1、大坝工程截流及围堰施工方案优秀工程方案1 概述 21.1水文资料分析 21.2工程地形地质条件 21.3主要交通 21.4工期要求 31.5主要依据及引用标准 31.6截流及围堰施工主要项目 41.7右岸导流建筑物施工安排 41.8截流及围堰施工重点与对策 42 围堰及截流设计 52.1围堰设计 52.2截流设计 63 物料规划 73.1填筑料种类、数量及技术要求 73.2料源勘查、料源平衡及备料规划 83.3备料安排 83.4取料规划 84施工程序及进度 计划 94.1施工程序 94.2施工进度 计划 95 截流施工方案 95.1非龙口段预进占 95.2龙口段截流 96 围堰堰体填筑施工 1
2、06.1填筑程序 106.2填筑方法 106.3 土工膜施工程序 117 设备及资源配置 117.1主要设备配置 117.2主要劳动力配置 127.3截流施工组织 128 施工期水情观测 139 基坑排水 149.1初期排水 149.2施工经常性排水 1410 施工期防洪与渡汛 1511质量保证措施 1512安全、环保及文明施工措施 16东升水电站大 坝工程左岸截流及围堰施工方案 1 概述1.1水文资料分析该工程库容为:5824104米3,为中型水库;设计洪水位为156.00米,相应库容为3988104米3;正常蓄水位为156.00米.工程等级为级,主要建筑物挡水坝、溢洪道、引水隧洞及坝后式水
3、电站进口为3级,按50年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核.溢流坝消能防冲按30年一遇洪水设计,1000年一遇洪水校核.混合式电站级别为4级,按50年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核,按30年一遇洪水设计,50年一遇洪水校核.表1-1 坝址水位-流量关系水位133.58134.00135.75140.18143.48149.72150.91155.98159.34流量01020020604000150001750030000400001.2工程地形地质条件(1)左岸:地势平缓,地形自然坡度 为:1030度 ,高程141米149米,宽度 10米95米,滩面倾向河床.覆盖层3.4 6.6米,岩
4、性主要由冲洪积含砂低液限粘土、粉土质细砂、卵石混合土、混合土卵石组成,下伏燕山期花岗岩.全风化带厚约4米,强风化层厚约3.8米.强风化岩体不能满足坝肩稳定性要求,左坝肩必须伸进弱风化岩体内,才能满足稳定性要求.(2)河床:岩面平整,局部有人工堆积卵石层,厚度 不详;整个河床以卵石混合土及粉质细沙为主,抗冲击能力较强;根据河床纵剖面地形图,迎水面坝踵处岩面高程约为134.65米,背水面坝趾处岩面高程约为134.44米.(3)右岸:右岸地形较陡,河漫滩不发育,山顶高程320米,坡度 4580,山体主要由燕山期花岗岩组成,覆盖层5 7米,弱风化带厚34.7米,强风化层厚约24.4米强风化岩体不能满足
5、坝肩稳定性要求,左坝肩必须伸进弱风化岩体内,才能满足稳定性要求.无其他不良地质条件.1.3主要交通(1)交通情况:施工区对外交通条件较好,从东宁县到厂址附近有砼路面的 等级公路,经通沟村砂石路(新进场路)可到坝址.公路路宽6米左右,沿线桥梁能满足施工运输要求,进场路砂石路需局部维修.根据施工工作面布置及施工进度 ,主要施工便道有6条:进场路:通沟村至施工区,宽6米,长度 3.58千米;L1施工道路:左岸坝上路至生活区,长度 约为1.2千米;L2施工道路:现有左岸施工道路至大 坝坝基的 延伸段,作为左岸坝段7号11号高差范围内开挖出渣的 主要道路,长度 约为0.6千米.L3左岸和右岸连接段公路:
6、作为右岸建筑物施工运输用,长约0.8千米.L4施工道路:由L3连接,通道设置在13号坝段,继续至进水口的 公路开挖一条施工便道至进水口开挖平台.(2)施工电源:最近的 380V高压线路距工作面0.5千米,电源充足,质量可靠.(3)主要建筑材料:填筑料和防渗料均在坝址附近.1.4工期要求开工日期:,计划完工日期:2013年7月5日.1.5 主要依据及引用标准1.5.1主要依据(1)东升水电站大 坝工程合同文件、设计图纸、技术要求.(2)东升水电站大 坝计划工期和现场研究会议纪要.(3)东升水电站大 坝工程招标文件水文气象.(4)东升水电站大 坝工程招标文件工程地质参考资料.1.5.2引用标准（1
7、）防洪标准GB5020194;（2）水电工程施工组织设计规范DL/T 5397-2007;（3）水电枢纽工程等级划分及设计安全标准DL5180-2003;（4）水利水电工程围堰设计导则DL/T5087-1999;（5）水电水利工程施工导流设计导则DL/T5114-2000;（6）土工合成材料应用技术规范GB50290-1998;（7）水电站基本建设工程验收规程DL/T 5123-2000;（8）水电水利工程施工测量规范DL/T 5173-2003;1.6截流及围堰施工主要项目(1)料源勘查及备料;(2)截流道路施工;(3)岸坡段堰基清理;(4)上游围堰戗堤截流及防渗平台填筑;(5)下游围堰填筑
8、;(6)围堰防渗施工;(7)上游围堰加高填筑及防渗心墙施工;(8)右岸13号坝段改道;(9)左岸2号坝段改道.1.7右岸导流建筑物施工安排右岸溢流坝施工完成,在6月26日具备过流条件,6月25日开始拆除右岸围堰,6月28日溢流堰开始分流.1.8截流及围堰施工重点与对策(1)围堰受周边地形和结构建筑物限制,与大 坝布置干扰大 .按照全年挡水围堰,上游围堰堰体高度 约15米,左岸放坡后河床堰基宽度 约150米左右,按照设计图纸开挖上游围堰边坡,开挖约4米深,根据需要对围堰轴线进行调整.由于紧靠围堰上游的 左岸有冲沟,围堰布置在尽量避开支沟.同时需对支沟进行改道处理,下游围堰按照设计要求施工,避免占
9、压大 坝基础.同时利用枯水期水流较小 缩小 下游围堰上游坡断面,先施工大 坝下游透水堆石体.汛前完成围堰加高加宽.(2)截流填筑道路布置困难.目前左、右岸连接的 交通道路畅通,部分渣料可以拆除右岸围堰,填筑到左岸围堰.(3)围堰填筑、防渗料料源难找,备料场地有限.目前能够利用的 填筑料源只有大 坝右岸围堰拆除料可用,但是运输困难.(4)围堰地形地质条件存在变化,防渗施工存在不确定性.需提前对围堰河床及岸坡进行处理,主要手段就是粘土铺盖,铺盖长度 视渗漏情况而定.(5)截流施工需充分考虑溢流坝导流能力,截流龙口选择充分考虑河床地势和过流断面,保证进占后水位壅高不会影响主体施工.同时做好洪水的 应
10、对准备.2 围堰及截流设计2.1围堰设计2.1.1度 汛标准和围堰堰顶高程根据合同文件,本工程采用全年度 汛围堰,施工导流标准为全年5年一遇设计洪水,相应洪峰流量为1320米/s.上游围堰设计高程为148.57米,考虑一定的 安全超高洪水的 影响,上游围堰堰顶高程149.0米;下游围堰设计高程为139.66米,实际施工堰顶高程140.0米.因本地区粘土缺乏,我部研究决定上下游围堰均采用粘土心墙配合土工膜的 防渗方式,土工膜采用2布一模即可,布置详细见图.土工膜施工时根据坡比尽量铺设平整,坡度 向背水面.2.1.2上游围堰设计(1)围堰轴线选择为避开上游围堰在采用全年度 汛围堰后对重力坝的 占压
11、,同时减少对左岸渗流影响.将原设计围堰轴线位置往上游平移15米.最终确定上游围堰轴线与大 坝轴线成46.12度 角,位于大 坝上游与支沟之间.围堰顶高程140.0米,围堰堰顶轴线长度 150米,堰址处河床高程134.5左右.(2)围堰结构及填筑料分区围堰采用心墙防渗型式土石围堰,堰顶宽10米.上游边坡坡比11.75,下游侧坡比11.5.考虑利用现场开挖料,围堰填筑料分为3区,包括石渣料、粘土和块石.高程144米以下两侧为石渣料,靠上游侧为块石防护,中间防渗平台为粘土.高程138米以上土工膜两侧为砂土,轴线两侧宽3米,坡比10.2.岸坡开挖砂壤土含粘土,较厚的 砂壤土除保护土工膜外兼起防渗作用.
12、两侧堰体采用石渣填筑,上游侧采用0.5米厚块石防护.(3)防渗型式围堰基础138以下采用沿轴线控制性粘土防渗,堰体138以上采用土工膜防渗.土工膜靠两侧边设伸缩.土工膜埋入粘土下50厘米,上部坡度 1:1左右,设伸缩节.2.1.3下游围堰设计(1)围堰轴线选择为减少围堰对大 坝渗水的 影响,将设计下游围堰位置适当调整,将围堰左岸控制点往下游移约10米.围堰轴线与大 坝轴线成30度 角,位于大 坝下游与泄洪出口之间.围堰顶高程140.0米,围堰堰顶轴线长度 50米,堰址处河床高程134.5米.(2)围堰结构及填筑料分区围堰采用心墙防渗型式土石围堰,堰顶宽10米.上游边坡坡比1:1.5,下游侧坡比
13、1:1.75.两侧不设马道.围堰填筑料分为3区,包括石渣料、粘土和块石.心墙部位填筑粘土条带,两侧堰体填筑石渣料.迎水侧采用0.5米厚块石防护.(3)防渗型式围堰采用沿轴线控制性粘土心墙的 型式配合土工膜.心墙高程136米,采用底宽3米,两侧坡比10.2的 粘土心墙,136以上采用土工膜防渗.2.2截流设计2.2.1截流时间及标准选择综合考虑绥芬河河水文、气象资料及合同要求,截流时段初步拟定在2013年6月26日进行,截流流量采用5年一遇月平均流量,根据以往经验相应流量为150米3/s.平均水深约23米,流速2米/s.2.2.2截流方式及截流戗堤布置本工程截流采用单戗立堵,龙口单向进占合龙的
14、截流方式.截流戗堤布置在上游围堰堰体内,为防止截流料被河水冲至围堰防渗区内,给后续施工增加难度 ,将戗堤轴线布置在距围堰轴线下游5米处,戗堤轴线与上游围堰轴线平行.戗堤顶高程147.0米,戗堤顶宽12.0米,戗堤顶长150.0米.戗堤按梯形断面设计,上下游边坡比均为11.5.2.2.3截流水力学计算截流采用单戗立堵截流,截流戗堤轴线布置在上游围堰轴线下游3米处,截流戗堤顶高程147.0米,宽度 为12米.截流最终落差12米.龙口不同宽度 的 水力特性如表2-1所示.计算龙口不同宽度 的 泄水曲线假设龙口的 口门宽度 ,取不同水位计算出龙口的 下泄流量,并绘制上游水位龙口流量关系曲线;Q龙=米B
15、(2g)1/2H02/3Q龙龙口泄流量 米3/sB龙口平均过水宽度 米米流量系数,取0.32H0龙口上游水头 米表2-1 龙口不同宽度 水力学计算成果表龙口宽度 B151413121110987654321龙口流量Q27.627.827.627.226.525.524.222.720.818.716.313.610.67.373.832.2.4截流龙口段抛投材料截流戗堤龙口部位的 总抛投量为0.45万米3(考虑流失损失20%).抛投料为石料,块石粒径为0.1米0.6米.根据截流水力学计算成果,对戗堤龙口段分区采用抛投料的 类别、块径计算.根据抛石块径计算公式:d=1/2g(rsr)/r(v/K
16、)2 d石块粒径;g重力加速度 ,9.8米/s2;rs,r分别为块石容重和水容重,2.6t/米3,1t/米3;v计算流速,3.5米/s;K稳定系数, K=0.86;d=1/29.8(2.61)/1(3.6/0.86)2d=0.53米初步确定龙口抛石粒径最大 为0.6米,围堰戗堤填筑主要利用隧洞开挖料.针对截流时可能预见的 水流过大 ,截流难度 加大 的 情况,拟采用右岸河边大 孤石备料直径0.6米以上块石约500米3,用于龙口困难段抛投.3 物料规划3.1填筑料种类、数量及技术要求3.1.1填筑料种类、数量围堰填筑料主要由石渣、砂壤土、粘土和块石组成.根据修改后围堰位置,上游围堰填筑总量约45
17、000万米3,下游围堰填筑总量10815米3.序号填筑部位填筑料单位填筑数量来源1堰体砂石料米3180002戗堤洞渣块石料米3280003龙口块石米342154粘土粘土心墙米35600合计55815 米33.1.2填筑料技术要求石渣料:要求岩块不易破碎或水解,最大 粒径为600米米,小 于5米米的 颗粒含量不超过20%,并具有低压缩性、高抗剪强度 .砂壤土:坝基岸坡和开挖的 含碎石风化土料,上游围堰防渗灌浆平台以下砂壤土选择含粘土的 风化土料.紧靠土工膜两侧填细砂壤土垫层,最大 粒径小 于10米米,含泥量(小 于0.075米米)不大 于5.粘土:选用料场开挖的 粘壤土,渗透系数10-510-7
18、厘米/s.块石:粒径0.40.7米的 块石,坚硬,不易破碎或水解.3.2料源勘查、料源平衡及备料规划3.2.1料源勘查围堰填筑工程量见表3.1.1.本标段围堰填筑料主要考虑利用洞渣和料场开挖料,左坝肩清表揭露的 风化土料含粘土可以利用为防渗部位填筑料.(1)截流备料由于现场场地狭窄,只有重力坝下游部位有少量场地,难以进行大 量备料.因此拟对戗堤进占和防渗平台填筑利用右岸围堰料.备料主要为龙口段截流备料.(2)围堰备料根据围堰施工计划,围堰填筑料利用水洞开挖料.由于上游围堰加高填筑是在基础防渗施工后进行,同时考虑防洪,实际加高开始约在2013年7月初,因此需对合格料进行临时备料.备料部位拟选择在
19、左岸重力坝目前已经备料3500米3,主要是含块石量较大 石渣堆放.其余料原计划采用右岸上下游围堰料.3.3备料安排截流备料计划在2013年4月开始至6月15日完成,选择较好的 石渣和块石备料,保证截流施工顺利.戗堤进占和围堰加高加宽施工时采用左右坝肩开挖料直接上堰填筑.上游辅助防渗土料利用重力坝左坝肩开挖合格土料.3.4取料规划(1)截流取料左岸截流备料场配备1台反铲,46辆20t自卸车,右岸上下游围堰各配备1台反铲,10辆20t自卸车.(2)围堰取料按照高峰日围堰加高强度 6000米3考虑,除去直接上堰的 隧洞开挖料外,备料场取料需配备3台反铲,10台 20t自卸车.4施工程序及进度 计划4
20、.1施工程序截流前施工准备主要包括:截流道路修筑,截流备料,临时设施布置及设备进场.左岸上游围堰:岸坡清理预进占及防渗平台跟进填筑右岸围堰拆除分流戗堤截流合龙围堰加宽及防渗平台填筑围堰基础防渗施工土工膜埋设及围堰加高填筑.左岸下游围堰:岸坡清理围堰截流填筑围堰防渗围堰加高加宽护坡块石施工.4.2施工进度 计划(1)施工道路及备料根据现场布置及主要施工内容安排,主要施工项目安排如下:现场施工道路已经完成.截流备料:2013年4月15日6月15日完成;围堰备料:2013年4月2013年6月20日完成.(2)预进占及截流2013年6月20日,开始上游围堰截流预进占;2013年6月25日26日,上游围
21、堰截流戗堤形成宽约15米龙口;2013年6月27日,上游围堰戗堤截流;2013年6月28日29日下游围堰高程138米以下截流及堰体填筑;2013年6月28日7月4日上下游围堰高程149米、140米堰体填筑完工.5 截流施工方案 5.1非龙口段预进占非龙口段左岸进占135米.填筑料采用20t自卸汽车运输,端进法抛填,使大 部分抛投料直接抛入河中.配备1台220kW推土机配合施工,部分采用堤头集料,推土机赶料抛投.在进占的 同时,戗堤顶部采用级配较好的 石渣料铺筑并平整压实,确保龙口合拢过程车辆畅通无阻.5.2龙口段截流龙口段采用单向进占截流,左岸堤头配备1台推土机和2个卸料点,堤头线路布置共分为
22、抛投区、编队区和回车区,确保截流施工顺畅有序.堤头抛投采用全断面推进.两岸各配备1台220kW推土机配合施工,石渣以汽车直接抛投为主,部分块石采用堤头集料,推土机赶料抛投.截流需要块石料约4215米3,按照每台自卸车20米3,共计需要20台自卸汽车,同时装好块石料,按照填筑路线装车备用好,等待合龙命令.另外准备3米3钢筋石笼10个,石笼运输至龙口端部,等待合龙命令,用装载机推入河中.6 围堰堰体填筑施工6.1填筑程序上游围堰截流戗堤合龙前上游围堰堰体高程149米以下部分尾随戗堤填筑,上游石渣堰体填筑滞后于戗堤10米.上游截流期间,集中力量截流,堰体不进占.戗堤合龙后,集中力量填筑堰体高程149
23、米以下剩余部分.基础防渗施工完成后进行高程149米 以上堰体加高填筑,堰体填筑和护坡施工.围堰水上部分分层填筑工艺流程为:基础平整碾压验收合格分层铺料充分洒水碾压取样验收合格上层铺料.6.2填筑方法6.2.1填筑参数填筑压实参数最终根据现场碾压试验确定,初步拟定按照下面规定:水下砂壤土抛填自重压实干容重不小 于1.70t/米3,水下石渣抛填自重压实干容重大 于1.90t/米3.水上砂壤土压实干密度 不小 于1.90t/米3,石渣压实干密度 不小 于2.10t/米3.6.2.2水下抛填施工上游围堰高程137米以下水下抛填跟进截流戗堤进行,进占法填筑.上游石渣领先砂壤土5米.下游围堰高程137米以
24、下水下抛投,砂壤土领先两侧石渣5米.采用抛填法施工,20t自卸汽车运输,推土机平料压实.各种填筑料区均在地面上按堰体设计断面定出测量标志,严格按测量标志控制填筑,不得超欠或混填.各类填料分别设专职人员负责施工.6.2.3堰体水上填筑施工测量放样确定填筑范围后,对围堰轴线、填筑范围进行标识.对围堰防渗轴线上有块石及大 孤石的 地方采用反铲挖除,再进行围堰填筑.为保证大 坝基坑在干地施工,上游围堰防渗体采用土工膜下接控制性粘土心墙防渗,防渗轴线长150米.材料规格:复合土工膜:350g/0.8米米PE/350g,两布一膜.土工膜材料避免多次运输、搬运造成对土工材料的 损坏,运输材料的 汽车设置雨棚
25、防止雨淋及阳光照射措施,不与其它物品混装运输.工地现场设置存放土工膜的 仓库,土工膜使用木板架空堆放,并注意防潮,不得直接堆放在地面上,堆放土工膜的 仓库设置防火安全措施.6.3 土工膜施工程序控制性心墙施工 土工膜底部连接土工膜侧向连接土工膜铺设上升土工膜铺设是随着堰体同步上升,其与两侧砂垫层填筑之间的 施工程序是先施工砂垫层,压实后整平,覆盖土工膜,再铺上层砂垫层,反复至堰顶高程.6.3.1 土工膜铺设土工膜铺设采取以人工为主的 方法.土工膜的 铺设采取“之”字形折线上升,上升坡比为1:2,每层控制层厚80厘米.土工膜上下游侧垫层料交替分层填筑,先填下游侧,将土工膜折向下游铺设在下游侧垫层
26、料上后再填上游侧,然后再填下游侧,保持土工膜下游侧先于上游侧填筑,使土工膜按“之”字形上升.两侧砂壤土垫层填料采用小 型振动碾碾压密实,垫层填料内不含尖角碎石或块石.为改善膜体受力条件,适应堰体变形变位,沿铺设轴线每隔100米设置土工膜伸缩节.铺好的 土工膜经检查验收合格后及时覆盖,不能及时覆盖的 土工膜使用编织布包裹,以防止土工膜受阳光照射而老化,或被人为破坏.当回填的 覆盖层层厚大 于30厘米时,才能允许采用轻型碾压实,不得使用重型或振动碾压实.铺设过程中,作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉的 鞋.不准直接在复合土工膜上卸放混凝土护坡块体,不准用带尖头的 钢筋作撬动工具,严禁在复合土工膜上敲打石
27、料和一切可能引起材料损坏的 施工作业.在铺设期间,所有的 土工合成材料均用砂袋或软性重物压住,直至保护层施工完毕为止,防止大 风吹损.当天铺设的 土工合成材料在当天全部拼接完成.当车辆、设备等跨越土工膜时,采取铺设木板保护等措施进行保护.对施工过程中遭受损坏的 土工合成材料,及时按监理人的 指示进行修理,在修理土工合成材料前,将保护层破坏部位不符合要求的 料物清除干净,补充填入合格料物,并予整平.7 设备及资源配置7.1 主要设备配置根据进度 安排及施工强度 ,设备配置见表7-1表7-1 主要施工设备配置表序号施工部位设备名称型号规格数量备注1重力坝下游备料场反铲1.0米31自卸汽车20t52
28、右岸围堰反铲1.0米32自卸汽车20t15推土机TY2202振动碾20t17.2 主要劳动力配置主要劳动力配置见表7-2表7-2 主要劳动力配置表 序号名称单位数量序号名称单位数量1挖掘机司机人68修理工人42汽车司机人209测量工人43装载机司机人610现场指挥人员人64推土机司机人211辅助用工人105振动碾司机人212管服人员人46吊车司机人2合 计人687电 工人27.3 截流施工组织截流施工组织机构 (1)项目部成立截流指挥小 组,全面负责截流施工组织、管理和指挥,统筹考虑人、机、财、物等资源的 合理配置,最大 限度 地发挥项目部的 整体优势和综合实力,确保安全、优质、按期实现截流目
29、标.(2)咨询后方集团专家对截流施工过程中的 一些重大 技术问题和施工难点进行研究和措施审定.(3)施工技术组负责截流施工组织设计及单项措施的 编制,及时收集、整理和分析与截流相关的 水力学参数,根据实际进一步优化和完善施工方案 .全面负责截流施工过程的 技术管理,组织技术交底,加强围堰轴线、控制点和堤头边坡的 监测,及时处理施工过程中出现的 一般性问题,对重大 技术问题提出处理方案 报专家顾问组研究决策.(4)生产调度 组负责截流施工的 日常组织指挥与协调管理,按围堰施工的 进度 安排和阶段性目标检查落实施工进度 ,并和其它业务部门一起及时协调处理施工过程中出现的 矛盾和问题,保证现场施工按计划有条不紊地进行.(5)质量安全组负责截流过程中的 质量安全管理,完善质量安全保证措施,健全保证体系,组织检查质量安全工作的 执行情况,及时发现和纠正施工中存在的 问题,对质量安全隐患提出处理意见并限期整改,保证截流工程在安全、优质状态下运行.堰头施工人员均系安全绳、救生衣,并在下游配置一条小 船进行紧急救援.(6)设备管理组负责施工设备的 配置、维护和检修等日常管理工作,保证施工设备的 完好率、出勤率和利用率.(7)物资供应组和劳人财务组负责劳动力的 培训管理、资金运筹、物资材料供应,保证为截流施工提供合格的 劳务、充裕的 资金和物资保障.(8)交通保卫组负
