利洞水电站施工组织设计.doc

目 录摘要1关键词1前言21 施工条件分析31.1 概述31.2工程施工特点61.3现场自然条件71.3.1气象、水文71.3.2 洪水81.3.3地形、地质131.4.料场分布131.4.1土料场131.4.2 砂、砾料场141.4.3 石料场141.4.4 主要建筑材料来源141.4.5 水、电供应及修配加工条件142 施工导流192.1 导流标准，坝体度汛标准192.2 导流时段及导流流量202.2.1 大坝施工导流时段及导流流量212.2.2厂房施工导流时段及导流流量212.3导流方式212.3.1大坝导流212.3.2厂房导流232.3.3大坝导流建筑物设计232.3.4导流工程量242.3.5截流252.3.6大坝施工期度汛252.3.7下闸蓄水252.4 导流施工252.4.1 围堰的施工252.4.2 导流洞的爆破开挖及衬砌262.5 截流设计272.5.1 截流流量的选择272.5.2截流流量的选择272.5.3 戗堤顶部高程的确定272.5.4 龙口宽度及龙口流速的确定28282.5.5 确定抛投粒径及块石分区282.6 截流施工292.6.1 非龙口段截流施工292.6.2 龙口段截流施工292.6.3 截流进度控制292.7 基坑排水302.7.1 初期排水302.7.2 经常性排水323 主体工程施工333.1大坝333.1.1坝基开挖333.1.2大坝砼浇筑333.2发电引水系统333.2.1施工支洞的布置及断面拟定333.2.2土石方开挖343.2.3砼衬砌343.2.4回填灌浆353.2.5锚杆护坡353.2.6浆砌石353.3厂房及尾水渠353.3.1土石方开挖与回填353.3.2砼浇筑353.3.3浆砌石353.4公路工程施工方法353.4.1土石方开挖与回填353.4.2浆砌石挡墙363.4.3砼浇筑364 施工交通及施工总布置364.1施工交通364.1.1对外交通运输364.1.2场内交通运输364.2施工总布置374.2.1 施工总进度374.2.2编制依据及原则374.2.3施工分区374.2.4 主要控制性进度384.2.5工程筹建期3842.6施工准备期384.2.7 主体工程施工期384.2.8工程完建期395 施工供应395.1施工用电供应395.2砼拌和系统供应395.3机械修配车间、汽车保养站405.4综合加工厂405.5营造布置405.6土石方平衡及渣场规划405.6.1土石方平衡405.6.2渣场规划415.6.3施工临建工程量及占地415.7主要建筑材料415.8主要施工机械设备425.9施工强度及劳动力安排435.9.1施工高峰月平均强度435.9.2劳动力计划和劳动工日43致 谢44参考文献45附录46利洞水电站施工组织设计摘要：本设计采用20年一遇洪水标准对利洞水电站进行施工组织设计，主要内容括工程相关资料，施工导流方案比较，导流施工，截流计算与施工，围堰的设计及施工，导流洞的封堵及基坑排水，趾板、面板施工，坝体填筑，堆石体反向排水及施工总进度等。 利洞水电站采用重力拱坝方案，河床一次截流、土石围堰挡水、隧洞导流、主体工程全年施工方式。施工组织设计中还对料场的选择和开采，施工工厂设施布置，施工总布置，施工交通布置等进行了设计研究。Abstract: This design uses a 20-year flood standard construction design of the Lee dong Hydropower Station, the main content including engineering, construction diversion program, diversion of construction, the closure of the calculation and construction of the cofferdam design and construction guideblock of the flow hole and pit drainage, toe board, panel construction, dam filling, the rockfill reverse drainage and total construction progress. Lidong Hydropower program of the gravity arch dam, the riverbed once closure, retaining rockfill cofferdam, diversion tunnel, the main project construction methods throughout the year. Construction design, selection and exploitation of the material field, construction of plant facilities layout, Construction Layout, construction traffic layout and other design research.关键词：利洞水电站 重力拱坝 施工导流隧洞Keywords: Li dong Hydropower Gravity arch dam Construction of diversion tunnel前言利洞水电站是翁源县涂屋水梯级开发规划中的梯级水电站之一，位于翁源县六里镇辖区内，在已建的双叉角水电站下游，已建的长潭水电站上游之间。其坝址在雷公村上游约500m处的峡谷中，距离翁源县六里镇约12km，距离翁源县城（龙仙镇）约32km。坝址以上流域面积109km2。利洞水电站工程由浆砌石重力拱坝方案、左岸导流隧洞、引水系统、厂区枢纽等建筑物组成。浆砌石重力拱坝最大坝高39m，导流隧洞5m×6.5m（宽×高，中心角180°）拱门型断面，进口底板高程261.0m，出口高程260.4m，隧洞长184.517m，纵坡i0.2% 。 电站采取有压引水方案，选用钢筋砼明管+钢筋砼埋管+隧洞（2719m）+压力钢管（主管长46.41m，支管长20.2m）（528.07m），厂房及开关站选择岸边地面厂房（右岸）。 利洞水电站工程的设计课题，我的主要任务是根据所给的利洞水电站工程基本资料，编制利洞水电站的施工组织设计。设计主要内容有：施工条件分析，基本资料给出的；施工导截流，施工导截流主要包括截流方案的选定，截流时段及流量标准的确定和分流建筑物的设计；主体工程，主要为浆砌石重力拱坝的施工；施工总布置，包括施工道路、施工工厂布置；施工进度计划的编制，即导流计划及主体工程施工进度计划等。由于时间的限制，我的课题主要选择五年一遇洪水标准进行施工导流设计，以及对浆砌石重力拱坝进行详细的施工方案设计。设计成果形式以设计说明书和计算说明书及工程施工图纸为主。 本设计课题，要求我们全面、深刻、细致的了解工程原始资料，灵活运用我们所学过的基础理论和专业知识解决实际问题，将理论与实践结合，做到理论和实践共同提高。此外，本设计课题还培养了我们分析资料，查阅相关书籍、图集的能力。此次设计的完成，有赖于我的导师蔡启龙老师的悉心教导和启发，以及本施工组织设计课题的同学的帮助。通过本次课题设计的完成，我相信在今后的工作中，我能很好的结合相关理论去解决实际工作中遇到的问题。1 施工条件分析1.1 概述 利洞水电站枢纽为等工程，工程规模为小（1）型，永久性主要建筑物中大坝级别为4级，厂房、引水建筑为5级。由砼拱坝、引水系统、电站厂房、永久检修道路等建筑物组成。大坝坝址以上集雨面积109km2，正常高水位295.0m，对应库容332万m3，最大坝高39.0m，坝顶高程299.0m。发电引水系统布置在右岸，洞径2.5m，由钢筋砼明管+钢筋砼埋管+隧洞（2719m）+压力钢管（主管长53.60m，支管长17.60m）。电站装机2×3600kW，主厂房尺寸（长×宽×高）42.72m×16.0m×19.3m。变电站布置在厂房右侧。主体工程量见表1-1。1-1主体工程主要工程量汇总表序 号项 目土方明挖(m3)石方明挖(m3)土石方填筑(m3)混凝土(m3)模板(m2)钢筋(t)帷幕灌浆(m)固结灌浆(m) 第一部分 建筑工程81565.0045447.0023856.0040825.0012583.001200.90978.003632.00 一 挡水工程81565.0045447.0023856.0040825.0012583.001200.90978.003632.00 一）重力拱坝工程16625.009630.00 19198.002680.0095.30978.001143.001明挖土方16625.00 2明挖石方（弱风化） 9630.00 3重力拱坝C15砼 15612.00 4重力拱坝C20砼 3586.00 6锚筋锚杆（25） 9.30 7钢筋 86.00 8帷幕灌浆 978.00 9固结灌浆 1143.0016模板 2680.00 二）引水系统41108.0027057.007732.0017417.006445.00918.60 2489.001明挖土方41108.00 2明挖石方（弱风化） 5874.00 3洞挖石方（弱风化） 21183.00 4土方回填 7732.00 5碎石垫层 1207.00 6C15砼 665.00 7C20砼 13150.00 8锚筋锚杆（25） 21.50 9钢筋 316.60 10钢管 580.50 11M7.5浆砌石 689.0012回填灌浆 1800.0013喷C20砼 2395.00 15模板 6445.00 三）厂房8020.005680.002000.003300.003280.00140.00 1明挖土方8020.00 2明挖石方（弱风化） 5680.00 3土方回填 2000.00 4C15砼 300.00 5C20砼 3000.00 6锚筋锚杆（25） 10.00 7钢筋 130.00 10模板 3280.00 四）开关站800.00380.00 370.00 1明挖土方800.00 2明挖石方（弱风化） 380.00 3C15砼 70.00 4草皮 300.00 五）永久交通公路15012.002700.0014124.00540.00178.0047.00 1明挖土方15012.00 2明挖石方（弱风化） 2700.00 3土方回填 14124.00 4C15砼 540.00 5钢筋 47.00 7模板 178.00 第四部分 临时工程3885.004913.005839.001475.009000.0033.30 导流工程2384.002178.004427.00967.009000.0024.50 一)施工导流1678.002178.00 967.009000.0024.50 1明挖土方1678.00 2明挖石方 2178.00 3衬砌C20砼 357.00 4封堵C20砼 339.00 5钢筋 24.50 6预制砼封堵闸门 16.00 7喷C20砼 255.00 8模板 9000.00 二)大坝及尾水渠围堰706.00 4427.00 1明挖土方706.00 2土石方回填 3061.00 3防渗粘土填筑 1366.00 临时交通工程1501.002735.001412.00508.00 8.80 一)临时道路1501.00270.001412.0054.00 1明挖土方1501.00 2明挖石方 270.00 3土石方回填 1412.00 4C15砼 54.00 二)施工支洞工程 2465.00 454.00 8.80 1明挖石方 1200.00 2洞挖石方 1265.00 3衬砌C20砼 110.00 4封堵C20砼 80.00 5钢筋 8.80 6喷C20砼 264.00 合 计85450.0050360.0029695.0042300.0021583.001234.20978.003632.001.2工程施工特点库区河流蜿蜒曲折，自北向南流，河道曲折多变，河谷狭窄，多为“V”型谷，河道深切，两岸及河床基岩裸露，急滩较多，阶地不发育。本工程建筑物布置分散，施工线路长，沿建筑物两岸可供施工布置的场地狭窄，施工营造布置只宜根据需要，布置小型施工临时设施。引水隧洞工期长，宜布置施工支洞以缩短施工工期；电站厂房位于枢纽下游利洞村附近，为地面式厂房，施工工期短；厂房施工场地相对开阔，施工营造设施可就近布置。本工程有关的特征数据如下：（1）坝址以上流域面积109km2；（2）多年平均流量 3.8/s； （3）多年平均年径流量 1.2亿； （4）最大洪峰流量 1380 /s； （5）多年平均降雨量 897.8mm； （6）多年平均气温 20.2； （7）极端最高气温 39.2； （8）极端最低气温-5.1； （9）水库校核洪水位 298.85m； （10）水库设计洪水位298.05m； （11）水库正常蓄水位 295m； （12）水库死水位 285m； （13）水库总库容 444.0万 1.3现场自然条件 1.3.1气象、水文利洞水电站为广东省翁源县涂屋水梯级开发规划的梯级水电站之一，其上游为已建的双叉角水电站，下游为长潭水电站。涂屋水是北江的二级支流，位于翁源县中部偏北，发源于翁源坳，从北向南流入翁江。流域集雨面积252km2，主河长44km，河床比降8.47%。涂屋水是山区河流，汛期洪水陡涨陡落，枯水季节浅滩多。本流域具有山地气候特征，根据翁源气象站及流域内雨量站资料统计，流域气象、水文特征如下：气象：多年平均气温20.2；多年平均最高气温37.2，多年平均最低气温-1.4；年极端最高气温39.2（1980年7月10日），年极端最低气温-5.1（1963年1月16日）。多年平均相对湿度77%。多年平均风速1.8m/s；多年平均最大风速14.3m/s；历年最大风速20.7m/s。最多风向为东北风。多年平均水面蒸发量1210mm。年平均日照时数1802小时，无霜期305天。降水：流域年平均降雨量在1700mm2000mm之间，降雨量中下游比上游大，呈自西向东递减趋势。其中涂屋水牛屎坜雨量站实测多年平均降雨量在1897.8mm，最大年降雨量2859mm，最小年降雨量827mm。降雨量年内分配不均，49月雨量占全年降雨量的75%，103月占全年的25%。坝址处部分月份P=20%月平均流量及水位见表1-2。表1-2 坝址处部分月份P=20%月平均流量及水位表月份14789101112流量(m3/s)1.577.276.34.642.451.921.43水位(m)260.1260.47260.4260.3260.3260.16260.12260.09利洞电站水库正常蓄水位时库容332万，装机容量7200kW，坝型为砼重力拱坝，根据国家2000 年7 月发布的水利水电工程等级划分及防洪标准（SL252-2000），水库大坝属等4 级，选择其设计洪水标准为30 年一遇，校核洪水标准为200 年一遇；电站厂房属等5 级，选择其设计洪水标准为30 年一遇，校核洪水标准为50 年一遇。1.3.2 洪水根据水工布置及初步比选，采用拱坝顶自由泄流，泄流净宽80m，堰顶高程为295m，起调水位295 m。闸门泄流曲线见表4-3和图LD4-4。本工程的主要任务是发电，水库洪水调节主要以保证工程安全和不增加下游防洪负担为原则，确定水库的调洪方式如下：当洪水起涨时，坝顶水位超过295m，洪水自由下泄。调洪计算采用单辅助曲线qM线，M=2v/t+q,M2=M1+Q1+Q2-2q,计算过程见1-3到表1-7。表1-3 利洞调洪q-M线( 拱坝无闸门)Z(m)V(104m3)zv/t(3600)qM=2v/t+q295332.11845018452963602000147.921482973882155452.026072984182322872.8319529945025001410.13910300473.926332011.84645表1-4 洪水调节计算T(h)QqMzv001845295332.1101111186020332018822135281910223732192623393819382441401942254341194626454219522747451960284948196629515019703053511974317060199532888020333310598206634122111209735140135213736157150216437174170219538191185222039209202225040227223228241243240230642260252232943820660290544138013153785298.85444.045109011903625468008203135476006502895484004402595表1-5 洪水调节计算T(h)QqMzv0102020201890295332.1212221189222242218962326251902242826190625302919122632301916273431192228363419302938361936304039194231504219543261541981337266200634827620283593902051361031002067371141052084381241212112391361312130401471452151411651552173422001902228435804602628449619003249298.05421.0457708553180465805952820479614402600482002402310表1-6 p=5%洪水调节计算T(h)QqMzv0102018181875295332.12120191877222220188123242118872425221894252725190226292619082731301916283331192029343219253036351931314540194232554919623365551984347470201335848020313693852048371031002074381121102089391231192104401331292122411501402147421811702198435264202565448718153122297.88415.0456987703061465265402745473534022544481812202274表1-7 %调洪计算T(h)QqMzv0102011.7111860295332.12112.91218632214.01318662315.21418692416.41518722517.51618762618.71818812719.91918832821.12018862922.22018893023.42118953129.22819063235.73019153342.13519333448.04519533554.45019653660.25519803766.76019973872.57020163979.57520284086.08520444196.590205642117.0110209043339.2251232644562.05252725297.239645450.3500268746339.2360247747228.1250232448117.01552169调洪成果按照上述调洪原则进行调洪计算，各种频率最大下泄流量、坝上坝下水位及厂址洪水位成果见表1-8。表1-8 洪水调节成果表项目单位正常高295mP=0.5%P=2%P=3.33%P=5%P=20%堰顶高程防洪限制水位入库洪峰13801070961871562最大下泄量1315900815525坝前最高水位298.85298.05297.88297.20相应库容万444.0421.0415.0396.0坝下水位270.70269.10268.65267.10厂址水位203.20202.90调洪结果显示，大坝的设计及校核洪水位分别为298.05m（P=3.33%）和298.85m（P=0.5%），厂房的设计及校核洪水位分别为202.9m（P=3.3%）和203.2m（P=2%）。设计洪水位以下库容为421万，校核洪水位以下库容为444万。1.3.3地形、地质坝址附近河流流向总体向南，河道近似S形状，在坝址上游约350m处河流流向由北东向呈90°直角急转为东西向，再呈S型向南西流向坝址。坝址处河流流向大体向南，河床宽约8m15m。坝址区出露地层较单一,主要为第四系坡积层、冲积层以及燕山三期侵入岩。坝址断裂构造不发育，本阶段所发现的断层构造均分布在坝址下游地形地质条件。上坝址位于高山峡谷中，两岸地形陡峻，河谷呈“V”形，河床狭窄河宽仅18-22m。两岸山体雄厚，山顶高程在370m以上，与河床相对高差约100m；河床基岩裸露，岩层出露较单一，主要为粗粒状，斑状花岗岩，下部为中细状花岗岩，河床冲积层厚0.51.8m左岸05m，右岸全风化较厚6.516.7m。由于花岗岩颗粒中的石英风化不透，全风化含砂颗粒状较多，自然山坡较陡，但人工扰动后易崩塌；坝址区断层分布在坝址区的下游对坝址无影响；水文地质情况为坝址处相对偏水层（透水率q<5Lu）埋藏较深。左岸分布高程在244290m，右岸244283 m，表明坝基需作帷幕灌浆防渗处理厂房位于利洞村对面右河岸一级冲积阶地上，地形较平坦，植被较密，为下古生界Pzl变质石英砂岩和第四系冲积砂卵砾石层，弱风化砂岩层面埋深4.3m9.8m，层面高程187m196m，是厂房基础良好的持力层，但局部埋藏深，可考虑以卵石层作基础持力层。厂房后边多为土质边坡。1.4.料场分布1.4.1土料场本工程勘察土料场两个，编号3、4。3土料位于坝址下游左岸（地名丹竹坑），距坝址1.7km。无用层体积1.01万m3，有用层储量13.6万m3，料场分布高程251.8m322.2m，地表植被茂密（林地），目前未有公路相通，开采运输不便。4土料场位于坝址上游雷公坝村东北面，距坝址0.8km，无用层体积1.8万m3，有用层储量25.9万m3，料场分布高程308.6m415.5m，地表植被好（松树杂树），目前有村道机耕路相通，开采运输可行。1.4.2 砂、砾料场坝址上游库区热水、熊屋、雷公坝等地方均有砂、砾料零星分布，储量少，交通不便，难以开采。工程所需的砂料必须到涂屋水下游出口处，即六里镇河坎围村下坡大队糖厂等地河段开采。六里砂场为商品砂，位于六里镇南西2.3km，距坝址16km，距厂房11km，质量和储量满足要求。原可研阶段勘探的1砂砾料场A、B两个料区距现坝址约33.5km，距右岸厂房约10km，为河床式漫滩砂、砾混合料场，表面长满杂草及分布大蛮石、砾石。1-2探坑附近有少量耕地。目前有简便公路通往长潭电站，开采运输可行，1砂砾料场剥采比为4.0，含砂28.8%；含砾石71.2%，其中大于150mm蛮石约占7.5。砾石天然级配不良，80mm150mm分级含量较多，占砾石含量40.3。1.4.3 石料场在坝址库区左岸选择勘察料场1个，编号4。4石料场距现坝址0.5km，分布高程290m408.3m，地层岩性为中粗粒黑云母花岗岩（），天然露头好，有瀑布跌水出现，上覆无用层浅薄，饱和密度2.63g/cm3，烘干密度2.62g/cm3，比重2.63,孔隙率0.34%，吸水率0.17%，极限抗压强度：饱和107.7MPa、烘干124.8MPa，软化系数0.78。无用层体积11.06万m3，有用层储量97.58万m3,岩石各项试验指标符合石料、块石料的质量要求。地表植被茂密，目前未有公路相通，工程开工后永久上坝公路经过石料场，开采运输比较方便。六里石料场位于六里镇北1.8km，距右岸厂房11km，距坝址16km，质量、储量满足本工程要求。1.4.4 主要建筑材料来源钢材、钢筋、木材、水泥、油料、炸药等主要建筑材料均由韶关市、翁源县采购，砂料、碎石可从六里镇购买，块石料除部分利用开挖料外，均从六里镇石料场购买。1.4.5 水、电供应及修配加工条件施工用电：目前坝址和厂区已有10kV高压线路到达，可就近驳接经变压器降压后使用。施工、生活用水，设抽水泵站直接抽涂屋水河水，其中生活用水需作必要的净化处理。本工程机械设备及汽车的大、中修及零部件加工，可委托翁源县有关专业厂承担。1.5 主要工程项目及工程量 （1）导流洞的设计与施工； （2）截流戗堤的设计、截流； （3）上游围堰、下游围堰的设计、施工与维护； （4）坝基以及采料场的清理和掘除； （5）施工期间工程的施工排水； （6）坝基开挖及边坡保护处理； （7）采料场筑坝材料的开挖和运输，以及铺盖料、垫层料、反滤料、过渡料、路基和路面所需的材料及混凝土骨料加工。 （8）永久工程和料场的开挖，用于永久性工程堆料场中的堆放，弃料的堆放； （9）趾板基础处理，包括固结灌浆； （10）坝基和两岸帷幕灌浆的钻孔和灌浆； （11）大坝分区料的填筑施工，采用的筑坝材料从采料场、必要开挖区及堆料场中获得； （12）大坝混凝土趾板、面板、防浪墙、电缆沟、下游挡墙的浇筑； （13）大坝下游及岸坡植被砼护坡； （14）坝顶公路施工，场内临时公路的修建、养护和维护，以及专用条款所列的交通公路的养护和维修； （15）两岸灌浆洞的地下开挖和混凝土浇筑； （16）下游围堰拆除，导流洞进口