05--施工导流与水流控制.docx
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1、第五章 施工导流与水流控制5.1概述5.1.1 水文气象xx水库枢纽工程坝址以上流域面积为621km2,流域洪水主要由暴雨形成,洪水过程陡涨陡落,峰高量小历时短,洪水过程线多为单峰型,一次洪水过程历时36小时。坝址处分期洪水成果见表5-1。 分期洪水成果表(单位:m3/s) 表5-1 分期均值P=1%P=2%P=5%P=10%P=20%34月3.922.618.513.29.35.856月6150339125315981.578月26118081435978661378911月19.414411475.949.827.3本流域地处大陆性气候区,春季干燥多风,夏季炎热多雨,秋季早晚温差大,冬季寒
2、冷而漫长。暴雨多发生在78月份,系本流域洪水主要成因。根据呼和浩特市气象站实测资料统计,多年平均气温6.0,历年极端最高气温37.3,历年极端最低气温32.8;多年平均降水量413.1mm;多年平均风速为1.8m/s,最大风速28m/s,多年平均最大风速17.2m/s。最大冻土深度为1.56m。根据xx水文站冰情资料统计分析,开河流冰一般在4月份,多年平均流冰天数为5天,封河流冰一般在1112月份,多年平均流冰天数为8天,多年平均封冻期为124天;最大冰厚1.69m。开河形式为文开河,无冰塞、冰坝等特殊冰情。5.1.2 工程地质条件左坝肩岩体由花岗片麻岩组成,矿物成份分布均匀,极限抗压强度Rc
3、100-130Mpa,抗风化能力强。右坝肩岩体发育三组结理, 产状 803660、304045、 102035。谷坡平均坡度为3040,由于节理的切割,岩体在水流的作用下局部可能有零星落石发生。坝基覆盖层为第四系松散层,主要由河流相砂砾石层及含砂层构成,含有少量粉土,局部夹中细砂透镜体,厚度11m27m, 靠右岸较厚。渗透系数为0.3710-1cm/s,属强透水层。其下为花岗片麻岩,上部弱风化带最大厚度为12.5m,该层单位吸水率为18Lu,属较严重透水岩石。其下为微风化岩石,属微透水岩石。5.1.3 施工导流与水流控制工程包括以下内容:(1)坝址区的导流和截流;(2)导流明渠及一期小围堰;(
4、3)坝址区上、下游横向围堰和分期纵向围堰;(4)坝址区或厂址区安全渡汛、排冰凌和防护工程;(5)建筑物的基坑排水;(6)导流建筑物拆除;上述工程项目的工作内容包括建筑物的设计和施工;材料、设备的供应和试验检验;临时建筑物及其设施的拆除以及本合同规定的质量检查和验收等工作。5.1.4 导流工程的进度控制期限(1)2002年11月20日2002年11月24日修建一期小围堰,2002年11月25日2002年12月5日抢建左侧砼防渗墙;(2)2002年12月10日2002年12月29日,进行二期围堰的施工。(3)2003年4月11日2003年10月25日,进行右岸主坝的施工,截止2003年8月20日右
5、岸坝体应填至1443m以上高程;(4)2003年6月30日泄洪排沙洞可以过流;(5)2003年6月25日开始,上游从两侧进行堵口围堰的填筑,7月1日截流,封堵龙口,至7月5日,上、下游堵口围堰全部完成。(6)2003年7月1日后,由泄洪排沙洞导流;堵口围堰形成之后,水库参加施工洪水的调蓄,以削减洪峰,降低洪水位;(7)2003年10月25日,大坝主体工程完工;5.1.5 导流工程量表导流工程主要工程量表见表5-2导流主要工程量表 表5-2工程项目单位导流明渠围堰填筑围堰拆除土工膜铺设编织石袋护面工程量m362002743017000970030005.1.6 引用标准(1)防洪标准 GB502
6、01-94(2)水利水电建设工程验收规程 SL2231999(3)水工建筑物水泥灌浆施工技术规范 SL6294(4)水利水电工程施工组织设计规范 SDJ33889(5)水电站基本建设工程验收规程 SDJ27588(6)水工混凝土施工规范 SDJ207-82(7)本章各专项施工技术涉及的其它章节引用的标准和规程规范。5.2 施工导流和截流5.2.1 导流方式根据本地区河道为时令河,常年水量小,洪峰历时短而集中,暴涨暴落,本工程规模较小,工期短,工程可在一个枯水期内建成,采用明渠与泄洪洞相结合,分期导流的方式。5.2.2 导流程序本工程分三期导流,一期导流时段为2002年11月20日2002年12
7、月30日,泄流通道为右侧的河漫滩地,在此期间,抢建左侧砼防渗墙及进行左岸导流明渠的开挖。二期导流时段为2002年12月10日2003年6月30日,由左侧开挖的导流明渠泄流,二期围堰基坑内,进行右岸主坝的施工工作。2003年6月30日后,主河床进行截流,通过泄洪排沙洞泄流,在堵口围堰的保护之下,进行左、右岸坝体施工。2003年8月20日,右岸大坝高程达到1438.8m,左侧坝体高程为1423.8m,形成过流缺口,为7、8月份发生的洪水留出宣泄的通道。2003年10月30日主体工程完工。施工中以发包人委托其他承包人所做的渡汛设计为准。5.2.3 导流标准导流建筑物设计由发包人或发包人委托其他人负责
8、,并由其提供施工围堰设计、渡汛设计、施工排水等工程项目的设计。但由于投标的需要,我们对导流建筑物及其施工作如下规划:按照水利水电工程施工组织设计规范SDJ-338-89和水利水电工程导流导则DL/T5114-2000规定,围护1、2级永久建筑物的导流建筑物,使用年限3年以内,堰高50m以下,其级别为4级,4级土石结构导流建筑物的洪水重现期为20-10年,考虑到使用年限和经济等因素,设计采取洪水重现期10年一遇。据表5-1xx水库施工期洪水成果Q10%汛期(7-8月)流量为661m3/s,据此标准进行导流明渠与围堰设计。5.2.4 施工导流工程设计与施工xx水库大坝、放水洞工程导流建筑物主要为导
9、流明渠,一期小围堰,二期上、下游横向围堰和纵向围堰,及三期堵口围堰。5.2.4.1 导流明渠的设计与施工(1)导流明渠的设计导流明渠布置在二期上游横向围堰左侧,下接左岸原主河槽,明渠断面型式为梯形,不衬砌,渠底宽12.9m,边坡1:1.3,渠深2m,断面面积为31m2,需修建的明渠长度约为200m,开挖方量约为6200m3。导流明渠的施工道路为3#路,道路的布置见第十章施工道路布置图。(2)导流明渠的施工渠道的开挖采用1.2m3液压反铲进行,D85推土机集渣并堆于右岸河滩地的临时堆料场用于围堰的填筑。5.2.4.2围堰的设计与施工(1)施工条件:施工场地较开阔,导流施工现场具备堆存材料的条件,
10、施工通道利用坝体填筑的施工道路4#和4#。(2)围堰料场:围堰所用砂砾石料均取自距坝址0.5km的上、下游河床内的砂砾石料场,采用3m3装载机装20t自卸车运到现场。二期导流横向围堰土石料利用一期围堰拆除料、导流明渠的开挖料及本工程提供的砂砾石料场的砂石料。(3)围堰的形式与施工方法 一期围堰的形式与施工A一期围堰形式:一期围堰的导流时段为2002年11月20日2002年12月30日,河水泄流通道主要为右岸河漫滩地。在一期围堰的保护之下,左岸进行砼防渗墙的施工。一期围堰的围堰形式为土石围堰,围堰轴线长约为62.5m,堰高3.3m,堰顶宽2.0m,堰坡坡比为1:1.3,一期围堰的填筑量为1298
11、 m3(一期围堰中建于二期纵向围堰位置处的工程量包含于二期纵向围堰中)。一期围堰的平面布置图见附图5-1,典型剖面见附图5-2。B施工程序基础清理砂 砾 石 填 筑碾 压拆 除C施工方法:一期围堰的砂砾石回填料取自距坝址500m的主河床砂砾石料场,采用3m3装载机挖装20t自卸汽车运输到围堰填筑现场卸料填筑,待添至水面以上,再用1.2m3液压反铲取料填筑并整形,并用蛙式夯实机振动压实。 二期围堰的形式与施工A二期围堰形式:二期围堰的导流时段为2002年12月10日2003年6月30日。二期围堰的堰体填筑在2002年12月1日2002年12月30日完成,2003年4月再进行铺土工膜、编织石袋砌护
12、及围堰加高等的工作。二期上、下游横向围堰、纵向围堰的围堰形式为土石结构,填筑量共18636m3围堰轴线长分别为140m、120m和250m,堰顶宽4.0m,堰顶高程为1409.1m,迎水面堰坡比为1:2,背水面堰坡比为1:1.3。二期围堰平面布置图见附图5-1、二期上、下横向围堰典型剖面见附图5-2。B施工程序基础清理砂砾石分层填筑碾压基础碾压围堰拆除编织石袋护面土工膜铺设C施工方法:a填筑前的准备工作 .测量放线在接到监理单位提供的测量基本数据后,校测基本控制点和基线的测量精度,并复核其资料和数据的准确性。水下部分围堰填筑前,首先由测量人员对水下原始地形进行测量,并按图纸及工程测量精度要求进
13、行测量放线,在纵向围堰上设置明显的标志,标明上、下游围堰的中心线的位置及堰顶宽度。水上部分围堰填筑,由测量人员沿堰轴线方向每隔一定距离施设样架。II碾压实验水上部分围堰填筑前,需进行碾压实验。碾压试验结合砂砾石坝的碾压试验进行。在现场选择一块较平坦的工作地作为碾压试验场地,场地面积31m22m,并用白灰标出其外边线及观测沉降点和容重观测点的位置,在测点上铺上尺寸不小于4040cm的油毡,并用木桩固定,测量其高程,并按0.8m厚度进行铺料。然后在观测点上测量高程,计算实际铺料厚度。上述工作完成后,用振动碾按规定要求对砂砾石料依次碾压,对粗粒材料,压前冲水。每压12遍后在观测点上观测其高程一次,最
14、后用试坑灌砂(或灌水)法测其压实后的干容重,并在原地面观测点处测量其高程,计算压实后基层沉降值。试验完毕后,绘制干容重与碾压遍数的关系曲线及碾压遍数与土层沉降量的关系曲线,并将最终的试验结果报告监理工程师,得到批准后,在水上部分围堰填筑施工中执行。b围堰填筑:二期围堰的填筑由上、下游围堰向纵向围堰方向分两个面进行,分水上及水下两部分,采用进占法铺料进行施工 进占法施工示意图I水下部分填筑施工 为确保围堰的施工质量,尽量减少水下部分的围堰填筑的施工量,在水下部分围堰填筑施工前,与有关部门取得联系,尽量选在降雨量小的时段进行填筑,以便将河道中的水位降到最低。水下部分的围堰填筑采用3m3装载20t自
15、卸汽车进占上料,卸料后,由D85推土机向前平料,填筑料填筑厚度以一次堆出水面以上50cm为准,采用12t自行式振动碾进行第一次碾压,由于水下部分填筑层未经过碾压,故第一次碾压遍数加多,为6-8遍。测量人员进行堰坡水下底脚线及水面位置堰坡线控制,辅以1.2m3反铲修坡,来保证填筑坡度。II水上部分填筑施工水上部分围堰填筑的上料,平料与水下部分围堰填筑施工方式基本相同。在水上部分围堰的填筑施工中,控制每次填筑的铺料厚度0.8m,并且其碾压按碾压试验的成果施工。坡面位置由测量人员实地控制。III碾压施工在堰面上布置水管进行洒水作业,先洒水后碾压。振动碾的行驶方向平行于堰轴线,碾压方法为进退错距法,相
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