拉西瓦水利枢纽工程施工方案.doc
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1、毕业设计资料1工程概况某某水电站位于某某省某某县与某某县交界的黄河干流上,是黄河上游龙羊峡至青铜峡河段规划的大中型水电站中紧接龙羊峡水电站的第二个梯级电站。电站距上游龙羊峡32.8KM(河道距离),距下游李家峡水电站73KM,距某某省西宁市公路里程为134KM,距下游某某县城25KM,对外交通便利。某某水电站枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、坝身泄洪表孔、深孔坝后消力塘、右岸岸边进水口和地下引水发电系统组成。工程规模为一等大()型 工程,大坝、泄洪、引水发电建筑物和开关站为级建筑物,消力塘二道坝为级建筑物。某某水电站坝顶高程2460米,最大坝高250米,总库容10.79亿立方米,调节库容1.5立方米
2、,电站总装机容量420万千瓦,多年平均发电量102.23亿千瓦时。是黄河流域规模最大、电量最多、经济效益良好的水电站,是西电东送北通道的骨干电源,也是实现西北水火电打捆送往华北电网的战略性工程。电站建成后主要承担西北电网调峰和事故备用,在支撑即将实施的西北电网750KV网架、实现西北电网向华北电网输电中起着其他电站不可替代的作用。某某水电站主体工程主要工程量有:土石方明挖578.36万立方米,石方洞挖227.3万立方米,混凝土浇筑373.4万立方米,金属结构安装11584吨。电站静态总造价121亿元,动态造价145亿元。电站施工期采用河床断流围堰、隧洞导流、基坑全年施工的导流方式。2004年4
3、月12日至15日,国家电力公司水电水利规划设计总院在北京召开了某某水电站工程可行性研究报告审查会。会议确定某某水电站施工总工期9年,第一台机组低水位提前发电,发电工期为6.5年。2 水文气象黄河某某水电站坝址位于青藏高原东部,某某省境内某某县与某某县交界处的黄河干流上,距上游龙羊峡水电站坝址32.8km。某某坝址控制流域面积km2,面积占全流域的17.6%,水量占全流域的45%,水力开发条件优越。某某采用某某水文站为设计代表站,其多年平均流量659m3/s,年径流量208亿m3,多年平均含沙量0.05kg/m3,为全流域含沙量较小的河段。某某水电站与上游已建成的龙羊峡水电站首尾相接,龙羊峡水库
4、是一个具有多年调节性能的巨型水库,龙羊峡水电站投入运行以来,与下游刘家峡水库联合调度运用,使龙羊峡下游的径流趋于均匀。采用龙、刘两库联合调洪,将使受龙羊峡水库调节后的某某水库设计洪水、施工洪水大幅度削减。某某坝址以上流域地处中纬度内陆高原,属典型的大陆性气候,冬季漫长夏季凉爽,气候日温差大,无霜期短。某某气象站是距某某坝址最近的一个国家气象站,也作为某某工程的设计代表站,建于1961年,已有40多年的观测资料。由某某气象站19611990年实测资料统计,其多年平均气温7.2,多年平均降雨量259mm,蒸发能力2004mm,多年平均最大风速15.2m/s。考虑到某某坝址地处峡谷,西勘院于1988
5、年1月在坝址附近设立简易气象站观测气象要素,此气象站于1996年12月因故撤消;2000年8月恢复至今,现有1998年2月1996年12月、2000年9月2001年8月共10年不连续气象观测资料。地下厂房建筑物按200年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核,洪峰流量分别为4200m3/s和4250m3/s。施工导流标准初期为20年一遇,导流流量为2000m3/s;中后期导流标准为50100年一遇,导流流量为25004000m3/s。3 工程地质(1)工程地质厂房硐室群地处峡谷山高坡陡,地形较为简单。右岸岸坡由河床至正常蓄水位高程2452m几乎呈绝壁状态,坡度6570;其上24522500m坡度
6、45;25002600m高程为青草沟地段,坡度3035;2600m高程以上至岸顶再次呈现基岩陡壁,坡度6065。主副厂房埋深225447m,副厂房处端墙水平埋深距离岸坡150m,主安装间内端墙距离岸坡460m;主变室埋深282429m,外端墙水平埋深距离岸坡216m,主安装间内端墙距离岸坡440m;操作廊道埋深384459m。地下厂房硐群地段主要赋存岩体为花岗岩,该花岗岩体为中粗粒结构,呈灰灰白色,块状构造,矿物充分以长石、石英、黑云母为主。岩石强度高,岩体致密坚硬。地表覆盖层发育极少,仅在右岸缆机固定端与青草沟中见有第四系松散崩坡积体。地下厂房地段岸坡浅表岩体整体上风化程度相对较弱,两岸坡花
7、岗岩水平风化深度30m左右,2400m高程以下1025m,24002500m高程间一般3040m左右,其中在24152430m高程局部地段弱下风化深度可达4060m。岩体卸荷的一个重要特征为:浅表部岩体中发育较多卸荷裂隙,以拉张破坏为主,形成一定深度卸荷带。水平卸荷深度2400m高程以下1020m,2400m高程以上2040m。地下厂房硐群地段位于微风化新鲜块状结构花岗岩体内。地下厂房地段花岗岩体中断裂构造总的发育方向及规模与坝区基本相同。据PD2、PD14探硐统计资料,岩体完整性好,断层分布较少。断层规模一般不大,陡缓断裂多属级结构面,部分陡倾断层为级,规模较大如Hf8者并不多见,主副厂房及
8、主变室部位发育的较大断层破碎带宽度一般0.050.20m,最大宽度0.3m0.8m(如Hf8、f10(2)、f11(14)、f18(2)等);除Hf8、F164、F166、F210、F73等断层在地面见有出露、延伸较长外,余均为平硐揭露,延伸长度在数十至200余米之间。断层按其陡缓可分为两组:陡倾与缓倾;按其走向可分为三组:NW向、NNW向及NNE向,其中以陡倾为主,陡倾断裂在各硐室均有出露;缓倾断裂可细划分两组、一组倾岸内、一组倾岸外。缓倾断裂多发育于地下厂房及主变室部位,如通过厂房顶部的Hf8及PD2平硐中所揭露可能切入外端墙部位的HL145(2)、HL168(2)、Hf4(2)、Hf7(
9、2)、Hf8(2)、Hf9(2)等。厂房硐群段裂隙总体不甚发育,且因远离岸坡,受浅表部位风化卸荷影响小而以构造裂隙为主。地下厂房部位PD2(2246m)、PD14(2281m)平硐均发现有片状剥落,发育深度分别为130m、240m,距岸边水平距离分别为100m、110m。发育硐段主要为NESW向,次为近SN向,从特征上看,片状剥落呈千枚状薄片,剥落总深度35cm。厂房区应力实测结果表明: 二维应力测量结果表明,水平面内最大主压应力为20MPa左右,最小主压应力为13MPa左右,最大主压应力的优势作用方向近NS向。可见,地下厂房系统存在较高地应力场。 三维应力测量结果表明,厂房区最大主应力21M
10、Pa左右,作用方向近NS向,倾向河谷,倾角10左右;中间主应力15MPa左右,作用方向NEESEE,倾向山体,倾角20左右,最小主应力10MPa,近直立。 各测点的测量结果基本一致,说明硐群系统部位岩石完整,应力分布均匀。(2)水文地质条件地下水埋藏较深,花岗岩体透水性总体以极微透水为主,局部微弱渗滴水地段,均与构造破碎带、裂隙性风化带相关;严重透水段(0.1l/minmm)所占比例很小。地下水化学类型属重碳酸氯化钾钠型水,呈弱碱性,对混凝土无任何侵蚀性。4 交通条件4.1 对外交通条件某某峡水电站对外交通运输采用公路与铁路联合运输方式。在湟源设物资转运站,从物资转运站至工地采用公路运输。对外
11、公路线路为湟源莫多吉巴卡台电站厂房,全长约104.1km。其中湟源至巴卡台为龙羊峡对外二级公路,长63km,共余41.1km为新建公路。西宁至湟源的57km为一级公路。4.2场内施工道路发包人提供的道路包括:通往渣场、生产区、生活区道路,右低线、右低过坝洞,主副进厂交通洞、主厂房上支洞、主变开关室上支洞、尾水系统施工支洞及尾水洞;场内施工道路提供时间见表1-1。其中:主厂房上支洞、主副进厂交通洞、和主变开关室上支洞,由本标段承包商负责维修、养护、照明及交通管理。表1-1 场内施工道路提供时间表序号编号名 称通车条件1R1右岸低线交通洞路基通车2R2主厂房交通洞路基通车3R3副厂房交通洞路基通车
12、4R4主厂房上层施工支洞路基通车5R5主变开关室上层施工支洞路基通车6R6下游围堰贝雷桥7R7黄河大桥已通车8R8尾水洞(尾水支洞)出渣通道9R9压力钢管下平段施工支洞10R10至碴场、生产区、生活区的公路已通车5工程条件(1)某某水电站坝体结构型式为双曲拱坝,坝体建基面高程为2210.0m,坝顶高程2460.0m,其坝顶宽10m,拱冠处最大底宽49.0m,是黄河上游大坝最高的水电站,是我国高寒地区最高的薄拱坝。坝体从右至左共设22个坝段,其中10#-13#坝段为泄洪坝段,设有3个表孔,两个深孔,两个底孔,在9#、14#分设两电梯塔。因此坝身结构相对比较简单。(2)混凝土拌和楼系统的运行和辐射
13、式缆机的运行均含在本工程工作范围内,有利于大坝混凝土浇筑的组织管理。(3)某某水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峭,临建设施布置较为困难。(4)某某水电站地处我国西北高寒地区,由于大坝为高寒地区修建的高薄拱坝,其坝体稳定温度要求达到7(仅为二滩、小湾、三峡的一半),而大坝不分纵缝,仓号最大边长4955m,加之坝址区岩石弹模很大、约束大,高薄拱坝混凝土标号高,单方水泥用量较高,这些均对大坝混凝土在浇筑过程中温控措施提出了严格要求。(5)、根据工期安排,大坝需要全年不间断施工,坝址区冬季较长,极端最低气温-23.8,一年中寒潮出现频繁,多年平均10多次,年冻融循环次数最大117次,温差大,这些都对大坝冬
14、季施工及混凝土表面养护及保温提出高标准要求。(6)、大坝混凝土工程量大,施工强度高,并处于某某水电站工程施工总进度的关键线路上,为加快施工进度,实现早日发电,应加强施工现场的组织管理工作。6当地建筑材料61 天然骨料本区天然骨料丰富,距坝址14km范围内多达6处,分布在河床、漫滩及河流阶地。依据各料场产地储量、质量及开采条件,拟采用红柳滩料场为主体工程混凝土骨料场,山坪堂为备用料场。(1)红柳滩骨料场该料场位于坝址下游10km的黄河左岸。产地为黄河漫滩,地面高程2211.6m2216.5m,高出河水位1.5m2m(平水期)。滩地平面形状呈哑铃状,顺河向滩长2.97km,滩头最宽处约1000m,
15、中间最窄160m,详查面积1.69km2。红柳滩骨料场为近代河流冲积相砂卵砾石,料层总厚度10m15m,下伏地层为N2粘土岩。滩地表层局部覆盖河流冲积砂壤土及粉细砂层,厚一般0.5m1m,局部最厚达2m。砂砾石层中有粉细砂呈透镜状夹层随机分布,但一般厚度小于0.5m。砾石粒径变化趋势是:自地表向下逐渐变粗;平面上向上游粗粒含量增高,向下游逐渐变细;横河方向随离岸边距离增大粒径变粗。据勘察成果,该料场无用层厚0.20m2.60m,平均1.5 m左右。包括上覆粘性土、砂土和沼泽、鱼池底部的淤泥及其侵染层,凡是林地范围考虑根系发育状况均按2.0m 厚度计。去除无用层后,水上有用层厚度仅0.2m0.7
16、m, 部分区域为0。水下开采深度按5m计(均为有效层),则储量计算为:无用层体积236.43万m3;有用层体积886.62万m3,其中水上40.58万m3,水下846.04万m3。有用层综合砂砾比为:超径石含量占7.1 %、砾石(150mm5mm)含量占65.5%)、砂(5mm)含量占27.4%.。分级储量详见下表: 表6-1分区特征表 分区面积km2部位地貌特征区0.232上游滩地外侧以荒滩为主、林地和沼泽为次。区0.353上游滩地内侧以林地为主、次为沼泽。区0.422下游滩地内侧以鱼池、沼泽为主、林地为次。区0.683下游滩地外侧以耕地为主、林地为次。料场天然骨料总体质量优良。粗骨料砾石成
17、份以变质砂岩及花岗岩为主,其次为流纹英安质凝灰岩、安山岩、流纹英安岩、安山质凝灰岩、火山角砾岩、硅质板岩、黑云母片麻岩、灰岩、片岩等。砾石坚硬、风化颗粒少,磨圆度以中等和次圆为主。天然级配较好,仅150mm80mm一级砾石含量偏少。粒度模数在6.587.94之间。超径砾石(150mm)含量028.8%,平均7.1%;针片状颗粒含量0.4%15.9%,均值4.1%;粘土团块含量为0.1%2.0%,均值0.4%,含泥量在02.0%之间,均值0.3%。上述指标从均值来看均符合技术规定,仅前述流纹英安质凝灰岩等5种火山岩类砾石可能为碱活性骨料,其含量较高。细骨料(砂)成份以石英、长石为主,其次为岩屑、
18、黑色矿物及少量云母类。天然级配较好,粒度模数在1.203.60之间,均值为2.72。干松容重1.44 g/cm31.69g/cm3之间,孔隙率一般36.9%46.0%之间,均值40.5%。略高于规范40%的规定。含泥量0.4%12.2%,均值3.8%,超过3%的技术要求。体积膨胀率在1.5%m23%之间,均值8.7%,不符合150mm蛮石含量(万m3)水上/水下净砾石储量(万m3) 水上/水下砼用粗骨料储量(万m3) 水上/水下5mm细骨料储量(万m3)水上/水下1508080404020205(mm)11.8716.292.4912.513.994.012.873.725.34116.391
19、7.8189.3628.5328.6420.4626.5738.1242.4610.620.648.061.972.671.992.814.09176.9310.68134.4132.8744.4633.1846.8168.1759.0500000000210.8912.73160.2139.1852.9939.5455.7881.25123.0513.670.2710.231.853.392.703.726.41341.8368.71255.6746.2884.7467.5993.10160.47合236.43886.62113.33670.45154.67220.9168.33232.53
20、63.85总体看,粗、细骨料储量丰富,当开采深度达到水下5m时,储量达到设计需要量的两倍。质量指标中除含泥量、体积膨胀率偏大需洗泥处理外,其余指标均能满足技术要求。开采条件方面受地下水影响大,需采取有效的排水措施。地表林木茂盛,根系发育,沼泽、鱼池地带有淤泥分布,需严格剥离。(2)山坪堂料场山坪堂料场位于红柳滩对岸,上距坝址11km左右,料源沉积环境与红柳滩相同。分布高程2209m2212m,高出河水位1.5m2m。滩长1912m,最宽530m,勘察面积0.695km2。局部表层粉砂土层厚0.4m1.6m。中部地段颗粒粗大、砾石含量高,局部蛮石富集,滩尾颗粒变细。砂砾石层总厚度10m15m。山
21、坪堂骨料质量基本与红柳滩相同,各项技术指标相近,仅山坪堂细骨料级配稍差,粒度模数偏小(平均2.43,略低于规范下限2.5)、孔隙率(37%41%,最小30%)、体积膨胀率(5.5%13%,最大17.5%,最小3.7%)稍优于红柳滩细骨料。因山坪堂与红柳滩仅一河之隔,骨料来源与沉积环境相同,预计山坪堂料场中活性骨料成份及含量与红柳滩相近。开采条件中除增加一个跨河运输问题外,其他基本相同。综上所述,红柳滩、山坪堂两料场距离坝址10km左右,储量丰富,质量满足要求(仅个别项目超标),活性骨料不具潜在有害反应。故推荐红柳滩为本工程主体建筑物混凝土骨料场,山坪堂为备用料场。6.2人工骨料根据某某工程区岩
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