碧痕水库施工组织设计

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碧痕水库施工组织设计

③由于河床覆盖层为强透水层,结合坝基坑开挖深度及围堰使用要求,需对上、下游围堰进行高喷防渗处理(经计算,上游围堰1390m高程以上采用土工膜防渗,下游围堰1385m高程以上采用土工膜防渗)。

④根据总体施工进度计划,上游围堰安排在2004年4月5日前高喷防渗板墙施工完毕,随即进行上部堰体填筑(土工膜防渗)施工,并于2004年4月15日前施工完毕。下游围堰安排在2004年4月10日前高喷防渗板墙施工完毕,随即进行上部堰体填筑(土工膜防渗)施工,并于2004年4月15日前施工完毕。

2005年6月上旬上游围堰拆除完毕高清版-《办公建筑设计标准》JGJT67-2019 .pdf,下游围堰安排在2005年6月下旬拆除完毕。

2005年10月初导流洞下闸蓄水,随即进行导流洞封堵。

(5)导流工程施工的重点难点分析

根据施工总进度计划,结合导流工程的特点分析,本导流工程施工的重点及难点主要表现在如下几个方面:

在进行上、下游围堰施工时,如何保证高喷防渗墙防渗效果,是本工程施工的重点及难点之一;

在进行围堰拆除时,由于高喷砼防渗墙与主体工程相距较近,如何确保拆除时的爆碴块度及控制爆破振动对坝体安全运行的影响、确保围堰拆除时不对其它工程造成破坏,必须采用控制爆破技术,施工难度大、技术含量高。是本工程的重点、难点之二;

为防止围堰被水流冲刷进而危及堰体运行安全。故在围堰迎水面采用块石护坡进行保护。

(6)主要合同工作内容

本合同招标图纸所示的围堰施工和水流控制工程,其工程项目包括:

①坝址区的截流;②坝址区上下游横向围堰;

③坝址区安全渡汛、防护工程;

⑤导流建筑物下闸和封堵;

上述工程项目的工作内容包括部分建筑物的设计和施工;材料和设备的供应和试验检验;设备的安装、运行和维护;临时建筑物及其设施和设备的拆除以及本合同规定的质量检查和验收等工作。

本工程采用隧洞导游方案进行施工,主体工程为混凝土面板堆石坝。总库容为3357万m3,属大(2)型工程。临时建筑物为Ⅳ级。

2004年3月至2005年9月:左岸导流洞过流;设计洪水频率为全年10年一遇,相应流量Q=392m3/s;

4.3.1.2上、下游围堰设计

招标及合同文件《技术条款》及《招标图纸》

《防洪标准》GB50201—94;

《水利水电建设工程验收规程》SL223—1999;

《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》SLl74—96;《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62—94;《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338—89;《水电站基本建设工程验收规程》SDJ275—88;《水工混凝土施工规范》SDJ207—82;设计标准

根据招标文件,本工程设计洪水标准如下:

围堰按全年P=10%洪水标准设计。

挡水时段为2004年3月至2005年5月。

相应洪水流量Q=392m3/s。

不降低合同规定的施工导流洪水标准和建筑物安全度汛的标准;

不改变永久建筑物布置型式和主要尺寸及高程;

不降低围堰挡水和永久建筑物临时挡水的设计标准。

响水水库位于南盘江水系黄泥河支流新桥河的上游,处于云贵高原黔中过度带的斜坡部位和南盘江、北盘江支流的分水岭地带,属亚热带季风气候。坝址地理位置为东经104º35′,北纬25º28′,坝址以上河长28.3km,流域形状呈扇形分布,流域面积412.7km2 ,多年平均流量12.7 m3/s。

区内多年平均风速1.7m/s,多年平均最大风速17m/s,极端为40m/s(风向SW,1965年6月28日)。风向4~8月主要为偏SW风,其余月份主要为NE风。

多年平均相对湿度77%,多年平均日照时数1594.3h,多年平均年蒸发量为1509.0mm(口径为20cm)。

响水水库施工洪水成果表 位:m3/s

响水水库坝址水位流量关系简表

(4)围堰结构类型及方案选择

由于本工程施工工期紧,上下游围堰所处部位覆盖层厚0~5m,且结构松散、强透水,不具备修建混凝土围堰或浆砌石挡水围堰的条件,因此,结合本工程的实际情况,上、下游围堰全部采用土石不过水围堰,围堰下部采用砼高喷板墙作为防渗体,围堰上部采用双层土工膜作防渗体。

经过对导流工程挡水建筑物的反复调整、优化,并对水力学反复计算,确定导流工程挡水建筑物结构特性及导流标准如下表所示。

导流工程挡水建筑物结构特性表

上、下游围堰导流标准表

①上游围堰堰顶高程的确定

由《响水水库施工洪水成果表》表中查得全年(P=10%)相应流量Q=392m3/s,相应天然河水位为1387.6~1387.7m之间,上游围堰水位1400.00m,下游围堰水位1387.63m。

上游围堰顶部高程按下述公式计算:

H上——上游围堰堰顶高程(m);

h下——下游水面高程(m);

②下游围堰堰顶高程的确定

下游围堰顶部高程按下述公式计算:

H下——下游围堰堰顶高程(m);

h下——下游水面高程(m);

下游围堰堰顶高程H下=1387.63+0.7=1388.33m,取定下游围堰堰顶高程:1388.4m。上、下游边坡坡比均为1:2.0,结合基坑开挖出碴道路布置需要,取定下游围堰堰顶宽度6.0m,最大底宽42 m,最大堰高9m。

上游水位为1390 m时,导流洞过流能力计算

左岸导流洞底宽6m、高7m,直墙高5.25m,为城门洞型。

上游水位为1390m时,进口正常水深为5 m,按明渠均匀流计算过水能力:

A—过水断面积,m2;

C—谢才系数,m1/2/s;C=R1/6/n,n =0.014。

经计算,上游水位为1390.00m时,导流洞过水能力为243.9m3/s,而戗堤填筑高程为1390m时,其截流流量为Q=38.9m3/s。故围堰防渗可采用下部(1390m以下)进行高喷防渗处理,上部(1390m以上)进行双层土工膜防渗的联合防渗体结构设计。

1390m高程高喷防渗墙与上部土工膜相结合处采用1m×1m、C20混凝土条带接头。

同理,下游围堰防渗可采用下部(1385m以下)进行高喷防渗处理,上部(1385 m以上)进行双层土工膜防渗的联合防渗体结构设计。

1385m高程高喷防渗墙与上部土工膜相结合处采用1m×1m、C20混凝土条带接头。

根据围堰布置特点及使用期限,上、下游围堰高喷防渗墙轴线与围堰轴线相同。按单排孔设计,孔距1.2m,孔深进入基岩50cm。上游防渗体轴线长48m,下游防渗体轴线长38m。上游布置高喷灌浆孔41个,最大孔深11.6m,高喷板墙工程量476m2。下游布置高喷灌浆孔33个,最大孔深10.0m,高喷板墙工程量476m2。

平面布置见《施工导流平面布置图》(图号:盘南—响水—坝投—04)所示,结构断面见《围堰结构图》(图号:盘南—响水—坝投—05),纵剖面见《围堰纵剖面图》(图号:盘南—响水—坝投—06)。

(6)围堰边坡安全稳定计算

经采用圆弧滑动面法进行计算,得围堰边坡稳定系数如下表:

围堰边坡稳定计算结果表

围堰迎水面全部采用块石护坡保护的方式进行施工。

上游围堰迎水面全部采用块石护面,顶部厚1.0m,底部厚5.0m。

下游围堰迎水面全部采用块石护面,顶部厚1.0m,底部厚3.5m。

(8)围堰工程主要设计工程量

围堰工程主要设计工程量表

4.3.1.3截流施工

(1)截流标准、时段选择

上游围堰截流时间选在2004年3月1日,根据响水水库施工洪水成果表,查得P=10%时,三个月二旬(12月6日~3月25日)流量Q=38.9m3/s。

(2)截流方案及截流戗堤设计

①上游围堰采用单戗立堵法截流。戗堤填筑工程量4988m3。

②上游戗堤自河右岸向左岸进占,截流龙口设在河左岸。由于流量较小,故上游围堰采用一次填堆筑成型的方式进行施工。

③上游围堰截流水力学计算成果

按单戗立堵截流,截流过程水力学参数计算结果见下表

合龙过程龙口水力学参数计算结果表

(3)截流材料尺寸、数量的确定和分区规划

根据计算的水力参数,用伊兹巴什公式计算得出:龙口最大块石粒径为49cm。并计算出龙口分区抛投材料特牲,其结果见下表

龙口分区抛投材料特性及用料规划表

作好截流施工道路修筑工作:见《施工导流平面布置图》(图号:盘南—响水—坝投—04)。

准备足够的截流碴料:截流材料主要为右坝肩开挖的碴料。

2004年2月18日至2004年2月28日,工期10天。截流时间为2004年3月1日。

4.3.1.4上、下游围堰施工

根据本工程的施工特点及总体施工导流方案,拟定导流工程总体施工程序如下所示。

(2)挡水围堰堰体施工方法。

围堰堰体施工方法见下表

(3)挡水围堰施工机械设备投入

围堰堰体施工机械设备表

(4)围堰高喷防渗板墙施工

根据设计要求:为解决砂卵石层的渗漏问题,确保基坑及围堰的安全,需对一期上游围堰、下游围堰堰体及砂卵石层布置高喷灌浆孔,形成近封闭板墙,拦截基坑以外的渗水。

围堰高喷板墙工程主要特性表

施工用水:直接采用5.5Kw潜水泵由江中抽取使用。

施工用电:施工用电直接由布置在施工区的变压器低压侧采用35mm2的铝芯三相四线制按“T”型接法进行搭接使用,总用电量100Kw。

制浆系统:分别在上、下游围堰中部修建一个40m2的制浆系统,并能堆放20t水泥。每个制浆系统设泥浆泵2台、高速制浆机1台、1m3搅拌桶1台,制浆平台采用ф1.5铁管、木方、钢管、木板搭设而成。Dg50主供浆管沿线布置,各用浆点可从输浆管上焊接分管并装上球阀。

夜间施工照明:施工工作面采用金属卤化灯作为照明灯具,金属卤化灯固定在自制的灯架上,每5000平方米设10Kw灯塔一座,左右角交叉投射,对于避光部位,采用碘钨灯作为照明灯具。

采用三重管法进行施工,即将高压水和压缩空气同轴喷射,冲切掺搅地层,同时将浆液灌入地层,水压为20~50Mpa,气压为0.7Mpa,这种喷射具有冒浆量大,凝固体亦大的特点。

施工准备:搭设高喷灌浆平台及制浆站,喷灌平台的填土要碾压密实,以防止跑漏水泥浆和塌陷。

设备就位和孔位放样:高喷灌浆设备有高压泵、空压缩机、水泥制浆机、泥浆制浆机、抽水机,移动设备有旋转钻机、冲击钻机、高喷灌浆机。以上固定设备宜集中布置,便于管理。在搞好设备布置的同时,进行孔位放样,先放板墙轴线(转弯段放成弧线),然后由转角的端头孔,按设计孔距,逐一将孔位用木桩确定,并进行编号,便于钻灌时掌握。

④高压旋喷施工工艺:如下述框图所述

高喷灌浆分二序进行灌浆,一、二序孔采用分序加密的方式布置。施工中应避免产生孔位误差和出现过大的孔斜,采用侧开孔钻头,冲击钻进。

砂卵石层造孔:砂卵石层造孔是高喷造孔的关键。采用冲击钻进,随着孔深的增加,逐步跟进套管,直至基岩面。

基岩造孔:设计要求高喷板墙深入基岩内0.5m,基岩造孔全部用地质钻机钻进,并取出岩芯。

成孔固壁:采用化学泥浆固壁法进行施工。

下喷杆喷灌:当钻孔完成一定数量,喷灌台车不影响造孔时,可以进行喷灌。下喷杆应确保喷杆放至孔底方能开始进行灌浆作业,待返浆浓度达到要求后,按规定的提升速度和回转角度喷浆至设计高程,最后将喷杆拨出孔外,结束喷灌。

高压水的供给: 高喷灌浆用的高压水是用高压泵来完成的压力为34~36Mpa,高压通过高压管进入喷杆的高压水管内,经直径1.7~1.8mm成180度角的两个喷嘴高整射出去,切割掺搅砂卵石, 为水泥浆渗透充填制造空隙。

压缩空气: 压缩空气由空气机供给,经风管送入喷杆内的气管,其压力为0.6~0.7MPa,然后由喷杆下部高压水喷嘴周边的气嘴喷出,形成水气同嘴喷射。

制浆和灌浆:本工程灌浆用的水泥为P.O32.5普通硅酸盐水泥。采用高速制浆机按0.5:1的配合比连续拌制纯水泥浆,水泥浆液用输浆机送至喷杆浆管,由喷杆底部的灌浆嘴不间断地灌入经水气切割置换出来的空隙,灌浆压力为0.15~0.2Mpa,送浆量为80L/min,灌浆时应检查水泥浆的比重,确保进浆浓度符合要求。

回浆及水泥浆的回收:在喷灌过程中要常检查回浆浓度,注意观察回浆量的变化情况,据此判断是否需调整进浆浓度和在浆液中掺速凝剂。同时在集浆坑用泵回收浆液,因回浆含砂多,只回收面层的浆液,其余作废浆弃掉。

清洗:插入孔内的喷杆为三层同心管。相互间隙小,单孔喷灌完后,要及时进行管道清洗,避免发生管堵塞,影响喷灌工作。

⑤高喷灌浆机械设备配置

根据施工强度和工期控制,配备施工机械设备配置情况见下表。

高喷灌浆机械设备配置表

4.3.1.5基坑排水

(1)基坑水流控制措施:

工程进场后,立即进行上、下游围堰公路的开挖工作。围堰截流后所有水流均由左岸导流洞过流,接着进行上下游土石堰的填筑工作。

本时段内水流控制的主要内容共包括两大部份:基坑初期排水;基坑经常性排水。

围堰截流后,经计算,基坑初基排水工程量4.914万m3,由布置在下游围堰堰顶的排水泵集中抽排出基坑外,考虑5天时间排完基坑集水,排水泵站采用普通钢管脚手架、彩条布及枋木板搭设而成,建筑面积20m2。

对基坑渗水、施工废水和降水进行达标后的排放,其排水系统具体布置为:各工作面积水→排水沟、集水井汇水→潜水泵抽水→污水沉淀池(开挖基坑内,污水沉淀池结构尺寸2m×2m×2m,截水沟断面尺寸:宽×深=1m×2m,上下游截水沟长各100m)→排水泵站→响水河。

排水泵站采用普通钢管脚手架、彩条布及枋木板搭设而成,建筑面积20m2,上下游各布置一个。

(2)施工场地、辅助企业及生活营地水流控制措施

在营地和场地房前屋后设置排水沟引排至生活污水处理站内,排水沟设专人维护疏通,经处理合格后排放至设计的永久排水设施排走。对营地及施工场地附近的冲沟及时进行处理,保证汛期雨水的顺利排走,避免危及施工设施及人员安全。

(3)基坑排水主要工程量及设备配置

本工程排水的主要项目有:经常性排水、汛后基坑排水、和截流后基坑排水。其中,经常性排水包括:施工排水、地表集水、围堰渗透水、降雨、以及其它地表水等。经计算,各时段及各项目排水量见下表。

根据上述排水强度要求,选择XA型和Sh型水泵作为基坑排水设备;设备配置量见表《基坑排水设备配置表》。

基坑排水临建工程量见表《基坑排水临建工程量表》。

4.3.1.6施工渡汛

根据招标文件,本工程渡汛洪水设计标准如下:

根据本工程的施工特点,拟定本工程渡汛方案为:

2004年3月~2005年5月,洪水频率P=10%,Q=392 m3/s,土石围堰挡水,左岸导流洞过流;

(3)各年施工渡汛工程形象进度要求

结合各年工程施工进度及渡汛标准,汛前施工渡汛形象进度应满足下述要求。

a.2004年施工渡汛形象进度要求:

完成上、下游围堰填筑及防渗结构施工。

b.2005年汛前要求达到的形象进度:

完成基坑坝体填筑及混凝土面板施工;

(4)施工区防洪及渡汛措施

针对本标工程的特点,对施工区域内的防洪渡汛主要采取以下措施:

汛前准备充分的防洪材料,如防洪水泵,备用发电机,装载机、反铲、推土机等,确保足够的防洪物资准备。

每个汛前,编制详细防洪渡汛计划,报业主和监理单位批准,指导防洪工作的开展,尤其是要抓好与渡汛相关的主体工程和渡汛设施的施工,使工程进度满足渡汛的要求。

防洪渡汛期24h设专人值班,巡视各工作面的水情汛情变化,做到有险情及时发现,及时组织抢险工作,把洪灾损失减到最小。

在各年汛前,把不常用或多余的施工设备,以及部分材料撤离至安全地带,同时加大抽排力度JGJT249-2011 拱形钢结构技术规程.pdf,把基坑集中排水对工期的影响降到最小。

根据短期水文预报:当来水量大于防洪标准时,所有施工机械设备、人员及材料全部撤离至安全地带。撤离方案及线路如下表。

积极争取地方防洪渡汛部门的指导,实施主动防洪战略,确保本工程安全顺利实施。

4.3.1.7下闸蓄水

在2005年10月初,工程应具备下闸蓄水条件,此时坝体工程应达到的形象如下:

上游面应完成1426m高程以下粘土铺盖及石碴压重量,混凝土面板应全部浇筑完毕。

下游面应完成所有的护坡块石工程量。

2005年10月初,导流洞及引水系统进口闸门下闸蓄水后HJ 2302-2018 制浆造纸工业污染防治可行技术指南,即对左岸导流洞进行混凝土封堵。

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