松涛水利枢纽工程施工组织设计原始资料

松涛水利枢纽工程施工组织设计原始资料武汉大学水利水电学院施工教研室一、水利枢纽的组成松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道，右岸土坝和坝后厂房等部分组成。枢纽主要任务是发电，共装三台机组，每台机组15万吨，发电的最低水位为500米，相应库容19.5亿米3。枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对游供水100m3/s流量的要求。枢纽各组成建筑物的工程量见表1。二、施工场地及运输条件1．施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100公里，直线距离约50公里，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12公里，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。左岸坡度45°～80°，陡缓相间；右岸坡度60°～85°，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为410米，枯水季一般水位为418米，河面宽50～60米，深化偏右岸，最深约10米。坝址左岸山峰起伏高出河面约150米以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110米左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地，高程560～580米。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430～440米，沿柳河右岸距坝址约8公里的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200米处的滑沟；右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成70°～80°的交角。由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地，各地段特性如表2所示。各砂料场的颗料组成及物理性质见表3-5。2．运输条件仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50公里。对于水路交通，因柳河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市，可沿柳河岸边进工地。三、气候特征1．气温本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6℃，月平均最高温度为22.9℃，最低为－6.5℃；绝对最高为39.1℃，绝对最低为-23.1℃，日最小变幅1.3℃。坝址附近历年气温观测统计资料，如表6所示。本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1毫米，最大达471.9毫米，其中60～70％集中在7～9月，最大日降雨量为71.8毫米。最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21毫米。暴雨常在下午或晚间出现。降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20毫米，积雪最大厚度为6厘米，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结深度约1米。本地区降水统计资料如表7和表8。3．冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约2～3个月。冬季行凌初期，多为针状，薄片状冰化闭。流冰速度最大为1.45米／秒，最小为0.95米／秒。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2米，最厚可达1米。流冰期一般无过大冰块下泄。4．风向及风速本地区春季多风，最大风速为17米／秒，风向多为东北向。四、水文条件柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在7～9月间。坝址区实测最大流量为5640米3／秒，最小流量为205米3／秒，多年平均流量为830米3／秒；河水含沙量最大达5公斤／米3（7～9月），最小为0.01公斤／米3（1～2月）。峡内流速最大为7米／秒，最小为0.8米／秒。其流量特征资料列于表9～表14。五、工程地质条件坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。柳河流向，在坝址附近转为S260°W，河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520米，右岸约515米。在标高515米时，谷宽约135米，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。坝址区及上下游河床覆盖层厚5－12米。表面0.3米左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10米，覆盖层厚10－12米，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为1000～1200公斤／厘米2，角闪片岩极限抗压强度为900～1200公斤／厘米2。坝址右岸距河边480米处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成70°～80°交角。此坝址处水文地质情况，地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432～446米，单宽涌水量一般为3升／分，最大为120升／分，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。松涛是地震波及区，据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。六、当地建筑材料坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替，各料物主要特征见表3、表4。七、坝体混凝土主要特征坝体混凝土的设计龄期为90天，水工设计中内部混凝土用100＃，外部混凝土用150＃。总混凝土用量比为0.75比0.25。坝体混凝土的配合比见表15。混凝土的容重为2400公斤／米3。混凝土的热学指标及各种材料的热学性能见表16～表17。混凝土采用600＃纯熟料水泥，水泥最终水化热为67大卡／公斤，水泥放热速率m=0.384／天。八、地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源仙州市，有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作。坝区附近村镇不多，且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅。而其它福利设施及住宅需要建设。施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运来，当地只能解决副食品和部分粮食等供应。施工期间施工队伍由公开招标选定。施工用电：初步估计仙州市可供应量最高负荷约1.2万千瓦。坝址区地下水硫酸根（-24SO）含量约2000～3000毫克／升，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。因此基础混凝土有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5％。地下水不宜作为工程用水和生活用水。河水除含沙外，无其它杂质，经沉淀处理后可作为工程和生活用水。表1主要水工建筑物的组成和工程量表序号工程项目挖方（千米3）填方（千米3）混凝土和钢筋混凝土（千米3）灌浆工程（百米）土万(含砂砾石)石方合计土方堆砌石反滤层合计总计其中固结灌浆1河床坝段（1）～（10）1103274377432071372石岸混凝土重力坝右（1～15跨）2403527511885463溢洪道121051017202424150（底板78溢流体72）4右岸土坝14301143170020511010155坝后厂房969648表2各地段特性表顺序名称位置距坝址离（公里）可利用面积(平方公里)高程（米）1李家沟右岸坝址下游1．51．2565～5802明坝右岸坝址下游2．50．5430～4403易家湾左岸坝址下游3．00．3430～4404旧镇右岸坝址下游8．02．0425～460表3各砂料场的颗料组成及物理性质表料场名称粒径（毫米）平均粒径（毫米）容重(吨/米2)比重粒度模数孔隙率（％）0.150.15~0.30.3~0.60.6~1.21.2~2.52.5~5.05.0含量（％）富家沟及孙家沟8.88.8814.420.819.2200.461.572.703.1241.9老虎沟8.8129.615.22014.4200.401.962.672.7326.6宛家沟9.814.79.111.914.79.8300.341.982.672.3525.8表4卵砾石料场天然级配及物理性质表料场名称粒径（毫米）容重(吨/米2)比重粒度模数孔隙率（％）55~2020~4040~8080~120120含量（％）明坝四级阶地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4旧镇淮1910.411.719.327.6121.872.758.7932平谷滩2013.612.414.321.7181.922.748.4929.9表5各料场基本特性表项目料场名称位置及地形面积（平方公里）高程（米）覆盖层厚（米）有效层厚（米）储量（千米3）洪水及地下水情况明坝四级阶地左岸坝址下游1.2公里有两大冲沟0.13550~57026.8（平均）142900卵砾石层与红砂岩接触带雨季有小泉流出旧镇滩右岸坝址下游6.9公里滩石平坦有水渠与阶地相隔0.22410~4160.257.51430常水位在414以下平谷滩右岸坝址下游9公里滩道略有起伏，覆盖薄，有水渠通过。0.13410~4150.185.5708富家沟右岸坝址下游10公里山沟里，河口为冲积滩沟壁黄土覆盖,沟中平时无水0.3715平时为干沟孙家沟3.5200老虎沟0.05460~4802.07.0390表6坝区1953～1988年气温（℃）特征项目月份日平均最高绝对最高日平均最低绝对最低月平均17.513.8-18.3-23.1-6.5214.917.5-15.4-22.1-1.6322.526.9-7.9-16.35.5428.433.2-2.9-8.412.0532.735.53.20.117.4634.236.58.52.921.0735.939.111.79.322.9834.438.310.65.421.5929.131.95.30.516.41023.628.0-2.5-6.610.11117.421.6-10.4-15.31.8127.610.9-15.7-21.6-5.3年平均9.6表7坝区1952～1988年各月降水量（毫米）月份项目123456789101112全年平均1.32.97.913.932.538.362.389.856.619.03.92.0330.5最大16.99.023.427.763.8103.2126.7218.4108.950.613.69.1471.9最小0700.32.15.018.633.212.20.500210.8表8坝区1985～1988年各月不同降水量出现天数统计表降水量月份（天数）全年（天数）1234567891011125mm以下最多6571318201617118515112最少12461112612951393平均4.32.35.78.7151712149.772.76104.35mm以下最多00002345520016最少0000112311007平均000011.73421.70012.310mm以上最多0000011421006最少0000011210001平均000000.30.7210.3004.320mm以上最多0000001110002最少000000000.70001平均0000000.30.30.70001.7表9不同施工期各种频率的最大流量（米3／秒）时段频率1％2％5％10％20％11.1～5.312050192017501610145011.16～5.10134012701170109099710.1～6.304710429037103260279010.16～6.1528402670243022402020表10不同施工期各种频率的最大流量（米3／秒）水位（米）418.00418.5419.4421.50422.50423.60424.65425.55流量（米3／秒）250500100020002500300035004000水位（米）426.40427.15427.65428.20428.70429.50430.05430.50流量（米3／秒）450050005500600065007500