第四章施工導(dǎo)流和水流控制

1、中國(guó)水利水電第五·九工程局聯(lián)合體 施工組織設(shè)計(jì)第四章 施工導(dǎo)流和水流控制41 概述藤子溝水電站工程位于重慶市石柱縣境內(nèi)龍河上游河段，本工程規(guī)模為大(2)型,工程級(jí)別為等。龍河流域?qū)賮啛釒駶?rùn)氣候區(qū)，具有春雨、伏旱、秋雨綿綿和冬干的特點(diǎn)。龍河流域多年平均降雨量1258 mm,降雨量自下游向上游隨高程升高有增大的趨勢(shì)。流域多年平均蒸發(fā)量為1175 mm，多年平均氣溫16.4，多年平均流量為15.1m3/s。龍河流域的洪水由暴雨形成。年最大洪水多發(fā)生在4月9月,其中6月、7月為最大,盛夏8月,由于伏旱,發(fā)生大洪水的次數(shù)相對(duì)較少。4.2導(dǎo)流方案及導(dǎo)流程序4.2.1導(dǎo)流方案根據(jù)招標(biāo)及合同文件要

2、求,本工程施工導(dǎo)流采用導(dǎo)流洞過(guò)流、圍堰一次斷流的導(dǎo)流方式。4.2.2導(dǎo)流程序2002年10月15日主河床截流,2002年10月15日2003年4月15日圍堰擋水，進(jìn)行基坑內(nèi)工程施工。2003年4月15日2003年4月22日圍堰拆除,完成導(dǎo)流施工。2004年9月30日導(dǎo)流底孔下閘。4.3導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)招標(biāo)合同文件,本標(biāo)工程大壩為級(jí)建筑物,根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范(SDJ338-89)規(guī)定的工程導(dǎo)流建筑物形式規(guī)模、使用年限和風(fēng)險(xiǎn)度要求,確定圍堰為級(jí)建筑物，擋水標(biāo)準(zhǔn)為枯期十年一遇洪水,相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為280 m3/s,導(dǎo)流建筑物主要工程特性見(jiàn)表4-1導(dǎo)流建筑物主要工程特性表 表4-1導(dǎo)流建筑

3、物名稱建筑物級(jí)別擋水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）堰頂高程防滲形式上游圍堰級(jí)P=10%280686.5687.5粘土斜墻下游圍堰667.29668.294.4導(dǎo)流建筑物布置及主要工程特性4.4.1導(dǎo)流建筑物布置本標(biāo)導(dǎo)流建筑物工程為枯期上、下游圍堰。上游游圍堰堰頂軸線長(zhǎng)81.46 m,頂寬8 m。下游圍堰堰頂軸線長(zhǎng)度32.8 m,頂寬6.0 m。上、下游圍堰的控制點(diǎn)坐標(biāo)及具體布置見(jiàn)業(yè)主提供的導(dǎo)流建筑物剖面圖。4.4.2圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4.2.1圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）上、下游圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)本工程自然條件及樞紐布置特點(diǎn),本著就地取材、經(jīng)濟(jì)合理原則,圍堰結(jié)構(gòu)形式采用標(biāo)書(shū)推薦的土石

4、圍堰結(jié)構(gòu)形式,堰體擋水標(biāo)準(zhǔn)為枯期10年一遇洪水,導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量Q=280 m3/s時(shí)相應(yīng)上、下游水位分別為686.5m和667.29m,圍堰堰頂高程分別為687.5m和668.29m,堰頂寬分別為8.0 m 和6.0m,最大堰高分別為21m和2.80m,堰頂軸線長(zhǎng)為81.46m和32.8m,堰體迎水面和背水側(cè)邊坡分別為1:3.0和1:1.5,堰體采用粘土斜墻防滲,堰基未作處理,施工時(shí)利用水泵強(qiáng)排水施工,上、下游圍堰布置及結(jié)構(gòu)形式詳見(jiàn)投標(biāo)文件圖紙中施工導(dǎo)流平面布置及圍堰結(jié)構(gòu)圖。4.4.2.2圍堰工程量見(jiàn)表4-2 圍 堰 工 程 量 表4-2序號(hào)項(xiàng) 目單位上游圍堰下游圍堰合計(jì)備 注1堆石填筑m342

5、340273045070圍堰填筑工程量2反濾料填筑m3445042048703粘土填筑m3167201180179004墊層料填筑m3138023016105干砌塊石護(hù)坡填筑m3138023016106圍堰拆除m366270479071060圍堰拆除工程量4.5截流設(shè)計(jì)4.5.1截流時(shí)間與設(shè)計(jì)流量確定根據(jù)招標(biāo)文件水文、氣象資料得知，49月為洪水多發(fā)期，10月翌年4月為枯水期，截流時(shí)間按施工總進(jìn)度安排，選定在2002年10月15日進(jìn)行,屆時(shí)根據(jù)水情變化再作進(jìn)一步調(diào)整。截流設(shè)計(jì)流量選擇10月中旬旬平均流量Q=15.7 m3/s。4.5.2截流方式選擇根據(jù)工程的實(shí)際地形條件和現(xiàn)有設(shè)備狀況,截流采用單

6、戧堤單向立堵進(jìn)占方式截流,龍口位置布置在靠近左岸附近。4.5.3 截流戧堤軸線及斷面設(shè)計(jì)截流戧堤位于上游圍堰內(nèi),戧堤軸線同上游圍堰軸線,截流設(shè)計(jì)流量為15.7 m3/s。根據(jù)導(dǎo)流洞泄流曲線,河床的水流可全部由導(dǎo)流洞泄走。戧堤邊坡根據(jù)經(jīng)驗(yàn)上游坡較陡，定為1:1.3，下游坡較緩，定為1:1.5,戧堤進(jìn)占端頭邊坡為1:1.5。截流材料取自壩肩開(kāi)挖料，為提高截流拋投強(qiáng)度，滿足進(jìn)占時(shí)兩輛自卸汽車并排卸料要求，戧堤頂寬度定為8.0m。 4.5.4龍口水力計(jì)算截流時(shí)由導(dǎo)流隧洞分流，龍口水力學(xué)指標(biāo)與龍口處底高程關(guān)系較大，計(jì)算時(shí)考慮到各種不利因素，按666.5m作為龍口處河床底部高程,根據(jù)水力計(jì)算，從而確定龍口

7、頂寬30m，底寬約25m。4.5.5 截流龍口設(shè)計(jì) 4.5.5.1 龍口位置選擇龍口位置一般應(yīng)布置在巖基頂面較高，覆蓋層較薄，施工便利的位置，根據(jù)招標(biāo)文件，截流施工時(shí)，為便于截流施工時(shí)車輛在上游戧堤上的行車、倒車，方便指揮管理，提高拋投強(qiáng)度，龍口中心線位置距左岸20 m處，此處覆蓋層厚度78 m。4.5.6截流進(jìn)占分區(qū)和截流材料堆放4.5.6.1 進(jìn)占分區(qū)根據(jù)龍口水力學(xué)指標(biāo)，將龍口從右至左分為三區(qū),編號(hào)分別為、和，每區(qū)寬度分別為10m。根據(jù)不同流速和水流情況,拋投不同粒徑的填筑料。經(jīng)過(guò)特殊物料拋投，一般石碴跟進(jìn)填筑，使龍口盡快合龍。圖4.1 截流施工龍口分區(qū)圖4.5.6.2 截流材料戧堤預(yù)進(jìn)占

8、及龍口填筑料均取自壩肩開(kāi)挖料，截流所需的特殊物料(鋼筋石籠、大塊石)在截流前必須備好,分區(qū)堆放在右岸集碴坑平臺(tái)，截流施工所用材料見(jiàn)表4-3 。截流施工計(jì)劃用料表 表4-3名 稱規(guī) 格單位數(shù) 量料 源備 注一般石碴m3560壩肩開(kāi)挖戧堤預(yù)進(jìn)占一般石碴含60%粒徑50cm以下塊石m380龍口拋投用（含流失量）鋼筋石籠寬1m、高0.7m、長(zhǎng)2mm37(5個(gè))合龍拋投及護(hù)堰合 計(jì)m36474.6截流施工4.6.1截流施工道路截流施工道路利用右岸667高程路作為上堰施工道路。4.6.2 戧堤預(yù)進(jìn)占戧堤預(yù)進(jìn)占在截流施工前進(jìn)行。預(yù)進(jìn)占材料取自壩肩開(kāi)挖碴料,當(dāng)預(yù)進(jìn)占到預(yù)留口寬30m時(shí)，預(yù)進(jìn)占結(jié)束。4.6.3

9、截流施工布置龍口截流材料主要來(lái)自于壩肩開(kāi)挖棄碴料。鋼筋石籠在棄碴場(chǎng)制做并堆存，所有特殊物料的堆存和碼放應(yīng)便于裝車和吊裝。截流所需料物(包括一般石碴、鋼筋石籠等)在截流施工前備足，以利截流施工時(shí)使用。截流時(shí)拋投強(qiáng)度平均達(dá)到1車/min，戧堤按雙車道設(shè)置，寬度8.0m，第一道為特殊料物重車待命線，第二道為一般料物卸料線。在雙車道之外布置D85推土機(jī)一臺(tái)。截流時(shí)，從備料場(chǎng)出來(lái)的重車經(jīng)公路到龍口，為縮短行車距離，輕車還從原路返回，因此，對(duì)基坑范圍內(nèi)的公路應(yīng)做加寬處理，并對(duì)全線路況較差的地段進(jìn)行修整，保障截流時(shí)道路暢通無(wú)阻。4.6.4 龍口截流龍口位于砂卵石覆蓋層上，在截流設(shè)計(jì)流量15.7 m3/s情況

10、下，根據(jù)導(dǎo)流洞泄流曲線和招標(biāo)文件的圖紙推算,導(dǎo)流洞過(guò)水后河床水流大部分由導(dǎo)流洞泄走,河床內(nèi)基本上沒(méi)有水流,所以截流相對(duì)來(lái)說(shuō)較容易,但也不能輕視。龍區(qū)、龍區(qū)主要采用一般塊石碴拋投，拋投重點(diǎn)放在上游邊線處，即上挑角拋投, 在上游側(cè)拋投大料，將水流挑離戧堤，使大料穩(wěn)定在上游坡角處,其它部位即可采用一般石料順利進(jìn)占，龍區(qū)在流速達(dá)到最大、截流最困難時(shí)，為避免拋投料大量流失，拋投大塊石、石串和鋼筋石籠等重物，重點(diǎn)拋投上挑角及下游突出部位，采用先在上游側(cè)拋投大料,將水流挑離戧堤,再用大料拋投下游側(cè),將落差分擔(dān)在上下游兩側(cè),然后,再用一般石碴在中間拋投,如此輪番交替拋投,可大大減少拋投料的流失,從而使戧堤得以

11、有效地進(jìn)占。4.6.5 截流施工機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表4-4截流施工機(jī)械設(shè)備表 表4-4序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量分布位置備注1液壓挖掘機(jī)PC320臺(tái)1石碴堆放場(chǎng)利用開(kāi)挖設(shè)備2裝載機(jī)ZL50C臺(tái)23汽車吊16T輛1鋼筋石籠堆放場(chǎng)3推土機(jī)ZL50C臺(tái)1+1龍口+碴場(chǎng)利用開(kāi)挖設(shè)備4自卸汽車15T輛44.6.6 截流組織因工程截流流量較大，施工物料拋投強(qiáng)度大，使用機(jī)械化程度高，預(yù)計(jì)截流時(shí)投入的主要施工機(jī)械設(shè)備約10臺(tái)套，因此必須有很好的施工組織形式，才能保證截流施工的順利進(jìn)行,為按時(shí)完成截流施工任務(wù),要求施工項(xiàng)目部成立截流指揮中心，統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮整個(gè)截流施工，指揮中心下設(shè)6個(gè)組、隊(duì)。4.6.6.1現(xiàn)場(chǎng)指揮組

12、負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)組織，協(xié)調(diào)施工力量及施工機(jī)械設(shè)備的調(diào)動(dòng)和戧堤進(jìn)占的指揮。4.6.6.2技術(shù)組負(fù)責(zé)截流設(shè)計(jì)及施工技術(shù)措施的制定，截流過(guò)程中進(jìn)行水情消息的傳遞，水位、龍口流速、落差及戧堤進(jìn)占速度的測(cè)定。4.6.6.3戧堤進(jìn)占隊(duì)負(fù)責(zé)戧堤進(jìn)占的具體指揮工作，要料、拋料、推土機(jī)作業(yè)均由該隊(duì)人員用紅綠旗進(jìn)行指揮。4.6.6.4料物裝載隊(duì)負(fù)責(zé)在料場(chǎng)的裝車、特殊料物的連體工作。4.6.6.5運(yùn)輸隊(duì)負(fù)責(zé)截流料物運(yùn)輸、拋投工作。4.6.6.6道路維護(hù)隊(duì)負(fù)責(zé)截流施工道路的維修、維護(hù)，設(shè)置通行標(biāo)志，在各路段指揮車輛安全運(yùn)行。4.7圍堰施工及土料場(chǎng)開(kāi)采4.7.1土料場(chǎng)開(kāi)采規(guī)劃4.7.1.1 根據(jù)初勘試驗(yàn)資料、參數(shù)及業(yè)主要求,譚

13、家壩土料場(chǎng)可滿足施工要求,所以選定譚家壩土料場(chǎng)為土料場(chǎng)。4.7.1.2排水在開(kāi)挖邊線設(shè)截水溝,截住來(lái)水,施工場(chǎng)地內(nèi)設(shè)排水溝,推除覆蓋后的土場(chǎng)表面應(yīng)平整無(wú)積水,避免外來(lái)水沖刷、浸泡土料。4.7.1.3土料場(chǎng)復(fù)查及含水量檢測(cè)按框格在交點(diǎn)挖探坑復(fù)查土料儲(chǔ)量及質(zhì)量。4.7.1.4施工道路從譚家壩土料場(chǎng)修130 m的道路與業(yè)主提供的進(jìn)場(chǎng)公路相接。4.7.1.5土料場(chǎng)施工程序施工準(zhǔn)備挖設(shè)截水溝、修筑施工道路清覆蓋挖排水溝含水量測(cè)定挖裝運(yùn)輸。4.7.1.6土料場(chǎng)開(kāi)采施工方法 樹(shù)木砍伐后,腐殖土用D85推土機(jī)推運(yùn)集料,ZL50C裝載機(jī)裝15T自卸汽車運(yùn)往棄渣場(chǎng)。 開(kāi)采方式:立采,挖裝前測(cè)定含水量,不合格土料不

14、準(zhǔn)運(yùn)輸。 用PC-320液壓挖掘機(jī)直接開(kāi)挖裝15T自卸汽車運(yùn)輸。4.7.1.7反濾料、墊層料的加工反濾料、墊層料由我方建設(shè)的臨時(shí)骨料加工系統(tǒng)提供。4.7.1.8主要施工機(jī)械表見(jiàn)表4-5主要施工機(jī)械表 表4-5序號(hào)機(jī)械名稱機(jī)械型號(hào)單位數(shù)量1液壓反鏟PC-320臺(tái)12裝載機(jī)ZL50C臺(tái)23自卸汽車510T輛44.7.2圍堰施工4.7.2.1上游圍堰施工(1)施工布置 料場(chǎng)圍堰填筑料主要取自壩肩開(kāi)挖棄料,粘土料取自譚家壩料場(chǎng)土料，反濾料和過(guò)渡料由骨料系統(tǒng)提供,干砌塊石就近開(kāi)采。 施工道路上游圍堰填筑利用右岸667 m施工道路。(2)圍堰填筑施工程序土石碴料填筑反濾料填筑粘土斜墻填筑墊層料填筑干砌塊石

15、護(hù)坡施工方法堰體在截流戧堤基礎(chǔ)上加高、加寬形成，圍堰填筑采用單向進(jìn)占法施工,從右岸向左岸進(jìn)占填筑,填筑料為壩肩部分開(kāi)挖碴料,填筑料利用PC320型反鏟裝15T自卸汽車直接運(yùn)至堰頭分層填筑,每層鋪料厚0.60m, 鋪料時(shí)不得發(fā)生粗顆粒集中現(xiàn)象，應(yīng)力求做到粗細(xì)顆粒搭配，靠近岸邊地帶應(yīng)以細(xì)料鋪填，以防架空現(xiàn)象，D85推土機(jī)平料,13.5T振動(dòng)碾振壓68遍,振動(dòng)碾的行駛方向應(yīng)平行于堰軸方向，靠岸邊碾壓不到的地方，可以順坡方向行駛，最后利用PC320型液壓反鏟修坡。粘土斜墻與堰體填筑平起施工, 斜墻滯后堰頭10m跟進(jìn)施工, 粘土料取自譚家壩土料場(chǎng),粘土料利用PC320型液壓反鏟裝15T自卸汽車運(yùn)至堰體拋

16、填，水上部分分層填筑，每層鋪料厚0.30m，13.5T振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。4.7.2.2下游圍堰施工下游圍堰施工方法同上游圍堰施工方法。4.7.2.3圍堰兩岸接頭防滲處理上、下游圍堰兩端分別與兩岸相接,粘土斜墻與岸坡覆蓋層相接時(shí), 先將岸坡與圍堰相接處的表層植被、雜物清除干凈,然后在圍堰粘土斜墻部位人工挖槽,將粘土料填入槽內(nèi), 人工夯實(shí)槽內(nèi)回填土。4.8圍堰防護(hù)及拆除4.8.1圍堰防護(hù)主要是指上游圍堰的施工安全防護(hù)，為減少水流對(duì)上游圍堰進(jìn)口處的沖刷，對(duì)上游圍堰堰體迎水表面采取了必要的防沖保護(hù)措施,進(jìn)口過(guò)水裹頭處利用鋼筋石籠護(hù)坡。4.8.1.1施工程序鋼筋籠制作塊石準(zhǔn)備人工裝籠鋼筋籠就位籠間連接4.

17、8.1.2施工方法鋼筋籠在加工廠提前制作,鋼筋籠為扁長(zhǎng)方體,斷面尺寸長(zhǎng)×寬×高分別為2.0×1.0×0.7m,塊石從壩肩開(kāi)挖棄料中人工選取、人工裝籠、封籠,分堆存放在堰頂,施工時(shí)利用PC320型液壓反鏟輔助人工安裝就位,水面以上鋼筋籠間用8#鉛絲相互連接成為一個(gè)整體。4.8.2圍堰拆除按照施工總進(jìn)度安排,圍堰拆除時(shí)間為2003年汛前。2003年汛前將圍堰拆除并清理河床過(guò)水面，以利汛期水流順暢。圍堰拆除采用從中間向兩側(cè)施工,利用PC320型液壓反鏟開(kāi)挖，棄料用15T自卸汽車運(yùn)到業(yè)主指定的3#棄碴場(chǎng),運(yùn)距約1.3 Km,拆除時(shí)間約歷時(shí)一周。4.9施工期防洪渡

18、汛4.9.1加強(qiáng)與業(yè)主防汛指揮部的聯(lián)系,作好汛前水文預(yù)報(bào)工作。4.9.2提前備好碴料編織袋(堰頂子堰),以備汛前超標(biāo)洪水。4.10基坑排水基坑排水分為初期排水和經(jīng)常性排水,基坑排水采用在基坑周圍設(shè)排水溝將水流匯集到集水坑集中抽排的辦法排水。4.10.1圍堰施工期排水4.10.1.1初期排水2002年10月底圍堰閉氣后,河水全部通過(guò)導(dǎo)流隧洞排走,又因河道坡降較陡,基坑內(nèi)殘存的積水量較小,初估為950 m3,按1d排完計(jì)算其排水強(qiáng)度為39.5 m3/h。排水方式為直接從圍堰排出,以1臺(tái)清水泵為主,輔助1臺(tái)潛水泵排水,可滿足施工要求。4.10.1.2基坑施工期經(jīng)常性排水主要排除基坑施工過(guò)程中從圍堰、地基滲透進(jìn)入基坑的滲水、施工生產(chǎn)廢水或降雨積水等,經(jīng)計(jì)算當(dāng)P=10%時(shí),上游水位為686.5 m,此為最大滲流量,排水強(qiáng)度為2790 m3/h,排水以12臺(tái)清水泵為主,輔助1臺(tái)污水泵連續(xù)抽水,可滿足汛期排水,排水