团坝子水电站施工组织设计

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团坝子水电站施工组织设计

重庆市彭水县普子镇团坝子电站工程施工组织设计方案是依据业主提供的报价邀请书、工程报价表、初步设计图纸、岩石目勘说明及我单位现场踏勘调查情况和有关的水工施工规范等技术资料并根据本合同段工程的实际情况,结合我公司已完成工程施工中的经验和技术设备实力,认真研究而编制的。

在编制过程中,我们立足于施工的专业化、机械化、标准化,重点工程重点安排,尽量做到方案切实可行、经济合理、满足业主对质量及工期的要求。业主对本工程施工工期要求为34个月,我公司承诺将提前2个月完成施工任务。

鉴于我公司在重庆市已完成多个建设项目,与各级地方政府建立了良好的关系,在重庆市建筑领域具有很好的信誉,经过多年发展,我公司在适应环境,对外联络等各方面都具有很强的协调能力JGT490-2016 太阳能光伏系统支架通用技术要求,加上自有设备和工程技术人员专业化,我们对保质保量、保安全,提前完成本工程的施工任务有绝对的信心。

团坝子水电站位于彭水县境内普子河中游上河坝至团坝子河段,坝址距彭水县城,厂址距彭水县城,在普子河流域的中上游的上河坝附近,距离上河坝左右。

团坝子电站(扩建)工程主要任务为充分利用普子河干流龙头水库—老鸹石水库的调节流量及老鸹石水库~团坝子电站坝址区间径流发电。

为实现普子河干流梯级开发规划目标,充分开发利用团坝子河段水能资源,避免团坝子河段水资源的极大浪费,缓解地方电网枯期需供电矛盾,促进地方经济社会可持续发展及全面建设小康社会,本次设计是在正在建设的团坝子电站的基础上进行扩容改造。

本工程大坝枢纽、引水系统和电站厂房主要建筑物按四级设计,次要建筑物和临时建筑物按五级设计。大坝采用30年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核;厂房采用30年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核。

团坝子水电站属于Ⅳ等小(1)型电站工程,是普子河流域规划的第二级电站,为单一的引水式发电工程,其主要建筑物为大坝、引水隧洞、厂房枢纽。其水库总库容133万m3,正常蓄水位,电站总装机3×7.5MW。

主体工程建筑物的组成、型式、主要尺寸和工程量

团坝子水电站为有压式引水发电站,由拦水坝、引水系统和厂区枢纽组成。

拦水坝采用埋石砼重力坝,拦河坝轴线总长,分为5个坝段,第1坝段为左岸挡水坝段,第2、3、4坝段为溢流坝段,第5坝段为右岸挡水坝段,坝段长度分别为15.0、24、 、、,坝顶高程,最大坝高,最小坝底宽。挡水坝体、溢流坝段上游迎水面均为直墙,下游面坡比为1:0.75。

泄水建筑物溢流坝段长,为单孔宽的开敞式无闸溢流表孔。堰顶高程,堰顶采用WES曲线,下接挑流设施反弧段,反弧段半径R=,中心角74.13°,挑流鼻坎高程为,挑射角为21°,坝后设长、厚的护坦。

本工程引水系统由进水口、压力隧洞、调压井、压力钢管等建筑物组成。

进水口位于右岸,紧挨大坝右坝肩上游约,采用岸塔式进水口,底板边缘线与水流轴线基本垂直,即引水角采用90°,有压取水,总长为。由拦砂坎、拦污栅、喇叭口进水段,平洞段、闸门井、渐变段、检修平台、启闭机室等建筑物组成。进水口底板高程为,为防止泥沙淤积对电站运行造成影响,进水口前设重力式砼拦砂坎,拦砂坎底高程,顶高程,高长约。

进口喇叭段总长,为防止污物进入进水口,布置×(宽×高)活动拦污栅,,高程处设检修平台。

自喇叭口至闸门井为平洞段,采用钢筋砼衬砌,衬砌后尺寸×,闸门井内布置检修和工作平面钢闸门,孔口尺寸均为×,工作闸门后设两个直径为的通气孔。闸门井后接的渐变段,将×矩形断面渐变为直径为的圆形断面。

引水隧洞采用圆形有压洞,过水断面直径,洞内流速为/s,进口底板高程为,出口与调压井连接处底板高程为,引水隧洞总长,隧洞坡降为3‰。

调压井为水室式,由上室、下室和竖井组成,调压井总高度。上室顶高程,底高程,上室顶内空尺寸为14.84×,上室底部内空尺寸为13×;上室钢筋砼衬砌厚度为;上室底部设置1%倾向竖井的排水底坡。下室中心线高程,长度为;下室断面断面型式为圆拱直墙城门洞型,隧洞最大断面尺寸为×,下室顶部设置1.5%背向竖井的坡,底部设置1%倾向竖井的排水底坡;其轴线与引水隧洞轴线成45°交角;下室钢筋砼衬砌厚度为。顺井开挖直径为,钢筋砼衬砌后直径为。

调压井后为压力管道,为埋藏式压力钢管,采用联合供水方式,主管长为,管径为,“卜”型岔管后接三条支管,分别长、和,管径,在进水轮机前渐变到。

厂区枢纽主要主厂房、副厂房、尾水建筑物、户内式开关站、升压站及综合楼等组成。

副厂房位于主厂房两侧,右侧副厂房两层,长,宽,左侧副厂房一层,长,宽,主要为技术及消防供水泵室、6.3KV开关室、站用变压器室,中控室、透平油处理室及油罐室等。

安装间位于主厂房左端,长,宽,楼层高程为,与主机间发电机层高同高程,安装间下层高程为,与主机间水轮机层楼面同高程,主要布置有透平油库、透平油处理室、水泵室等。层面上设有发电机转子检修支墩台,台长,宽。上游墙设进厂大门,门洞尺寸为×。

尾水建筑物由尾水平台、尾水反坡段、尾水渠组成,总长。尾水平台为钢筋混凝土结构,长,宽,设检修闸门。

尾水反坡段为钢筋混凝土结构,长,坡比1:3.5,横断面为矩形断面,渠底板最低板面高程为,最高板面高程为,底板厚。

尾水渠为矩形断面,底宽,底坡i=1:1000。底板采用混凝土衬砌,厚,重力式边墙采用浆砌石,厚,背坡比为1:0.4,尾水渠与普子河河道交角约45°。尾水渠末端比普子河河床高。

(4)主体工程主要工程量

主体工程主要工程汇总情况详见附表1主体工程工程量汇总表。

对外交通和场地利用条件

坝址、厂址距彭水县城分别为和,距普子乡分别为和,坝区、厂区分别有普天、普桐公路经过,工程对外交通便利。坝址处右岸有一较发育的二级阶地,厂区布置在一级阶地上,经平场后分别可作为大坝和厂房的主要生产设施布置场地。

坝址、厂址处目前具有公路经过,均可以与普(子)天(花板煤矿)公路、普(子)桐(荣)公路相连,普(子)天(花板煤矿)公路距坝址约。普(子)桐(荣)公路穿过厂区,距厂房约,交通比较方便,除彭(水)普(子)公路为山区四级公路外,其余均为等外级乡村公路。目前坝址处、施工支洞、厂区均已建施工公路,施工交通便利。

团坝子水电站拦水坝位于普子河上河坝附近,坝址右岸上游附近高程470~515m有一发育的二级阶地,距离坝址左右,面积大约3000㎡左右,可作为坝区施工时的临建设施和施工辅助生产场地的布置。

引水系统的施工支洞口附近,坡度较陡,施工进洞条件较差,可在支洞口附近先进行场地平整,并在洞口附近的施工公路边灵活布置施工所需临建设施。经过场地平整后仍可以满足施工布置所需。

厂房位于团坝子大桥下游约处普子河右岸一级阶地,地形平坦开阔,厂房地面标高360~370m左右,呈台阶状分布,地势平缓,地形坡度10~15°,满足施工所需场地布置要求。

本工程所需要的外来材料主要是水泥、木材、钢材、汽油和柴油等,均可以在彭水县购买,砂石料采用加工或购买人工砂石料。一般性材料和临时所需材料在普子乡、彭水县都有充足的市场供应条件。

根据需要,施工生产用水可直接取用普子河水,生活用水可在施工区附近居民处引接自来水。

团坝子水电站已有10KV电力线从各工区附近穿过,可在各工区附近10KV线搭接点搭接,并配置变压器供施工用电。

彭水县城区、普子镇(乡)内有各型较大规模的机械修配厂,具备机械设备的修配能力,满足施工期间大型设备、机械的修配需要。

当地施工队伍和剩余劳动力丰富,能够满足工程施工所需劳动力。

工程施工期间无通航、过木、排冰等要求,从坝址到厂区沿线无集中供水、环境保护、水土保持、劳动卫生安全等特殊要求。

团坝子水电站所在的普子河系郁江右岸的一级支流,乌江的二级支流。普子河流域属亚热带湿润气候区,气候温和,雨量充沛,四季分明。设计流域距彭水县气象站较近,该站地理位置在东经108°10′,北纬29°18′,海拔高程。彭水县气象站属国家基本台站,观测项目齐全,系列较长,资料精度高,故将该站实测地面气候资料供工程设计参考使用。据彭水县气象台多年资料统计,多年平均气温,极端最高气温,极端最低气温,多年平均降雨量,降水天数163.3d;日照时数1035h;多年平均风速/s,最大风速/s;多年平均相对湿度78%。

普子河发源于石柱县境内的七曜山东南麓的秦家沟,流域地理位置在东经108°03′~108°27′,北纬29°27′~29°59′之间。

普子河由北向南在老鸹石进入彭水县,流经三义、普子、桐荣、砂石、龙射、木楠等乡,在青平乡的三江口汇入郁江。普子河沿途汇入了文溪河、马盘河、龙塘河、太原河、过河溪等支流。普子河干流全长,流域面积2。团坝子水电站取水口拦河坝在老鸹石电站下游约,厂房位于普子河附近的团坝子,水库坝址控制流域面积2,厂房处流域面积2。

本次水位流量采用原初步设计成果,其坝址、厂址附近的施工分期洪水见表8-1所示,相应的水位流量关系分别见表8-2、8-3所示。

表8-1 坝址、厂址施工分期洪水表

表8-2 坝址附近水位流量关系表

表8-3 厂址附近水位流量关系表

团坝子电站地处四川东南部,地势西北高,东南低,山岭海拔高程为1000多米,河床400多米,相对高差大于,属于中深切割地貌山区。山脉多呈北东或北北东向,与区域构造线基本一致,境内以构造剥蚀地貌和岩溶地貌占主要地位。工程区内两岸以侵蚀堆积为主,谷底一般为河流冲洪积层覆盖,其深度为0~21m左右,工程区内断续发育一、二级阶地,阶面分别高出河水面10~30m及30~50m左右。

(1)坝区工程地质条件

坝址处河道呈S型弯曲,从北东向流进坝区,然后以南方向顺直流出坝区。谷底宽40~45m,正常蓄水位时,谷宽左右,河谷地质结构为一顺向谷,岩石倾向左岸略偏下游。两岸地形不大对称,下部较缓,右岸约40~45°,左岸20~30°;右岸高程~以上为高达数十米陡崖,左岸470.0~475以上为高达上百米的陡崖。

坝区出露地层为三叠系大冶组第三段(T1d3)的白云质灰岩、灰岩,局部含假鲕状灰岩。灰岩为浅灰色中厚层状构造,其岩性单一,未夹有软弱夹层。

坝址附近偏右岸基岩裸露,偏左岸堆积有部分砂卵(块)石层,厚约~;向上左岸发育一个长约,宽约,平均深度为总方量为4.5万m3的崩坡积层,该崩坡积层呈似椭圆形,顺坡分布于左岸陡崖下,其深度一般为~,局部地带附近最厚达左右。

左岸陡崖下为厚5~18m的崩坡积层,下伏三叠系下统大冶组第三段(T1d3)白云质灰岩、灰岩,多呈裸露状态,地层产状为N15°E/SE∠40°,除裂隙外,未见断层、挤压破碎带和较大的喀斯特形态存在,属Ⅱ类围岩。

(2)引水系统工程地质条件

引水隧洞进口位于右岸坝肩上游侧,出口位于上渡口大桥右岸团坝子边坡上的调压井,全长,底板进口高程,出口高程,平均坡降为3‰,为有压圆形隧洞,设计洞径,地面高程500~883m,洞体最大埋深。

隧洞沿途地面倾向河谷,地形陡峭,谷肩以上相对较缓,岸坡上沿北西—南东向延伸的冲沟较发育,规模较大的多有长年性水流存在。除第四系松散堆积物外,出露了中生界三叠系下统大冶组第三段(T1d3)和第四段(T1d4)及嘉陵江组(T1j)。地层产状N20~52°E/SE∠38~50°,呈单斜状,岩体中小型揉皱和裂隙发育,可溶盐岩中裂隙发育强度相对较大,而碎屑岩中裂隙规模一般较小,但密度大。洞体沿线有松散岩类孔隙水(Q)、碎屑岩孔隙裂隙水和碳酸盐岩喀斯特水三种地下水类型。碳酸盐岩裂隙喀斯特水为本区分布最广、富水性最好的地下水类型;碎屑岩富水性差,属地下水相对贫乏区;第四系松散堆积物零星分布,面积不大,多为残坡积土,以上层滞水为主,水量较小。除此未见断层、挤压破碎带和其它不良物理地质现象存在。

桩号引0+00.00—引2+段为三叠系下统大冶组第三段和第四段(T1d3+4),属Ⅲ~Ⅳ类围岩,f=3~5、K0=15~40(MPa/cm)。

桩号引2+025.99—引8+段为三叠系下统嘉陵江组(T1j),岩性主要为中至厚层状微晶灰岩、微晶灰质白云岩,白云岩等地层,岩体强度高。沿线植被茂盛,地面标高513.00~883,上覆岩体厚75~419m,多呈微风化状态,成洞条件较好,多属Ⅱ类围岩,f=7、K0=50~60(MPa/cm)。

1#支洞进口位于桥堡北面,与坝体直线距离。地面高程460~,自然坡度35~40°,洞体最大埋深。其上多为坡崩积(Q+col)的泥质灰岩、灰岩块石和粘土,块体直径30~,最大者约,最小者约,松散堆积层厚,局部大于。下伏大冶组第四段(T1d4)的泥岩夹泥质灰岩和嘉陵江组 (T1j)灰岩,地层产状N52°E/SE∠40°,风化和卸荷裂隙较发育,强风化和强卸荷深度较大,浅部岩体破碎,多呈覆盖状。洞轴线与地层倾向间近于垂直,地应力较小,但岩体倾向山外,边坡较不稳定,成洞条件较差。

2#支洞进口位于方家湾公路下面的一斜坡上,与坝体直线距离5.4km。地面高程450~670m,自然坡度35~40°,洞体最大埋深222m。其上为坡崩积(Q4dl+col)的块石、碎石和粘土,块体主要成份为灰岩和白云岩,松散堆积层厚约5~8m,下伏嘉陵江组的灰岩、白云岩,在支洞附近几处基岩裸露点实测,地层产状N20°E/SE∠50°,岩体强卸荷深度较大,浅部破碎,在公路以下均呈覆盖状,洞轴线与地层倾向间近于垂直,地应力较小,但岩体倾向山外,边坡较不稳定,成洞条件较差。

调压井位于河床右岸团坝子一斜坡上,周边地形较宽缓,未见其它规模较大的不良物理地质体。除坡残积(Q4dl+el)的浅灰、黄灰色含碎石粘土、碎石土、碎石等松散堆积物外,下伏三叠系下统嘉陵江组(T1j)灰至深灰色中至厚层状微晶灰岩和隐微晶白云岩,岩体强卸荷带深3~8m,弱风化带深10~15m。地层产状N20°E/SE∠50°,呈单斜状,有两组产状为 N50~60°W/SW∠60°和N37~50°E/SE∠40~68°的构造裂隙发育较好,未见断层和挤压破碎带,边坡岩体稳定。

压力管道埋设在调压井至厂房的斜坡地段,设计为埋管,管道段总长366.881m,管线地处右岸阶状斜坡下,地表零星分布第四系残破积层的亚砂土亚粘土夹碎卵石,厚约0.5~6.5m;穿越地层为三叠系下统嘉陵江组第四段(T1j4)的灰岩、白云岩。斜坡为一单面坡,较平缓,地形坡度为12~25°,为与层状同向缓倾斜岩石边坡,坡角小于岩石倾角,斜坡稳定性较好。

(3)厂区枢纽工程地质条件

厂区枢纽位于普子河右岸一级阶地,地形平坦开阔,厂房地面标高360~370m左右,呈台阶状分布,地势平缓,地形坡度10~15°。地表为一级阶地的冲洪积层的褐黄色亚砂土夹碎卵石,厚约1~6m,多为耕植土;下伏基岩为三叠系下统嘉陵江组第四段(T1j4)的灰岩、白云岩。区内地质构造简单,岩层呈单斜状,产状为:NE55~60°/SE∠22~24°。

主厂房设计开挖高程为349.638~350.038m,基坑开挖深度15~18m。基础完全置于新鲜完整的岩石,基础岩体深埋地下,风化影响小,较新鲜完整,较具良好的承载性能,工程地质条件较好。

我们将以精干、高效的原则,选择有能力、有经验、懂业务的骨干队伍,组建中航建工集团彭水县普子镇团坝子水电站项目经理部。经理部设项目经理、副经理、项目技术负责人、多名施工队长,并配设具有相应资历的质检、安全、测量、地质工程师、试验和机械等专业工程师,以及财务负责人和计划负责人。

为满足施工需要,我们计划选派技术过硬、施工经验丰富的专业化施工队伍负责相关工程的施工任务,具体施工队伍安排如下。

1.3.1 计划工期及进度安排

1.3.1.1 工期安排原则

依据施工图纸和清单报价中给出的工程量和我单位计划在本工程中投入的资源设备,以合同中规定的工期为前提,运用网路技术,统筹兼顾,合理进行工期安排。

1.3.1.2 合理进行工期安排

在保证施工安全、工程质量的基础上,优化资源配置挖掘机械设备潜力,充分发挥企业综合优势,确保在计划工期内完成施工任务。

1.3.1.3 以组织流水施工、均衡生产为基本方法

团坝子水电站由拦水坝、引水系统和厂区枢纽组成。根据团坝子水电站枢纽的工程布置,拦水坝、引水隧洞进口和厂区枢纽施工需要进行施工导流,引水隧洞进口位于右岸坝肩上游侧,本次设计拟定引水隧洞进口施工导流共用拦水坝的施工导流。

(1)拦水坝导流方式比选

拦水坝为重力式埋石砼坝,坝址处河道呈S型弯曲,谷底宽40~45m,正常蓄水位476m时,谷宽80m左右,两岸地形不对称,下部较缓,右岸约40~45°,左岸20~30°;右岸高程530.0m~515.0m以上为高达数十米陡崖,左岸470.0~475.0m以上为高达上百米的陡崖。坝址处河床右岸呈凹形,左岸较顺直,右岸凹形弯内地形坡度为40~45°,部分基岩裸露。

目前拦水坝的右岸坝肩部分已经在建,并已经高出河床达到456~458m高程,左岸未施工,施工时已经布置了纵向围堰,其堰顶高程454~470m。

a、全断面围堰一次性拦断,明渠、底孔分期导流

在距大坝开挖线上游约45m、距大坝开挖线下游约20m处分别修筑土石方过水围堰拦断河道水流,并在右岸开挖道路明渠进行导流。其初步计算的导流工程量见表8-4所示。

表8-4 一次性拦断明渠、底孔分期导流方式初算工程量

按此导流方式,一期渡汛采用大坝过水,二期渡汛采用底孔泄流和大坝过水。蓄水前需要对大坝预留底孔进行封堵。

b、利用原导流方式进行分期导流

导流标准:P=20%,导流时段:10月~4月10日,导流流量:Q=153.4m3/s;在左岸坝段预留4.5m×5.5m拱形导流底孔,底板高程451.0m。

按原在建拦水坝的导流方式,选择分期导流,一期进行大坝左岸坝段施工,并预留二期导流底孔,而且采用纵向围堰进行右岸坝段施工,导流底孔导流,在实际施工时没有按原设计方案施工,反而是先施工右岸坝段。在原导流方式的基础上根据现已建情况进行调整,预留导流底孔调整至右岸坝段,为了满足导流要求,导流底孔调整至右岸坝段。

该调整需要重新开挖已浇筑坝段砼,以形成4.5×5.5的导流底孔,开挖方量约为380 m3,并且根据河床地形地貌,同样需要对大坝上游侧河道进行扩宽开挖,开挖方量约为2950 m3,其围堰的工程量约为上一导流方式的1.5倍。

按此导流方式,一期渡汛采用大坝过水,二期渡汛采用底孔泄流和大坝过水。蓄水前需要对大坝预留底孔进行封堵。

②暂时放弃右岸坝段施工,重新先施工左岸坝段

次导流方式的纵向导流围堰的堰顶高程约为463m,即可以部分利用现有纵向导流围堰,并在方案a的基础上还应调整上游围堰堰顶高程至463,并同样需要扩宽大坝上游侧河道。

按此导流方式,一期渡汛采用大坝过水,二期渡汛采用底孔泄流和大坝过水。蓄水前需要对大坝预留底孔进行封堵。

2)全断面围堰一次性拦断,隧洞导流

在距大坝开挖线上游约45m、距大坝开挖线下游25m处分别修筑上下游土石方过水围堰,一次性拦断河床,并采用隧洞导流。

其初步计算工程量见表8-5所示。

表8-5 全断面围堰一次性拦断、隧洞导流初算工程量

按此导流方式,枯水期采用隧洞导流,汛期采用隧洞泄流与坝体预留缺口过水联合渡汛;蓄水前需要对隧洞进行封堵。

通过上述导流方式的初步布置和初算,对上述导流方式按导流标准、导流时段、导流流量、过流时有无压状态、过流时明满流状态、明渠(隧洞)使用时间、导流工程量、导流施工难易程度、施工期间对大坝施工期及施工安全的影响、蓄水前封堵的难易程度等综合因素进行定性比选,比选内容见表8-6所示。

表8-6 大坝施工导流方式比选表

通过对综上所述四种导流方式的比较,拟定选用全断面一次性拦断水流加隧洞导流的方式进行团坝子水电站拦水坝施工导流的设计。

(2)厂区枢纽施工导流方式

厂区枢纽布置在团坝子大桥下游约400m处普子河右岸的一级阶地上,地形平坦开阔,厂房地面标高360~370m左右,呈台阶状分布,地势平缓,地形坡度10~15°。厂区总范围长约150.0m、宽约20.0m~45.0m,主厂房防洪墙高程为364.70m,副厂房及升压站外侧防洪墙顶高程为364.35m,厂房临普子河侧防洪墙长135.0m。

厂区附近河道宽度为50~70m,根据厂房的防洪墙的布置情况,采取在河道右岸河床边布置丁顺坝(纵向围堰)导流方式,并在枯水期10月~4月10日抢修厂房防洪墙。

团坝子水电站枢纽工程为IV等小(1)型工程,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的有关规定,综合考虑主体建筑物规模等级、导流建筑物使用年限和导流建筑物失事后对施工期的影响和经济损失等因素,团坝子水电站坝拦水坝、厂区枢纽导流建筑物等级为5级。

2.2.1拦水坝导流渡汛标准

拦水坝施工时,采用一次性拦断河床围堰、导流隧洞导流方式进行导流,枯水期利用导流隧洞导流,汛期采取导流隧洞和拦水坝联合过水的方式渡汛。

(1)导流建筑物导流标准、流量和时段

围堰最大堰高为7.5m,一个枯水期将坝体抢出河床枯水位,相应导流建筑物洪水标准为3~5年一遇洪水重现期。根据本工程实际情况,设计采用5年一遇洪水标准,导流时段为11月~4月,相应导流流量为99.0m3/s。

(2)拦水坝渡汛洪水标准和流量

根据表8-1、8-2、8-3所示,对坝址附近的渡汛洪水标准和流量比选见表8-7所示。

表8-7 坝区渡汛比选表

本次设计坝体临时渡汛洪水标准选用10年一遇(P=10%)洪水重现期,相应渡汛流量为1992m3/s,相应渡汛水位为465.2m。第2年汛期渡汛采用导流隧洞、坝体预留缺口(中间溢流坝段预留457.0m以上不浇筑)渡汛,第3年汛期渡汛采用导流隧洞、冲砂放空孔和坝体溢洪道联合渡汛。

2.2.2 厂区枢纽导流建筑物导流标准

厂区枢纽施工时,采用沿右岸河床边布置丁顺坝(纵向围堰)导流方式,枯水期利用围堰导流,汛期利用围堰和防洪墙联合渡汛。

(1)导流建筑物导流标准、流量和时段

厂房防洪墙、尾水渠施工时需围堰挡水,围堰最大堰高2.0m,在枯水期将厂房防洪墙、尾水渠抢出河床枯水位,相应导流建筑物洪水标准为3~5年一遇洪水重现期。根据本工程实际情况,设计采用5年一遇洪水标准,导流时段为10月~4月,相应导流流量为156.7m3/s。

(2)厂区枢纽渡汛洪水标准和流量

根据表8-1、8-2、8-3所示,对厂区枢纽附近的渡汛洪水标准和流量比选见表8-8所示。

表8-8 厂区枢纽渡汛比选表

本次设计坝体临时渡汛洪水标准选用10年一遇(P=10%)洪水重现期,相应渡汛流量为1993m3/s,相应渡汛水位为361.8m。

2.3导流方案及导流程序

根据本章中8.2.1对导流方式的比选后,拦水坝施工本次设计采用全断面一次性围堰拦断河流、隧洞导流的方式;厂区枢纽施工采用丁顺坝(纵向围堰)导流方式。

因引水隧洞的进水口布置在拦水坝上游侧的右岸,进口高程为464.0m,引水隧洞与导流隧洞的结合使用的可能性小,本次设计在拦水坝左岸布置导流隧洞。

坝址处河道呈S型弯曲,谷底宽40~45m,河谷地质结构为一顺向谷,岩石倾向左岸略偏下游。两岸地形不大对称,下部较缓,右岸约40~45°,左岸20~30°;右岸高程530.0m~515.0m以上为高达数十米陡崖,左岸470.0~475.0m以上为高达上百米的陡崖。在距坝上游轴线约65m附近右岸有一发育的冲沟。本次设计在距拦水坝上游开挖线40~45m处修筑上游土石围堰,距拦水坝下游开挖线15~20m处修筑下游土石围堰,全断面一次性拦断河流,利用围堰挡水,隧洞泄流进行导流。

综合考虑导流标准、时段、流量和导流建筑物附近的地形地貌情况,围堰采用土石围堰,上游围堰堰顶高程为460.70m,下游围堰堰顶高程为455.20m。

导流隧洞采用城门洞型,导流隧洞轴线长181.00m,纵坡i=2%;隧洞进出口段需要开挖明渠,隧洞进口距上游围堰约28m,隧洞进口明渠段长度为9.75m,底板高程为454.50m;隧洞进口底板高程为454.50m,隧洞出口高程为450.88m;隧洞出口明渠段长度为11.27m,出口高程为450.65m。其导流方案布置及轴线控制坐标见《坝区施工平面布置图》。

(2)厂区枢纽导流方案

根据厂区枢纽的布置情况和厂区现有地形地貌,河床边的河岸上最低高程为356.20m(河边水溏底高程355.80m),在厂区河床边修筑丁顺坝(纵向围堰)导流,围堰采用土石围堰,围堰轴线长度为147.00m,围堰堰顶高程为358.00m。其导流方案布置及轴线控制坐标见《厂区施工平面布置图》。

根据表8-1所示,设计在第1年10月、11月进行导流隧洞施工,第1年12月进行上下游导流围堰施工和基坑初期排水施工。第1年10月、11月进行大坝坝肩水上部分开挖,第1年12月开始进行基坑开挖,并正式进入大坝枢纽施工。

修筑导流建筑物时,先开挖导流隧洞,再修筑上下游围堰,从而减少拦水坝基坑初期排水量和截流难度。

在第4年枯水期(3月前)进行下闸蓄水、封堵导流隧洞、拆除围堰。根据本工程等级和库容量,以及表8-1所示内容,在第4年的一个丰水期完全能够蓄水发电。

(2)厂区枢纽导流程序

厂区枢纽导流,设计在第1年10月进行导流围堰填筑,本次设计按围堰一次性填筑完成,再进行防洪墙、厂房地下部分施工。根据尾水管的不支情况,在修筑完成厂房防洪墙、厂房地下部分后再施工尾水管以外至河道的渠道部分。

2.3.3导流水力计算

根据导流布置方案,厂区枢纽导流方式未对原河道泄洪能力进行改变,不需进行导流水力计算。坝区导流未围堰全断面一次性拦断河流、隧洞泄流,需对隧洞的泄流能力进行水力计算。

根据导流标准、时段和流量,本次设计导流隧洞为无压式、明流隧洞,所以其按明渠水力计算公式进行导流隧洞的水力计算。其水力计算公式如下:

式中:Q-设计过流量(m3/s);

-洞身过水断面面积(m2);i-洞身纵坡;

R-水力半径(m),,为过水断面湿周(m);

C-谢才系数(),其值可按曼宁公式计算,,n为糙率;

B-隧洞底宽(m);H-隧洞直墙高度(m)。

本次设计初步选择底板宽度分别为3.6m、3.8m、4.0m三种方案比选;隧洞选择城门洞型,顶拱中心角为180°,隧洞衬砌初步按顶拱、边墙为喷砼;隧洞底板为现浇砼底板,其糙率范围为0.02~0.025,初步选择n=0.024;根据表8-1、8-2的内容和坝址附近的河床高程,隧洞纵坡初步选择为i=2%;其计算结果见表8-9所示。

表8-9         隧洞导流水力计算、比选成果表

根据表8-9的计算结果,综合考虑围岩岩性、开挖工程量,本次设计选用底宽宽为3.8m的城门洞型,即导流隧洞尺寸为3.8×5.7的城门洞隧洞。

2.4 导流建筑物设计

2.4.1坝区导流建筑物设计

导流隧洞进口处河床边高程约为454.0m,根据表8-1、8-2所示,按P=20%、11月~4月10日的流量Q=99.0m3/s相应水位为454.50m,考虑导流隧洞开挖的施工因素,导流隧洞进口底板高程选择为454.50m。

根据表8-9的计算结果,导流隧洞为城门洞型,拱顶中心角为180°,其过流断面尺寸为3.8×5.7(底宽×高)。

根据隧洞沿线的围岩为II类,其稳定性较好,选择在上覆围岩厚度为1~1.5倍洞高、1.5~2倍洞宽处布置隧洞进出口,需要对隧洞进出口开挖明渠引流,因此隧洞进口明渠段轴线长9.75m,断面型式为梯形断面,边坡为1:0.3,底板高程为454.50m,进口明渠段纵坡坡降为0。

隧洞进口底板高程为454.50m,上覆围岩5.9m以上;隧洞出口底板高程为450.88m,隧洞顶上覆围岩6.5m以上;隧洞轴线长181.00m,纵坡坡降为2%。

隧洞出口明渠段轴线长11.27m,断面型式为梯形断面,边坡为1:0.3,为了使隧洞出口水流通畅,其出口明渠段纵坡坡降为2%,明渠段入河床时底板高程450.65m。

2)隧洞稳定、衬砌计算

导流隧洞布置在坝址左岸山体内,沿途山脊高陡,地面标高464~587m,洞体最大埋深133m,无冲沟和地表水系存在。左岸陡崖下为厚5~18m的崩坡积层,下伏三叠系下统大冶组第三段(T1d3)白云质灰岩、灰岩,多呈裸露状态,地层产状为N15°E/SE∠40°,除裂隙外,未见断层、挤压破碎带和较大的喀斯特形态存在,属Ⅱ类围岩。

为了降低导流隧洞糙率和保证隧洞的稳定性,根据坝址附近的地质条件,本次设计导流隧洞衬砌型式为D0+000.000~D0+147.88段采用喷C20砼衬砌(喷砼厚度10cm),D0+147.88~D0+181.00段采用C20砼衬砌(衬砌厚度30cm),并对D0+147.88~D0+181.00段的顶拱中心角为90°~120°的部分进行回填灌浆。

围堰段河道弯曲,水面宽6~35m,左岸较缓,右岸相对较陡。冲积层主要由卵砾石、少量漂石和砂粒组成,大多分布在水面以下,属强~极强透水层。两岸中厚层状的白云质灰岩、灰岩裸露,强度高,陡倾角构造裂隙较发育。

根据坝区枢纽的分布情况和坝址处的河道弯曲的地貌,距坝址上游65m处有以发育冲沟,拦水坝上游侧场地较宽敞,为了方便引水隧洞进水口的施工和施工场地布置,经综合分析后在距拦水坝上游侧开挖线约45m处修建上游围堰,围岩采用碾压土石围堰。

上游围堰处河道底部高程为453.5m,河床边高程为454.47m。上游围堰设计挡水标准为P=20%、时段11月~4月10日,挡水流量为99.0m3/s,其相应挡水位为454.50,考虑隧洞的过流情况,并充分发挥汛期隧洞的过流作用以及上游围堰蓄水库容内的风浪爬高,再根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的要求加安全超高0.5m,上游围堰的堰顶高程为454.50+5.7+0.5=460.70m。

上游围堰堰顶高程为460.70m,堰最低高程为453.20m,最大堰高为7.5m,围堰轴线长19.0m。围堰堰顶宽度为3.0m,迎水面边坡为1:1.5,背水面边坡为1:1.0。迎水面采用装土石编织袋压坡防冲,压坡厚度为0.5m;在装土石编织袋下层采用厚0.5m的粘土或壤土做成防渗斜墙,在粘土下层铺设土工膜防渗。背水面采用装土石编织袋压坡防止汛期过流时的水流冲刷,压坡厚度为0.5m。堰顶土石方采用碾压回填,加上施工期间可以作为临时便道,以此压实后的堰顶在汛期过流时可不做处理。

距拦水坝下游侧约35m的右岸为陡崖,为了方便拦水坝左岸坝肩的施工和施工场地布置,经综合分析后在距拦水坝下游侧开挖线约20m处修建下游围堰,围岩采用碾压土石围堰。

下游围堰处河道底部高程为450m,河床边高程为452.16m。下游围堰设计挡水标准为P=20%、时段11月~4月10日,挡水流量为99.0m3/s,其相应挡水位为454.50,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000的要求,考虑风浪爬高和安全超高0.7m,下游围堰的堰顶高程为454.50+0.7=455.20m。

下游围堰堰顶高程为455.20m,堰最低高程为449.70m,最大堰高为5.5m,围堰轴线长30.0m。围堰堰顶宽度为4.0m,迎水面边坡为1:1.5,背水面边坡为1:1.0。迎水面采用装土石编织袋压坡防冲,压坡厚度为0.5m;在装土石编织袋下层采用厚0.5m的粘土或壤土做成防渗斜墙,在粘土下层铺设土工膜防渗。背水面采用装土石编织袋压坡防止汛期过流时的水流冲刷,压坡厚度为0.5m。堰顶土石方采用碾压回填,加上左坝肩施工期间作为施工交通,经压实后的堰顶在汛期过流时可不做处理。

因上游围堰起主挡水作用,本次设计仅对上游围堰进行枯水期挡水稳定性、汛期渡汛稳定性计算。

根据地质资料所示,围堰置于河床砂卵石之上,砂卵石承载力350~450KPa,内摩擦角30~33°,变形模量40~60MPa。本次设计围堰底摩擦系数取0.35,采用理正岩土计算软件计算,其结果见表8-10所示。

表8-10 上游围堰稳定性计算结果表

经计算,上游围堰能满足枯水期、汛期的稳定要求;下游围堰顶宽比上游围堰大,最大堰高比上游围堰小,根据经验法,应该更为稳定。

(3)平面布置及结构图

综上,坝区导流建筑物的布置和结构图分别详见《坝区施工平面布置图》、《施工导流剖面图》。

2.4.2 厂区枢纽导流建筑物设计

厂区枢纽导流围堰布置在河床边,河床边的河岸上最低高程为356.20m,设计挡水标准P=20%,时段为10月~4月10日,流量Q=156.7m3/s,根据表8-3,采用内插法求得束窄河床后相应水位为357.3m,加上风浪爬高和安全超高约0.7m,本次设计堰顶高程358.0m,堰底最底高程356.0m,堰顶宽为1.0m,围堰轴线长147.0m,最大堰高2.0m。

围堰迎水面边坡为1:1.5,背水面边坡为1:1.0,堰体采用土石渣料碾压回填。本围堰仅起顺向挡水作用,不承担水压,围堰不考虑防渗措施。对河道水位上升后或汛期时河水的冲刷采用在迎水面布置装土石编织袋压坡防冲, 压坡厚度约0.3m。厂区枢纽导流围堰的布置和结构图分别详见《厂区施工平面布置图》、《施工导流剖面图》。

2.4.3导流建筑物工程量

坝区枢纽、厂区枢纽的施工导流建筑物工程量见表8-11所示。

表8-11 施工导流工程量

2.5.1坝区导流建筑物施工

根据选定的施工导流方案和导流程序,坝区导流建筑物施工程序为导流隧洞施工→上游围堰施工→下游围堰施工。

导流隧洞进口处河道两岸均为陡崖,河床宽度仅为6~15m,不便于隧洞开挖的施工交通布置和施工场地布置。但坝区右岸的施工道路目前已经基本完成,导流隧洞进口距右岸施工道路最近为45m,可以采用交易交通桥作为连接右岸施工道路与导流隧洞进口的交通方式。

导流隧洞出口处坡度较缓,能够进行施工交通和场地布置。拦水坝下游围堰处河床宽度为25~40m,目前暂无交通连接左右岸,隧洞施工前,先采取临时交通桥的方式在下游围堰处连接左右岸交通,临时交通桥采用通车吨位20t的标准进行修筑,在导流隧洞施工完成后可以作为围堰填筑的一部分。

设计在第1年10月、11月进行导流隧洞施工。

由于导流隧洞进口处不便于施工,本次设计以从导流隧洞出口处进行隧洞开挖为主,隧洞进口开挖为辅的方案进行道路隧洞开挖施工。

洞内采用压入式通风方式,洞内照明采用低压照明方式。

导流隧洞进口工作面采用扒渣机配合小隧道专用车出渣,经简易交通桥运至右岸施工道路处上车,再运至沱田天坑弃渣。

导流隧洞出口工作面采用挖掘机先挖掘爆破松动后未掉落的岩石,再采用ZL-40装载机装车,配10t自卸汽车运至沱田天坑弃渣。出渣运距约4.8km。

(2)上下游导流围堰施工

设计在第1年12月进行上下游导流围堰施工。

因导流隧洞开挖弃渣绝大部分均为石方,不能直接用作围堰填筑料,围堰填筑料必须利用大坝坝肩开挖时的土料或料场料。

围堰填筑采用10t自卸汽车运料至填筑面卸料,再采用PC200挖掘机进行修坡和碾压。先填筑下部土石碾压回填区后再采用沉排法铺设土工膜,再用挖掘机铺填粘土斜墙,装土石编织袋压坡部分采用挖掘机铺填压实。

围堰填筑时均从右岸开始向左岸以进占法进行单戗填筑和截流。根据上下游围堰的工程量和围堰轴线长度,采取上下游围堰错开填筑,先填筑下游围堰,后紧随填筑上游围堰。下游围堰先填筑从右岸开始填筑完轴线长度20.0m后暂停填筑,等上游围堰截流完成后再继续进行下游围堰的填筑和截流。

2.5.2厂区导流建筑物施工

设计在第1年10月进行导流围堰填筑,导流围堰填筑时,直接采用厂区枢纽开挖时土石方料作围堰填料。围堰填筑时采用从上下游端分别向中间填筑。

本次设计厂区枢纽施工导流围堰基本上在干地施工,不存在截流。仅对坝区上下游围堰进行截流设计。

(1)坝区围堰截流标准、时段、流量

坝区施工导流围堰截流标准为P=20%,截流时段在第1年12月上旬,截流流量Q=23.0m3/s。

上游围堰处左岸为陡崖,随着围堰的填筑,河道束窄,河流主流线改道靠近左岸陡崖。

截流采用单戗立堵截流方式,从右岸向左岸推进截流。设计预留龙口宽度为5m,截流合龙总抛投量约为70m3,截流用料采用大块石,合龙截流时采取自卸汽车运料,挖掘机配合自卸汽车抛投截流。

经分析,起始截流过流断面面积约为20.1m2,流速为1.15m/s,最大截流流速为2.56 m/s,随着抛投料的抛填,截流高程到达454.5m以上后,水流开始经导流隧洞泄流,截流流速开始下降,不存在截流难度。

根据表8-1、8-2所示,在第1年12月上旬截流时,河道相应的水位为452.78m。滞留在上下游围堰内水深约为2.2m深,其库容约为4370m3。

基坑初期排水后,在进行拦水坝基坑开挖时,布置纵横交错的排水沟和集水井汇集施工过程中的弃水、施工期间围堰渗水和地下水,在集水井中采用2.2KW抽水水泵进行基坑经常性排水。经常性排水一直持续至大坝建筑出河床高程。

排水强度:经常性排水强度=降雨+围堰渗水+施工废水+基他途径来水。

经计算,经常性排水总量500m3,大坝基坑经常性排水强度为1.3m3/h。

根据坝区枢纽的施工进度情况,本次设计在第4年1月进行下闸封堵,下闸封堵流量Q=23.0m3/s。

下闸封堵采用双层叠梁门下闸挡水,两叠梁门之间的间距为3.0m,下闸时先采用两台汽车起重机下闸靠近河床边的叠梁门,再下闸导流隧洞进口处的叠梁门,双层叠梁门下闸完成后,采用人工配合挖掘机的方式在两叠梁门间强行抛填壤土或粘土,并用挖掘机斗压实防渗。

叠梁门下闸后,隧洞中的渗水采用强排方式排除,库内水流经放空冲砂管临时排泄以减少封堵时的渗水水流量。

在叠梁门下闸完成后,立即进行封堵堵头的浇筑,封堵、锚固、灌浆完成后,关闭放空冲砂管进行蓄水。

导流隧洞是城门洞型,为了方便施工,本次设计的封堵堵头为短钉形堵头。

2)堵头长度和稳定计算

本次设计采用《水利水电工程施工组织设计手册》中的堵头计算公式。

P-设计水头的总推力;

K安全系数,取2.5;

l、A、S-堵头长度,断面面积和断面周长,A=22.7㎡,S=18.5m;

-砼容重,取24KN/m3;

-砼与岩石的摩擦系数,取0.7;

-抗剪断面积有效系数,取0.70;

C-砼与岩石接触面的抗剪断凝聚力,取200。

选择在导流隧洞D0+070.000处设置堵头。

拦水坝的校核水位为484.82m,堵头处高程为453.10m,堵头处最大水头为31.72m,取32m的水头压力,其总推力P约为8350KN。

经计算堵头长度为7.025m,为了满足理论和实际工程地质情况,取l=10.0m。

故堵头长度为10.0m的短钉形堵头。其工程量见表8-12所示。

表8-12 封堵堵头工程量

根据施工总进度安排,本工程设计在第4年1月进行下闸封堵,第4年2月开始正式蓄水,根据水文资料,按P=20%来计算蓄水进度,蓄水保证率为75%,所示蓄水时的上游来水量见表8-13所示,只需4~5天水库即可蓄至最低发电水位,首台机组可以发电,当年丰水期完全可以蓄水至正常蓄水位以上。

表8-13 蓄水期间上游来水量表

根据本次设计要求,本电站拦水坝所需砼约4.85万m3,引水系统所需砼约5.87 m3,厂区枢纽所需砼约0.65万m3,浆砌石约0.13万m3。砂石骨料需用量约11.45万m3,其中砂料3.5万m3,块石料0.13万m3,此外还需少量围堰防渗土料。

根据地质调查,区内土料较缺乏,集中分布在坝区二级阶地上。岩性为亚砂土或粘土夹砾石,其储量为1800m3左右,作为围堰防渗土料,其工程质量较差。除此而外,坝区上游页岩区有土料可供开采,有公路相通,但运距为15~20km。

该料场位于上河坝坝区右岸(西侧)二级阶地平台以上,分布高程为570~670m左右,距下坝址150~200m左右,坝区公路穿过料场,交通条件较为方便。

料场为一陡槽,上游侧有一冲沟切割,出露地层为三叠系下统大冶组第三段(T1d3)的浅灰至灰白色中至厚层状白云质灰岩、灰岩,地层产状为中倾角。开采区内基岩裸露,局部分布有20~50cm厚的耕植土,开采条件好。灰岩一般风化微弱,沿裂隙面和层面含有铁、钙质薄膜。料场下面的二级阶地是坝区施工场地,可作为石料堆放和加工场地。

岩石物理力学试验表明,该料场石料的工程质量好,岩石强度高,其主要指标均符合水工混凝土施工技术规范(SDJ—207—82)的要求。据有关工程的经验,该石料的制砂成品率达70%,细度模数达2.8~2.95,属针片状含量较多。

上河坝石料场无用层很薄,平均厚度0.5m,有用层平均厚度30m以上,有效储量达30×104m3,完全满足大坝工程骨料用量要求。

位于引水隧洞至调压井中部,分布高程为500~560m,距调压井约1km,无公路通过,交通运输条件差。

该料场为一平缓的馒头状山体,基本为三面临空。出露地层为三叠系下统嘉陵江组第四段(T1j4)灰至浅灰色,局部呈深灰色或紫红色中厚层状白云岩、灰岩,厚25~30m,地层产状为中倾角。开采区内基岩基本裸露,无用层平均厚度为1m左右,其开采条件较好。灰岩、白云岩质性脆,抗风化能力强,岩石的风化微弱,沿裂隙面和层面含铁、钙质薄膜,除此之外,无其它不良物质存在。

岩石物理力学试验表明该石料强度高,工程质量好。该料场无用层较薄,平均厚度为1m左右,有用层厚度达25m以上,有效储量为25×104m3以上,完全可以满足工程引水隧洞用量的要求。

位于普子乡至桐荣乡公路普子河上渡口西侧,距厂址50~150m,分布高程为375~445m,有公路通过料场,交通条件较好。

该料场地处单面坡,地形较平缓,地形坡度为35~45°,出露地层为三叠系嘉陵江组第四段(T1j4)灰至浅灰色中至厚层状白云岩、灰岩,地层产状为中倾角。开采区内基岩裸露,地表零星分布第四系堆积层,厚度小于1m,开采条件好。灰岩、白云岩强度高,抗风化能力强,岩石风化微弱,且距厂址近,有公路通过,是厂址良好的天然建筑材料料场。

岩石物理力学试验表明该石料强度高,工程质量好。该料场无用层薄,有用层平均厚度达1.5m以上,有效储量达1.5×104m3,完全满足厂区工程用量要求。

上述地质推荐的料场的岩石物理力学性能见表8-14所示。

表8-14 石料场岩石物理力学性能表

根据8.3.1料源的地质、交通等情况,本次设计采用上河坝、大石桥两个料场作为团坝子水电站工程的主料场。上河坝料场主要供应坝区枢纽所需料源,大石桥主要供应厂区枢纽、调压井所需料源,上河坝、大石桥两个料场联合对引水系统进行供料。

3.3 料场的规划与开采

本工程共需骨料11.45万m3,共需开采约17.3~22.9万m3。本次设计所有骨料主要以开采为主,开采厚度为10~20m;在不影响施工进度的情况下可以考虑部分利用隧洞开挖料作为辅助供料;在施工强度最大时,料场供料不及的情况下可以考虑购买商品料代用。

料场开采主要采用深孔爆破的方式进行分梯段逐层开采,每个梯段高度为10m,施工过程中逐层开挖,并逐层对边坡跟进支护,确保边坡稳定和施工安全。为减少飞石或滚石影响现有公路的正常交通,开采石料宜采用控制爆破,在爆破区四周设置防护栏、防护墙等防护措施。并在爆破期间在公路两侧设立专职的安全检查人员,指挥交通。

混凝土骨料采用自上而下开挖方式开采,覆盖层剥离采用反铲开挖,局部采用人工挖除,推土机推运至开采区中空地堆放。石料采用端进式开采方式,梯段爆破,每个台阶高度为10~12m,ZL-40装载机集料装车,配15t自卸汽车运输至人工骨料加工场。人工骨料加工厂采取就近料场布置,即开挖料直接在料场附近进行加工,加工后的骨料采用15t自卸汽车运至各砼拌和站待用。

其中上河坝料场占地约11300㎡(17亩)、大石桥料场占地约9700㎡(14.5亩),共计占地约21000㎡(31.5亩)。

本系统工艺流程按一般人工砂石系统的要求进行设计,系统由粗碎、中碎、筛分、细碎和制砂组成。

在上河坝、大石桥两个料场各配置1套骨料加工设备,每套骨料加工系统设备配型见表8-15所示。

表8-15  骨料加工系统主要设备表

3.5 料场开挖安全措施

3.5.1 石方开挖安全

(1)石方开挖所需爆破材料事先办理采购、运输、使用许可证,在规定的物资公司采购。

(3)装药、连网、爆破由获得公安部颁发的爆破证的专业爆破人员实施。

(4)炮孔不得指向附近的生活区等建筑物、电力、通讯设施。实施爆破前,对受爆破威胁范围内清场:撤离机械设备和人员,各道口派专人守护。设置警戒信号,爆破后,排除哑炮、危石等不安全因素后方能解除警戒。

3.5.2 边坡施工安全措施

(1)高边坡石方开挖安全措施

1)采用分层自上而下开挖,严禁自下而上掏槽、掏洞开挖;

2)挖前清除表土,爆破开挖的钻孔角度与设计坡度一致,对爆破飞石、滚落石、冲击波危及到的范围内实施警戒,各道口派专人值守,人员、设备撤离,对无法撤离的设施设置保护屏障保护;

3)爆破后排除危石、修整坡面和作业面并经安全员对开挖面、坡顶受爆破震动影响情况鉴定不存在的事故隐患才进行下一层钻爆。

4)钻孔过程在坡底设置安全屏障,钻机安放平稳、操作人员绑安全带。

(2)交叉作业施工安全措施

1)在交叉作业的每个工作面派专人指挥、专人巡视,发现事故隐患立即下令停止施工,指挥人员和机械撤离危险区,消除隐患后才继续施工。

2)在相互交叉作业面之间设置如安全围栏等安全防护设施。

3)实行工前安技交底,工前、施工过程中、工后和交接班安全检查,安全员全天监督、检查,确保施工安全。

4.1 土石方工程施工

团坝子水电站大坝土石方工程施工包括左右挡水坝段、溢流坝段和护坦,坝区土石方开挖总量为52992m3,其中覆盖层开挖20995m3,石方明挖31431m3,石方洞挖479 m3,石方槽挖127m3。

引水系统土石方工程施工包括取水口、引水隧洞、调压井、压力管道等,土石方开挖总量为205232m3,其中土方开挖3469m3,石方明挖9407m3,石方洞挖188808m3,石方井挖3368 m3。

厂区枢纽土石方施工包括主厂房、副厂房、安装间、开关站、防洪墙等。土石方开挖总量为20553m3,其中土方开挖1793m3,石方明挖18760m3。

拦水坝两岸坝肩开挖具有岸坡陡峻、施工场地狭窄、高差大、施工道路布置困难等特点,基坑闭气抽水后,基础开挖工期短,大坝基础开挖深约2~4m,工作量不大,但坝肩条件给开挖带来一定的困难,须由人工开挖处理,工期要求较长。

左、右岸边坡陡峭,坝肩开挖后可能有边坡稳定问题,边坡需及时支护。

目前拦水坝已经在原初步设计的基础上开挖了右坝肩,坝址附近右岸的施工道路、下基坑的施工道路均已经施工完成,完全能够完成基坑开挖,但拦水坝左坝肩目前尚无施工道路。本次设计采用在下游围堰处修建临时交通桥完成导流开挖、左坝肩开挖出渣,在围堰截流后通过基坑出渣。开挖施工道路除下基坑公路外均按双车道设计,路面宽6.0的泥结石路面,最大纵坡控制10%以下,其中下基坑道路和作坝肩开挖时由于地形较陡且不长,按单车道设计,路面宽4.0m的泥结石路面,长190m,最大纵坡根据实际地形条件适当放宽。

厂区目前的施工道路已经完成,仅需在施工过程中根据施工需要临时修建施工道路。

引水系统施工道路受取水口、厂区、调压井、施工支洞的制约,目前调压井、至2#施工支洞口的施工道路还没有修建,施工前应临时修建至调压井、2#施工支洞口的施工道路分别为55m,120m。

坝区枢纽土石方明挖采用自上而下、先岸坡后河床的顺序进行施工。首先开挖施工集渣平台,与临时公路相接,自上而下进行两坝肩和施工时的水上部分开挖,基坑排水完成后再进行下部开挖,并按大坝基础、护坦基础的开挖次序安排施工。坝肩开挖每一施工循环的顺序为预裂爆破-梯段爆破-出渣-边坡支护-下一循环施工。大坝坝肩开挖在第1年11月左右完成,基坑开挖在第2年1月左右完成。

厂区枢纽土石方明挖采用自上而下分层开挖,分层高度为1.5m。

(3)引水系统土石方开挖

引水系统开挖,采取从取水口、施工支洞口、压力管道口等共6个工作面,采取先后进洞错位同时开挖的方式施工。

坝区、厂区土石方开挖均为土石方明挖。

土方采用挖掘机直接开挖装车,自卸汽车运输出渣,所有出渣均运至沱田天坑弃置。

石方明挖采用手风钻造孔,梯段高度5~7m,自上而下分层爆破开挖成型,爆破石渣由1.5m3反铲配10t自卸汽车装运出渣。在开挖的同时应留足保护层,对保护层的开挖,采用密集浅孔,少药量光面爆破的施工方法进行开挖,辅以人工修坡拣底,以确保基岩的完整性。开挖弃渣主要运至沱田天坑弃渣场,运距约为9.2km。

坝区基坑开挖首先用1.5m3反铲剥离覆盖层,然后采用手风钻分层钻孔爆破,1.5m3反铲配10t自卸汽车装运出渣;预留基础保护层采用分层密集浅孔少药量爆破法或通过爆破试验并经主管部门批准后采用一次爆破法开挖。开挖弃渣主要运至沱田天坑弃渣场,运距约为4.8km。

主要为左右岸灌浆平洞、施工支洞和引水隧洞。

施工支洞石方洞挖采用全断面开挖法。支洞、引水洞每80m段做一处汇车道。爆破松动后采用扒渣机配合小隧道专业车除渣,卸至洞口场地再用15t自卸汽车运至沱田天坑弃渣。

1#、2#、3#、4#施工支洞断面相同,均为城门洞型,断面尺寸为3.8×5.7m(宽×高),开挖断面为4.4×6.3m(宽×高),衬砌厚度为30cm。

1#支洞在主洞桩号2+557.809处与主洞交汇,轴线控制长度为563.707m,进口底板高程为469.35~456.33m,纵坡i=2.3%(反坡);2#施工支洞在主洞桩号5+561.095处与主洞交汇,轴线控制长度为582.598m,进口底板高程为461.88~447.32m,纵坡2.5%(反坡)。

3#施工支洞布置在调压井旁边,支洞长度为130.0m,进口底板高程430.3m,纵坡2.6%(顺坡),其布置图见《厂区施工平面布置图》,施工时采用先导洞后扩大开挖的爆破方式,挖掘机松动爆破后的岩体,ZL-40集料装载机装车,10t自卸汽车运至沱田天坑弃渣。3#施工支洞的工程量见下述调压井开挖部分。

DZ/T 0338.2-2020标准下载1#、2#施工支洞工程量见表8-16所示。

表8-16 施工支洞工程量表

洞内排水有正向和逆向排水。

正向排水,施工期间只需在洞底板挖设排水沟,施工渗水及其它废水用自然排水排至洞外排水系统。

逆向排水,上游向下游施工时的排水,其洞内渗水和施工废水全部必须经过抽排才能解决。拟在洞内每50m设一集水坑,用潜水泵抽至洞外排水系统。

施工期间,派专人负责疏通排水系统,严格管理施工用水GBT50355-2018 住宅建筑室内振动限值及其测量方法标准.pdf,做到水管不漏,不淤不堵,工作面无积水。确保工程施工期间洞内不积水,保证工程施工质量和工期目标的实现。

散烟除尘后,应马上派安全员对工作面进行安全处理,撬掉松动的岩石等,确保施工安全。

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