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西非首都阿布贾以北165km的古拉河上西非古拉拉河水坝工程施工组织设计

1.1. 工程条件 2

1.2. 自然条件 2

2.1. 导流方案的确定 3

2.2. 导流工程施工程序 4

某综合楼工程施工方案3. 主体工程施工 4

3.1. 大坝工程 4

3.2. 溢洪道工程 7

3.3. 泄水隧洞工程 8

3.4. 输水隧洞工程 8

4.1. 施工交通运输 9

4.2. 施工总布置 10

4.3. 施工工厂设施 12

5. 施工总进度 14

5.1. 施工准备期施工进度 14

5.2. 主体工程施工进度 15

5.3. 完建期施工进度： 16

5.4. 施工关键线路和施工强度指标: 16

6. 环境保护措施 16

7. 主要施工机械设备 17

古拉拉水坝位于西非首都阿布贾以北165km的古拉河上。建设目的主要为首都地区提供工业和生活用水。工程由粘土心墙堆石坝、左岸开敞式溢洪道、右岸泄水隧洞和输水隧洞四个建筑物组成。堆石坝坝顶长度3km，最大坝高54m。溢洪道宽300m，长1500m。泄水隧洞衬砌后内径6m，长1.553km。输水隧洞衬砌后内径4.3m,长2.827km。主要工程量汇总表见表1

表1古拉拉水坝主体工程主要工程量汇总表

从西非首都ABUJA至JERE有95.6km的高速公路，接31.4km沥青路面双车道的乡村公路到KAGALKO，到坝址还有38km路程需要新建。目前只有11.2km便道可通吉普车，其余均为羊肠小道。

招标文件第3卷提供了坝轴线、溢洪道、左岸上游料场等地区的地质钻孔资料和粉质粘土的试验资料，可供施工设计参考。

根据沿坝轴线3km多的8个钻孔资料揭示，坝基覆盖层较薄，平均厚度1m，部分地段达4m，地表土层厚0.15~0.3m。右岸坝基有0.5~1.1m的粉质粘土层，左岸坝基较厚，粉质粘土层达1.0~4.0m，其中含少量风化破碎的片麻岩块，覆盖层以下为坚硬的黑褐色片麻岩。

溢洪道有3个沿轴线的钻孔，揭示表层有1~2m厚的粉质粘土层，总量约80万m3，粘土覆盖层以下为坚硬的片麻岩。地下水位在地面以下1.8m左右。

左岸坝头上游土石料场有钻孔资料8个，面积约100万m2。上部分布有2~6m的粉质粘土层（平均约3m），其下为片麻岩和石英岩，地下水位在地面以下2.4~6.5m处。

招标文件中未看到有关方面的资料，业主回答问题中提到ABUJA地区为热带半干旱气候，年平均降雨量为1200~1800mm，多雷电和阵雨，年温差一般在20~38℃。据了解，该地区5~10月份为雨季（即洪水期），11月~次年4月为枯水期。

施工导流和隧洞围堰的地质勘探由承包商承担。

根据目前初步估算导流明渠土方开挖2.15万m3，石方开挖18万m3；上、下游围堰土石方填筑56万m3。

导流工程是大坝施工成败的关键，故应认真对待。

根据古拉拉河的水文特性，应在第一年洪水期过后，即开始导流建筑物的施工。若采用明渠导流，则先开挖明渠土石方，然后在上游围堰处进行河床截流，将河水引入明渠下泄，接着填筑上下游围堰至设计高程，并进行防渗和加固投入正常运用。截流完成后，开始基坑抽水、大坝清基及河床段的帷幕灌浆，然后开始河床段大坝的填筑，到第二年汛前大坝填筑到防洪高程，第三年汛期溢洪道参加泄洪。

若使用右岸泄水洞导流，则应提前该洞的施工期，争取在11个月内完成该洞的开挖和衬砌，于第一年汛期末河床截流，河水改由泄水洞下泄，并进行上下游围堰填筑，第二年汛前大坝填筑至渡汛高程，第三年填筑至坝顶。

坝顶高程629.5m，坝顶长3040m，最大坝高54m，坝体土石方填筑总量为475.95m3，其中：

石方填筑：299.63万m3；

土方填筑：95.70万m3；

反滤料填筑：10.31万m3；

过渡料填筑：20.62万m3；

混合料填筑：49.69万m3；

大坝石方填筑料源来自左岸坝头上游料场60.53万m3，来自溢洪道、泄水隧洞及输水隧洞开挖209.14万m3。

粘土料源来自左岸上游料场和存渣场。

反滤料来自右岸碎石加工厂。

混合料来自溢洪道开挖料和存土场。

土石料场招标文件指定为左岸大坝上游约200m以上的山丘处，料场面积约100万m2，高程从588m~620m，高差32m，可分三层台阶进行爆破开挖，设三层运输道路，高程分别为590m、600m、610m。根据地质资料，该料场覆盖粘土层厚2~6m，平均厚约3m，则粘土储量约300万m3，满足坝体填筑需要。料场开挖时先用1~2m3挖掘机和88KW推土机开挖粘土，运至上游粘土料场储存、翻晒，并做好土料场的排水。若粘土含水量满足要求，也可直接上坝填筑。然后进行下部岩石开挖，采用分层梯段毫秒爆破，爆破设计应保证上坝料对粒径的要求。掌子面采用132KW推土机集料，5m3装载机装32t自卸汽车运输上坝，运距1~3km。

⑵心墙填筑：粘土心墙是大坝的唯一防渗体，要严密组织，确保工程质量。粘土心墙应与上、下游反滤层及填石坝壳平起，至少不能低于上、下游填筑层，以免降雨时形成积水难以排除。按照施工组织确定的顺序填筑各种坝料。对整个坝体采用分段流水作业法施工，分段长度按100m，宽度大于自卸汽车转弯半径的2倍（30m左右）。土料填筑分为卸料、平土、压实、检查四个工序。当工作面较大时，分段可按垂直坝轴线方向划分，进行流水作业；当宽度小于20m时，可平行坝轴线方向分段流水作业。土料运输采用12t自卸汽车自左岸坝上游粘土料场运至坝上工作面，采用88KW推土机平土，铺料厚度按30~50cm，10~16t凸块振动碾压实，碾压6~8遍，以达到设计干容重要求。

⑶反滤层填筑：施工时要保证反滤层的有效宽度符合设计要求。反滤料采用12t自卸汽车运输，从右岸碎石加工厂取料运至坝上工作面，88KW推土机平料，铺料厚度120cm左右，12~16t振动平碾压实。因反滤层宽度仅1.5m，要辅以人工平料。

⑷坝壳填筑：石料填筑分别在心墙上、下游，形成两个作业区，两区可平行作业，在区内分段按各工序流水作业。当施工面积较大时，按平行坝轴线划分几个工作条带，分段长度按100~150m，每段可分为碾压区（40~60m），洒水区（30~50m）和铺料整平区（20~30m）顺序进行。石料在料场用5m3装载机装32t自卸汽车运至工作面，以进占法铺料，132KW推土机整平，铺料厚度120~160cm，12~16t振动平碾碾压6~8遍，达到设计要求的压实密度。洒水由坝面铺设的供水管路人工洒水，洒水约为石料体积的30~50%，洒水时间在碾压前后均要进行。石料的允许最大粒径控制在铺料层厚的1/2~2/3，但在与两岸边坡结合填筑带（约2m宽度内）处，最大粒径应小于20cm，且铺料厚度减为坝面层厚的1/2。

溢洪道位于左岸岸坡，进口前沿宽300m，溢流段总长1500m。进口19m为混凝土溢流堰，堰体高11m，宽8m，堰后为2m厚的二级消力池，长11m。其后与台阶状的溢流坎连接，将河水泄入下游河道。

进口溢流堰混凝土0.88万m3，溢洪道开挖总量：302.37万m3，其中土方60.47万m3，石方241.90万m3。当上部开挖完后，即可开始溢流堰混凝土浇筑，下部继续进行开挖施工。采用自上而下分层开挖。

溢洪道地段表层有1~4m厚的粘土层，采用1.0m3挖掘机配合88KW推土机集料，装12t自卸汽车运至上游2~3km处粘土料场堆存。岩石开挖用液压潜孔钻钻孔，梯段预裂爆破，梯段高度5m。距设计线预留1.0m厚的保护层，采用风钻钻孔，浅孔爆破至设计面。出渣采用5m3装载机装32t自卸汽车运输上坝，运距3km左右。上坝石料约210万m3。

进口溢流堰混凝土量虽不多，但分块数量较多，约60块，工作面分布300m长，混凝土运输采用6m3混凝土搅拌车自右岸隧洞工区拌和站取料，运距5~6km，至溢洪道进口转混凝土罐，由15t履带式起重机吊运入仓。

泄水隧洞位于右岸，总长1553m，进口底板高程587.5m，出口底板高程578.0m，底坡4%。开挖洞径6.9m，断面面积38m2，石方洞挖量5.98万m3，衬砌混凝土厚度0.45m，混凝土量1.46万m3。竖井开挖量0.85万m3，混凝土量0.17万m3。进出口开挖量3.13万m3，混凝土量1.36万m3。

采用进出口两个工作面同进掘进，竖井也同时开工，以加快工程进度，尽早投入导流。进出口引渠明挖采用潜孔钻钻孔，预裂爆破，3m2装载机装12t自卸汽车出渣，运至上游围堰堆筑堰体。洞身开挖采用二臂液压钻车钻孔，光面爆破，全断面掘进，循环进尺3m，平均月进尺200m。立爪装渣机装8t电瓶车出渣，运至洞外人工碎石加工厂。洞内通风采用压入式。

泄水洞全部开挖完成后再开始混凝土衬砌施工。

混凝土衬砌分两部分施工，先用拉模浇筑底拱，待达到强度后垫渣铺设轨道，进行顶侧拱混凝土浇筑。采用轨道式搅拌车给洞内运输混凝土，至工作面转混凝土泵泵送入仓。顶侧拱混凝土衬砌用钢模台车2台，从洞内分别向进、出口方向施工，单台平均月进尺300m。洞外混凝土运输采用混凝土搅拌车自拌和站运至洞口转入轨道搅拌车。

输水隧洞位于右岸及泄水洞右侧，总长2827m，进口底板高程600.8m，出口底板高程594.9m（紧接Ф3300mm的预应力混凝土输水管道直至首都）。隧洞底坡0.35%，开挖洞径5m，断面20m2，混凝土衬砌厚度0.35m。隧洞进口设拦污栅，距进口约500m处有断面为13m×14m的闸门竖井，开挖深29m，石方开挖量0.52万m3，混凝土0.16万m3。输水洞进、出口明挖1.02万m3，混凝土浇筑0.16万m3；石方洞挖5.89万m3，混凝土衬砌1.53万m3。

开挖与混凝土浇筑与泄水洞雷同，在施工进度上不控制总工期，开工时间可稍晚和施工强度较低而已。

古拉拉水利枢纽对外交通，拟在大坝右岸修建公路与外界沟通。公路长约38km，沥青混凝土路面，公路等级为IV级，其间有河流3条，宽约20m~5m，需建3座跨河桥梁。

为满足场内交通运输的需要，根据施工总体布置，需规划修建到场内主要施工点、生活营地、施工工厂、料场及渣场等区域的场内施工道路。场内施工公路按以下原则进行布置：主要施工公路应满足物料的调度运输，同时考虑土石方开挖及混凝土浇筑等到达工作面的支线公路衔接方便，平面及高程布置合理。

本工程计有场内公路42km，其中18km为场内主干线公路，路面宽8m，路面型式为泥结碎石路面；24km为场内简易公路，路面宽6m，路面型式为泥结碎石路面。为满足左右岸跨河交通的需要，在坝下游需修建公路桥一座，且需要在进场后尽早安排该桥的设计与施工，以便沟通两岸交通。

施工场地、临建设施、施工辅助企业的规摸和容量按施工总进度及施工强度的需要进行规划设计。

主要生产生活设施和主要公路的防洪标准在5~10年的重现期内酌情采用，避免在可能发生泥石流区域或塌滑区域布置生产及生活设施。

各施工场地及营地均按照有关规范要求配置足够的环保设施及消防设施。

临建设施及施工辅助企业的布置要合理，避免重复设置，同时尽量避免施工干扰。

施工总布置应考虑到达各主要施工工作面的运距最近，以节约工程成本，降低工程造价。

根据上述原则，本工程施工总布置采用集中与分散相结合的方式，分右岸与左岸两个施工区。

左岸施工区布置有碎石加工厂、给水系统、压气站、修扦站等。

堆弃渣场选择及土石方平衡

本工程主体工程土石方开挖总量398.46万m3，其中土方明挖139.35万m3，石方明挖246.05万m3，石方洞挖13.24万m3。开挖土石方大部分用于进行坝体填筑，仅有少量土方弃掉。渣场选择采用就近堆弃的原则，主要布置有右岸1#、2#暂存渣场及左岸3#、4#、5#暂存渣场、6#弃渣场等6个渣场，其中1#、2#暂存渣场主要用来存放泄水洞、输水隧洞开挖出的洞挖石渣，用于轧制混凝土用骨料和大坝坝体反滤料；3#暂存渣场存放石料场开挖石渣，用于轧制坝体过渡料用的碎石；4#暂存渣场存放泄水洞、输水隧洞进、出口石方明挖及溢洪道石方明挖石渣，用于坝体填筑；5#暂存渣场为粘土存放场。

根据施工进度，经平衡规划，泄水洞、输水洞开挖料全部利用；坝基开挖料中利用28万m3，利用率36%。溢洪道开挖料中，土方利用54.4万m3，利用率90%；石方利用205.62万m3，利用率85%。导流明渠开挖料中利用18万m3，利用率90%。其余弃至6#弃渣场。另外，需从料场补充开采土料71.77万m3，石料195.38万m3，具体土石方平衡见表2。

表2土石方平衡表单位：万m3

本工程混凝土浇筑总量5.79万m3，高峰时段混凝土月平均浇筑强度0.91万m3/月。由于混凝土量主要集中在右岸泄水洞与输水洞，且规划采用洞挖石渣轧制混凝土粗骨料，因此在泄水洞及输水洞进、出口附近各设混凝土拌和站一座，其设计生产能力均为20m3/h。砂石骨料上料选用1m3装载机向拌和站料斗供料，混合料由皮带提升机送入拌和机进行拌制，拌和后的混凝土经溜槽直接卸入混凝土搅拌运输车或自卸汽车，运至浇筑现场，经混凝土罐或混凝土泵送入仓号。由于施工区范围内无细骨料，因此砂料拟外购。

碎石加工及筛分系统主要用于生产坝体的反滤料、过渡料及混凝土骨料，原石料一部分取自本工程的洞挖石渣，一部分需从坝体上游石料场开采，运至加工厂。

本工程碎石加工厂布置有三个，在右岸混凝土拌和系统附近各设碎石加工厂一个，主要用于加工混凝土骨料和坝体反滤料；在左岸3#暂存渣场附近设碎石加工厂一个，主要用于生产坝体过渡料及其它碎石。碎石加工厂内均设有石料破碎机、筛分装置及相应的配套设施。三个碎石加工厂总生产能力为100t/h，厂内设自定中心振动筛分机3台，成品料按不同的粒径堆存。通过加工的混凝土骨料、反滤料的颗粒级配要满足设计要求。

综合加工厂包括：钢筋加工厂、木材加工厂，为便于管理与运输，结合地形条件，规划布置在占地范围内，总建筑面积1700m2。

钢筋加工厂承担钢筋生产及钢材加工。木材加工厂主要承担混凝土建筑物的摸板加工。

机械修配站、汽车保养厂、修钎厂

在本工程施工其间，现场设置的机械修配站、汽车保养厂均布置在营地附近区域内。

汽车保养厂主要承担汽车的保养和修理及配件更换。机械修配站主要承担施工机械及机电设备的维修保养和临时故障修理。钢钎厂主要承担修复钻杆、钻头的任务。站内设置机修间、锻工车间、电工车间、工具及材料库、办公及值班室等。

施工营地建在大坝右岸，紧邻进场公路。

本工程施工高峰期人数为1200人，生活、办公及娱乐设施建筑面积约12000m2。建筑物按合同要求及当地材料常规建造。

油库布置在施工营地附近，设置油库、加油站及值班室。储存量150t，建房60m2，敞棚80m2。

施工供风主要用于溢洪道开挖、石料场开挖及泄水洞、输水洞进、出口开挖等，设计总供风量68m3/min，其中泄水洞进、出口开挖设计供风量10m3/min，采用移动式空压机供风；溢洪道开挖设计供风量48m3/min，采用固定空压机为主，移动式空压机为辅的供风方；料场开采设计供风量10m3/min，采用采用移动式空压机供风。

施工生产用水取自古拉拉河大坝下游，在岸边设水泵站抽取河水，由管道输送至山顶高位蓄水池，然后自流供水至各施工现场。本工程施工生产用水量为180m3/h，规划在坝体左右岸各设高位水池一座，供水能力均为90m3/h，可满足施工生产用水量的要求。

生活用水可采用打井开采地下水的方式解决。

本工程施工高峰用电负荷为2739KW，其中，隧洞工程800KW，砂石加工厂250KW，综合加工厂530KW，坝区及公路照明410KW，混凝土拌和系统180KW，压气站及修钎厂270KW，其它299KW。系统施工用电采用柴油发电机发电，分散布置在各个施工工作面附近。

本工程施工总进度编制按照第一年7月份开工，安排准备期6个月，主体工程施工期24个月，完建期4个月，总工期为34个月。

为了保证第一年11月初河道顺利截流和泄水洞后期参与河床导流，导流明渠和泄水洞土石方开挖、上下游围堰填筑安排在本阶段完成。主河床两岸的坝基覆盖层开挖和坝基帷幕灌浆也大部分安排在本阶段施工，仅剩主河床部分安排在截流后施工，以便尽早进行坝体填筑，缩短工期。

按照监理工程师批准的施工组织设计，依照施工网络计划的工序安排，合理组织施工。保证按时完成各项水工建筑物的施工。本阶段主要施工项目有：坝体填筑、泄水洞混凝土浇筑、输水洞土石方开挖和混凝土浇筑。

坝体填筑安排在第二年4月份开始施工，第三年12月底完成，工期21个月，月平均填筑强度22.66万m3。

泄水洞土石方开挖安排在第一年8份~12月份，安排从进、出口两个工作面同时施工，工期5个月。石方明挖月平均强度3.13万m3/月，石方洞挖强度1.50万m3/月。混凝土施工安排在第二年1月份~5月份，同样安排从进、出口两个工作面同时施工，工期5个月。进、出口混凝土浇筑强度0.45万m3/月，洞内混凝土衬砌强度0.37万m3/月。

输水洞土石方开挖安排在第二年1份~第三年4月份，工期16个月，石方明挖月平均强度1.02万m3/月，石方洞挖强度0.39万m3/月。混凝土施工安排在第三年5月份~第四年4月份，工期12个月。进、出口混凝土浇筑强度0.04万m3/月，洞内混凝土衬砌强度0.15万m3/月。

本阶段主要完成坝顶公路施工和输水洞部分混凝土浇筑，同时需完成零星尾工项目和进行竣工资料收集整理，进行竣工验收和移交，按合同文件要求清理施工场地，同时有序的组织施工人员和机械设备退场。

施工关键线路和施工强度指标:

本工程施工关键线路为导流明渠土石方开挖和泄水洞工程→截流→上、下游围堰填筑→坝基开挖→坝基帷幕灌浆→大坝填筑。主要项目施工强度指标见表3。

表3主要项目高峰月施工强度指标

环境保护措施的原则：全面规划T／ZZB 1786-2020 冲孔打桩机.pdf，综合治理。处理好从工程开工到工程竣工后与当地政府、居民的关系。

规划好工程废弃物和地表种植土的堆放，利用附近坑洼沟塘深埋废弃物，表面覆盖种植土层。

对施工区、生活区，做好污水处理设施。

施工区材料、设备堆放整齐，特种施工设备配备必要的废气净化设施。

表4主要施工机械设备表

表4续表1主要施工机械设备表

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表4续表2主要施工机械设备表