乔店水库方案除险加固工程施工方案

工程概况乔店水库位于莱莱芜市辛庄镇镇沐汶河支流流辛庄河上,流域面积85km2,兴建于1965年。水库上上游控制流域域面积85km2，水库总库库容2430万m3，兴利库容1400万m3，死库容90万m3，是集防洪洪、城乡工农农业用水等于于一身的一座座综合利用的的中型水库。水水库主要包括括主坝、溢洪洪道、南北放放水洞及电站站等工程。本本次除险加固固工程内容包包括：主坝加加固工程、副副坝新建工程程、新建溢洪洪闸工程、南南北放水洞加加固工程等。主主要工程量见见表11.1..1。表11.1.11主要工程程量汇总表序号项目名称单位主坝副坝溢洪道(闸)北放水洞南放水洞合计1土方开挖m31340918741349652土方回填m316452253541698763石方开挖m38789122270713363362295334石方回填m31738264757364482150315拆除方m31837688291004193716干砌石m31832097610947302437浆砌石m3216222526691254160294928反滤或垫层m3294901315502313079砼或钢筋砼m3492998507714411014610灌注桩钻孔m38238211帷幕灌浆m8933244542811565912草皮护坡m24862912964992513机房和桥头堡m2563.2524.0114.44601.7施工条件件分析地形、地貌与工工程地质坝址区地处辛庄庄河上游，地地形上呈两侧侧高中间低的的箕形洼地，地地貌形态以丘丘陵地貌和河河谷地貌为主主。主坝、溢洪道地地质情况简述述如下：(一）主坝主坝分北坝段和和南坝段两段段，北坝段座座于辛庄河主主河床，南坝坝段座于剥蚀蚀残丘、残山山之上。北坝段心墙填筑筑土为含砂砾砾质壤土，呈呈浅棕褐色～～棕褐色，局局部有少量呈呈灰褐、灰黑黑等杂色，湿湿～饱和，可可塑～硬塑状状态，上部局局部呈坚硬或或硬塑状，局局部粘性较强强。心墙壤土土干密度平均均值为1.70gg/cm3；上游砂壳壳主要由砾质质粗砂构成，局局部为细砾砂砂，干密度平平均值为1.50gg/cm3，呈松散～～稍密状态；；下游砂壳主主要由砾质粗粗砂构成，局局部为细砾砂砂，干密度平平均值为1.47gg/cm3，呈松散～～稍密状态。南南坝段心墙为为含砂质壤土土，湿～饱和和，可塑状态态。壤土干密密度平均值为为1.58gg/cm3；砂壳主要要由砾质粗砂砂构成，局部部为细砾砂，呈呈松散～稍密密状态。根据一般工程土土类分级标准准，上下游砂砂壳属Ⅳ类土，心墙墙属Ⅲ类土。(二）坝基坝基下伏岩土层层主要为第四四系松散堆积积层及条带状状二长花岗岩岩。第四系松松散堆积层自自上而下分为为含土砾质粗粗砂层、含砂砂质壤土层、砾砾质粗砂层、细细砾砂层和砂砂卵砾石层。坝坝基下伏基岩岩为条带状中中粗粒二长花花岗岩，浅灰灰～灰白色，风风化后灰黄色色，中粗粒结结构，条纹及及条带状构造造。(三）副坝副坝坝基下伏岩岩层均为条带带状中粗粒二二长花岗岩，灰灰白色局部夹夹黑色斑点，夹夹较多暗色矿矿物条带，有有小规模长英英岩脉穿插。受受构造影响，岩岩体破碎易风风化，多数岩岩体具片麻状状构造。一般般全风化厚度度为1.0～2.0米，强风化化层未揭穿，厚厚度超过11.5米，岩体透透水率值为14.91～29.500Lu，具中等透透水性。(四)溢洪道溢洪道出露表层层为砾质粗砂砂，下伏二长长花岗岩，条条纹及条带状状构造发育，条条带可分为由由暗色包体组组成的暗色条条带或由长英英质脉构成的的浅色条带两两种。岩石多多具轻微～中中等变质，风风化剧烈，节节理裂隙发育育，片麻状构构造、眼球状状构造、肠状状构造发育，局局部岩体内部部含大量暗色色包体，大小小不一，成分分以斜长角闪闪岩、辉绿岩岩为主。根据据岩石分级标标准，该处岩岩石属Ⅳ～Ⅷ类岩石。水文地质坝址区地下水类类型主要有：：松散岩类孔孔隙水、碳酸酸岩类裂隙岩岩溶水、碎屑屑岩类、岩浆浆岩类裂隙水水。松散岩类类孔隙水赋存存于第四系冲冲积、冲洪积积、坡洪积地地层中，冲积积、冲洪积含含水层主要分分布于辛庄河河河床及漫滩滩，岩性为砾砾质粗砂、细细砾及砂卵砾砾石。含水层层透水性强，补补给充沛，径径流畅通，富富水性强。水水位埋深1～3m,年变幅1～2m。碳酸岩类裂隙岩岩溶水主要赋赋存于库区东东部的寒武系系、奥陶系灰灰岩中，富水水性受灰岩浅浅部岩溶发育育程度影响，具具不均一性。碎屑岩类、岩浆浆岩类裂隙水水主要赋存于于晋宁期二长长花岗岩构造造裂隙及风化化裂隙中，大大气降水为其其主要补给来来源，受地貌貌及岩性、构构造控制，裂裂隙发育程度度不均一，多多为细微裂隙隙，富水性弱弱，水位埋深深1～10m不等。坝址区地下水水水质良好，对对砼无腐蚀性性。三、水文气象库区属于黄河下下游的暖湿带带，半湿润区区。四季分明明，降雨主要要集中在7、8两月，这两两月降雨量占占全年总降雨雨量的53.5%，多年平均均降雨量723.110毫米，最大大年降雨量1404..6毫米，最小小年降雨量264.1毫米。多年年平均气温12.6℃，年平均最最高气温18.6℃，年平均最最低气温７℃，多年极端端最高气温39.2℃，多年极端端最低气温-22.5℃。多年平均均蒸发量1574毫米，最大大月蒸发量286.8毫米，最小小月蒸发量28.4毫米，最大大冻土深度0.44米。根据以上资料，考考虑到降雨、低低温等对工程程施工的影响响，年有效施施工天数约250天。四、天然建材及及土料供应砂料料场位于坝坝址区下游右右岸乔店村南南，相距主坝坝约800m。乔店水库库周围分布若若干石料场，主主要为二长花花岗岩，抗风风化能力尚可可，运距5～10km。另外，可可由埠东、茶茶叶口及章丘丘等地提供石石灰岩料石，抗抗风化能力强强，运距在20～50km，以上石料料场货源充足足，质量符合合要求，能够够满足设计要要求。土料场场拟定在后峪峪村北部、莱莱芜～沂源公公路北侧，距距主坝平均距距离约为1.5km。五、施工交通莱马公路在水库库以北山坡上上通过，可作作为本工程的的施工对外交交通路。工程程施工期间，需需修筑一条通通往土料场的的临时道路，溢溢洪道石方外外运需修筑一一条石方运输输专用路。同同时需修筑几几条场内施工工临时道路。六、施工供电乔店水库现有供供电电源来自自水库管理局局。主体工程程开工前，拟拟将10千伏高压线线自管理局接接线，先行架架设高压线路路至溢洪闸，并并分区安设临临时变压器，再再经临时低压压线路向各用用电点供电。为为提高用电保保证率，各施施工点配备50kw柴油发电机机，作为备用用电源。七、施工供水本工程库内和地地下水水源丰丰富，水质较较好。施工期期间，利用离离心泵或潜水水泵，自库内内取水作为施施工用水。生生活用水可在在生活区内就就近打井解决决。施工导流本工程坝前工程程项目包括：：南北放水洞洞洞口加固、溢溢洪闸、上游游护坡石翻修修、上游坝脚脚压重等，其其中南放水洞洞进口底高程程271.2米，北放水水洞进口底高高程264.995米,溢洪闸闸前前底高程2776.75米米,主坝上游翻翻压底高程为为275.000米。乔店水水库泄水出口口有三个，分分别为南放水水洞、北放水水洞和溢洪道道，三个泄水水出口全部需需加固处理。为为确保工程安安全施工，必必须做好施工工导流。导流方式选择根据施工进度安安排，工程跨跨汛期施工，因因此施工导流流方式应根据据泄水建筑物物底高程和坝坝前工程工作作面顶高程以以及施工总进进度计划安排排。为减少导导流工程量，确确定汛前导流流采用腾库调调蓄方式，即即工程开工前前先将库水位位放至死水位位，然后同期期施工南、北北放水洞，在在北放水洞前前修筑围堰，利利用腾出的库库容调蓄上游游来水,南放水洞施施工无需修筑筑围堰。溢洪洪道安排在汛汛后施工，其其间可利用北北放水洞敞泄泄放水导流。二、导流标准确确定根据《山东省水水利工程施工工组织设计编编制办法(试行)》，根据保保护对象、失失事后果、使使用年限和临临时工程规模模等综合因素素确定，导流流建筑物级别别为Ⅴ级，其相应应洪水重现期期为5～10年。根据本本工程特点及及以上综合因因素，确定本本工程洪水重重现期为非汛汛期10年一遇洪水水标准。三、导流设计非汛期坝前工程程项目主要为为南北放水洞洞洞口加固工工程、溢洪道道开挖、上游游坝脚压重台台填筑工程等等。按照施工工进度安排，南南、北放水洞洞施工期定于于1～5月，即汛前前完工。施工工期间应尽量量降低水位，确确保施工安全全，根据本工工程特点，该该时段内按10年一遇洪水水标准。经计计算，在此时时段内洪水总总量为150.7万立方米，按按起调水位264.995米计算，相相应上游水位位为268.5米，由此确确定北放水洞洞围堰控制水水位为268.5米。考虑到到风浪爬高和和安全超高，确确定北放水洞洞围堰顶高程程为269.6米。南北放放水洞同时施施工，如果发发生超标准洪洪水，应提前前安排抽水泵泵抽取围堰前前的水，以降降低水位，确确保施工安全全，防止事故故发生。溢洪闸工程、溢溢洪道工程安安排在汛后10月～第二年6月，为确保保施工安全，施施工期间应尽尽量降低水位位。可利用已已改造加固好好的北放水洞洞进行导流控控制。由于溢溢洪闸闸前底底板高程为276.775m，因此溢洪洪闸及溢洪道道的施工不用用修筑围堰，施施工期间可利利用北放水洞洞控制放水即即可满足施工工要求。围堰设计北放水洞围堰设设于洞口前30米以外，整整个围堰呈弧弧形布置，两两端与主坝相相接，总长约约140米。堰顶顶宽度确定为为5.0米，堰高4.65米，围堰自自然边坡定为为1∶2.5，背水坡定定为1∶2.0，迎水坡铺铺设两布一膜膜复合膜防渗渗，编织袋装装石碴护坡。由由于南放水洞洞进口底板高高程为271.22m，因此南放放水洞施工期期间不需再修修筑围堰。北放水洞围堰填填筑后，应尽尽快排除堰内内积水。先期期进行基坑内内排水，然后后进行经常性性排水。经常常性排水采用用明排方案，即即在基坑四周周开挖排水沟沟，排水沟内内设一眼集水水井，用电动动潜水泵将基基坑渗水排至至库区内。为保证施工安全全和安全度汛汛，汛期除可可进行溢洪道道部分石方开开挖及部分拆拆除工程外将将不安排主体体工程施工。五、围堰筑、拆拆施工北放水洞洞前围围堰填筑利用用溢洪道尾水水渠段开挖的的石方填筑，拟拟采用1.0立方米反铲铲挖掘机开挖挖，配8.0吨自卸车运运输，推土机机推运整平，拖拖拉机压实。围围堰填筑自两两侧向中间进进占，合龙后后，上部围堰堰填筑与复合合土工膜铺设设、编织袋装装石碴护坡及及初期排水同同时施工。复复合土工膜采采用人工铺设设，并在上游游围堰坡脚处处采用编织袋袋装石碴压牢牢，编织袋装装石碴护坡采采用人工抛填填。放水洞洞口加固固完毕应立即即拆除围堰，拆拆除料全部运运至主坝坝后后堆存。库水水位以上采用用1.0立方米反铲铲挖掘机配8.0吨自卸车挖挖运。根据现现有施工设备备情况，开挖挖水下石碴采采用长臂反铲铲挖掘机，并并采用自卸车车运至主坝坝坝后堆存。施工方法法料场规划根据土方平衡与与调配，本工工程主坝心墙墙281.220米高程以上上翻压、主坝坝两端齿槽回回填、副坝齿齿槽回填、副副坝心墙填筑筑等工程共需需在料场开挖挖土料3.5万立方米。拟拟采用的土料料场位于后峪峪村北部、莱莱芜～沂源公公路北侧，距距主坝平均距距离约为1.5公里。本料料场场区土料料成因属山前前坡洪积堆积积层，可用层层含砂质壤土土厚度3.5米，总储量量估算为42.35万立方米。根根据设计需要要防渗土料用用量约为3.56万立方米。按按《水利水电电工程天然建建筑材料勘察察规程》（SL2551-20000）第4.3.4条规定，初初步设计阶段段勘察储量不不得少于设计计需要量的2倍，即设计计需要7.0万立方米。因因此勘察储量量满足设计要要求。本工程上游抛石石挤淤需外购购块石258966m3，可由库区区周围石料场场供应或由埠埠东、茶叶口口及章丘等石石料场提供。以以上料场储量量及质量均能能满足施工要要求。土石方与拆除工工程（一）本工程土土石方项目包包括：1、主坝上游砂砂壳翻压、主主坝下游砂壳壳翻压和心墙墙开挖及填筑筑、上下游补补填土方、上上游坝脚压重重、齿槽开挖挖及回填；2、坝清基、排排水沟开挖及及齿槽开挖和和回填；3、洪道石方开开挖及回填；；4、放水洞石方方开挖，围堰堰填筑及拆除除；5、南放水洞石石方开挖；6、外购土石方方等。以上共计开挖量量3644998m3（自然方），填填筑量3844907m3（自然方）。（二）本工程拆拆除工程项目目包括：1、主坝上游坝坝坡护坡石拆拆除、下游排排水棱体拆除除、防浪墙拆拆除。2、溢洪道旧溢溢流堰拆除；；3、放水洞砼及及砌石拆除。以上共计拆除方方量为193711m3。由于本工程土石石方挖填与拆拆除项目较多多，工程量较较大，为节省省工程投资，必必须进行合理理平衡与调配配。平衡与调调配的原则如如下：1、自身开挖土土方应首先满满足自身填筑筑要求；2、自身平衡后后剩余的开挖挖土石方及拆拆除方应由近近至远用于其其他项目的填填筑，充分利利用开挖与拆拆除方；3、主体工程项项目完工后的的零星项目开开挖剩余方，应应就近整平堆堆放，减少弃弃土占地量。根据以上原则，确确定平衡与调调配方案，土土石方挖填平平衡见表11.4.1。施工方案根据平衡与调配配方案，综合合考虑各种机机械的性能特特点以及现场场的地形条件件、交通条件件和运距等，确确定施工方案案如下：（一）主坝砂壳壳及心墙翻压压主坝上游翻压在在0+000～0+810坝段，共需需开挖原砂壳壳料8.39万m3，砂壳料填填筑除采用原原砂壳料外，所所缺填筑料采采用溢洪道开开挖石碴填筑筑，共需石方方0.96万m3,折填筑方1.26万m3。砂壳开挖计划分分两段进行。第第一段挖方范范围为底部与与上游开挖线线为设计轮廓廓线,上游开挖线线按1∶1边坡控制，施施工中注意加加强监测，如如发生塌坡现现象应及时处处理，防止事事故。采用1.0立方米反铲铲挖掘机配自自卸车将第一一段挖方土运运至翻压段两两侧上游坡脚脚外临时堆存存。剩余开挖挖方为第二段段挖方。第一段挖方完成成后，经验收收合格，直接接利用第二段段挖方进行填填筑，采用1.0立方米反铲铲挖掘机挖土土填筑工作面面，随着砂壳壳翻压的进行行，再采用挖挖掘机配自卸卸车将第一段段开挖堆存方方运至坝顶。运运至坝顶的砂砂壳料采用挖挖掘机配推土土机推运至上上游坡工作面面。心墙翻压共需开开挖土方2.48万m3，其中2.41万m3筑于主坝下下游坡面，剩剩余690m3用于副坝砂砂壳填筑。心心墙填筑所需需粘土全部取取自粘土料场场。本工程砂壳压实实选用13吨振动碾，心心墙采用拖拉拉机压实。施施工过程中应应严格按《碾碾压式土石坝坝施工技术规规范》（SDJ2113-83）要求施工工。（二）副坝填筑筑副坝填筑共需土土石方68118m3，因下游坝坝坡表层有种种植草皮要求求，所以在表表层50cm厚的部分使使用主坝心墙墙翻压开挖土土方，其他填填筑料采用溢溢洪道开挖石石方。填筑前前先进行坝基基清理，采用用推土机推运运至下游坝脚脚外，整平堆堆放。施工时时直接采用自自卸车运至工工作面填筑，并并用推土机推推平。填筑料料采用13吨振动碾压压实。施工过程中应严严格按《碾压压式土石坝施施工技术规范范》(SDJ2213-833)要求施工。（三）石方开挖挖本工程石方开挖挖包括副坝齿齿槽风化岩石石开挖、放水水洞消力池石石方开挖、场场区石方开挖挖、溢洪道各各段石方开挖挖，共计22.95万m3。为防止爆爆破对基岩的的破坏，在主主坝附近和开开挖基岩面以以上0.5米范围内采采用保护层石石方爆破，控控制一次装药药量。施工中中严格控制超超挖量，闸室室段的石方开开挖应严格控控制，不允许许欠挖。其他他段石方开挖挖采用一般石石方开挖方式式施工，但也也应控制一次次装药量。开开挖后的石碴碴采用1立方米挖掘掘机配8吨自卸车分分别运至上游游坝脚压重、副副坝填筑等指指定地点，详详细数量见土土石方平衡表表。遵照《水水工建筑物岩岩石基础开挖挖工程施工技技术规范》（SL47--94）执行。（四）砌石与砼砼拆除主坝上游护坡石石采用人工拆拆除，拆除料料在上游坝坡坡前临时堆存存，由推土机机推至上游坝坝脚压重。浆浆砌石与砼拆拆除采用人工工或电锤拆除除，拆除后用用拖拉机运输输至主坝下游游堆存。（五）其他土方方开挖坝顶防浪墙基础础、坝后排水水沟基槽及其其他齿墙土方方开挖，均采采用人工挖土土，人工回填填夯实，剩余余土方，就近近整平。四、砌石工程砌石工程采用人人工施工，水水泥砂浆采用用灰浆搅拌机机拌制，人工工胶轮车运输输至工作面。进进场后的石料料，采用人工工选修后搬运运就位。砌石石工程施工应应严格遵守《砌砌体工程施工工及验收规范范》(GB500203-998)。五、帷幕灌浆工工程本工程帷幕灌浆浆在主坝、副副坝和溢洪道道，主坝0+000～0+220段为基岩，其其单位吸水率率为43.5～113.22Lu，主坝0+220～0+480段单位吸水水率为7.89LLu，副坝及溢溢洪道单位吸吸水率为14.91～29.5LLu。由于本工工程灌浆量较较大，灌浆范范围内岩层分分布比较复杂杂，为合理确确定灌浆压力力、灌浆材料料，浆液稠度度以及压力与与浆液变换的的关系等技术术参数，应根根据灌浆区不不同的地质条条件，在实际际灌浆区域进进行灌浆实验验。灌浆试验验应按逐渐加加密的程度进进行实施，其其施工方法应应与准备采用用的施工方法法大致相同。本灌浆工程采用用自下而上的的分段钻孔灌灌浆方法进行行施工。段与与段之间，一一般可不待凝凝，但孔口段段、破碎带、吃吃浆量特大和和孔内有涌水水的孔段，宜宜适当待凝。灌灌浆分段长度度应视具体情情况而定，一一般表层第一一段（混凝土土与基岩接触触段）不宜大大于2.0米，以下各各段一般宜采采用5.0米，在特大大吃浆处应适适当缩短灌浆浆段，吃浆量量很小的地段段可适当加长长。灌浆工程施工工工序如下：钻钻孔→冲孔→压水试验→灌浆→灌浆结束封封孔。灌浆孔采用1550型地质钻机机钻孔，钻机机采用轨道固固定。在设计计规定的压力力下，如注入入率小于1L/mmin后,继续灌浆60分钟后即可可结束灌浆。全全孔灌浆结束束后,应再用最稠稠一级浆液，按10～15米的段长作一次自下而上的复灌，待水泥浆干硬后，对未被填满部分排除孔内积水后，再直接用硬性水泥砂浆封堵。坝体段则采用粘土球封堵。帷幕灌浆施工应严格遵守《水工建筑物水泥灌浆技术规范（DL/T5148-2001）》。六、灌注桩工程程本工程灌注桩位位于溢洪道挑挑流坎后冲坑坑处,总长382.4米，所穿过过地层主要为为基岩层，采采用回旋钻钻钻孔，泥浆固固壁。砼拌制制采用0.4立方米砼搅搅拌机,水下导管法法浇筑砼,导管下端埋埋入砼中2～3米，最小不不得少于1米，砼浇筑筑过程要连续续进行，不得得中断。灌注桩施工的工工艺流程为：：场地平整→构筑钻机平平台和桩位放放样→钻机就位→钻孔→清孔→下钢筋笼→安装导管溜溜槽等→浇筑砼→养护。其中桩位放样、钻钻孔、清孔、下下钢筋笼、浇浇筑砼等为关关键工序，施施工中可参照照《工业与民民用建筑灌注注桩基础设计计与施工规程程》（JGJ-880）执行。七、砼工程本次加固工程共共计浇筑砼10146立方米，分分属于主坝、新新建溢洪闸、南南北放水洞改改造等工程。砼砼浇筑方量较较少的可就近近设置砼拌制制系统。根据据各单项建筑筑物工程砼浇浇筑强度和施施工条件，确确定采用移动动式Js500型砼搅拌机机拌制砼，根根据不同的建建筑物和各建建筑物不同的的部位，砼运运输采用胶轮轮车直接运输输和胶轮车水水平运输卷扬扬机垂直运输输两种方案入入仓。入仓后后的砼分别采采用插入式或或平板式振捣捣器振捣密实实。砼与钢筋砼施工工应严格遵守守下列规范：：1、《水工混凝凝土施工规范范》(DL/T55144-22001)2、《水工混凝凝土试验规范范》(SDJ1005-82))3、《水闸施工工规范》(SL27--91)八、金属结构制制作安装本工程金属结构构制作内容包包括溢洪闸工工程改造、南南北放水洞改改造工程。金金属结构必须须持有生产许许可证的厂家家制造和安装装。闸门埋件件采用二期砼砼固定。所有有闸门加工完完成后均可整整扇或分节运运输至施工现现场，由汽车车式起重机结结合安装就位位的启闭设备备吊装就位。启启闭机的组装装，工作宜在在生产厂内进进行，经组装装的部件运至至安装现场后后，由汽车式式起重机吊装装就位，然后后再进行整机机组装。闸门门、拦污栅及及埋件的除锈锈、喷锌、刷刷漆等防腐处处理，按设计计要求进行。闸闸门、拦污栅栅及启闭设备备安装调试完完毕，应作全全程试运行三三次。压力钢管位于放放水洞洞身内内，为洞内埋埋管。运达现现场的钢管由由起重机吊运运至放水洞洞洞口，由安装装于放水洞出出口的卷扬机机牵引滑移就就位。其安装装工序如下：：安装准备→测量检查固固定→管节对装→环缝焊接→探伤检查→除锈加固→防腐油漆→滑移就位→竣工试压验验收。钢管外外侧预埋灌浆浆管，待安装装就位后进行行