水电站导截流与围堰施工组织设计

水电站导截流与围堰施工组织设计第一章工程概况与边界条件1.1流域水文特征坝址以上集雨面积1847km²，多年平均流量88m³/s；汛期5—9月占全年径流78%，11月—翌年3月为枯水期，实测最小月平均流量9.4m³/s。P=10%全年洪水1980m³/s，P=5%全年洪水2460m³/s；经上游梯级调蓄后，坝址20年一遇施工洪水1420m³/s。1.2地形地质河床覆盖层厚0～12m，表层漂卵砾石，下部为弱风化砂岩；左岸Ⅲ级阶地宽120m，右岸为陡崖。枯水期河面宽55m，主槽深4～6m，右岸存在一条古河道，可作为导流明渠天然垭口。1.3施工控制节点节点要求日期控制条件一期围堰合龙第一年11月15日枯水期10月—翌年3月二期围堰挡水第二年10月31日坝体浇筑至540m高程导流洞下闸第三年4月30日库水位480m，永久泄洪具备第二章导流标准与流量选择2.1导流建筑物等级按《水电工程施工组织设计规范》NB/T35020—2020，导流建筑物为4级，相应洪水重现期20年。2.2导流方式比选方案导流流量(m³/s)主要建筑物投资(亿元)工期(月)风险明渠+围堰1420明渠650m，围堰高18m1.838古河道边坡稳定隧洞+围堰1420隧洞1020m，D=10m2.4514洞脸高边坡分期围堰1420两期土石围堰1.9210纵向围堰防冲经综合比选，采用“右岸导流明渠+上下游土石围堰”方案，投资省、工期短，且古河道覆盖层可作为天然防渗墙。第三章导流明渠设计3.1断面型式梯形断面，底宽18m，边坡1:1.5，糙率n=0.028，纵坡1/450，设计水深5.6m，超高1.2m。3.2衬护结构底板0.4m厚C25钢筋混凝土，下设0.3m厚砂砾石垫层；边坡采用0.3m厚钢筋石笼+10cm厚喷砼，抗冲流速5.8m/s。3.3进出口防护进口设置15m长扭曲面，出口设25m长混凝土护坦+尾槛，单宽消能功率18kW/m。3.4施工通道明渠左侧布置7m宽施工道路，路面泥结碎石20cm，纵坡≤8%，作为围堰填筑及大坝基坑出渣主干道。第四章围堰型式与结构计算4.1围堰等级与荷载围堰为4级临时建筑物，设计洪水1420m³/s，相应堰前水位474.3m，堰顶高程476.5m，最大堰高18m。4.2材料分区分区材料渗透系数(cm/s)干密度(g/cm³)备注防渗心墙黏土+10%膨润土1×10⁻⁶1.65碾压厚度25cm上下游壳砂砾石料5×10⁻²2.10爆破料，dmax≤40cm下游压重块石—2.25粒径30～80cm4.3稳定计算采用瑞典圆弧法，正常工况最小安全系数1.35，地震工况1.10；经GeoStudio计算，最危险滑弧位于心墙与砂砾石接触面，需加宽心墙顶宽至3m。4.4防渗系统心墙底设1.0m厚混凝土基座，嵌入基岩0.5m；基座下设1排帷幕灌浆，孔距2m，深8m，透水率≤3Lu。4.5围堰基础处理河床覆盖层8～12m，采用1.2m厚塑性混凝土防渗墙，墙底嵌入基岩0.8m，28d抗压强度≥3MPa，弹性模量≤1000MPa，允许渗透坡降80。第五章截流设计与水力计算5.1截流流量选择11月上旬5年一遇旬平均流量110m³/s作为截流设计流量，相应水位462.5m。5.2戗堤布置采用单戗立堵，戗堤顶宽8m，上游坡1:1.3，下游坡1:1.5，轴线位于围堰上游趾15m，预留30m龙口。5.3龙口水力指标龙口宽度(m)流量(m³/s)平均流速(m/s)单宽功率(kW/m)抛投粒径(cm)301103.21860～80151104.53580～12051106.875120～1505.4抛投材料储备提前30d备料，块石1.2万m³，钢筋石笼2000m³，混凝土四面体600m³（3t/个），串体25t/组。5.5截流实施程序D-7天：上游围堰预进占45m，形成30m龙口；D-2天：龙口护底，抛投钢筋石笼厚1.5m；D日：上午9:00开始立堵，先下游侧，后上游侧，每2h测量一次龙口流速；D+1日：凌晨2:30龙口合龙，立即跟进黏土闭气，堰体全线加高至470m高程。第六章施工总平面与交通组织6.1施工分区编号功能区面积(万m²)高程(m)备注A围堰填筑区3.2460～476含料场B导流明渠1.5458～468含衬护C基坑2.0450～460大坝D混凝土系统1.04802×3m³拌和楼E弃渣场5.0490容量120万m³6.2交通流线对外：右岸7m宽泥结碎石路接S303省道，运距18km；对内：围堰填筑采用“装运→卸料→推平→洒水→碾压”五道工序，单向循环，高峰期240车次/h，设置3处会车平台。第七章料场规划与土石方平衡7.1料场分布料场储量(万m³)有用层(万m³)运距(km)岩性1#料场85750.8砂砾石2#料场1201051.5弱风化砂岩3#料场60502.0黏土7.2平衡计算围堰填筑总量78万m³，其中防渗料9.5万m³，壳料68.5万m³；明渠开挖42万m³，可利用28万m³；基坑开挖36万m³，弃渣8万m³；综合利用率82%，弃渣运至E区分层碾压，复垦厚度1.2m。第八章施工机械配置与强度分析8.1关键设备设备型号数量生产率备注液压反铲CAT390F4台2400m³/台班装料自卸车东风45t32台28m³/车次双班推土机D10T6台1800m³/台班摊铺振动碾26t8台500m³/h心墙4遍8.2强度验算围堰填筑高峰月强度18万m³，按25天/月、2班/日、8h/班，设备能力22万m³/月，富余系数1.22，满足要求。第九章施工进度计划9.1关键线路T0：第一年7月1日明渠开工；T1：第一年11月15日截流；T2：第一年12月31日围堰达到476.5m；T3：第二年5月31日基坑抽水完成；T4：第二年10月31日坝体浇至540m；T5：第三年4月30日导流洞下闸。9.2进度保障措施(1)提前一个枯水期完成明渠衬护，避免汛期过水；(2)截流前15天完成龙口护底，确保戗堤头部不冲刷；(3)围堰填筑采用“临时断面法”，先填壳料至470m，再突击心墙，减少水位上升对施工干扰。第十章施工测量与监测10.1控制网建立二等平面控制网，最弱边相对精度1/150000；高程采用二等水准，闭合差≤±4√Lmm。10.2监测项目项目仪器频次预警值极限值围堰沉降水准仪1次/周10mm20mm心墙渗压渗压计实时3m5m龙口流速ADCP截流期1次/30min6m/s7m/s明渠冲刷测杆汛期1次/周0.3m0.5m第十一章施工质量控制11.1防渗心墙黏土料场天然含水率18%，碾压含水率控制在最优含水率±2%，采用26t凸块碾，碾压6遍，层厚25cm，压实度≥98%。11.2混凝土防渗墙槽段长6m，采用CZ-22钢丝绳冲击钻主孔、副孔劈打法，孔斜≤0.4%，墙体连续取芯抗压强度≥3MPa，渗透系数≤1×10⁻⁷cm/s。11.3围堰壳料砂砾石含泥量≤5%，碾压后相对密度≥0.85，现场采用核子密度仪检测，每2000m²一组。第十二章施工安全与环保12.1安全红线(1)截流期间龙口50m范围内设警戒区，夜间照明≥50lx；(2)围堰填筑坡面设置1.2m高钢管栏杆，坡脚设0.6m高挡脚；(3)明渠过水前进行围堰漫顶复核，超高不足0.5m时启动应急加高。12.2环保措施项目措施指标生产废水沉淀池3级，回用率85%SS≤70mg/L噪声夜间禁止爆破，限值55dB(A)实测52dB(A)弃渣分层碾压，坡比1:1.5，植草复垦覆盖率95%第十三章应急预案13.1超标洪水当流量>1600m³/s时，启动Ⅰ级响应：(1)2h内加高围堰1m，采用钢筋石笼+土工膜；(2)基坑设备4h内撤至480m平台；(3)明渠右侧预留泄洪通道，爆破拆除临时挡子堤。13.2围堰渗漏当渗压计读数>5m或出口浑水时：(1)立即降低基坑水位，减小水头差；(2)在上游坡抛投黏土铺盖厚0.5m；(3)下游坡打设2排灌浆孔，孔距1m，注水泥黏土浆。第十四章信息化管理14.1BIM应用建立围堰、明渠、基坑三维模型，进行4D施工模拟，提前发现12处碰撞，减少返工1200m³。14.2无人机巡检每周一次正射影像，分辨率3cm，自动比对填筑边界，误差≤0.3m。14.3智能碾压振动碾安装CMV连续压实系统，实时显示碾压遍数与CMV值，不合格区域自动报警，补碾后合格率由92%提升至98%。第十五章经济性分析15.1主要工程量与单价项目工程量单价(元)合价(万元)围堰填筑78万m³28.52223防渗墙1.2万m²420504明渠衬护2.8万m³5801624截流抛投1.8万m³95171合计——452215.2经济比较与隧洞导流方案相比，节省投资0.93亿元，缩短工期6个月，财务净现值增加1.17亿元，内部