10 施工组织设计.docx
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10施工组织设计
10施工组织设计
10.1施工条件
10.1.1工程概况
XX水电站是杜柯河左岸一级支流俄枯果洛沟梯级开发的第一级电站,该电站工程的主要任务是发电。
为单一径流引水式电站,电站取水枢纽控制流域面积169.0km2,设计引用流量4.4m3/s,设计工作水头592.0m。
装机20000kW(2×10000kW),电站由首部枢纽、输水系统、厂区枢纽三大部分组成。
本工程属Ⅳ等小
(1)型工程,主要建筑物按照四级设计,次要及临时建筑物按照五级设计。
电站取水工程由俄枯果洛沟取水口及斯加XX沟取水口两部分组成。
俄枯果洛沟取水口位于俄枯果洛沟与支流斯加XX沟交汇口以上约8.8km的俄枯果洛沟上,由拦河闸及左岸进水闸两部分组成,正常蓄水位3354.00m,拦河闸全长26.5m。
斯加XX沟取水口位于俄枯果洛沟与支流斯加XX沟交汇口以上约5.0km的斯加XX沟上。
由拦河闸及左岸进水闸两部分组成,正常蓄水位3352.50m,拦河闸全长14.4m。
本工程引水线路总长度为11835.83m,均为园拱直墙城门洞型断面。
1号隧洞沿俄枯果洛沟左岸布置,全长8312.68m。
2号隧洞沿斯加XX沟右岸布置,全长3555.15m。
2#隧洞在桩号在隧3+555.15处汇入1#隧洞,共布置6条施工支洞,根据隧洞沿线的围岩类别,对洞身进出口段及跨沟段不同的围岩特点分段采用钢筋混凝土衬砌,对其他洞段根据围岩情况分别采用钢筋混凝土、混凝土、锚杆加喷混凝土进行衬砌。
压力前池采用窑洞式前池,全长40m,前池始端底板高程与引水隧洞底板高程相同,为3343.30m,宽度经28m扩散段,由2m扩宽为3.9m,扩散段底板坡降为I=1:
5,前池池身采用钢筋砼整体浇筑。
压力管道采用明管敷设方式,共设8个镇墩,主管内径为1.2m,长1220.22m,管内流速为3.89m/s。
支管总长38.08m,支管直径0.8m,管道钢材选用16MnRo。
厂址位于俄枯果洛沟与斯加XX沟汇口处的一级阶地上,地形起伏较小并缓倾下游,厂房上游内边坡的下部为崩坡积块碎石夹泥砂土,坡角约25°~30°,边坡稳定;上部为基岩陡坡,坡角28°~42°,天然边坡稳定主厂房总长31.0m,总宽15.9m,总高18.929m。
副厂房总长41.04m,总宽8.70m,总高11.729m。
升压站布置在厂房的左侧,在主厂房后接尾水渠。
尾水池为梯形,底板高程2724.33m,宽10.04m。
发电尾水通过尾水渠汇入原道河中。
XX电站主体工程主要工程量表
表10—1—1
编号
项目名称
土石明挖m3
石方洞挖m3
土石填筑m3
混凝土m3
钢筋t
砌石工程m3
锚杆
1
第一部分:
建筑工程
18526
56253
3374
34554
667
304
8500
1.1
首部枢纽工程
3112
1592
2869
66
162
1.1.1
俄枯果洛沟取水口工程
1975
989
1641
38
80
1.1.2
斯加XX沟取水口工程
1137
603
1228
29
83
1.2
引水工程
4469
56253
190
29021
541
8500
1.2.1
引水隧洞工程
566
55753
24394
428
8500
1.2.2
压力前池工程
2002
500
822
19
1.2.3
压力管道工程
1902
190
3805
94
1.3
发电厂工程
9500
1250
2298
54
142
1.3.1
地面厂房工程
9500
1250
2298
54
142
1.4
升压变电站工程
1445
342
367
5
1.4.1
变电站工程
1445
342
367
5
4
第四部分:
临时工程
478
10253
1008
157
156
242
4.1
导流工程
478
1008
156
4.1.1
导流明渠
336
156
4.1.2
土石围堰工程
142
1008
4.2
交通工程
10253
157
242
4.2.2
铁路工程
4.2.4
施工支洞工程
10253
157
242
本电站以发电为单一开发目标,无防洪、航运、灌溉、漂木等综合利用要求。
本电站施工对外交通运输根据工程区周边交通状况采用公路运输方式。
大宗物资中水泥主要采用拉发基水泥厂生产的水泥,钢筋、钢材、机电设备在成都购买,木材、油料及火工材料由当地解决,生活物资从金川县城采供。
俄枯果洛沟及工程区内的支沟水质良好,可作生产、生活用水;施工用电直接从二嘎里电站引一回10KV线路至工区。
针对该工程的特点,有众多施工队伍可参与施工,可实行招投标选择施工队伍。
10.1.2水文、气象
XX水电站所处绰斯甲河为大渡河上段右岸较大支流,又称杜柯河,河长401km,流域面积16064km2总落差1696m(▽3950~▽2254),平均比降4.23‰,水能蕴藏量136万kW。
俄枯果洛沟为绰斯甲河左岸支流,全流域面积为216km2,河长21.9km,河流源头高程为4370m,河流出口高程为2560m,总落差1810m,平均比降为82.6‰。
斯加XX沟为俄枯果洛沟最大一条支流,发源于马尔康县与金川交界处的处山冈。
河流由北向南流,全流域面积为96.3km2,河长18.5km,河流源头高程为4240m,河流出口高程为2721m,总落差1519m,平均比降为82.1‰。
俄枯果洛沟流域位于地处青藏高原东南缘。
冬季受西北寒流影响较为显著,气温低,降水量少,气候寒冷而干燥。
1、2月份和12月份的月平均气温在0℃以下,每年从9、10月开始降雪至次年4、5月。
降雪期为6-8个月。
由于水气缺乏,雪量不大,积雪深度不大。
夏季因受东南、西南暖湿气流影响,夏季短促,气候凉爽,水气充沛,降水集中,汛期5-10月降水量占全年89%。
据马尔康气象站资料统计,多年平均年降水量为761.2mm,多年平均年降水日为154天,一日最大降水量为53.5mm,多年平均气温8.6℃,极端最高气温为34.8℃,极端最低气温为-17.5℃,多年平均蒸发量为1514.3mm多年平均相对湿度为61%,最小相对湿度为零,多年平均霜期约140天,最大冻土深度26cm,多年平均雷暴日数68.8d,多年平均日照时数为2173.4h,多年平均风速1.2m/s,多年平均大风日数为36.6天,历年最大风速为22m/s。
电站分期洪水计算成果表
表10—1—2单位:
m3/s
位置
分期
QP(m3/s)
P=5%
P=10%
P=20%
P=50%
主沟
坝址
1月
0.75
0.71
0.68
0.61
2月
0.65
0.61
0.57
0.52
3月
1.70
1.34
1.02
0.67
4月
5.56
4.84
4.11
3.01
5月
25.8
21.7
17.6
11.9
6—9月
64.8
54.7
44.2
29.7
10月
22.2
18.5
14.7
9.31
11月
3.91
3.57
3.21
2.65
12月
1.03
0.98
0.93
0.83
位置
分期
QP(m3/s)
P=5%
P=10%
P=20%
P=50%
支沟
坝址
1月
0.66
0.63
0.60
0.54
2月
0.57
0.54
0.51
0.46
3月
1.50
1.19
0.90
0.59
4月
5.03
4.38
3.72
2.73
5月
23.7
20.0
16.2
11.0
6—9月
59.6
50.3
40.7
27.4
10月
20.4
17.1
13.5
8.58
11月
3.54
3.24
2.91
2.40
12月
0.91
0.87
0.82
0.73
厂址
1月
1.78
1.70
1.61
1.45
2月
1.54
1.46
1.37
1.23
3月
4.06
3.20
2.42
1.60
4月
11.1
9.70
8.23
6.04
5月
46.2
38.9
31.5
21.3
6—9月
116
97.9
79.2
53.2
10月
39.7
33.1
26.3
16.7
11月
7.84
7.17
6.44
5.32
12月
2.45
2.34
2.21
1.98
10.1.3工程地质
工程区位于金汤弧形构造带与秦岭东西向构造带间的三角形地块内。
区内出露地层有三迭系中统杂谷脑组及上统侏倭组,岩性均以浅变质石英砂岩、板岩为主。
第四纪全新统地层为各种成因的松散堆积层。
主体构造为轴向近东西向的线状褶皱,断裂不发育,层间错动明显。
区域新构造运动是以大面积地壳抬升为主,无发生强震的地质背景。
据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001,工程区地震动水平峰值加速度0.10g,对应其地震基本烈度为7度。
据《中国地震动参数区划图》GB18306—2001,工程区地震动水平峰值加速度0.10g,对应其地震基本烈度为7度。
电站分别在俄枯果洛主沟和斯加XX支沟的河段上建坝取水。
俄枯果洛沟首部枢纽布置在河流的左岸高河漫滩上,斯加XX沟首部枢纽布置在河流的右岸高河漫滩上,地形利于水工建筑物的布置。
地基持力层为冲洪积块漂卵石夹砂层,
稍~中等密实,透水性强,结构不均匀,其承载和变形能满足建筑物要求。
电站有两条引水隧洞:
一为俄枯果洛沟取水口—前池的1#引水隧洞;二为斯加XX支沟取水口—前池的2#引水隧洞。
主沟1#引水隧洞沿俄枯果洛河左岸傍河山体穿行直接前池,洞线主要穿行在龙日倒转向斜的北东翼。
2#引水隧洞沿斯加XX沟右岸山体穿行直接前池,洞线穿过观音桥复式倒转背斜北东翼及轴部,直抵南西翼。
两条引水隧洞均以Ⅱ、Ⅲ类围岩为主,围岩岩性为三叠系上统侏倭组和三迭系中统杂谷脑组变质砂岩、板岩、千枚岩,以硬质砂岩为主,具备成洞条件。
在隧洞局部洞段的层间错动强烈破碎带、裂隙密集带和结构面不利组合地段应紧跟掘进立即衬砌。
地面前池位于山梁上,压力管线沿山梁顺坡布置,前池和压力管道地段基岩为三叠系上统侏倭组和三叠系中统杂谷脑组的变质砂岩夹板岩、千枚岩,前池地段天然边坡稳定。
压力管线所经地段天然边坡大部分稳定,局部稳定性差。
厂房位于俄枯果洛河与斯加XX河汇口处的一级阶地上,厂基为冲洪积漂块卵石夹砂,其承载及变形能满足要求。
主要工程地质问题是:
①厂房基础置于冲洪积漂块卵石夹砂层上,持力层内可能有泥砂透镜体,存在不均匀变形问题;②厂址位于两河汇口处,基坑涌水较大;③厂区河岸较低,应筑防洪堤,以防汛期洪水,确保厂房安全。
10.1.4天然建筑材料
工程建设需用砂料约1.8万m3,卵石3.7万m3,块石520m3,土料300m3。
但区内河流两岸无符合质量要求的天然砂、卵石料场。
可在距厂区约2~3km的河口附近,沿杜柯河上下游80km河段内,采集漫滩和阶地上的砂、卵石,质量和数量基本能满足要求。
块石料:
可在洞碴中筛选变质石英砂岩、硬质板岩以及开采两岸坚硬的变质石英砂岩、板岩,其质量和数量能满足工程需要。
施工围堰所需土料,可在就近5km范围内采取岸坡坡残积碎石粘土层,其质量和数量能满足要求。
10.2施工导流
10.2.1导流标准及时段
10.2.1导流标准及时段
根据《水利水电工程等级划分及设计安全标准》DL5180-2003的规定,本工程属Ⅳ等小
(1)型工程。
本工程为引水式电站,装机装机容量20MW,工程等别为Ⅳ等小
(1)型工程。
根据防洪标准《GB50201-94》、《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89),永久性主要建筑物拦河闸坝、引水隧洞、前池、压力管道、主副厂房等按4级设计,次要建筑物和临时建筑物按照4级建筑物设计。
考虑其枯期流量较为稳定,故选择导流标准为5年一遇洪水重现期。
其分期洪水计算成果见表10-1-2。
首部枢纽为闸坝,根据水工建筑物的布置情况、结合施工进度分析认为河床建筑物可利用枯水时段建成,推荐采用枯水期明渠导流,导流时段拟选为11~4月,相应:
主沟导流设计流量Q=4.11m3/s;支沟导流设计流量Q=3.72m3/s;厂区导流设计流量Q=8.23m3/s。
10.2.2导流方式
根据闸坝区的地形、地质及水工建筑物布置等条件,导流流量小,导流时段不长,经综合比较主沟采用右岸明渠过水、支沟采用左岸明渠过水、主体工程分期施工的导流方案。
厂房防洪堤低水围堰保护施工。
10.2.3导流规划
根据施工进度安排,第一年10月开始明渠开挖和衬砌,11月初截流并填筑围堰至设计高程,中旬即可进行基础开挖,导流至4月底即拆除围堰,封堵明渠并进行岸坡施工。
第二年枯水期进行水闸上部施工和闸门安装。
10.2.4导流建筑物
由于工程规模不大,导流流量较小,导流建筑物主要为导流明渠、上下游土石围堰和土工膜防渗。
(1)俄枯果洛沟首部导流建筑物
导流明渠总长约184m,底宽1m,边坡0,深约1.25m,考虑进出口水位衔接,进口底板高程为3352.5m,出口底板高程为3347.0m,明渠纵坡约2%,鉴于流速较大,又考虑一期基坑防渗问题,明渠采用浆砌块石护坡。
根据水力计算成果,上游围堰挡水位为3352.8m,加安全超高0.5m,上游围堰堰顶高程为3353.3m,采用土石围堰,堰顶宽3m,迎水面坡度1:
2,背水面坡度1:
1.5。
下游围堰挡水位为3347.22m,加安全超高0.5m,下游围堰堰顶高程为3347.72m,采用土石围堰,堰顶宽3m,迎水面坡度1:
2,背水面坡度1:
1.5。
(2)斯加XX沟首部导流建筑物
导流明渠总长约110m,底宽1m,边坡0,深约1.13m,考虑进出口水位衔接,进口底板高程为3349.17m,出口底板高程为3346.17m,明渠纵坡约2%,鉴于流速较大,又考虑一期基坑防渗问题,明渠采用浆砌块石护坡。
根据水力计算成果,上游围堰挡水位为3350.10m,加安全超高0.5m,上游围堰堰顶高程为3350.60m,采用土石围堰,堰顶宽3m,迎水面坡度1:
2,背水面坡度1:
1.5。
下游围堰挡水位为3346.25m,加安全超高0.5m,下游围堰堰顶高程为3346.75m,采用土石围堰,堰顶宽3m,迎水面坡度1:
2,背水面坡度1:
1.5。
(3)厂房导流建筑物
厂房导流建筑物采用低水头土石围堰。
其建筑物结构型式同首部。
导流工程量见表10-2-2。
导流工程量表
表10—2—2单位:
m3
项目
土方
开挖
m3
石方
开挖
m3
M7.5浆砌
块卵石
m3
M7.5砂浆抹面m2
土石
填筑
m3
草袋填土护面
m3
土工膜
m2
导流明渠
256
80
156
520
围堰
142
985
130
260
合计
398
80
156
520
985
130
260
10.2.5导流建筑物施工
1、施工程序
根据导流规划及方案,施工导流采用明渠导流方式。
第一年10月进行明渠开挖及闸坝枯期水位以上土石开挖,11月初完成明渠及围堰修筑。
11~次年5月初完成开挖和底板混凝土浇筑。
第二年枯水期完成水上底板混凝土和闸门的安装。
2、施工方法
导流明渠砂卵石开挖采用人工开挖拖拉机运输出碴。
浆砌石的块卵石于渣场人工捡选,农用车运输至工作面,砂浆人工拌制,胶轮车运输。
围堰土石填筑料(土料就近开采)采用人工开挖拖拉机运输出碴,推土机推平压实。
围堰拆除采用人工开挖拖拉机运输出碴运料。
10.3主体工程施工
10.3.1首部枢纽施工
1、工程概况
电站取水工程由俄枯果洛沟取水口及斯加XX沟取水口两部分组成。
俄枯果洛沟取水口位于俄枯果洛沟与支流斯加XX沟交汇口以上约8.8km的俄枯果洛沟上,由拦河闸及左岸进水闸两部分组成,正常蓄水位3354.00m,拦河闸全长26.5m。
斯加XX沟取水口位于俄枯果洛沟与支流斯加XX沟交汇口以上约5.0km的斯加XX沟上。
由拦河闸及左岸进水闸两部分组成,正常蓄水位3352.50m,拦河闸全长14.4m。
2、施工方法
(1)土石方开挖
土方开挖采用人工开挖,人工装渣,拖拉机运输至碴场。
石方开挖采用YT-28风钻打眼,电力起爆,人工装渣,拖拉机运输至碴场。
(2)混凝土浇筑
由搅拌机拌制混凝土,胶轮车运输入仓浇筑,2.2kw插入式振捣器振捣。
(3)土石回填
人工取土回填,蛙夯机夯实。
(4)浆砌石
于开挖料中捡选堆存,人工抬运安砌,人工拌制砂浆,胶轮车运输至工作面。
(5)大块石回填
在开挖料中分选,拖拉机运输,人工抛填。
首部枢纽工程主要施工机械设备表
表10—3—1
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
拖拉机
台
6
2
混凝土搅拌机
台
2
3
灰浆搅拌机
台
2
4
抽水站
座
2
5
潜水泵
台
2
6
清水泵
台
2
7
钢筋剪断机
台
2
8
钢筋弯曲成形机
台
2
9
电焊机
台
2
10
园盘锯
台
2
11
电刨
台
2
12
2.2kW插入式振捣器
台
2
13
蛙夯机
台
4
10.3.2引水隧洞施工
1、主要施工特性
本工程引水线路总长度为11835.83m,均为园拱直墙城门洞型断面。
1号隧洞沿俄枯果洛沟左岸布置,全长8312.68m。
2号隧洞沿斯加XX沟右岸布置,全长3555.15m。
2#隧洞在桩号在隧3+555.15处汇入1#隧洞,共布置6条施工支洞,根据隧洞沿线的围岩类别,对洞身进出口段及跨沟段不同的围岩特点分段采用钢筋混凝土衬砌,对其他洞段根据围岩情况分别采用钢筋混凝土、混凝土、锚杆加喷混凝土进行衬砌。
2、施工方法
引水隧洞采用钻爆法开挖,采用有轨运输,施工均采用先开挖、后衬砌的顺序作业方式。
引水隧洞采用YT-30手风钻钻爆全断面开挖,光面爆破,人工装碴,0.6m3斗车运输至洞口,弃置坡脚,再用装载机装渣,自卸汽车转运至渣场。
引水隧洞按不同围岩类别安排循环进尺,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类围岩,开挖后视围岩稳定情况采用锚喷临时支护,循环进尺2.0m,综合月进尺90m;Ⅴ类围岩段的开挖遵循“短进尺、弱爆破、强支护、勤量测、及时封闭”的施工原则,开挖爆破后及时进行系统锚喷及挂网临时支护,局部地段辅以钢支撑支护。
Ⅴ类围岩循环进尺1.5m,综合月进尺50m。
由于引水隧洞施工控制段较长,独头掘进最大长度近1km,为缩短排烟时间和保证良好的工作环境,施工过程中应加强通风,拟采用88-1双级对旋式轴流风机(2×25kW)进行压入式通风,风机布置在支洞口,风管直径0.3m。
在地下水较丰富的洞段,采用沿隧洞周边预注浆防水,施工期渗水采用设排水沟或隔段设积水坑进行抽排。
混凝土衬砌采用0.4m3拌和机拌制砼,索道运至洞口,手推矿车0.6m3自制砼罐车洞内运输,边顶拱泵送入仓,底板人力辅助直接入仓,组合钢模施工。
混凝土衬砌边顶拱浇筑月进尺90m,底板混凝土浇筑月进尺200m。
固结灌浆采用手风钻钻孔,回填灌浆采用手风钻钻孔或预留灌浆管,灰浆搅拌机制浆,50/10型灌浆泵灌浆。
引水隧洞工程主要机械设备表
表10—3—2
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
YT-30手风钻
台
28
2
0.6m3斗车
台
10
3
自卸汽车
台
6
4
装载机
台
6
5
0.4m3拌和机
台
6
6
胶轮车
辆
30
7
抽水站
座
6
8
88-1双级对旋式轴流风机
台
14
9
50/10型灌浆泵
台
6
10
74kW推土机
台
5
11
索道
座
6
10.3.3前池及溢流支洞施工
1、主要施工特性
压力前池采用窑洞式前池,全长40m,前池始端底板高程与引水隧洞底板高程相同,为3343.30m,宽度经28m扩散段,由2m扩宽为3.9m,扩散段底板坡降为I=1:
5,前池池身采用钢筋砼整体浇筑。
1号隧洞在桩号为6+919.07~6+945.07设溢流堰段溢流堰长6.0m,堰顶高程3345.85,利用4号支洞作为溢流支洞,在溢流堰上游设14.7m长渐变段,下游设9.7m长渐变段。
溢流堰段隧洞宽3.0m,上游隧洞宽1.5m,下游隧洞宽2.0m。
溢流支洞长328.0m,水流由支洞出口流入山沟,在汇入俄枯果洛沟。
2、施工方法
(1)土石明挖
岩石采用手风钻钻孔,浅孔松动爆破,孔深1.2~1.5m,土石采用装载机配自卸汽车运输至渣场。
(2)石方洞挖
采用手风钻钻孔,人工装渣,0.6m3斗车运输出洞,坡脚用装载机配自卸汽车转运至渣场。
(3)砼
采用0.4m3拌和机拌制砼,索道运输至洞口,斗车转运入仓。
(4)固结灌浆
固结灌浆采用手风钻钻孔,灰浆搅拌机制浆,50/10型灌浆泵灌浆。
主要机械设备表
表10—3—3
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
手风钻
台
4
2
装载机
台
1
3
0.4m3拌和机
台
1
4
0.6m3斗车
台
1
5
推土机
台
1
6
胶轮车
辆
10
7
抽水站
座
1
8
2.2kW插入式振捣器
台
5
9
钢筋剪断机
台
1
10
钢筋弯曲成形机
台
1
11
电焊机
台
2
12
园盘锯
台
1
13
电刨
台
1
14
平板振捣器
台
2
15
蛙夯机
台
2
16
50/10型灌浆泵
台
1
10.3.4压力管道施工
1、施工特性
压力管道采用明管敷设方式,共设8个镇墩,主管内径为1.2m,长1220.22m,管内流速为3.89m/s。
支管总长38.08m,支管直径0.8m,管道钢材选用16MnRo。
2、施工通道
为了节约工期,减少对厂房、前池施工压力,沿管道设置人行便道,在管道轴线上方设架空索道2级,其程序按开挖→镇支墩混凝土浇筑→钢管就位→二期混凝土回填的施工程序进行施工。
3、施工方法
压力管道石方采用风钻打眼,人工扒渣至坡脚,用装载机装渣,自卸汽车转运至渣场。
压力钢管在加工场制作,钢管用索道运至安装现场。
钢管安装后,即进行二期混凝土浇筑。
砼浇筑采用0.4m3拌和机拌制砼,索道运输,人工转运入仓,插入式振捣器振捣。
压力管道主要机械设备表
表10—3—4
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
装载机
台
2
2
风钻
台
6
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- 10 施工组织设计