锦屏一级水电站下游围堰拆除施工方案(三种备选方案)

1、雅砻江锦屏一级水电站大坝左岸工程施工（合同编号：JPIC-）锦屏一级水电站下游围堰拆除调整施工方案批准： 审查： 校核： 编制： 中国水利水电第七工程局锦屏施工局2011年11月25日锦屏一级水电站下游围堰拆除调整施工方案1 概述1.1 工程概况下游围堰工程堰体为复合土工膜心墙碾压式堆石围堰，级建筑物，挡水标准为30年重现期洪水。围堰堰顶高程1659.00m，顶宽10.00m，长110.86m，迎水面坡度为1:2.0，背水面坡度为1:1.75。堰体采用350g/0.6mmHDPE/350g的复合土工膜心墙防渗，上、下游均设有粗砂垫层与过渡层。堰基采用塑性混凝土与墙下帷幕灌浆防渗，堰肩采用帷幕灌

2、浆防渗。 根据2010年5月13日下游围堰迎水坡加固处理专题会议纪要（长锦监C左2010会057号），下游围堰迎水面坡脚须做防护施工，为保证汛前完成下游围堰迎水面钢筋石笼修复、加固施工。下游围堰迎水面钢筋石笼基础高程为EL1637m，EL1652m高程以下钢筋石笼厚度为4.0m，EL1652m高程以上钢筋石笼厚度为2.0m，钢筋石笼台阶坡比设置成1:1.5。自下而上逐层贴坡填装，各层应错位搭接，直至下游围堰堰顶。由于水垫塘、二道坝混凝土工程工期由32个月缩短为23个月，施工强度大幅提高，原有招投标阶段布置的钢筋加工厂根本无法满足砼施工钢筋制安要求。为满足水垫塘、二道坝混凝土施工抢工需要，经过我

3、单位多次踏勘、调研，最终确定在下游围堰堰顶下游平台修建新增下游围堰钢筋加工厂，该下游平台由石渣填筑形成，钢筋加工厂占地面积1000，于2010年8月1日开始修建，2010年10月15日投入使用。根据下游围堰需拆除至原河床的要求，下游围堰最低处需拆除至EL1633.00m，拆除总量为36.42万m3，拟在枯水季节施工，其下游水位约为EL1645.05m，存在水下拆除。拆除原则为“分期削薄，尽量保证干地施工”。并考虑采用分三序三区进行。根据业主、监理相关会议要求，由于右岸导流洞今年枯水期不再进行检修，我单位原利用右岸导流洞检修通达进行下游围堰拆除的方案无法实施，经过我单位多次现场踏勘，结合现场实际

4、情况，拟对原上报锦屏一级水电站下游围堰拆除调整施工方案（七锦/JPIC-/技2011352号）进行调整。1.2 主要工程量下游围堰拆除施工主要工程量表 表1-1序 号施工项目单位工程量备注1土石方开挖万m336.422道路填筑万m31.083混凝土挖除m39304钢筋石笼护坡挖除个20932 下游围堰拆除施工道路经过现场勘查，下游围堰拆除道路布置拟考虑三种布置方案，分别是：方案一：左岸导流洞进口布置临时围堰，左岸导流洞出口外侧布置临时道路，在道路下埋设涵管排除上游渗水，通过该道路开挖下游围堰，完成后拆除道路。方案二：右岸导流洞进口控制水流，利用右岸尾水出口围堰及右岸江边道路，填筑右岸导流洞出口

5、临时道路，并在道路下埋设涵管排泄上游来水，通过该道路开挖下游围堰，完成后拆除道路。方案三：利用下游围堰开挖形成左岸导流洞出口钢栈桥至下游围堰拆除水面高程道路一，并结合道路布置开挖左岸河道防护混凝土基础，完成下游围堰右岸及中部水下开挖，左岸河道防护混凝土浇筑至EL1650m以上时，将道路一向左岸靠山侧移动形成道路二，反铲倒退开挖道路一及道路二基础至左岸导流洞出口钢栈桥。三种布置方案现详细叙述如下：2.1左岸导流洞出口临时道路方案（方案一）由于大坝工程施工计划的变化，左岸导流洞下闸时间推迟至2012年年底，为保证下游围堰特别是水下部分的完全拆除，拟从左岸导流洞口下游侧边墙布置一条出渣施工道路经左岸

6、导流洞出口靠河侧至下游围堰拆除工作面。该施工道路为双向车道，路宽8m，最大爬坡度为10%，路面特性为泥结石路面。局部采用混凝土挡墙和钢筋石笼护坡。由于该道路的形成将封闭左岸导流洞出口，为保证该道路的顺利形成及通车运行时的安全，拟在上游左岸导流洞进口处设置临时土石围堰，临时围堰填筑完成后较小渗水通过左岸导流洞，经过左岸导流洞出口施工道路下部预埋的涵管流出。根据现场的地形情况和已施工的条件，临时围堰可以利用从原江边营地至左岸导流洞进口的施工道路进行施工。先进行土石围堰戗堤施工，然后进行上部堰体施工。为减少渗水流量，将临时土石围堰尽量布置在进口混凝土底板上。待导流洞检修完成后，再将临时围堰拆除，围堰

7、渣体运输至三滩沟渣场。出渣线路：下游围堰下游围堰至导流洞出口道路2#公路下游辅助公路10#公路印坝子沟渣场2.1.1 左岸导流洞进口临时土石围堰施工根据水工设计规范要求，进口临时围堰按10年一遇枯水期流量978m3/s（取11月次年4月）进行设计。此时对应上游水位为EL1650.50m,设计按EL1652m堰顶高程已能满足要求,考虑临时土石围堰仅承担减少水流的作用，无需完全截住水流，围堰不设防渗体。设计堰顶宽6m，堰顶长约85m，最大堰高约13.5m，上游坡比12.0，下游坡比12.0，迎水面采用块石进行护坡,填筑总工程量约4.2万m。考虑进口围堰需进行截流施工，截流时准备钢筋石笼进行合龙。具

8、体见进口围堰设计图。临时围堰首先填筑截留戗堤，截流材料主要有钢筋笼、大块石、填筑石渣料和粘土，截流戗堤采用左岸进占，截流采用立堵的方法。截流戗堤填筑完成后进行临时围堰堰体填筑，堰体填筑料来源于三滩沟渣场的石渣料。采用挖掘机装车，25t自卸汽车运输到临时围堰施工现场卸料，填筑时分层用D85推土机配合16T振动碾碾压密实，分层高度不大于80cm。2.1.2 左岸导流洞进口临时土石围堰渗水流量计算由于临时土石围堰渗水将通过左岸导流洞并经过左岸导流洞出口施工道路下部预埋的涵管，对土石围堰最大渗水量进行计算以布置导流洞出口涵管的断面及过流量。根据水工设计规范要求，土石围堰最大渗水流量按10年一遇枯水期流

9、量978m3/s进行设计，此时导流洞进口水位高程EL1650.50m，导流洞出口水位高程EL1647.60m。临时土石围堰大部分位于左岸导流洞进口混凝土底板上，无围堰基础渗流，围堰未采用防渗体，渗流计算采用均质土石围堰渗流分析计算方法进行计算。根据水工建筑物中水力学法计算不透水地基均质土坝中的分析方法，将渗流分析简化为渗流计算模型，并使用如下水力学法公式：上游渗流流量公式：下游渗流流量公式：公式中：K-渗流系数 H1-围堰上游水深 H2-围堰下游水深 a0-浸润线逸出点在下游水面以上的高度 m2-围堰下游边坡坡比系数结合本工程实例，围堰上游水深取P=10%时最大水位高程EL1650.5m，上游

10、水深12m。围堰下游水深取上游最大水位时围堰下游最大水位，根据导流洞泄流曲线图，下游最大水位高程EL1647.60m，下游水深9.1m。下游围堰渗流系数为2.0。根据三滩沟砂石料及渗流系数表，考虑三滩沟主要为粗细配合级配及块石含量较大，渗流系数取规范中圆砾中最大的渗流系数K=100m/d。根据联立上两式进行计算，结果为a0为9.633m，高于下游水面高程0.533m，渗流量为118.889(m3/d.m)。由上述计算结构，临时土石围堰堰顶总长85m，渗流量为10105.57 m3/d，换算得到0.117 m3/s,渗流量较小。2.1.3 左岸导流洞出口临时道路涵管埋设计算根据上述左岸导流洞进口

11、土石围堰渗流量较小，仅为0.117 m3/s。考虑左岸导流洞进口临时围堰填筑及碾压质量缺陷及可能发生的超标洪水，涵管渗流通过安全系数取水工设计规范中规定的安全系数35，取较高安全系数5，涵管最高流量0.585 m3/s。我单位在西昌地区涵管制造商目前现有最大涵管为直径165cm，壁厚35cm，单根长度1.5m，涵管有效过流面积2.14m2，管壁粗糙系数0.014，涵管预埋后为涵管顶部距水面高程0.5m，底部过流高程距水面2.15m，导流洞出口道路两侧填筑边坡坡比1：1.5，为防止涵管堵塞，涵管进出口各较两侧道路宽度处加宽0.5m。涵管埋置设计总长度13.3m，按照涵管搭接长度10cm计算，需涵

12、管15根，安装完成后涵管总长度13.6m。计算根据水力学中的有压管道淹没出流计算公式：其中：为管系流量系数 ， Z-相对水头 在与紊流的水力粗糙区谢才公式代入上式后得到其中K为管道的流量模数，J为水力坡度经过涵管各项数据代入上式进行计算，得到如下计算结果：当埋置1趟涵管时，达到设计流量0.585m3/s,涵管中的水流速度为0.274m/s。导流洞出口水位雍高0.005m。上下游水位基本相同，水流速度低。假定的极端情况下导流洞出口水位雍高达0.05m时，涵管中的流量为1.878 m3/s，涵管中的水流速度为0.8784m/s。在涵管的流速设计范围以内。由上述水力学计算得出，在导流洞出口道路中埋置

13、1趟内径达165cm的涵管，完全能够满足导流洞进口临时围堰渗水排泄要求，其安全系数可达10以上。由于涵管安装过程中可能出现安装轴线偏移，安装接缝不严密堵塞等情况出现，为保证导流洞渗水的正常排出，建议在导流洞出口道路下部安装2趟涵管，在一趟涵管效率降低时，能够有效保证道路路基的稳定。2.2 右岸导流洞出口临时道路布置方案（方案二）由于右岸导流洞不再进行枯水期检修，经现场实地勘察，右岸导流洞出口原施工通道在解放沟2#桥-右岸导流洞进口部位仅剩部分路面，解放沟2#桥-三滩前期砂石系统近300m道路已完全不复存在，右岸导流洞进口部位目前无通道，无法进行右岸导流洞进口临时围堰填筑施工，右岸导流洞进口无法

14、进行水流控制。根据锦屏一级水电站招投标文件中提供的雅砻江枯水期径流量表，当年12月至翌年5月，雅砻江多年径流量均值为440m3/s, P=10%时流量为509m3/s。右岸导流洞承担雅砻江50%的径流量，为254.5 m3/s。如利用右岸C标已形成的江边通道，从C标已形成的江边通道布置一条出渣施工道路经右岸尾水出口围堰及右岸导流洞临时围堰至下游围堰拆除工作面。设计施工道路为双向车道，路宽7m。该道路的下部采用与2.1左岸导流洞方案中相同的埋设内径165cm涵管方法进行泄水，由于右岸导流洞进口不设挡水围堰，其涵管的保证泄水流量需达到254.5 m3/s。采用2.1左岸导流洞中的水力学计算方法对上

15、述涵管进行验算。当右岸导流洞出口道路两侧水位差为50cm，涵管流量根据淹没出口水力学公式计算得到，此时单条涵管流量为5.939 m3/s，需埋设43条涵管才能满足过流要求。当右岸导流洞出口道路两侧水位差为100cm，涵管流量根据淹没出口水力学公式计算得到，此时单条涵管流量为8.4m3/s，需埋设31条涵管才能满足过流要求。由于水位差超过1m时对道路路基将造成极大地安全隐患，且埋设涵管数量极大，现场根本无法布置，右岸导流洞在不设进口临时围堰的情况下在出口埋设涵管排水方案无法实施。右岸导流洞出口无法布置道路进行下游围堰的拆除施工。2.3 左岸导流洞出口钢栈桥上游道路布置方案（方案三）根据目前下游围

16、堰实际地形情况，结合目前新增的左岸下游河道防护工程坝0+500坝0+640区域混凝土施工，拟定利用下游围堰拆除的左岸导流洞出口钢栈桥上游布置拆除道路的同时进行河道防护贴坡开挖及混凝土施工。2011年12月至2012年3月，在左岸导流洞出口钢栈桥上游修筑一条宽度为8m的道路一，沿左岸侧布置至上游，该道路总长119m，道路宽度8.0m，双车道通行，道路平均纵坡12%，转弯处纵坡8%，道路两侧路基坡比1:1，道路上游至下游围堰水上拆除的最低高程EL1645.05m。该道路一路基左岸靠山侧距离左岸河道防护混凝土基础EL1639.5m外侧宽度2.0m，靠路基1m宽度施工1排3层钢筋石笼护坡，钢筋石笼与河

17、道防护混凝土外侧之间的1m保证局部抽排水及模板施工，该道路设计能够保证左岸河道防护坝0+568.43m坝0+620.72m范围内基础开挖及混凝土施工要求。该道路形成结合下游围堰水面以上区拆除时由右岸向左岸开挖水面以上石渣开挖形成，并利用该道路采用反铲倒退进行右岸及河床中部水下开挖。为同时完成坝0+620坝0+640段左岸河道防护工程混凝土施工，并保证道路路基稳定，我局建议将该区域左岸河道防护进行优化，将混凝土基础高程提高至EL1645m，以利用下游围堰拆除道路一完成全部左岸河道防护混凝土全部施工。2012年4月至2012年5月，左岸河道防护混凝土施工已全部浇筑至EL1650m高程以上，为保证下

18、游围堰拆除更为彻底，将道路路基向左岸侧调整，靠近左岸河道防护混凝土布置道路，形成下游围堰拆除道路二，该道路布置形式与调整前道路一相同，道路路面左岸侧紧贴左岸河道防护混凝土，右岸侧石渣填筑形成1:1路基边坡。道路二形成后，利用反铲开挖道路一路基部分，并进道路一路基部分的水下拆除，道路一路基开挖完成后使用反铲沿道路倒退开挖道路二路基，将道路上游坝0+580m前水下开挖大部分完成，坝0+580m下游完成全部水面以上开挖及部分水面以下开挖拆除施工。出渣的线路为：下游围堰下游围堰至导流洞出口钢栈桥道路一（道路二）2#公路下游辅助公路10#公路印坝子沟渣场至2012年5月，下游围堰仅剩余左岸导流洞出口上游

19、道路二局部路基水下土石方待开挖，剩余工程量约3.5万m，将完成拆除工程量32.92万m。剩余下游围堰左岸导流洞出口上游道路二局部路基水下土石方将结合左岸导流洞封堵时出口临时围堰填筑，将临时围堰堰顶道路向上游延伸至坝0+590m，利用该堰顶道路将道路二剩余水下部分使用反铲倒退开挖，直至完全拆除。出渣的线路为：下游围堰左岸导流洞封堵出口临时围堰堰顶道路2#公路下游辅助公路10#公路印坝子沟渣场2.4 建议根据上述三种施工方案进行综合比对：方案一：左岸导流洞出口临时道路方案优点：下游围堰水下部分拆除彻底，左岸导流洞出口形成的道路混凝土路基及土石填筑形成的路基在2013年左岸导流洞封堵出口临时围堰时可

20、以利用。缺点：左岸导流洞进口需填筑临时围堰，方量较大，并在完成后需进行拆除，左岸导流洞出口道路填筑方量较大，下部需预埋涵管，施工完成后需对左岸导流洞出口部分道路进行拆除。左岸导流洞进口临时围堰及出口道路形成工期对下游围堰拆除施工工期造成直接影响。方案对水流控制要求较高。方案二：右岸导流洞出口临时道路布置方案该方案无法实施。方案三：左岸导流洞出口钢栈桥上游道路布置方案优点：利用下游围堰拆除时形成道路，无需单独修筑道路，道路利用下游围堰拆除石渣填筑，倒运距离短，并可结合左岸河道防护混凝土施工一并进行，施工方案及工期控制较容易，拆除步骤简单。经济性和可控性高。缺点：下游围堰左岸道路部分拆除不彻底，剩

21、余约3.5万m石渣需在左岸导流洞封堵时拆除。经过工期、经济性、可操作性等多方面比对，我单位推荐采用方案三进行下游围堰拆除施工。3 施工布置3.2 施工供电主要施工用电为施工照明用电，地面大面积场地照明拟以投光灯集中照明，采用脚手架钢管制作灯塔，每个灯塔上装设12个1KW可自由调整照射范围的投光灯，道路照明选用防水型高压钠灯。3.3 施工供风主要施工用风为混凝土处理和孤石及局部欠挖爆破钻孔施工，拟在左岸导流洞出口钢栈桥上游侧布置一台40m3油动空压机。满足手风钻、XZ-30钻和风镐施工用风要求。3.4 渣场布置下游围堰拆除土石方全部采用反铲装25t自卸汽车运至印把子渣场，运距为18.6km。4

22、下游围堰拆除施工方法4.1 围堰拆除程序首先拆除下游围堰EL1645.05m高程以上部分（包括下游围堰迎水面外侧石渣超填区）（区），然后拆除下游围堰EL1645.05m高程以下上游部分（区），最后拆除下游围堰EL1645.05m高程以下防渗芯墙部分（1区）及下游围堰水下剩余部分（2区）。4.2 围堰拆除施工围堰拆除遵循由上到下，由右岸到左岸退挖。围堰拆除采用反铲挖掘机进行挖装，用自卸汽车运输，装载机辅助作业，弃渣运至印把子渣场。具体方案如下：（1）区拆除区拆除水位EL.1645.05m以上部分，主要采用斗容1.6m3液压反铲挖装，斗容3.5m3装载机配合装渣。配25t自卸汽车运输，拆除渣料全部

23、运往印把子沟渣场。迎水面钢筋石笼护坡挖除主要采用人工配合反铲进行施工，首先人工氧气乙炔焊将钢筋石笼钢筋网格全部割除，之后再采用液压反铲挖除钢筋石笼内石渣，最后将钢筋笼装车堆放至仓库。（2）区拆除区拆除围堰防渗墙内侧部分，主要采用斗容1.6m3液压反铲挖装，斗容3.5m3装载机配合装渣。配25t自卸汽车运输，拆除渣料全部运往印把子沟渣场。（3）区拆除区为水下拆除部分，在区施工时，同时采用PC210长臂液压反铲在1645.05m平台上进行2区拆除开挖，预留1区平台顶宽保证下游围堰能双向通车。区和1区拆除施工完成后，进行防渗墙爆破施工，爆破后采用PC210长臂液压反铲端退法进行1区水下开挖，25t、

24、20t自卸汽车运输，拆除渣料全部运往印把子沟渣场。下游围堰防渗墙爆破方案根据爆破试验确定。钻孔前由专业测量人员利用坝区测量控制网进行孔位测量放样。液压钻机钻主爆孔，钻孔孔径为105mm，孔底高程低于防渗墙拆除高程1m，孔间距3m，孔深512m。按作业指导书要求，安排钻机在测量放样点位置就位开钻，钻进过程中应随时对钻孔深度和偏斜进行检测，以便及时纠偏。根据爆破试验，按照爆破安全规程混凝土质点振动速度要求对最近单段和最大单段药量进行控制。根据公式：式中Q最大单段药量，KG； R-爆源中心至最近被保护物距离，m； V质点振动速度，cm/s； K-与介质相关的系数； a-衰减系数。爆破网络采用自右向左

25、非电导爆管连接，微差爆破网络分段起爆，一次爆破。采用非电塑料导爆管起爆系统是根据塑料导爆管组合雷管的串联传爆延时累加特性。采用塑料导爆管进行有效组合，实现多段微差爆破，特别是其灵活多样的网络形式，对改善爆破效果，处理有特殊要求的爆破及边界条件复杂的爆破，都起到积极作用。下游围堰防渗墙比较适合串联接力式网络形式，但单纯串联接力网络的总体标准爆率随着接点数的增加而急速下降，混凝土防渗一次拆除爆破的可靠性得不到保证。由于下游围堰防渗墙拆除工程要求的分段数量很大，设计采用了可靠性较高的复式交叉爆破网络。爆破网络为由非电塑料导爆管雷管组成的双复式交叉爆破网络，其可靠性可用双复式交叉起爆网络最后一个结点起

26、爆的准爆率表示：Rd=1-(1-2Ri)/Ri22 Ri-单个雷管准爆率，取Ri=95%；计算得到Rd=99.99%。爆破联网采取自右向左进行复式联接，可减少对永久建筑物的振动影响。爆破参数、爆破网络根据现场爆破试验确定调整后执行。5 施工计划安排拆除道路方案一施工计划安排：（1）2011年12月1日2011年12月31月 左岸导流洞进口临时围堰填筑及左岸导流洞出口临时道路填筑（2）2012年1月1日2012年1月20日 下游围堰EL1645.05m高程以上部分（包括下游围堰迎水面外侧石渣超填区）（区）挖除（3）2012年1月21日2012年1月31日 下游围堰EL1645.05m高程以下上游

27、部分（区）挖除（4）2012年2月1日2012年2月29日 下游围堰EL1645.05m高程以下防渗芯墙部分（1区）及下游围堰水下剩余部分（2区）挖除： （5）2012年3月1日2012年3月10日 左岸导流洞出口临时道路向下游倒退开挖拆除。（6）2012年3月11日2012年3月31日 左岸导流洞进口临时围堰拆除拆除道路方案三施工计划安排：（1）2012年1月1日2012年1月15日 下游围堰右岸EL1645.05m高程以上部分开挖及左岸靠山侧河道防护基础开挖（2）2012年1月15日 下游围堰至左岸导流洞出口钢栈桥道路一形成，左岸河道防护混凝土开始施工（3）2012年1月15日2012年1

28、月25日 下游围堰右岸及中部EL1645.05m高程以上部分（包括下游围堰迎水面外侧石渣超填区）（区）挖除（4）2012年1月26日2012年2月15日 下游围堰右岸EL1645.05m高程以下防渗芯墙部分（1区）及下游围堰水下剩余部分（2区）挖除（5）2012年2月16日2012年2月29日 下游围堰至左岸导流洞出口钢栈桥道路二形成，道路一基础EL1645.05m高程以上（区）开挖（6）2012年3月1日2012年3月10日 道路一区域EL1645.05m高程以下部分（区及2区）挖除（7）2012年3月11日2012年3月31日 下游围堰至左岸导流洞出口钢栈桥道路二区域EL1645.05m高程以上（区）及以下部分（区及2区）挖除6 施工资源配置6.1 劳动力资源配置计划统计表劳动力配置计划统