大壩下游土石圍堰設(shè)計與施工措施方案[優(yōu)秀工程方案]

1、第三篇 下游土石圍堰設(shè)計與施工措施1工程概況下游圍堰位置河谷開闊,兩岸地形較平緩,地形坡度 3032,原設(shè)計堰頂高程處谷寬約118米,河床枯水位431米,相應(yīng)江水面寬70米,最大 水深約13米.根據(jù)下游圍堰地形特點及堰體材料能就地取材的 實際情況,擬定下游圍堰為土石圍堰,下游圍堰布置在二道壩與1號、3號導(dǎo)流洞出口之間,其軸線位于二道壩軸線下游約120.0米,圍堰布置需考慮下游碾壓混凝土圍堰施工時基礎(chǔ)開挖出渣和混凝土入倉要求.下游圍堰投標(biāo)設(shè)計頂高程為442.0米,由于兩岸壩肩開挖石碴下河造成河床水位抬高,根據(jù)9月底我單位在下游土石圍堰處測得水位資料為441.1442米,擬將原防滲墻作業(yè)平臺高程(

2、437.5米)抬高為442米高程,堰頂高程抬高到447米與河邊公路平齊,堰頂處軸線長從118米變成150米,堰頂寬8.0米(考慮若發(fā)生超標(biāo)洪水可能設(shè)置子堰的 要求),圍堰高程442米以下采用防滲墻,442米以上采用粘土心墻防滲,水面以下上下游邊坡坡比為堆體自然坡,水面以上上下游邊坡均按1:1.5坡度 填筑.2工程地質(zhì)條件圍堰區(qū)除右岸堰肩部分基巖裸露外,左岸及河床部位均為第四系松散堆積層覆蓋.其中:左岸覆蓋層主要由崩坡積粘土夾塊石、碎石組成,厚1020米;河床覆蓋層為漂石、塊石夾砂礫石及少量細(xì)粒土組成,厚28米.覆蓋層透水性較強(qiáng),其滲透系數(shù)為i102厘米/s.河床基巖面高程為416430米.出露

3、或覆蓋層下伏基巖為S1sh1層灰?guī)r及S1l層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖.堰基巖體中斷層不發(fā)育,巖體完整性中等;S1l層風(fēng)化較強(qiáng),風(fēng)化厚度 1015米.堰基巖體透水性較弱,巖體單位吸水量值小 于0.02L/米in米米.3下游土石圍堰設(shè)計3.1土石圍堰設(shè)計原則及標(biāo)準(zhǔn)3.1.1圍堰形式選擇原則:圍堰要求安全可靠、能滿足穩(wěn)定、抗?jié)B及抗沖要求;結(jié)構(gòu)要求簡單,施工方便,宜于拆除并能充分利用當(dāng)?shù)夭牧霞伴_挖料碴,同時能滿足工期要求.根據(jù)上述原則及實地情況擬采用土石圍堰作RCC圍堰的 臨時擋水建筑物.3.1.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 下游土石圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為11月15日至次年4月30日的 五年一遇洪水,相應(yīng)流量為2030米3

4、/s.土石圍堰使用年限小 于一個施工年度 ,堰高大 于15米,小 于50米.根據(jù)水利水電工程施工施工組織設(shè)計規(guī)范(SDJ338-89)施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定本工程土石圍堰級別為級.3.2下游土石圍堰平面布置下游土石圍堰的 布置應(yīng)有利于碾壓砼圍堰的 基坑開挖,根據(jù)實際地形,擬將下游土石圍堰的 軸線放在下游碾壓砼圍堰軸線向下120米位置,下游土石圍堰右下角臨近3號導(dǎo)流洞,該位置需用大 塊石作護(hù)面處理.由于施工中石碴滾入河床,下游圍堰位置現(xiàn)河床比原河床有所抬高,下游圍堰堰高也相應(yīng)抬高,堰頂寬增加到150米.3.3 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1土石圍堰斷面設(shè)計 (1)堰頂高程 下游土石圍堰堰頂高程按擋水標(biāo)準(zhǔn)為11

5、月至次年4月份五年一遇洪水區(qū)間設(shè)計洪峰流量2030米3/s,根據(jù)1號導(dǎo)流洞出口在河床抬高后測得的 水位流量關(guān)系曲線,流量在2030米3/s時導(dǎo)流洞出口水位為441.5米,下游圍堰堰趾位置此時水位為445.5米,考慮堰頂安全超高1.0米,浪高0.5米,堰頂高程取447.0米. (2)防滲施工平臺高程 根據(jù)施工總進(jìn)度 要求,上旬進(jìn)行下游土石圍堰預(yù)進(jìn)占,此時11月份5年一遇設(shè)計洪水流量為1626米3/s,根據(jù)目前實際情況,來水量均在1220米3/s以下,故按1219米3/s進(jìn)行計算,結(jié)合下游圍堰與兩導(dǎo)流洞的 相對位置關(guān)系進(jìn)行考慮,取防滲平臺頂高程為442米. (3)堰頂寬度 及構(gòu)造堰頂寬度 滿足防汛

6、搶險與交通運輸要求,下游土石圍堰堰頂寬度 設(shè)為8米,面層填鋪50厘米碎石壓平.(4)圍堰細(xì)部構(gòu)造下游圍堰分兩部分組成,第一部分為442米以下,采用帷幕防滲,中間填含泥級配料,兩邊用大 中塊徑石碴護(hù)面;坡面水下采用自然堆堆,水上坡度 設(shè)為1:1.7.第二部分為EL442米至EL447米高程,該層采用級配石灰?guī)r混合石碴填筑,用粘土心墻進(jìn)行防滲,坡面設(shè)為1:1.7.3.3.2 下游土石圍堰的 防滲設(shè)計圍堰442高程以下部份的 防滲,先對壩肩開挖落碴層進(jìn)行固結(jié)填實處理,再采用防滲帷幕;442高程以上部份的 防滲采用粘土芯墻.3.3.3 土石圍堰材料及主要工程量(1)石碴料石碴料要求石質(zhì)堅硬、遇水不易軟

7、化.含泥級配料中石頭粒徑不宜超過30厘米,且20厘米30厘米的 石頭含量宜為30%左右.石碴料利用邊坡開挖料,也可以在螃蟹溪棄碴場取用.(2)塊石下游圍堰中所用大 塊石主要用于下游側(cè)護(hù)面,塊徑0.4米至1.2米,要求石質(zhì)堅硬,截流施工前在尾水出口平臺上預(yù)先儲存.施工時用機(jī)械拋填.(3)土料圍堰防滲土料從業(yè)主提供的 土料場取用,或在尾水邊坡開挖中按土質(zhì)要求選用.3.3.4、圍堰工程量圍堰工程量見下表表3-1 圍堰工程量表項 目單位工程量備 注石渣填筑米325160粒徑30厘米石渣填筑米314300米Y-60鉆機(jī)鉆孔米6080孔徑120米米 地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔米28800孔徑91米米,包括重復(fù)造孔自流式

8、注漿米4344雙排孔,孔排距1.5米、間距1米,孔深大 于18米帷幕灌漿米5792雙排孔,孔排距1.5米、間距1米,孔深大 于25米粘土米35250梯型斷面PVC花管米4344100(4344米)PVC花管米579280(5792米)4圍堰的 施工4.1施工布置4.1.1場內(nèi)外交通下游圍堰根據(jù)目前工程情況擬定從右岸進(jìn)占,施工時以右岸9號、1號及7號公路對外連接,從9號公路經(jīng)3號導(dǎo)流洞出口圍堰到下游圍堰右堰肩(3號導(dǎo)流洞不參加分流情況下),或從E支洞洞口664高程沿右岸邊坡修一條泥結(jié)石公路接右岸堰肩(3號導(dǎo)流洞參加分流情況下).下游圍堰備料主要考慮在螃蟹溪碴場,部分有級配要求的 和黏土在尾水邊坡

9、出口備料. 4.1.2施工用電下游圍堰的 施工沿用尾水邊坡施工中所用的 1000VA變壓器,施工時直接從尾調(diào)公路內(nèi)側(cè)尾水出口邊坡使用的 1000KVA變壓器上接用.4.1.3施工用風(fēng)下游圍堰的 施工用風(fēng),采用20立方英格索蘭移動式空壓機(jī)2臺供風(fēng),空壓機(jī)房設(shè)在3號導(dǎo)流洞出口左側(cè)468米高程平地上,用鋼管接至場內(nèi)各工作場面. 4.1.4施工用水下游圍堰的 施工用水,從530高程施工用水水池引用,用100米米鋼管引至各施工場面使用.4.1.5施工通訊沿用現(xiàn)項目部所安裝的 有線通訊設(shè)備及配備的 無線通訊設(shè)備.4.1.6廢水廢渣施工中產(chǎn)生的 廢漿經(jīng)沉淀后,廢水采用排污泵抽排至指定部位排放,廢渣采用自卸汽

10、車運至指定棄渣場.4.1.7制漿系統(tǒng)本工程采用固定制漿站,布置在3號導(dǎo)流洞出口左側(cè)468高程平臺,采用鋼管蓬布結(jié)構(gòu).制漿站設(shè)2臺ZJ-800型高速制漿機(jī)和2臺2200L型攪拌桶,制漿站設(shè)1000噸的 水泥、粉煤灰臨時存放平臺,采用鋼管和木板搭設(shè),距地面1.5米.4.2、施工方法4.2.1施工程序下游圍堰在上游截流戧堤合龍后在靜水中施工,首先填筑至灌漿平臺442米高程,再進(jìn)行防滲墻施工,在基坑閉氣結(jié)束后利用黏土、級配料填筑加高到447高程.4.2.2施工措施(1) 土石圍堰的 填筑下游圍堰的 施工分兩部分進(jìn)行,第一部分為442米以下,填筑時,中間先填含泥級配料,兩邊用大 中塊徑石碴護(hù)面;第二部分

11、為EL442米至EL447米高程的 施工,該層采用級配石灰?guī)r混合石碴填筑,用粘土心墻進(jìn)行防滲.第一部分的 填筑施工,在上游截流戧堤合龍前作部分進(jìn)占.在上游圍堰截流后,從右到左在相對靜水中填筑.填筑料在螃蟹溪棄碴場和尾水邊坡開挖中選用;防滲墻區(qū)域采用粒徑小 于30厘米的 混合料,采用端進(jìn)法填筑,自卸汽車運料至圍堰工作面卸料后,由推土機(jī)將渣料推趕至水中,水上部分渣料分層填筑,分層碾壓,兩側(cè)坡面按1:1.7的 坡度 進(jìn)行控制,水下部分堰體的 兩側(cè)坡比按水中碴體自然堆坡,下游側(cè)坡面用40厘米至100厘米的 大 塊石進(jìn)行護(hù)面.(2)下游土石堰體442高程以下部分的 防滲圍堰442高程以下部份的 防滲,先

12、對壩肩開挖落碴層進(jìn)行處理;用米Y-60鉆機(jī)跟管造孔,自流注漿的 方法進(jìn)行處理后,再對圍堰進(jìn)行帷幕灌漿,帷幕灌漿自上而下進(jìn)行.具體施工方法為:1)施工材料和灌漿漿液水泥水泥采用普通硅酸鹽水泥,水泥標(biāo)號不低于32.5級.每批水泥按要求進(jìn)行檢測,符合設(shè)計要求方可使用.水水泥漿用水水質(zhì)按 JGJ63-89第3.0.4條的 規(guī)定執(zhí)行.摻和料各種摻合料質(zhì)量須符合DL/T 5148的 有關(guān)規(guī)定,使用前報監(jiān)理工程師批準(zhǔn). 在壩肩開挖落碴層的 處理中使用水玻璃,其參量按水泥漿水泥用量的 15%30%控制,其質(zhì)量必須符合要求.外加劑各種外加劑的 質(zhì)量須符合DLT 5l48 的 有關(guān)規(guī)定,其摻量通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試

13、驗確定,使用前報監(jiān)理工程師批準(zhǔn).灌漿漿液灌漿漿液一般采用純水泥漿液,根據(jù)施工實際情況需采用其它漿液或加摻合料時,報經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)并經(jīng)試驗確定,純水泥漿液擬定水灰比為0.5:1.2)壩肩開挖落碴層的 處理.鉆孔.土石圍堰442高程以下部份填筑完畢,進(jìn)行防滲軸線施工放樣,沿防滲軸線兩側(cè)各距軸線75厘米錯位布置兩排灌漿孔,孔距1米,采用米Y-60鉆機(jī)跟管造孔,孔徑120米米,待鉆孔穿過壩肩開挖落碴層后用100PVC花管下插到底,取出套管.注漿.采用雙管注漿,雙管同時伸入孔內(nèi)隨注入的 漿液上升而上升,其中一管注0.5:1的 水泥漿,另一管注水玻璃(水玻璃注入量為水泥漿水泥用量的 15%30%),孔內(nèi)

14、采用自流的 方式,注漿的 同時在孔口直接加入細(xì)砂;直到漿液注到孔口為止.3)圍堰防滲帷幕的 施工.鉆孔.壩肩開挖落碴層的 處理結(jié)束后,進(jìn)行圍堰防滲帷幕的 施工.圍堰防滲帷幕從442高程防滲處理平臺開始從上向下按5米一層進(jìn)行;施工中采用地質(zhì)鉆,孔徑91米米,孔間距1米、孔排距1.5米,孔間錯位布置,施工時先對防滲帷幕進(jìn)行軸線放樣,根據(jù)放樣軸線將地質(zhì)鉆機(jī)就位,下游圍堰的 防滲工程施工采用6臺地質(zhì)鉆及相應(yīng)配套灌漿設(shè)備同時作業(yè),第一層按5米深造孔,孔成形后下80米米PVC花管護(hù)壁,對第一層5米深孔灌漿;第一層5米深帷幕作完,進(jìn)行第二層5米深帷幕造孔、灌漿,依次鉆孔灌漿直至伸入基巖0.51米.第二、第三

15、層帷幕鉆孔時,上層已形成帷幕部份孔不再用PVC花管護(hù)壁.防滲帷幕灌漿.按排將帷幕灌漿孔分為兩序,靠下游排為第一序孔,靠上游排為第二序孔,對一層帷幕的 施工,先鉆孔灌漿一序孔,后鉆孔灌漿二序孔;層間采用自上而下分層施工的 施工順序;灌漿采用純壓式灌漿工藝.漿液配合比根據(jù)設(shè)計及試驗確定.灌漿壓力一序孔擬定灌漿壓力(進(jìn)漿壓力)為0.20.5米Pa,二序孔灌漿壓力(進(jìn)漿壓力)為0.51.0米Pa,對單個孔的 灌漿,灌漿壓力采用先恒定后加壓的 施法,并根據(jù)灌漿試驗情況進(jìn)行確定.結(jié)束灌漿,當(dāng)灌漿注入率不大 于1.0L/米in或每米耗灰量(水泥)達(dá)2000千克時結(jié)束灌漿.每個灌漿孔結(jié)束灌漿后,采用濃水泥漿將

16、鉆孔回填密實.在漿液終凝干縮后,自原孔位掃孔至干縮漿液頂面,采用原配比漿液進(jìn)行回填,防止鉆孔上部會出現(xiàn)脫空現(xiàn)象,確保防滲帷幕與上部結(jié)構(gòu)物的 連接及防滲效果.4)特殊情況處理施工中河床覆蓋層如遇粉砂層,采用高壓注漿泵注水泥漿將砂層切割沖破,再進(jìn)行灌漿.鉆孔過程中,如遇大 塊石和孤石,做好詳細(xì)記錄,當(dāng)?shù)貙涌紫洞?,漏水嚴(yán)重時,在灌漿前,先回填礫石、砂、粘土及灌摻速凝劑的 水泥砂漿,再反復(fù)灌漿,直至達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn).灌漿過程中如遇吸漿量大 ,采用間歇灌漿的 方法處理.(3)下游土石圍堰442米以上部分的 防滲下游圍堰堰體442米以上采用粘土心墻防滲,粘土在尾水邊坡開挖中取用,心墻呈“等邊梯形”型上升,填

17、筑時粘土先填,兩側(cè)堰體交替上升,分層厚度 50厘米.粘土心墻與堰體的 斷面尺寸見附圖.5資源配置5.1施工機(jī)械設(shè)備配置根據(jù)下游圍堰施工特點、施工方法和施工總進(jìn)度 安排,結(jié)合各施工設(shè)備的 實際施工能力以及本單位的 施工管理水平,對堰體填筑、灌漿施工設(shè)備進(jìn)行選擇和配置,選用的 施工設(shè)備見下表.表5-1 主 要 施 工 設(shè) 備 表序 號名稱型 號單 位數(shù) 量功率(kW)總功率(kW)1潛孔鉆古河臺32挖掘機(jī)CAT-365臺23挖掘機(jī)CAT-330臺34推土機(jī)CAT-D9N臺15碾壓機(jī)臺26裝載機(jī)CAT-966F臺27自卸汽車25t輛208錨固鉆機(jī)米Y60臺89地質(zhì)鉆機(jī)XY-2PC臺12224410制

18、漿機(jī)ZJ-800臺211貯漿桶1米3臺531512灌漿泵BW250/50臺2224413灌漿泵SGB-6-10臺2224414攪拌桶2200L臺215空壓機(jī)英格索蘭20立方臺316拔管機(jī)最大 起拔力70t臺217測斜儀KXP-1臺21518自動記錄儀GY-臺419比重稱BZC-2.5R臺220排污泵SB-10臺85405.2施工人員配置根據(jù)下游圍堰填筑、灌漿的 特點及施工進(jìn)度 安排情況,圍堰填筑、灌漿高峰期需管理及施工人員155人,其中管理人員12人,鉆灌技工80人,普工30人、重機(jī)工48人、汽車駕駛員40人.6 質(zhì)量控制措施下游圍堰防滲墻施工, 我聯(lián)營體九局方1994年在廣東韶關(guān)萌洲壩電站施

19、工過類似工程,韶關(guān)電站下游圍堰堰長165米,流水速度 0.8米/s,堰基為灰?guī)r,有地下暗河,當(dāng)時采用粘土心墻、粘土鋪蓋都沒有達(dá)到效果,后采用水玻璃砂漿對河床堆碴層進(jìn)行處理后再進(jìn)行控制性灌漿形成防滲帷幕,防滲效果極好;經(jīng)試驗證明,河水流速在2米/秒內(nèi)都能達(dá)到很好的 防滲效果.構(gòu)皮灘電站下游圍堰位置河床較平緩,截流后下游圍堰位置處于相對靜止?fàn)顟B(tài),加上圍堰堰趾處為灰?guī)r,堰長150米,與已成功施工的 萌洲壩電站圍堰條件極其相似.防滲施工質(zhì)量具體控制如下:(1)制度 控制建立嚴(yán)格的 質(zhì)量管理制度 ,施工前由技術(shù)負(fù)責(zé)人對施工操作人員進(jìn)行技術(shù)交底,使施工操作人員充分領(lǐng)會設(shè)計意圖及有關(guān)技術(shù)要求,關(guān)鍵崗位的 人

20、員須持證上崗,建立質(zhì)量獎懲制度 ,獎優(yōu)罰劣,避免偷工減料,盲目施工的 現(xiàn)象.(2)施工材料控制施工材料均要符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并附有生產(chǎn)廠家的 質(zhì)量證明.每批水泥入庫前按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗驗收;施工現(xiàn)場的 水泥倉庫作好防潮的 設(shè)施建設(shè),經(jīng)檢驗不合格或受潮結(jié)塊水泥堅決不用.(3)檢測、計量設(shè)備控制所有施工用的 檢測、計量儀表、設(shè)備均送檢測單位進(jìn)行率定,合格后方可使用.(4)施工過程控制1)為了 保證工程質(zhì)量,工程開工前將施工方案 、施工工藝、施工程序和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)呈報給監(jiān)理人,經(jīng)批準(zhǔn)后,按批準(zhǔn)的 文件執(zhí)行,在施工過程中,質(zhì)檢人員的 檢查驗收貫穿于整個過程,以質(zhì)量檢查程序和檢測手段來保證工程質(zhì)量.施工過程

21、中加強(qiáng)施工工序之間的 銜接,每道工序按照三檢制的 程序進(jìn)行檢查.在檢查資料完備的 前提下,經(jīng)項目部三級檢查合格后,報請業(yè)主、設(shè)計單位、監(jiān)理人終檢.2)嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān).對施工中發(fā)生的 質(zhì)量事故,堅持“三不放過”原則,深入現(xiàn)場,認(rèn)真分析,嚴(yán)肅處理.重大 的 質(zhì)量事故立即報告項目經(jīng)理和總工程師,并同建設(shè)單位、監(jiān)理人、設(shè)計單位共同研究專門的 處理措施,經(jīng)設(shè)計人員、監(jiān)理人同意簽字后再組織實施.3)在施工過程中,做好原始資料的 記錄,現(xiàn)場工程師跟班對施工全過程進(jìn)行控制,及時對資料及時整理分析,以指導(dǎo)施工的 順利進(jìn)行.4)鉆孔完成后,采用KXP-1測斜儀進(jìn)行測斜,超過設(shè)計允許范圍,進(jìn)行糾偏處理直至達(dá)到要求.

22、5)灌漿過程中,對灌漿漿液比重、灌漿段長、灌漿壓力和結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)等項目進(jìn)行檢查.6)灌漿完畢,按要求進(jìn)行封孔質(zhì)量檢查,達(dá)不到要求的 ,進(jìn)行處理直至達(dá)到要求. (5)質(zhì)量檢查和驗收塑性灌漿施工完成后,一般采用鉆孔取芯和壓水試驗的 方法進(jìn)行檢查,并采用監(jiān)理人指定的 其它檢查方法以及對監(jiān)理人指定的 項目進(jìn)行檢查.防滲工程完工后,將施工記錄、各項檢查監(jiān)測資料和施工報告報監(jiān)理人,申請驗收,對于驗收中提出的 問題,按監(jiān)理人批準(zhǔn)的 方法處理直至通過驗收.7 安全保證措施(1)、 施工現(xiàn)場設(shè)置安全標(biāo)志,溝、坑等邊緣設(shè)安全護(hù)欄,場地狹小 、行人和運輸繁忙地段設(shè)專人維護(hù)交通.(2)、施工人員進(jìn)入施工區(qū)域必須戴安全帽,嚴(yán)禁穿高跟鞋、拖鞋等進(jìn)入施工現(xiàn)場.(3)、施工現(xiàn)場的 臨時設(shè)施應(yīng)避開懸崖、陡坡等危險區(qū)域,易燃易爆倉庫、發(fā)電機(jī)等采取必要的 安全防護(hù)措施.(4)、場內(nèi)道路經(jīng)常維護(hù),保持暢通,急彎、陡坡、靠近河流和陡壁處的 道路地段設(shè)置明顯的 警告標(biāo)志.(5)、做好洪水和氣象災(zāi)害的 防護(hù)工作.一旦