zg第07章施工导流及排水措施C1

第07章施工导流及排水措施07.1概述下水库由靠沙河一侧残丘和阶地开挖而成，同时修筑一均质土坝将下水库与沙河水库分隔开。下水库施工导流包括：修筑围堰挡沙河水以进行均质土坝施工，库内集雨的排出以及下水库出(进)口的保护。07.1.1水文气象特征溧阳抽水蓄能电站下水库利用伍员山山脚下吴村一带宽缓的浅冲沟和残丘开挖而成，开挖浅冲沟和残丘高程为17.00～55.00m。下水库自然集雨面积1.96km2，水库集雨面积0.706km2，正常蓄水位相应水面面积0.674km2，死水位相应水面面积0.602km2。本地区形成暴雨的天气系统主要是台风、涡切变、槽三类。局部天气形势的强烈变化也会形成短历时小范围的暴雨。暴雨一般发生在6～9月份，主要集中在7～8月份。溧阳抽水蓄能电站上、下水库、沙河水库设计暴雨采用《江苏省暴雨洪水图集》中的太湖流域长、短历时设计点暴雨量见下表。太湖流域长、短历时设计点暴雨量表时段长60min6h24h3d均值4570110140变差系数Cv0.450.550.560.51重现期(年)5000180.5353.5567.6646.82000172.6336.4540.7616.41000153.0294.0470.8541.1500141.3268.1430.1497.0300132.3248.5397.1462.0200125.5233.8372.9435.4100113.4207.2331.1389.950101.3180.6288.2343.03093.9165.7263.8315.72084.6147.0233.2281.41072.0120.4190.3234.5558.993.8148.5185.5348.674.3116.5149.8239.958.691.4120.107.1.2工程地质下水库挡水坝布置于下水库东侧的沙河水库岸边，地面高程为17.5m~20m，坝基上部为覆盖层，下部主要为微风化～新鲜凝灰岩或花岗斑岩。下水库出(进)水口底板高程-17.00m，出(进)水口处地面高程45.00m~55.00m。进洞口埋深约50m~60m，地表覆盖层厚2m~3m，基岩以晶屑凝灰岩为主，全风化深度4m~7m，强风化带下限埋深7m~9m，弱风化带下限埋深20m~50m不等。07.1.3设计标准库盆开挖期间下水库与尾水洞连通前采用全年10年一遇暴雨标准，1d洪量为13.4万m3；当尾水洞与下水库贯通后，为防止来水从下水库进/出水口通过尾水洞进入厂房，在下水库出(进)水口下游采取挡水措施，采用全年50年一遇暴雨标准，1d洪量为20.3万m3。07.2上水库主坝施工期坡面防冲刷措施雨季施工时做好坝面的防护措施，防止填筑料被冲刷。坝体上游面为粒径较小的垫层料，雨季容易受冲刷，施工时联合当地气象部门做好天气预报工作，当有下雨天时，可在距坡面2~3m处，用砂砾料筑起临时小埂，使雨水不沿坡面流下，而使雨水通过坝体渗下。库底高程以下填筑时，要与C2标库底填筑相协调，使库底填筑与坝体填筑始终相差一定高度，并随坝体填筑高程上升而上升，避免由于坝体上游面暴露时间过长引起雨水冲刷。库底高程以上坝体填筑时，随坝体升高及时进行乳化沥青喷涂施工，使其对坝体上游面起到一定的防护作用。坝体下游面填筑料为堆石料，相对不容易受冲刷，施工时坝后砌石随坝体填筑上升而上升，减少堆石料受冲刷的机会。07.3下水库土坝工程的围堰设计与施工07.3.1围堰设计下水库挡水坝布置于下水库东侧的沙河水库岸边，施工时需设置围堰阻挡沙河水库的水进入库盆内，确保下水库均质土坝在干地施工。沙河水库正常蓄水位19.000m，汛期(5月~9月)限制水位18.000m。枯水期10月~12月、1月~4月多年月平均水位分别为16.080m、15.910m、16.040m、16.320m、16.680m、17.140m、17.770m。根据沙河水库水文及运行特点，汛后来水量减少，继续进行溧阳市生产生活供水，水位逐渐降低。下水库围堰为Ⅳ级建筑物，结合沙河水库水文及运行特点，拟定围堰顶挡水水位为18.00m，考虑安全超高及护坡厚度，围堰顶高程拟定为18.80m。围堰采用均质粘土围堰，堰顶高程18.8m，最大堰高约3.8m，顶宽4m，堰长约420m。堰体上下游边坡1:2，下游边坡采用0.5m厚的石渣护坡，堰顶及上游边坡采用0.3m石渣护坡，围堰沙河水库侧坡脚设1m厚的粘土铺盖进行水平防渗，粘土铺盖长10m。围堰布置见附图LX/C1-07-01。围堰工程量：粘土约16800m3。石渣约6000m3。围堰典型断面结构示意图07.3.2围堰施工均质粘土围堰布置在挡水坝外侧，且部分地段处于沙河水库库内，水库内水为静水，围堰填筑时从围堰两堰头开始，相向向围堰中部进行进占填筑。围堰填筑粘土料采用下库盆开挖的合格土料，在围堰施工前做必要的物理力学指标和填压试验。10.004.0016.0粘土铺盖15.01：2.01：2.0均质粘土围堰0.5m厚石渣护坡1：1.518.80.3m厚石渣护坡围堰施工时在库盆内做临时施工道路通向两堰头进行填筑，粘土采用自卸车运输，推土机摊铺及碾压。粘土铺盖填筑则采用长臂反铲进行填筑，并采用长臂反铲进行压实和整形。护坡石渣跟进填筑，防止粘土在填筑过程中流失并污染库内水源。07.4下水库进出水口挡水建筑物设计与施工07.4.1挡水建筑物设计一、预留岩坎设计下水库由开挖形成，进出水口开挖底高程为-21.5m，库底高程为-2.0m，为防止来水从下水库出(进)水口通过尾水洞进入厂房，在下水库出(进)水口下游需要修建挡水建筑物挡水。根据现场条件及本工程特点，本项目挡水建筑物拟采用预留岩坎进行挡水，采用全年50年一遇暴雨标准，1d洪量为20.3万m3。根据施工总进度安排，下水库进出水口与尾水洞贯通时间为2012年底，到2013年汛期，下库库盆开挖大约已完成85%以上，库底-2m高程面积大于50万m2，按一天洪量20.3万m3考虑，库内积水深度约0.4m，考虑安全超高及开挖面不平整造成局部积水较深等因素，预留岩坎高度为1.00m即可满足挡水要求，即预留岩坎顶高程为-1.0m，岩坎顶宽1.50m，上、下游坡比为1:1。考虑不影响进出口施工等因素，预留岩坎布置在进出水口拦沙坎下游约10m处，预留岩坎长约270m，工程量约700m3。预留岩坎平面布置图及结构图见附图LX/C1-07-02。二、洞口围堰设计下库进出水口与尾水洞贯通后，为防止进出水口集雨面积内的雨水进入尾水洞，在洞口设置临时粘土草袋围堰挡水。下水库进出水口积水按每小时的排水量考虑，即900m3(计算过程见下节内容)，进出水口开挖高程-21.5m的面积约为4000m2，因此积水深度约为0.23m，考虑安全超高等因素，围堰高度为1m即可满足挡水要求。围堰布置在洞口-21.5m高程处，顶高程-20.5m，顶宽1m，上下游坡比1:0.5。两个洞口围堰长度均为12m，工程量共约36m3。07.4.2挡水建筑物施工一、预留岩坎施工下库盆开挖至预留岩坎顶高程1m以上时，预留1m采用保护层开挖，保护层开挖采用手风钻钻孔进行光面爆破，具体爆破参数和施工工艺详见第8章相关内容。渣料采用反铲挖掘机装渣，自卸汽车运输至中转料场或直接上坝。二、粘土草袋围堰施工粘土草袋采用人工装粘性土，装土量为编织袋容量的2/3，袋口用麻绳或细铁丝缝合紧密。堆码时每填筑一层土袋，表面均撒铺一层粘土料。同一层草袋之间的接缝也要用粘土灌实，以加强接缝的止水。相邻草袋码砌时，上下左右互相错缝，尽可能堆码整齐、密实。07.5下库盆和进出水口排水系统设计与施工本工程下库库盆开挖面积大，暴雨期间施工排水强度大，且工程处于天目湖景区，环保要求高，施工时根据具体情况制定详细的措施，确保工程达到环保要求。根据本工程布置特点，下水库由开挖形成，库底高程为－2.00m，库外高程在15.00m以上。考虑本工程特点及开挖顺序，岸坡雨水通过布置截水沟拦截坡面汇水，库内集雨的排除考虑采用水泵抽水方式，并在下库南侧库岸位置布置污水处理系统，处理后循环利用。污水处理系统详见第19章相关内容。根据施工时间及排水方式和排水部位的不同，下库盆施工排水分三个阶段考虑：一、第一阶段截、排水该阶段排水主要为开挖初期的排水，排水时段从工程开工至2011年汛前，进点后即组织进行坡顶截水沟的开挖施工，排水方式采用拦截坡面汇水和抽排开挖较低处的积水相结合的方式。该阶段排水主要包括三个方面：①进点后根据现场情况对进入库区的来水进行堵截，并引出库外。②开挖初期即在开挖坡顶及环库公路内侧设截水沟及排水沟拦截坡面雨水。同时，由于库盆开挖3区开挖较迟，在土坝未形成之前沿2区和3区之间的开挖边线设截水沟拦截3区内的汇水，并与环库公路内侧排水沟形成一个统一的截排水系统，拦截坡面雨水；③根据下库盆开挖施工顺序，开挖时分别沿12#道路下卧至库底、沿14#道路向进出水口侧下卧至库底，道路开挖过程中形成开挖最低点，在两条道路最低点设置两个临时泵站排水。由于该时段为一般时段，积水主要为雨水、渗水及施工弃水，因此临时泵站分别布置4’潜水泵若干排水。④由于下库库盆开挖面积大，开挖工作面较多，开挖过程中可能行成局部开挖不平整，造成局部积水的情况。因此施工过程中备用若干台4’潜水泵，根据具体情况在开挖较低点布置临时集水井，利用潜水泵抽排积水。潜水泵预计准备10台以上。下水库第一阶段施工排水布置见附图LX/C1-07-03。二、第二阶段排水第二阶段排水指库盆开挖落底后的排水，排水时段从2011年汛期至2012年9月汛期结束，排水按全年10年一遇暴雨标准，1d洪量为13.4万m3。其中坡面雨水仍采用坡顶截水沟和环库公路内侧排水沟拦截。根据下库开挖施工顺序，库盆内下卧道路在2011年汛前已经落底，并在下卧道路端头沿-2m高程开挖，形成2个水池，同时在水池内分别开挖集水井、布置1#、2#泵站。2011年汛期暴雨期间，雨水汇集于2个水池内，考虑到排水量大，排水强度大等因素，将雨水在水池内进行沉淀，并利用泵站布置的水泵按污水处理系统的处理能力将积水抽排至污水处理厂，处理后循环利用。2个水池的容量见下表，由此可知，2个水池的总容量大于1d洪量13.4万m3的要求；下水库第二阶段排水水池特性表部位面积(m2)水深(m)容量(m3)1#水池320003960002#水池15000345000合计470003141000下库污水处理系统的设计处理能力为600m3/h，池内积水约10天处理完。池内积水处理期间库盆开挖可在6m高程以上的开挖面进行。根据2个水池的容量及污水处理系统的处理能力，在2个水池内布置2个泵站，泵站的排水设备见下表：下水库第二阶段施工排水设备表序号排水设备型号、数量备注1#泵站IS150-125-315型水泵三台(扬程32m，流量200m3/h)其中一台水泵备用2#泵站IS100-80-160型水泵三台(扬程32m，流量100m3/h)其中一台水泵备用局部排水4’潜水泵若干根据具体情况在开挖高程较低点布置平常时段施工时，施工排水主要为降雨、渗水、施工废水等，降雨按年平均降雨量考虑。经初步估算，排水强度约300m3/h，小于污水处理系统的处理能力，可将集水井内的施工弃水直接抽排至污水处理系统处理。施工时根据具体情况适时调整水泵数量级型号，确保水泵能满足排水强度的要求。考虑到非汛期施工时，为使-2.0m开挖高程处于旱地施工，在水池中各布置集水井，集水井底高程-4.0m，集水井容量应满足抽水停机15分钟而不漫溢。集水井尺寸见下表：集水井特性表序号尺寸1#集水井10m×5m×2m2#集水井5m×5m×2m下水库第二阶段施工排水布置见附图LX/C1-07-04。三、第三阶段排水第三阶段排水主要指进出水口及库盆内的排水，排水时段从2012年10月至下水库初期蓄水开始。其中坡面雨水仍采用坡顶截水沟和环库公路内侧排水沟拦截。随着库盆开挖范围的扩大，此时，1#、2#水池已经连通，可拆除2#泵站，利用1#泵站将库盆内的积水抽排至污水处理系统，并配备同一型号的水泵备用。