水电站施工组织设计

水电站施工组织设计水电站施工组织设计，是论证水电站设计成为现实的可行性和经济性合理的施工组织设计的意义和作用以及对工程施工组织设计的分类和基本内容的认识进内容摘要 1设计基本资料 6-1.1工程条件 1.1.1工程地理位置及对外交通状况 1.1.2水工枢纽布置概况 1.1.3施工场地条件 1.1.4主要建筑材料、水源，电源及其它条件 1.1.5工期要求 1.2自然条件 1.2.1水文、气象条件 1.2.2地形、地质 2施工导流 2.1导流标准 2.1.1导流时段的划分 13-2.1.2导流建筑物设计洪水标准 2.2导流方案 2.2.1导流方案的选择原则 2.2.2导流方案的拟定 2.3导流建筑物的设计与工程量 2.3.1围堰的设计 2.3.2导流隧洞的设计 18-2.3.3导流建筑物工程量计算 2.4导流工程施工 19-2.4.1引水隧洞工程施工 19-2.4.2围堰施工 3主体工程施工 22-3.1大坝工程施工 22-3.1.1施工程序 3.1.2基础石方开挖 3.1.3灌浆工程 3.1.4坝体砌筑 3.1.5混凝土浇筑 3.2泄水建筑物施工 23-3.2.1施工程序 3.2.2石方开挖 3.2.3混凝土浇筑 3.3引水系统工程施工 23-3.3.1施工程序 23-3.4技术要求 3.5主要施工机械设备 24-4施工交通运输及辅助企业 4.1场外交通运输 4.2场内交通运输 4.3施工辅助企业 28-4.3.1砼拌和站 28-4.3.2钢筋、木材加工厂 4.3.3机械修理厂 4.3.4风、水、电系统 5施工总布置 30-5.1施工总布置的原则 30-5.2施工分区布置 30-5.3土石方平衡及渣场规划 6施工总进度 6.1施工总进度安排 32-6.2导流工程 6.2.1引水隧洞 —4—6.3主体工程 6.3.2溢洪道 6.3.3厂房及升压站施工 6.4交通及辅助企业 33-6.4.1交通工程 33-7结论与总结 水电站施工设计需经历河流规划、勘测、试验、设计、施工及运行管理等主要步骤的基本建设程序，施工组织设计是水电站工程设计文件的重要组成部分，是编制工程投资概(估)算的主要依据和编制招、投标文件的主要参考，是工程建设和管理的指导性文件。认真作好施工组织设计，对正确选定坝址、坝型、枢纽布置、整体优化设计方案、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价都有十分重要的作用。施工组织设计是一个比较庞大复杂的理论体系，水电站施工组织设计是一个庞大的系统工程，是工程建设前的总体战略部署。它的主要内容有研究导流标准、导流方式、导流的挡水和泄水建筑物、截流和施工期度汛等，确定施工顺序和施工总进度，选定对外交通的方式和路线，拟订施工现场的总体布置2131m3、钢筋制安16t、压力钢管制安115t、57km;水泥从安庆市红旗水泥厂采购，运距112km;钢筋、炸药及木购，运距42km。1.1.1工程地理位置及对外交通状况水电站位于安徽省池州市石台县仙寓镇，距石台县城40km,属长江一级支流秋浦河的侧向支流公信河的支流湘坑河的源头，厂址位于占大~汪家屋油路未端，坝址位于厂址上游3km的河道上，拟建的**水电站坝址以上来水面积14.3km₂。本工程施工项目分散，对外交通比较方便，仙寓~王家屋油路可直达厂区。但主要处临时施工便道0.05km、厂址处临时施工便道0.05km。1.1.2水工枢纽布置概况水电站是以发电为主，拟装机2台计1600kw,多年平均发电量为438.46×104kw.h。枢纽由正库大坝、引水隧洞(包括东库引水工程)、溢洪道、压力管道及厂房等部分组成。大坝高16m,长72.8m,总蓄水量为18.43×104m3(其中正库16.43×104m3)。引水隧洞长3162m、压力管道550m、厂房1001.1.3施工场地条件因此5t卷扬机设在左平台上。厂区的施工场地沿湘坑河布置，生产与生活用房均搭建临时工棚解决，并在远离工地和生活区的山坡上塔建一座火工材料库，将各种火工材料隔离分开专人保管，并建立严格进出库制度，以防火工材料外流。在厂区施工场地上布置有石子破碎机、砼拌和机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂。本工程共需搭建临时工棚500m2,其中，生活用房250m2、各类加工厂150m2、各类仓库100m2;缆机平台土石方开挖150m³,缆机平台砼浇筑12m3,缆机塔架架设0.5t。1.1.4主要建筑材料、水源，电源及其它条件57km;水泥从安庆市红旗水泥厂采购，运距112km;钢筋、炸药及木施工用水可直接从湘坑河中提取，生活用水可将河水净化处理后饮用。占大~王家屋10KV线路已接通，施工用电可直接T接就近接引地方系统电源。集中在4~8月份，约占全年降雨的64.38%,秋、冬两季降雨较少，夏末秋初易出现干旱，施工期安排在2008年8月~2009年12月(利用两个枯水期)。本工程计划2009年12月份发电，因此，主要工程必须在一个枯水期内施工结束，应尽量提前进行，工程总工期计划18个月。施工准备阶段：施工期为2008年7月初~8月底，主要完成三通一平、山场征用及施大坝施工：施工期为2008年8月初~2009年2月底和砼浇筑分二期施工，一期工程施工时间为2008年10月初~2008年11月底计61天，二期工程施工时间为2008年12月初~2009年2月底计120天。引水隧洞工程施工：施工期为2008年8月初~2009年9月底，其中，进出石方明挖安排在2008年8月份施工，计31天；石方洞挖安排在2008年9月初~2009年9月底计395天；进口建筑物的施工及隧洞衬砌安排在2009年9月初~2009年11月底计91天；压力钢管和钢闸门制作与安装安排在2009年10~11月份施工，计61天。溢洪道施工：施工期为2008年9月初~2009年1月底2008年9月初~10月底计61天；安装锚固筋(含钻孔)时间为2008年11月初~11月底计30天；两侧及底板砼浇筑时间为2008年12月初~2009年1月底计62天。厂房及升压站施工：施工期为2009年元月初~2009年6月底，其中，土石方开挖及砌石安排在2009年元月份施工，计30天；基础砼浇筑安排在2009年2月初~4月底计89天；厂房砌筑安排在2009年5月份施工；机电设备安装安排在2009年6月份施工，计30天。施工扫尾工作：施工期为2009年11月初~2009年12月底，计61天。主要完成坝基序号工程项目名称工程量2008年2009年单位数量7891234567891施工准备工作项12基础石方开挖3垫层砼浇筑4灌浆工程m5大坝一期砌筑工程6大坝二期砌筑工程7进出口石方明挖8石方洞挖9压力钢管及闸门制安t9溢洪道基础石方开挖安装锚固筋(含钻孔)t土石方开挖厂房砼浇筑厂房砌筑水轮发电机组安装台套2主变及其他机电设备安装项1施工扫尾工作项1水电站地处石台县境内的三级支流湘坑河上，湘坑河发源于国家级自然保护林木繁茂，森林覆盖率达80%以上。本区位于亚热带季风气候区，多年平均气温16℃,多年平均降雨量1900mm,汛期在5月至7月，洪水来得快，去得快，一次洪水过程不过一天。水电站坝址处径流采用高坦水文站1957-2003年(缺1962年)径流系列资料，按面积比缩放，同时考虑该区位于黄山暴雨中心，降雨量丰富，可研中推荐采用1.15扩大系数进行修正。多年平均径流深1195mm(高坦站观测多年平均径流深1039.45mm),多年平均年径流总量为1470×104m,3~7月份径流量占全年的多年平均气温为16℃,最高气温40.9℃(1967年8月28日),最低气温-13.2℃ (1969年2月1日),多年平均无霜期234天，多年平均日照时数1704h。工程所在区域属亚热带湿润气候区，气候温和，光照充足，雨量充沛，四季水电站位于池洲市石台县牯牛降西麓，仙寓镇**村境内湘源河源头。本区地质泥岩，底部为石英砂岩及雷公坞组的凝灰岩，局部夹灰岩透镜体。区内未见有成规模的岸坡崩塌河滑依现象，仅在局部山体缓坡处堆积有坡积物。区内地下水坝址两岸山势挺拔雄厚，多悬崖陡壁，基岩多出露，仅在右岸分布有少许坡积物。河流在此处呈近南北流向，河道宽约20m,河床中遍布巨石，河底高程约320m(黄海高程系，后同);两岸山坡的坡度约40°~45°,河谷类型呈不规则对称的“U”字形。坝址区地层属为白垩系第二次酸性侵入岩(Y3(2),岩性为二长花岗岩及花岗闪长岩，内有少量呈条带状分布的后期石英细脉。二长花岗岩：肉红色，块状构造，为中细粒等粒结构，坚硬致密，矿物粒度是渐变的，没有明显节理裂隙局部相对发育密集或有破碎带，尤其是局部碳质页质分布区，岩石自然稳定性差，应进行必要的支护和衬砌。其余段岩石新鲜完整，节理裂隙不发育，开挖成形好，可全断面进行爆破开挖，无须支护和衬砌。厂房处表层覆盖少量第四系坡积物，厚度多小于1m,其岩性为泥质、碳质粉其下为微分化层，为良好的建筑物基础持力层。河床处为微～未风化岩石基本出本章内容主要在综合分析导流条件的基础上确定导流标准，选择设计导流方案、导流建筑物等，并提出导流建筑物的合理施工安排。此部分要求绘制完整的2.1.1导流时段的划分根据各时段来水资料分析，本工程最小枯水流量在10月~次年3月，因此导流时段选为10月~次年3月。2.1.2导流建筑物设计洪水标准可由《水电站施工组织设计规范》查表获得，规范中相关指标判别表具体可参见下表2.1。表2.1导流建筑物洪水划分表导流建筑物类型导流建筑物级别ⅢV洪水重现期(年)土石混凝土建筑物级别为V级，对于采用当地材料填筑的土石围堰，施工导流建筑物洪水重现期为10~5年。根据本工程特点及以上综合因素，本大坝工程导流标准采用5年一遇枯水期洪峰流量，经计算，导流流量为8.5m3/s。2.2.1导流方案的选择原则在导流方案比较优选时，应根据地形、地质条件、水文特征、流冰、枢纽布置、航运、施工安全方便、施工进度、投资等要求综合比较选择。根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点，采用分段围堰、分期施工的导一期围堰束窄河床的70%,施工右岸坝体和排砂底孔，排砂孔径为单排1200×1200mm的砼箱涵；进口闸门(底板高程502.2m);待右坝端施工到▽508.4m,二2.2.2导流方案的拟定根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点，采用分段围堰、分期施工的导一期围堰束窄河床的70%,施工右岸坝体和排砂底孔，排砂孔径为单排1200×1200mm的砼箱涵；进口闸门(底板高程502.2m);待右坝端施工到▽508.4m,二一期导流：一期围堰先围右岸，由左岸河床导流，一期围堰束窄河床的70%,右岸河槽宽仅为15m,设计导流流量为8.5m³/s,控制水位上游为507.40m,下游此时正值最枯季节，随着坝体的升高，库内调蓄能力逐渐增强，排砂底孔基本能hc—安全加高，按表2.2采用运用情况坝的级别123设计情况(基本情况)校核情况(特殊情况)123450表2.4超高值△h的计算的基本数据表设计洪水位校核洪水位吹程D(m)风速v(m)0安全加高h(m)C洪水位时，采用多年平均风速，本次设计m故按累计频率为5%计算mm故按频率为5%计算=0.81+0.18+0.3a.设计洪水位的堰顶高程(枯水期):为了保证围堰的安全，选取较大值，所以选取堰顶高程为508.40m2.3.2导流隧洞的设计本站设计流量1.12m/s,考虑到水量损失及灌溉用水要求，引水工程按1.24ms设计，隧洞进口(底板)高程499.36m,出口(底板)高程474.36m,高差25.00m,主洞长3162m,平均坡度0.8%;拟定隧洞断面以减少水头损失便于施工为断面面积洞内流速：V=0.347m/s(流速较过水能力的前提下的最小施工断面。3.14=2.008m,正常运行流速为0.62m/s。钢管的允许流速为2—5m/s,考虑本工程管道较长，流速取下限，于是其他引水断面设计2.3.3导流建筑物工程量计算导流隧洞全长3162m,设计断面为2.0m×2.0m(宽×高)城门洞型，25cm厚表2.5导流建筑物工程量表项目名称单位工程量备注进出口石方明挖石方洞挖压力钢管及闸门制安t92.4导流工程施工2.4.1引水隧洞工程施工施工程序：石方明挖—石方洞挖—进水口砼浇筑—金属结构制作与安装—衬手扶拖拉机运输清碴；调压井采用自上而下一次开挖成型，卷扬机井口出碴。砼浇筑采用0.4m拌和机搅拌、人工推运双胶轮车运砼、人工平仓、2.2kw插入式振捣器振捣密实。钢筋采用机械切割、弯曲，人工绑扎或焊接。压力钢管在加工厂制作成半成品，现场首先就位、校正、固定，再双面焊接成型，然后浇筑封堵砼和镇墩砼。事故检修闸门和启闭机由专业厂家制作，现场吊装。通气孔和拦污栅一期导流：一期围堰先围右岸，由左岸河床导流，一期围堰束窄河床的70%,右岸河槽宽仅为15m,设计导流流量为8.5m3/s,控制水位上游为507.40m,下游水位为501.50m。此时正值最枯季节，随着坝体的升高，库内调蓄能力逐渐增强，排砂底孔基本能草(麻)袋围堰的主要填料为粘性土，堰顶宽取1~2米，内侧边坡坡率取1:1.0~1:1.5外侧边坡取1:1.5~1:2.0,施工方法如下：用草(麻)袋盛装松散粘性土，装填量为袋容量的1/2~2/3袋口用细麻线或铁丝缝合，施工时将土袋平放，上下左右互相错缝堆码整齐，水中土袋用带钩的木杆钩送就位。截面取双层草(麻)袋，中间设粘土心墙时，可用砂性土装袋。水流流速较大时，外围草(麻)袋可用小卵石或粗砂装袋，或增加抛片石堰外防护。其河床表面不透水层图2.1导流围堰结构示意图3.1.1施工程序基础石方开挖—灌浆工程一坝体砌筑—砼浇筑。坝体为细石砼砌块石，上、推运胶轮车送至1m₃砼吊罐里，缆车机吊入仓；坝体所用条块石，由5t自卸汽车从开采场运至临时堆场，再由平板车运送至缆机索道下面，用钢丝网集装吊运到坝面。混凝土采用人工平仓，2.2kw插入式振捣器振捣密实。钢筋采用机械弯曲，人工绑扎或焊接。采用风钻造孔、浅孔密布小炮爆破，人工装碴、双胶轮车出碴，自上而下逐分段循环灌浆的方法施工；施工过程中应严格控制孔深和孔斜，确保帷幕质量；孔口段压力为0.4～0.6MPa,孔深每增加5m,压力递增0.1MPa。固结灌浆在坝基开挖后进行，采用手风钻钻孔，多缸活塞式灌浆机全孔一次灌浆，灌浆压力为0.4~坝体上下游面条石砌体采用M15砂浆座砌，条石的砌筑根据坝面坡度，一般正坡面采用一丁多顺，砌缝宽竖缝控制在2~3cm、横缝控制在1.5~2cm,上下竖缝后，用插入式振捣器边振边塞入小块石。坝体每砌高1.形尺寸。坝体勾缝采用深勾缝，缝深3~5cm,每砌完4~5层条石后进行一次，采用3.1.5混凝土浇筑大坝砼工程包括基础垫层砼、大坝下部冲砂孔砼、溢流面砼和下游护坦砼。基础垫层为C15砼，清基完成后，先在基岩面遍铺3~5cm砂浆，然后浇筑基础垫层砼，砼面埋放块石，一半埋入，一半露出。大坝下部冲砂孔砼、溢流面砼和下游护坦砼全部现场立模浇筑。3.2泄水建筑物施工3.2.1施工程序基础石方开挖—安装锚固筋(含钻孔)—底板和侧墙砼浇筑。3.2.2石方开挖采用风钻造孔、浅孔密布小炮爆破，人工装碴、双胶轮车出碴，自上而下逐3.2.3混凝土浇筑溢洪道砼工程包括底板和侧墙砼浇筑，先浇筑底板砼后浇筑侧墙砼，并且采3.3引水系统工程施工石方明挖—石方洞挖—进水口砼浇筑—金属结构制作与安装—衬砌砼及镇墩石方明挖自上而下分台阶进行，采用风钻造孔、人工爆破，1m挖掘机装、5t自卸汽车运输清碴；石方洞挖采用风钻造孔、人工光面爆破，人工装、手扶拖拉机运输清碴；调压井采用自上而下一次开挖成型，卷扬机井口出碴。砼浇筑采用密实。钢筋采用机械切割、弯曲，人工绑扎或焊接。压力钢管在加工厂制作成半事故检修闸门和启闭机由专业厂家制作，现场吊装。通气孔和拦污栅现场焊接和3.4技术要求清理坝基、岸坡及铺盖地基时，应将树木、草皮、树根、乱石、坟墓及各种建筑物等全部清除，坝基及岸坡的表层粉土、淤泥、细砂、腐殖土、泥炭等全部清除，坝区范围内的地址勘探孔，平洞、试坑、泉眼、洞穴应彻底处理，坝肩岸坡的开挖清理应在填筑前完成。岸坡设计平均清基厚度为0.5m,禁止边填筑边开挖，对坝基、岸坡易风化、易崩解的岩石和土层，开挖后不能及时回填的，应留保护层，防渗体部位的坝基应先将岸坡岩面节理、裂隙缝口冲洗干净。对地形凸凹变形大，岸坡反滤料铺设困难的地段，在铺筑前应用推土机配合人工对坡面进行修整，以保证铺筑厚度均匀及铺筑压实质量。3.5主要施工机械设备缆机、塔机、门机、汽车吊、平仓机、振捣机、手动振捣机、仓面喷雾机、制冷机、空压机、混凝土拌合楼、混凝土运输汽车，等等。主要施工机械设备见序号机械名称型号规格单位数量说明一土石方机械台气腿钻台手风钻台台2台31台改为履带吊1m3反铲台2台4台4台2二混凝土浇筑设备履带吊台1汽车吊台2建筑塔吊台1混凝土泵台2混凝土吊罐3ms卧罐个2混凝土吊罐1m3立罐个6台台6混凝土喷射机台4乌江渡制台2三钻灌设备序号机械名称型号规格单位数量说明150型台6灌浆泵台4灰浆搅拌机台4四自卸汽车辆自卸汽车辆6自卸汽车辆6载重汽车辆8载重汽车辆8辆1五备振动给料机台1台1PF9210台2筛分机组1筛分机组1台2螺旋洗砂机台1螺旋洗砂机台2皮带机m/台混凝土搅拌机台5六辅助加工设备序号型号规格说明台台8空压机台4空压机台5台4台4台5本工程施工项目分散，对外交通比较方便，仙寓~施工场内交通无现有道路可以利用，施工期间需新修的临时道路主要包括上坝道路至上游坝脚1条、上坝道路至下游坝脚1条、坝顶至溢洪道1条以及施工工厂和生活区内部道路。施工临时道路采用泥结碎石总长约500m。4.3.1砼拌和站本工程砼及钢筋砼总量2131m,浇筑期9个月。根据主要工程建筑物分布及4.3.2钢筋、木材加工厂本工程钢筋和木材加工项目主要集中在放水隧洞和泄洪洞处，加工厂布置2处，右侧坝肩下游空地各布置2处。钢筋、木材综合加工厂建筑总面积50m2,占4.3.3机械修理厂工程区交通便利，施工机械维修主要利用工程附近已有的维修设施，施工现场仅布置简易的机修车间承担工地机械、车辆保养和小修任务。机修车间建筑面4.3.4风、水、电系统工程施工设置供风能力为6m3/min的移动式空气压缩机2台，布置在隧洞附近根据本工程施工较分散的特点并结合当地自然条件，确定本枢纽工程施工总布置原则以集中为主，分片为辅，充分利用当地条件为工程生产生活服务，并力求布置紧凑，少占耕地，尽量将施工及生活场地布置于工程永久管理区之内。根据本工程特点，施工区分两处布置，一处在坝区，一处在站区。坝区的施工场地主要承担大坝、溢洪道和引水隧洞上半段的施工；厂区的施工场地主要承担引水隧洞下半段、发电厂房及升压站的施工。坝区的施工场地因坝址地处深切式河谷地段，地势陡峭，只好沿新开公路末端两侧布置，将生产区和生活区分开，生产区布置有砼搅拌机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂，各种材料及半成品首先运至缆索下临时场地，再通过缆机索道运抵各施工点。大坝左、右坝肩各设一处缆机平台，平台上架设缆机塔架，由于公路位于左岸，因此5t卷扬机设在左平台上。厂区的施工场地沿湘坑河布置，生产与生活用房均搭建临时工棚解决，并在远离工地和生活区的山坡上塔建一座火工材料库，将各种火工材料隔离分开专人保管，并建立严格进出库制度，以防火工材料外流。在厂区施工场地上布置有石子破碎机、砼拌和机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂。本工程共需搭建临时工棚500m2,其中各类仓库100m2;缆机平台土石方开挖150m₃,缆机平台砼浇筑12ms,缆机塔架架设0.5t。5.3土石方平衡及渣场规划本工程土石方平衡渣场规划主要是考虑隧洞和溢洪道石方开挖整修后作为坝体砌筑石料，破碎后作为混凝土浇筑用石料，根据工程区的具体情况，弃碴场地砂石料厂靠近河岸周边临时堆放。其原则是尽量不占或少占耕地，不阻塞河道，不改变水流，不破坏周边环境为宜。施工总进度是水利水电工程施工的重要环节，它是对工程控制和掌握的重要6.1施工总进度安排本工程计划2009年12月份发电，因此，主要工程必须在一个枯水期内施工结束，大坝、厂房水下部分施工外，如厂房和大坝水上部分开挖、隧洞开挖都应尽量提前进行，工程总工期计划18个月。6.2导流工程6.2.1引水隧洞施工期为2008年8月初~2009年9月底，其中，进出口石方明挖安排在2008年8月份施工，计31天；石方洞挖安排在2008年9月初~2009年9月底计395天；进口建筑物的施工及隧洞衬砌安排在2009年9月初~2009年11月底计91天；压力钢管和钢闸门