原老坝作为下游围堰，因此下游围堰不进展施工填筑、心墙料铺填、盖帽混凝土浇筑。1-7。-11-序号工程名称单位工程量备注序号工程名称单位工程量备注1清基开挖挖m312662沥青混凝土〔防渗墙〕m3662灰岩粗骨料外运加工,70km3高喷板墙钻孔及灌浆m21164过渡料填筑m3106025玛蒂脂填料m21026盖帽混凝土m3462C20二级配7围堰填筑料填筑m31275348戗堤与围堰之间填筑料填筑m376138主要施工程序2#施工道路修建临时道路至上游围堰处，进展上游围堰填筑施工，依据防渗体的不同上游围堰分两期进展施工，第一期堰体填筑至EL1166m成之后，EL1166.5m主要施工方法及措施〔1)围堰填筑料源围堰堰体填筑料源C2生产；盖帽混凝土和沥青混凝土承受集中拌制。〔2)施工道路2#施工道路修建临时施工道路至围堰根底，利用临时施工道路进展围堰的填筑，逐层进展围堰填筑。〔3〕围堰施工程序1-2。-12-施工预备堰体根底开挖施工预备堰体根底开挖高喷防渗板墙施工盖帽混凝土施工沥青砼心墙施工EL1166m心墙过渡料施工上游围堰迎水面施工施工完毕图1-2 上游围堰施工程序框图施工方案〔1〕进度打算2022093020221130EL1166m下的施工；2022430EL1176m堰基开挖25t围堰填筑施工-13-围堰在根底开挖处理完成后，即开头围堰的填筑。施工程序及原则施工程序：围堰根底清理→围堰EL1166m板墙施工→盖帽混凝土施工→围堰EL1166.5m沥青混凝土心墙和过渡料料填筑随砂砾石堰体的填筑逐层施工。施工工艺措施堰面作业主要包括铺料、平料、洒水、碾压四道工序。其次还有测量施工、超径石处理等工作。为提高工作效率，削减干扰，坝面填筑实行划分成2～3序，各工作面之间设置标志，并保持均衡上升。各工作面工艺流程如下：测量放线→坝料运输、洒水→卸料→铺料→关心洒水→碾压→质检。具体施工工艺措施参见大坝填筑施工。上游围堰各种堰体填筑料施工A、堰体EL1166.5m上游围堰根底处理，戗堤施工完成后准时进展施工抽排水工作，再进展左右岸及河床掩盖层开挖至设计标准，开挖承受挖掘机进展剥离，装载机装。依据标书供给的资料，上地质联检验收合格后，对基坑进展碾压，通过取样试验到达设计标准后进展上游围堰填筑。8.42m3C22#施工道路运25t50cm，18t6～810t液压振动夯板压实，并按标准要求取样检测，以满足设计要求为准。在堰体填筑过程中，由1.2m3挖掘机在堰体填筑面上随堰体每上升0.8～1.0m按设计坡比进展削坡，直到EL1166.5mB、高喷板墙施工高喷板墙钻孔施工分一、二序进展，相邻异序孔孔距1.0m。施工挨次为先造孔后高压喷射注浆。造孔承受地质钻机，泥浆护壁；喷浆承受“三重管法”，喷射机可承受高喷液压台车。高喷板墙钻孔及灌浆2116m。-14-C、堰体EL1166.5m在大坝坝肩开挖时即可开头本局部沥青混凝土心墙根底的开挖，槽挖工1266m33m25t凝土心墙的基座混凝土以及EL1166.5m1m32.0cm乳皮、废渣及粘着污物等清理干净和枯燥，在已清理干净的混凝土外表均匀1～2，12再涂刷砂质沥青玛蒂脂。过渡料层填筑施工：沥青混凝土心墙两侧的过渡料，与沥青心墙施工同时进展，其分区宽度上下游均为4.0m，过渡料承受砂混系统供给成品料，在3m325t2#施工道路拉运至作业面，后退法卸1.2m325cm，并2.7t1t液压振动夯板压实。具体的碾压遍数和铺料厚度依据现场生产性试验再作调整。整个围堰填筑砂砾料量12.7万m1.06万m30.066万m3C22.5km堰体填筑施工质量把握戗堤施工完成后进展排水施工，确保上游围堰施工处理无水状态。围堰依据坝体填筑工艺进展施工，薄层摊铺碾压，施工时留意：铺料和碾压过程中加水潮湿，加水量在最优含水量四周。砂砾料的卸料高度不宜过大，以防分别，铺料时做到粗细搭配近岸边地带铺填细料，以防架空现象。0.5m，1m～1.5m。-15-顺坡向行驶，并适当增加碾压遍数。型振动碾碾压。1166.5m上沥青心墙两侧砂砾石填筑同层、同高程平行作业。安全度汛EL1176.0m270m3/s，堰前最高水位EL1169.3mEL1176.0mEL1189m0.1亿m320389m3/s，由泄洪洞过流，上、下游围堰挡水，堰前最高水位EL1175.20m；坝体填筑高程超过EL1189.0m0.1亿m31.0亿m3，坝体施工期临时度50563m3/s，由泄洪洞泄流，大坝临时断面挡水，坝前最高水位EL1188.0m。其次阶段大坝永久泄洪系统已具备泄洪条件，由大坝永久泄洪系统泄洪。安全度汛方案2022年6月底前完成上游围堰EL1166.5m至EL1176.0m高程的填筑及沥青混凝土心墙20当发生20年一遇的超标洪水时,在EL1176.0m高程增加子围堰〔砂砾料填筑，子堰高1.0m，上游边坡12.，顶宽1.0m，下游边坡1:1,以确保大坝施工期的安全度汛。60－044.6mEL1177m13.1m3，20拦沙坎顶部加高，确保进水塔施工安全度汛。施工期安全度汛措施汛前在大坝左、右岸适当位置，提前安装水尺标明水位，汛期施工期间，联系当地气象部门准时取得气象信息，结合洪水流量的实际状况，利-16-2#9#施工道路提前撤退和转移坝面施工的机械、设备、物资及人员到安全位置。准时对戗堤及上游围堰前的三角区进展回填至EL1163.3m在EL1163.3m～EL1176.00m对坡面的冲刷。技术措施。依据批准的度汛打算，落实度汛器材和物资。期观测，遇有险情发生实行有效措施予以排解，确保工程安全。合理安排施工，科学进展治理，配备足量的人力、机械设备，确保到达2022排专人负责经常检查和疏通，以免淤塞，影响排水。向上级相关部门和度汛办公室提交上月所管辖区域工程的防汛工作简报。地表水的截〔排〕水、工作面积水的准时抽排，基坑形成后做好基坑经常性排水。2，准时排出降雨及施工汇水。超标准洪水该流域的洪水主要为降雨形成的坡面汇水及上游来水预报人员和监理人及发包人取得联系，准时把握水情状况，分析上游来水趋势及可能发生的流量状况，为安全防汛供给决策依据。制定年度度汛应急预案并报监理人审批，以防超标洪水发生对建筑物的破坏。为增加坝体抵挡超标洪水的力量，在主汛期到来之前填筑完成大坝临时断面至EL1177.0m用，以便装编织袋临时加高围堰。汛期施工中，依据水情预报，如洪水在设计标准内，则安排专人巡查，-17-一有险情，准时通知工作面施工人员及机械撤出，避开发生安全事故。当有可能发生超标准洪水时，马上依据撤离路线撤出全部施工人员和机械，并对可能被水漂浮的电气设备，切断电源；配备充分的抽水设备，以备超标洪水无法抵挡时的基坑充水。防洪度汛组织机构监理和设计单位的协调指挥下，设立防汛指挥领导小组，统一指挥，协调物资、机械、人员，安全度汛。防汛指挥领导小组由工程领导班子成员人组成。指挥部办公室设在安全环保部，由质全环保部负责日常治理工作。汛期各工区成立防汛抢险突击队防汛抢险突击队洪水期负责日常巡察检查，负责对洪水可能危害区按堵排结合原则，除险加固；对施工现场人员、设备的抢救、抢修工作，降低事故损失，抑制危害范围的扩大。防汛资源配置打算汛前依据任务分工充分做好防洪材料、设备，如编织袋、粘土、防洪水〔〔救生衣、救生圈、安全绳等〕等物资器材储藏，设置专人保管，并定期检查保养，使其处于良好状态，确保足够的防洪应急物资预备到位，以便随时突击抢险。1-8。表1-8 主要防洪抢险设备、材料及人员表工程名称数量工程名称数量水尺2排水沟500m5.5kw潜水泵15kw装载机3m3反铲1.6m3推土机HP22016t6112421应急灯手电筒救生衣救生圈安全绳安全带501008010300m3020t15编织袋8000-18-通勤车通勤车砂砾料1200m3350g/0.5mm1000m2铁锹、铁镐等打算投入人员：200施工进度分析及安排2600m3/d；202210173500m3/d；上游围堰基坑高喷防渗打算工期：20221028～2022112475m/d；20220401～２011040295m3/d；〔6〕上