施工导流及水流控制

第四章施工导流及水流控制4.1概况4.1.1主要项目及施工方案说明施工导截流及水流控制的主要施工项目为：主河床截流工程；上、下游围堰填筑、维护、基坑内排水和施工期水流控制及度汛。首先，在截流前完成截流备料的转运与制作、围堰两端水上部分覆盖层及石渣的清理和截流施工Ⅰ期道路填筑；其次在2007年3月20日至3月31日完成截流戗堤施工合龙；再进行截流戗堤闭气、戗堤加高至1802.0m高程及以下的防渗与护坡。在上游围堰加高的同时进行下游围堰施工，下游围堰分两期施工，Ⅰ期填筑至1786.5m高程后进行高压旋喷防渗处理，高压旋喷完成后进行下游围堰Ⅱ期（1786.5m～1790.0m）填筑；完成上游围堰1802.m以下的闭气处理和下游围堰防渗墙施工后，进行基坑排水；基坑初期抽水完成后立即进行上游围堰防渗体和Ⅲ期填筑；最后在2007年6月30日前完成上游围堰Ⅲ期（1802m～1815m）填筑。。。。。。。4.1.2上、下游围堰工程地质条件4.1.2.1上游围堰工程地质条件上游围堰位于面板堆石坝坝轴线上游约267m左右处，左岸岸坡陡立，右岸为Ⅱ级阶地平台，两岸极不对称。河床覆盖层较薄，厚约1～5m，为砂卵砾石夹块石组成。围堰左岸接头处岩性为中细砂岩、砾岩，上覆第四系坡积物，厚约3～5m。围堰右岸接头处为Ⅱ级阶地平台，上部堆积层厚5～10m，基座岩性为弱风化泥质粉砂岩、中细砂岩、砾岩。上围堰处总体地质条件较好，断层不发育，岩体透水性较弱，河床覆盖层薄，易于防渗处理，可满足围堰基础要求。4.1.2.2下游围堰工程地质条件下游围堰位于坝轴线下游585m，坝址下游吊桥上游210m处。该处平水期河水位高程1779.65m，河面宽60m左右，水深10m。河床呈宽缓的“Ｕ”字型，河床覆盖层薄，厚0～2.5m。围堰左右岸接头处岩性为K13-2砾岩，属弱风化岩体，其上部均被较薄的第四系松散堆积物覆盖。下游围堰处岩体中断裂不发育，基岩透水性较强，需做防渗处理，岩体较完整，可满足基础要求。下游围堰左岸端头河床基础，存在JZ-4标开挖和低线路施工过程中滑落的石渣，有可能存在架空现象，对围堰闭气不利。4.1.3水文资料4.1.3.1积石峡水电站各种频率受上游水库调蓄后的洪水洪峰流量见表4-1。表4-1受上游水库调蓄后的设计洪峰流量表流量：m3/s项目各种频率设计值（%）0.020.10.20.512520Qm75506050585056005400499042803160*此值为逐小时瞬时过程最大流量。4.1.3.2积石峡分期施工洪水成果见表4-2。表4-2积石峡分期施工洪水成果表流量：m3/s月份洪水标准（%）125101～6//146014607～10326027302530238011～12//146014604.1.3.3原河床水位流量关系积石峡水电站截流前上下游围堰处的水位流量关系曲线见图4-1。4.1.3.4分流建筑物水位流量关系截流施工期导流由导流洞和左岸泄洪排沙洞联合承担，导流洞进口高程为1790.0m。上游水位～流量关系见图4-2，下游水位～流量关系保持不变。图4-1原河床水位～流量关系曲线1779178317871791179517990200040006000800010000流量水位上游围堰原河床水位关系下游围堰原河床水位关系图4-2截流后上游水位～流量关系曲线177517801785179017951800180518101815182018251830020040060080010001200140016001800200022002400260028003000320034003600流量水位4.1.4主要工程量见表4-3。表4-3主要工程量表序号项目名称单位工程量备注1上游围堰1.1清坡（含岸边石渣清理）m3175561.2齿槽开挖m327601.3石渣填筑m33173751.3.11802m高程以上部分（直接上堰量）m3596051.3.21802m高程以下部分m32577701.4砂砾石填筑m3312881.5粘土填筑m3101901.6过渡料填筑m3187501.7铅丝笼护坡m357621.8块石护坡m335232下游围堰2.1清坡（含岸边石渣清理）m329692.2砂砾石填筑m3265672.3粘土填筑m316442.4铅丝笼护坡m316963截流工程3.1混凝土四面体m31603.2钢筋笼m310003.3块石抛填m310004围堰拆除4.1上游围堰拆除（1802m以上）m3596054.2下游围堰拆除m3299075围堰工程防渗工程5.1上游围堰5.1.1土工膜m252945.1.2砼截水墙m39505.2下游围堰5.2.1旋喷灌浆m27654.2施工平面布置根据总体工程布置情况，截流与围堰施工平面布置见《第三卷·图册》截流与围堰施工平面布置图（JSX5-TB-4-1）。4.2.1截流储备料场依据招标文件要求，截流工程施工所用材料堆存在右岸木场村堆料场，按照不同材料分区堆放。截流备料场总体平整面积为25000m2，其石渣料堆存场占地面积为15000m2，块石料堆存场占地面积为3000m2，钢筋笼堆存场占地面积为3000m2，混凝土四面体堆存场占地面积为1000m2。4.2.2施工道路依据招标文件，左右岸主要道路均由业主提供和维护，承包人只需布置现场施工道路。根据截流与上游围堰施工需要布置三条填筑料运输道路：均自上游临时施工桥右岸连接道路向下游至围堰位置，高程分别为1793m（截流戗堤高程）、1802m（戗堤加高高程）、1815m（围堰堰顶高程），围堰顶高程道路与上游右岸出渣道路相连接。下游围堰由业主提供的下游右岸4号施工道路引至1786.5m高程。具体布置及工程量见《第三卷·图册》截流与围堰施工平面布置图（JSX5-TB-4-1）。4.2.3施工用电与施工照明主要用电设备有高喷防渗墙施工设备、基坑排水设备及施工区照明等施工用电，电源从本标段上、下游围堰右堰头供电设施点直接引至用电点。截流施工照明电源从上下游围堰左右岸配电箱引至用电点，配置14盏3000w的管型氙灯照明，可满足施工照明的要求。其中上游围堰左岸布置3盏，固定在1819m高程平台；上游围堰右岸布置4盏，固定在右岸山体1820.00m高程左右；上游右岸截流备料场固定3盏，固定在专用灯架上；下游围堰左右岸各布置2盏，布置在左右岸1810m高程左右。4.2.4施工用水主要为堰体高喷防渗墙施工用水，选用2台2”潜水泵从围堰处黄河直接取水，用DN50的焊接钢管将水引至施工作业面。4.2.5施工通讯依据发包方在循化县提供的施工通讯系统与移动电话公司网络，建立施工通讯系统，施工人员配置对讲机20部，并配手机若干部，现场调度室设置两部固定电话。4.2.6水泥浆制浆站本次施工制浆量大，制浆强度高，为满足高峰期施工用浆的要求，在下游围堰布置1个集中制浆站。制浆系统布置见平面布置图，工艺流程见《第三卷·图册》灌浆站平面布置图（JSX5-TB-8-2）。4.2.7高压旋喷施工平台及废浆处理与排放系统高喷灌浆时，孔口必然冒出大量的浆液，此浆液主要由地层中的土砂粒和水泥成份及水混合而成。采用三管法施工时，一部分回灌前面喷射的孔，另一部分浆液经自然沉淀除砂后可重新回收利用，不予回收的浆液作为废浆，及时处理排放到指定点。废浆池的布置见《第三卷·图册》截流与围堰施工平面布置图（JSX5-TB-4-1）。具体结构与钻孔灌浆工程中的废水处理池相同。4.2.8围堰施工取料场上游围堰粘土填料取自于上游土料场，位于坝址上游库区，运距约5km；护坡块石填料取自样板弯弃料场，运距约1.5km；砂砾石过渡料取自甘河滩砂砾石料场，运距约9.5km；石渣料取自左岸坝址上游的样板弯料场的3C料，运距约1.5km。下游围堰堰体填筑料选用甘河滩料场的砂砾石混合料，距下游围堰约9.5Km，粘土填料取自于上游土料场，位于坝址上游库区，运距约5km。4.3上、下游围堰与主河床截流的设计4.3.1上游围堰设计4.3.1.1断面的设计依据招标文件，我局对上游围堰的体型设计进行了复核。上游围堰轴线布置在坝轴线上游约267m处，围堰轴线处河床覆盖层厚约为1~5m。围堰按Ⅳ级建筑物设计，围堰设计标准为20年一遇的洪峰流量，设计流量为2530m3/s，对应的上游水位为1813.5m高程，堰顶高程按规范取1.5m的安全超高，即堰顶高程设计为1815.0m，围堰最大堰高44m，堰顶长度202m，堰顶宽度10m。围堰临时断面加高高程为1802.0m。4.3.1.2防渗体设计上游围堰为土石围堰，截流戗堤采用粘土闭气处理，围堰基础采用混凝土截水墙防渗，深入基岩0.2m，围堰堰体采用土工膜防渗的型式。土工膜设置形式见《第三卷·图册》围堰施工断面图（JSX5-TB-4-2）。工程量：土工膜防渗面积为5294m2，混凝土截水墙950m3。4.3.1.3围堰闭气与防护设计围堰戗堤及围堰临时断面采用粘土闭气，粘土与戗堤间设砂砾石过渡料。围堰上游坡面戗堤1793.0高程以下采用钢筋笼防护，1793m高程以上采用干砌块石防护。4.3.2下游围堰设计4.3.2.1断面设计下游围堰布置在坝轴线下游约585m处，围堰轴线处河床覆盖层厚1m~3m，根据导流洞下泄20年一遇洪水流量2530m3/s，对应的下游水位为1789.06m，堰顶高程按照规范取0.5-1.0m的安全超高，堰顶高程设计为1790.0m，最大堰高14.5m，堰顶长度125m。堰顶宽度考虑到安全度汛时的交通要求，确定为10m。其断面结构设计尺寸见《第三卷·图册》围堰施工断面图（JSX5-TB-4-2）。4.3.2.2防渗体设计下游围堰为戗堤式堰体结构，其顶部设粘土心墙与1786.5m以下的高压旋喷板墙组成全封闭垂直的防渗体系。高压旋喷防渗墙轴线长为125m，截水面积为765m2，防渗墙造孔间距为10m。其断面结构设计尺寸见《第三卷·图册》围堰施工断面图（JSX5-TB-4-2）。4.3.2.3围堰防护设计下游围堰迎水面1790.0m高程以下设1.0m厚的铅丝笼防护。4.3.3主河床截流设计4.3.3.1截流的方式、截流时间和截流流量的设计依据招标文件要求，积石峡水电站施工采用围堰全年挡水、导流隧洞和泄洪排沙底孔联合导流、基坑全年施工的导流方式。（1）截流的方式的确定经我局现场考察并结合我局的施工经验，通过对实际情况的分析和招标文件的要求，本工程在截流时左岸不具备交通条件，只能从右岸向左岸单向进占，选定本工程截流方式选用由右岸向左岸进占的单戗堤立堵截流方式。（2）截流时间的确定根据招标文件要求，截流开始预进占时间不迟于2007年3月20日，3月31日截流，具体时间按业主通知执行。（3）截流流量的确定依据招标文件要求，积石峡水电站截流流量暂定按公伯峡水电站两台机发电，同时考虑公～积区间10年一遇的3月下旬平均流量，截流流量为691m3/s。4.3.3.2截流戗堤设计依据招标文件进行截流戗堤断面的设计：截流戗堤的顶高程为1793.0m，戗堤轴线距围堰轴线47.95m，堤顶宽为10m，堤顶轴线长约124m，戗堤上游坡比为1：1.3，下游坡比为1：1.5，龙口进占的坡比为1：1.5。最大填筑高度约22m。为减少围堰的填筑量，截流戗堤设计为上游围堰的一部分，位于上游围堰迎水侧。在保证戗堤自身稳定的前提下，由于原河床河面宽度较小，为满足截流抛投强度的施工交通要求和堤头稳定性要求，戗堤顶宽度按发包图要求采用10m。4.3.3.3截流龙口水力特性计算根据原河床及导流建筑物的水位～流量关系，依据我局以往同类截流工程的施工经验，采用图解法计算截流龙口水力特性，比较接近工程实际。（1）截流设计流量在截流中分为四部分Q=Qg+Qd+Qr+Qs（4-1）其中：Q——截流设计流量Qg——龙口流量Qd——分流建筑物泄流量Qr——上游河道调蓄流量Qs——截流基坑渗流量截流时将Qr和Qs作为安全裕度不予考虑。则Q=Qg+Qd（2）不同龙口宽度水力学特性计算龙口宽度根据不同流态采用不同公式分别计算。计算基本假定：视龙口为梯形或三