第五章 施工期水流控制方法及说明

四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第27页第五章施工期水流控制方法及说明5.1基本资料5.1.1水文气象马边河流域地处盆地与高山过渡带，属亚热带季风气候，由于域内高差悬殊，气候变化显著，上游河源地区，为高山气候，较为寒冷潮湿，中下游特点是冬暖夏热、湿润多雨。舟坝地区多年平均降雨量为1270.4mm，一日最大降雨量为147.5mm，多年平均降雨天数192天。根据犍为和沐川（与坝址直线距离分别为28km和24km两个气象站资料统计，年平均气温分别为17.5℃和17.3℃，历年极端最高气温为38.2℃和37.9℃，极端最低气温为-2.6℃和-3.9℃，年平均相对湿度为81%和84%，历年最小相对湿度均为18%，年平均蒸发量为1096.5mm和957.6mm，多年平均风速1.5m/s，瞬时最大风速31.0m/s，相应风向NW，据清溪站统计，多年平均水温15.8℃，最高水温26.9℃，最低水温6.3℃。马边河径流主要来源于降水。洪水由暴雨形成，径流年际变化较小，年内分配不均，主汛期为6~9月，其中7~9月最为集中。舟坝电站多年平均流量125m3/s。马边河属山区性河流，山高坡陡，集流迅速，洪水涨落快，历时短，大洪水多为单峰，复峰多为中小洪水，一般单峰历时1~2天，复峰历时2~3天，涨水历时6~10小时。舟坝电站径流成果及分期洪水频率成果见下表5-1-1，表5-1-2。表5-1-1舟坝电站径流成果表频率P%平均流量Q（m3/s）项目105090统计参数均值CvCs/Cv全年1511241001250.162丰水期（5~10月）2351851451880.193枯水期（11~4月）72.960.649.661.00.152四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第28页表5-1-2舟坝电站分期洪水频率计算成果表频率P%数值分期（月）102033.350172.764.75851.6212510385.470.53245185145115456844134426159757686074696~9491038002960228010732554421314113822872181651210392.282.974.011~46004873963165.1.2工程地质坝址区河道呈“U”型河弯地形，枯水期河水面高程378.00m，河水面宽40~60m，水深7~8m。河谷断面呈“V”形河谷，坝址两岸地形陡峭，在420m高程以下两岸谷坡35°~45°，上部谷坡左岸70°~80°，右岸为陡缓相间了阶梯状谷坡，陡坡75°~85°，缓坡40°~80°，平均坡度60°~70°。坝址处河流流向S61°E，为横向谷，岩层产状N25~30°E/SE＜22°~28°，岩层倾向下游，微偏右岸。两岸谷坡基岩露，坡度较陡，约50~60°，枯水期间河面高程378.00m，水面宽度40~60m，水深7~8m。河床覆盖层深度8~12m。坝基及两岸坝肩主要为T3xj6、T3xj8厚~层状砂岩，其间夹T3xj7泥岩、泥质粉砂岩。坝基发育数条与层面平行的层内挤压带，其中j3、j4挤压带发育于大坝主要持力层T3xj6中，对大坝抗滑稳定起控制作用。左岸坝肩卸荷深度较大，谷坡卸荷带水平深度50余m，垂直深度更大，且卸荷裂隙连续性好，倾角陡，张开这贡度1~3cm，局部达5cm以上，充填次生泥，局部无充填成空缝。右岸风化卸荷虽较浅，但在新鲜岩体内与河流流向近于平行的四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第29页N6525~75°W/NE＜70~90°，裂隙多见风化现象，从而降低了裂隙强度。地区地下水按含水介质特征可分成基岸裂隙水与第四系松散堆积层孔隙水两类。据水质分析成果，区内地表水、地下水均为HCO3-—Ca2+—mg2+或HCO3-—Ca2+—mg2+—K+Na+型水。PH值6.9~7.6之间，对砼无侵蚀性。5.2导流方案5.2.1导流建筑物级别本电站装机2台，单机容量51MW，总装机容量102MW。电站枢纽由拦河大坝、进水口、引水隧洞、压力管道及地面厂房等建筑物组成。工程等级为Ⅱ等工程，永久性水工建筑物为2级，次要建筑物为3级，根据《水电水利工程施工导流设计导则》，导流建筑物为5级。5.2.2导流标准根据《水电水利工程施工导流设计导则》，导流建筑物为5级，土石围堰的设计洪水重现期为5~10年。根据本工程施工特点，本工程导流标准是：2004年10月~2005年5月围堰设计挡水标准为3年一遇（洪水流量607m3/s），2005年汛期基坑过水标准为10年一遇（洪水流量4910m3/s），2005年10月~2006年4月围堰设计挡水标准为3年一遇（洪水流量421m3/s），2006年5月坝体挡水标准为5年一遇，2006年汛期坝体渡汛标准为100年一遇（洪水流量8510m3/s），2006年6月~2007年3月各施工工作面设计洪水标准为相应施工时段内5年一遇洪水。5.2.3导流工程的进度控制时限导流工程的进度控制时限根据招标文件第二卷技术条款的规定。5.2.3.12004年10月上旬实施主河床截流；5.2.3.22004年10月至2005年5月完成基坑内的开挖部分混凝土浇筑，坝体浇筑顶高程不低于380.00m高程；5.2.3.32005年6月~9月，基坑过水，基坑内工作停止；5.2.3.42005年10月恢复上、下游围堰，至2006年5月完成基坑清淤并将溢流坝浇筑至溢流堰堰顶高程413.00m，溢流坝具备泄流条件，闸墩及两岸挡水坝段浇筑至423.50m高程，满足汛期继续施工要求；四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第30页5.2.3.52006年6月初导流洞下闸，水库蓄水，6月中旬第一台机组具备发电条件；5.2.3.62006年7月两岸挡水坝段完工；5.2.3.72006年10月闸墩完工；5.2.3.82006年12月溢流坝闸门及启闭机完成安装调试，水库具备正常蓄水发电条件；5.2.3.92007年3月导流洞封堵堵头完工；5.2.3.102007年3月工程竣工。5.2.4导流方式、导流时段及导流流量本工程采用枯期（10月-5月）隧洞导流，汛期允许水毁围堰，河床、坝面导流洞同期过水，汛后围堰修复的导流方式。其中2004年10月下旬~2005年5月，导流设计流量607m3/s，左岸导流隧洞过流，2005年6月~9月，导流设计流量为4910m3/s，由导流隧洞和基坑过水。2005年10月~2006年5月，导流设计流量为607m3/s，左岸导流洞过流。2006年6月~9月，导流设计流量为6010m3/s，溢流坝过水，2006年11月~2007年3月导流流量为218m3/s，溢流坝过水。5.3导流建筑物布置及结构型式5.3.1导流建筑物布置本工程导流建筑物包括上、下游围堰。上游围堰位于坝轴线上游28m处，下游围堰位于公路桥下游20m，且上、下游围堰两端均与左右岸边相接。其布置见导流布置图。5.3.2导流建筑物结构型式上、下游围堰均为土石围堰，堰基冲积层的承载能力尚能满足土石围堰要求。上游围堰堰顶高程为394.00m，顶宽为6m，迎水面坡比为1:1.5，块石护坡；背水面387.00m高程以上坡比为1:1.5，387.00m高程以下坡比为1:4。戗堤顶高程为383.00m，顶宽为6m，上游坡比为1:1.25，下游坡比为1:1.5，防渗采用粘土和高喷防渗墙相结合的方式。下游围堰顶高程为380.50m高程，顶宽20m，上游坡比为1:1.5，下游坡比为1:1.75，大块石护四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第31页坡，防渗采用高喷防渗墙。其结构型式见导流布置图。5.3.3导流工程量导流建筑物工程量见表5-3-1。表5-3-1工程量表项目石碴填筑(m3)粘土填筑(m3)块石护坡(m3)高喷防渗墙(m2)C10砼(m3)基坑清淤（m3）上游横向围堰65025297731623243070314400下游横向围堰23400412713335.4导流建筑物施工5.4.1上、下游横向围堰石碴填筑上游横向围堰施工先进行戗堤填筑，后进行戗堤上游石碴、块石护坡，以及加高培厚。施工采用进占法，从左向右，分层压实填筑，填筑料采用15t自卸汽车运输至坝面，推土机平料，振动压路机压实。粘土和石碴同步平行上升。后进行防渗墙施工。下游横向围堰从左向右填筑，大块石护坡与堰体同步上升，堰体达到设计要求后再进行防渗墙施工。待堰体填筑一定高度后，可进行大块石护坡施工，石料使用前应将其表面的泥和水锈杂质清除干净。且堰体破坡面须平整，大块石直接采用自卸汽车运输，推土机和人工辅助施工，迎水面的块石铺砌应以一层与一层错缝锁结方式铺砌，垫层与干砌石砌层配合砌筑，随铺随砌。护坡表面砌缝宽度不大于25mm，砌石边缘顺直、整齐牢固。砌体外露面的坡顶和侧边，选用较整齐的石块砌筑平整，为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均应用小片石料填塞紧密。5.4.2高压喷射灌浆施工高压喷射灌浆应用于本工程上、下游横向围堰堰体和堰基防渗。上游横向围堰约95m，河床覆盖层厚约7m，主要为卵砾石夹砂，具强透水性，高压灌浆在387m高程上进行。下游横向围堰约65m，河床部位为冲积卵砾石夹砂，厚8~10m，两岸地表覆盖层较薄，地基条件同上游横向围堰，高压灌浆在380.5m高程上进行。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第32页5.4.2.1高压喷射灌浆材料及设备（1）高压喷射灌浆采用425#普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其水泥浆的水灰比为1:1~0.6:1。水泥质量应符合国家标准GB175-92，水泥浆应保持新鲜、受潮结块的水泥不得使用。水泥应经过筛滤，超过4h的余浆不宜使用。（2）根据高喷灌浆需要，可以加粉煤灰掺和料、速凝剂等外加剂。外加剂的掺量应通过试验确定。（3）高压喷射灌浆采用H30、XU300型钻机造孔。高喷台车（包括高压泵、灌浆机、空压机、卷扬机、喷杆、孔口装置、台车）进行高喷作业。（4）高喷钻孔、灌浆设备除性能应满足规定外，其数量应与工程量和施工进度相适应，配套应尽可能优化。（5）高压水、气、浆系统分别应有压力、流量监测仪表，提升装置应有提升速度仪表或标记，孔口装置应有放置速度、摆角、频率的仪表或标记。（6）提升装置与高压泵、空压机、灌浆机、孔口装置间宜设联动装置。5.4.2.2喷灌方式及技术参数本工程采用摆喷方式建造防渗板墙、防渗板墙采用折线型联接。孔距2m，摆动角30º。施工技术参数见表5-4-1。表5-4-1高喷灌浆施工技术参数表项目参数压力（Mpa）流量（L/min）喷嘴数量×直径（mm）水30.0~40.0802×φ1.75~2.5气0.6~0.82000~40002×φ1~2（环向间隙）浆＜1.080~1002×φ12~16提升速度6~12cm/min，摆动频率10~20次/min，摆动角30º5.4.2.3施工程序高压喷射灌浆分为四个工艺程序，即造孔、试喷下喷杆、喷射灌浆和灌浆结束静压灌浆。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/CⅣ）施工组织设计第五章投标单位：四川省水利电力工程局第33页（1）造孔作业a、钻孔分为二序施工，先钻一序，后钻二序。b、采用XU300钻机跟管冲击回转钻进，或用H30型钻机冲击钻进。套管护壁。c、钻孔孔径须大于喷杆直径，孔径采用φ130mm。d、孔位偏差不大于10cm，孔斜不大于1%。（2）试喷和下喷杆a、喷塔就位后，必须试喷1~2min，待水嘴、水、气、浆路及监测装置和其他机具均正常后，才能向孔内下喷杆。b、下喷杆时，应对水、气、浆嘴采用保护措施。c、喷杆必须下至设计深度。d、水、气、浆路必须畅通，输送距离不宜大于50m。e、摆喷的喷射方向角度误差不大于1º。（3）喷射灌浆a、先向孔内送浆，待浆液冒出孔口，并达到规定的