1、广西郁江老口航运枢纽工程初步设计施工实训报告1 总 论1.1 概述1.1.1 设计依据（1）国家发展改委“关于广西郁江老口航运枢纽工程可行性研究报告的批复”。（2）相关专题报告审查、批复意见。（3）工程勘察设计招标合同文件 。（4）相关法律、法规、标准、规程规范。 1.1.2 工程任务1.1.2.1 地理位置郁江是珠江流域西江水系的最大支流，位于广西的西南部，在东经1044111022，北纬21302438之间。郁江发源于云南省广南县境内的杨梅山，自西北流向东南，源头段称达良河，与达央河汇合后称驮娘江，与西洋江汇合后称剥隘河，至百色与澄碧河汇合后称右江，在南宁市西乡塘区宋村与左江汇合后称为郁江
2、，于桂平市注入浔江。流域自分水岭至干流全长1152km，总落差1655m，平均比降为1.41，郁江流域总面积为89667km2，其中在我国境内78074 km2(广西68352 km2，云南9722 km2)，其余在越南境内。最大支流为左江，流域集水面积为32379 km2，其中越南部分11593km2，广西部分20786 km2。老口坝址位于郁江上游广西壮族自治区南宁市区，在左、右江汇合口下游4.7km的龙山村，上距左江山秀坝址84km，距右江金鸡滩坝址121km，下距西津坝址198km。老口坝址控制集水面积为72368km2。1.1.2.2 工程任务新中国成立后，郁江流域自20世纪50年代
3、开始进行开发规划。水利部珠江水利委员会1982年提出了珠江流域西江水系郁江综合利用规划报告，并不断对郁江规划作了补充和修订，提出的干流梯级开发方案为：从定安至桂平共布置十个梯级，即瓦村、百色、东笋、那吉、鱼梁、金鸡滩、老口、西津、贵县（蓑衣滩）、桂平（马骝滩）等十级开发方案。国家计委以计土 19851075号文“关于珠江流域西江水系郁江综合利用规划报告审查意见的批复”，原则同意郁江综合利用规划报告成果，同时提出郁江流域应以防洪、航运、发电为主，兼顾灌溉、供水、水产及其它方面的需要，进行综合开发、综合治理等。根据郁江综合利用规划报告规划成果，老口枢纽正常蓄水位初拟75.6m（黄基），装机容量12
4、万kW，通航规模为21000t，水库预留防洪库容6.2亿m。郁江干流规划的十个梯级中，目前已建成七个梯级（百色、东笋、那吉、金鸡滩、西津、桂平、贵港）。未建的三个梯级中，鱼梁已开工建设、瓦村梯级已完成可研设计工作、老口工程可研设计已经完成。老口枢纽是郁江综合利用规划十个梯级中的第七个梯级，是一座以航运、防洪为主，结合发电，兼顾改善南宁市水环境等效益的水资源综合利用工程；是右江实现级航道目标的重要工程，也是实施郁江流域防洪规划的关键性工程。其主要任务目标如下：（1）航运任务（2）防洪任务（3）发电及其他综合利用任务（4）改善南宁市水环境任务1.1.3.1 工程可研主要结论（2）水运量预测 预测各
5、水平年老口枢纽工程过坝货运量为： 2010年292万t，2020年790万t，2030年1333万t。 （3）航道工程建设规模 航道设计范围为右江金鸡滩枢纽郁江老口枢纽及老口枢纽南宁共计157km。 航道设计标准：内河III级；航道尺度为：2.460480m（水深宽度弯曲半径） （a）坝址选择上坝址 从工程场址的地形地质条件、工程布置及通航要求、施工条件、水库淹没、工程投资、城市发展等方面进行比较。 （b）坝线选择上坝线由于下坝线接头坝较长，坝顶长度比上坝线长605.8m，下坝线方案工程投资比上坝线多。而上坝线进行了水工模型试验，通航条件也基本满足要求，并由于上坝线本阶段地勘工作比较充分，因此
6、，可行性研究阶段选取上坝线为上坝址代表坝线。（c）特征水位及库容 正常蓄水位75.5m；死水位75.0m；防洪高水位：84.2m；设计通航水位：采用10年一遇洪水标准，上游最高通航水位79.73m，坝址下游最高通航水位79.43m；上游水库最低通航水位72.0m；下游引航道出口最低通航水位为61m。 水库总库容为28.8亿m，防洪库容为3.6亿m。 (i)投资估算工程静态总投资487148万元（不含送出工程），总投资511000万元（含送出工程）。 1.1.3.4 枢纽工程建设规模和内容老口枢纽工程建设内容主要包括一线船闸、电站、泄水闸、接头坝、副坝、鱼道等。泄水闸为19孔宽16m的平底闸；船
7、闸等级为级，通航标准为21000t级顶推船队；水电站装机总容量为170MW，安装灯泡贯流式机组5台。1.2 河流概况郁江是珠江流域西江水系的最大支流，发源于云南省广南县境内的杨梅山，自西北流向东南，源头段称达良河，与达央河汇合后称驮娘江，与西洋江汇合后称剥隘河，至百色与澄碧河汇合后称右江，在南宁市西乡塘区宋村与左江汇合后称为郁江，于桂平市注入浔江。流域自分水岭至干流全长1152km，总落差1655m，平均比降为1.41，郁江流域总面积为89667km2，其中在我国境内78074 km2(广西68352 km2，云南9722 km2)，其余在越南境内。最大支流为左江，流域集水面积为32379 k
8、m2，其中越南部分11593km2，广西部分20786 km2。老口坝址控制集水面积为72368km2。施工导流（2）主要工程量施工导流的主要工程量见下表表6.1-2 一期施工导流工程量表序号项目名称单位工程量备注1 石方开挖m3224902 土石围堰填筑m35289403 粘土心墙填筑m31046204 砂砾石反滤料填筑m3127305 土工膜m2274906 陆上块石护坡m377007 铅丝石笼护坡m314008 混凝土纵向围堰m31069209 土石围堰拆除m364629010 围堰混凝土拆除m34120表6.1-2 二期施工导流工程量表序号项目名称单位工程量备注1 土石围堰填筑m339
9、08202 砂砾石反滤料填筑m3236603 帷幕灌浆m8504 土工膜m23905 截流块石m33550.006 截流钢筋石笼m3710.007 龙口段块石护底m34700.008 陆上块石护坡m386809 水下块石护坡m3217010 土石围堰拆除m3361440导流建筑物设计标准及导流方式导流建筑物设计标准枢纽工程等别为I等，大(1)型工程，水电站厂房采用河床式，本工程装机容量530MW，主要建筑物为级，相应临时建筑物为级。本工程项目采用分两期围堰导流方式，根据水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）的规定，采用土石围堰时，其导流标准为洪水重现期为10年。一期围堰导流标准采
10、用全年10年一遇，相应洪水流量为13800m3/s，上游水位79.79m,下游水位79.47m；一期围堰导流时段：导流时段为枯水期2012年5月2013年8月。二期围堰导流标准为枯水期10月15日次年5月31日10年一遇，相应洪水流量为6430m3/s，上游水位75.34m,下游水位72.04m；二期围堰导流时段：2013年10月2014年5月。1.4.4导流方式和导流程序根据枢纽布置、坝址河段比较宽阔、洪枯季节水位、流量变化较大及施工期通航等特点，施工导流采用分期围堰导流方式。施工程序为：共分二期施工，一期同时进行左岸的船闸及右岸厂房和4孔溢流坝施工，利用缩窄后的左岸主河道导流和通航，二期修
11、建左9孔溢流坝，利用已建好的右岸4孔溢流坝导流，同时利用二期围堰蓄水发电和船闸通航。导流建筑物结构形式本工程导流建筑物主要有：一期上下游土石围堰，二期上下游土石围堰，一期、二期共用的纵向混凝土围堰。（1）一期围堰包括上、下游横向土石围堰及纵向混凝土围堰。上下游围堰结构为土石围堰，其堰顶宽7m，上游围堰堰顶高程为81.8m，下游围堰堰顶高程为81.5m，围堰中间为粘土心墙，心墙中间铺设土工膜，心墙两侧铺设砂砾石反滤料，两侧为石碴料，迎背水面边坡1:2。上下游横向围堰迎水面边坡采用陆上块石护坡与水下铅丝笼护坡。一期土石围堰典型断面见附图。（2）纵向混凝土围堰堰顶宽8m，迎背水面坡比为1:0.3及垂
12、直坡度。上游段堰顶高程为8392m，下游段堰顶高程为79.9 m；上游刺墙高程80.2m，下游刺墙高程64.9m，宽度为4m；坝轴上06.25下0077.05段的纵向混凝土围堰与4#溢流坝段结合，为溢流坝体设计断面，宽度8.0m。纵向混凝土围堰典型断面见附图。（3）二期上下游横向围堰结构为土石围堰，上游横向围堰堰顶宽7m，堰顶高程83m77.3m。对桩号段（ES0+85ES0+850+115、ES0+180ES0+210）采用开挖截水槽回填粘土防渗，戗堤顶以下填筑土料，戗堤顶及迎水侧铺设1m厚砂砾石反滤层，反滤层以外部位填筑粘土，填筑完成后两侧采用渣料填筑，迎水面坡度1：2.5，背水面坡度1：
13、2；其余桩号段围堰戗堤顶以下填筑石碴料，戗堤顶及迎水侧铺设1m厚砂砾石反滤层，反滤层以外部位填筑粘土，迎水面坡度1：3，背水面坡度1：2，迎水面采用50cm块石防冲，30cm砂砾石反滤。下游横向围堰堰顶宽7m，堰顶高程73m82.4m，采用帷幕灌浆防渗。对桩号段（EX0+000EX0+120）戗堤顶以下填筑土料，戗堤顶及迎水侧铺设1m厚砂砾石反滤层，反滤层以外部位填筑粘土，填筑完成后两侧采用渣料填筑，迎水面坡度1：2，背水面坡度1：2；其余桩号段围堰戗堤顶以下填筑石碴料，戗堤顶及迎水侧铺设1m厚砂砾石反滤层，反滤层以外部位填筑粘土，迎水面坡度1：3，背水面坡度1：2，迎水面采用50cm块石防冲
14、，30cm砂砾石反滤。二期土石围堰典型断面见附图。一、二期围堰施工方法一期围堰施工方法一期围堰施工一期上下游土石围堰、纵向混凝土围堰的施工。一期导流工程施工顺序为：先进行一期临时土石围堰的填筑,在临时土石围堰合龙闭气后，进行基坑抽排水，然后进行一期纵向混凝土围堰和一期上下游土石围堰的填筑，一期上下游土石围堰的填筑在一期纵向混凝土围堰基本完成后进行。2011年11月2012年4月进行进行一期围堰施工。 6.4.1.1纵向混凝土围堰施工纵向混凝土围堰全长约389m，上游段为坝轴线0222.3606.25,下游段为下0+077.05下0+250, 坝轴上06.25下0077.05段的纵向混凝土围堰与
15、4#溢流坝段结合，为溢流坝体设计断面。纵向混凝土围堰工程量106920m3，断面结构形式如本章8.1所述。在一期临时围堰形成，基坑抽排水之后，在旱地上进行纵向混凝土围堰的施工。（1）基础开挖基坑抽干水后，先清理围堰基础表层，再沿围堰轴线方向分段进行基础石方开挖，基础石方开挖深度较小，直接采用手风钻按保护层开挖方法钻爆施工。（2）围堰混凝土施工1）纵向混凝土围堰施工道路纵向围堰混凝土施工道路为主体工程施工道路，根据施工总平布置及一期主体工程混凝土施工布置，纵向围堰混凝土施工道路主要有两条，即上游下基坑道路9#路，下游下基坑道路10#路。2）混凝土入仓设备的配置A、水平运输设备配置根据混凝土浇筑进
16、度安排，2011年11月至2012年3月浇筑纵向围堰混凝土，砼总量为10.7万 m3，平均月强度为2.14万m3/月。混凝土在右岸拌和系统集中拌制，配备6台15t自卸汽车和6台5t自卸汽车进行混凝土水平运输。B、垂直运输设备配置纵向混凝土围堰施工结合溢流坝施工，上游段布置1台MQ600/30门机；前期浇筑低位混凝土时使用2台反铲及1台BLJ60040布料机，中高位施工时使用一台15t履带吊，1台BLJ60040布料机及1台MQ600/30门机。履带吊吊2m3混凝土罐和门机吊3m3混凝土罐直接入仓。混凝土总入仓强度可达25000m 3/月。纵向围堰混凝土施工平面布置参见一期工程砼施工布置图。C、
17、混凝土施工程序混凝土施工工艺流程及各准备工作要求参见第8章 泄水闸工程有关内容D、混凝土施工方法纵向围堰混凝土基本为C15三级配混凝土，混凝土施工采取分层分块浇筑，混凝土分块依据结构分缝进行分块，每一个结构段为一个分块，混凝土分层根据结构要求、入仓强度等进行分层，纵向混凝土围堰施工分层厚度约在3.0 m,围堰基础利用基岩开挖形式不立模板直接浇筑混凝土。墙体使用3*3钢模翻升模板为主，镜面竹胶板为辅。根据混凝土施工分层分块设计，采取平铺法浇筑。（3）进度计划纵向砼围堰砼浇筑计2011年11月至2012年3月完成纵向围堰混凝土浇筑。6.4.1.2一期土石围堰施工一期土石围堰其堰顶宽7m，迎水面边坡
18、1:2，背水面边坡1:2。土石围堰施工采用粘土心墙防渗,两侧堆石碴料护面。围堰施工内容包括基础开挖清理、围堰填筑。根据施工进度要求一期上下游土石围堰安排在一、二期纵向砼混凝土围堰基本完工后进行施工。上、下游围堰同时进占施工，用厂房、泄水闸开挖料进行填筑，与纵向混凝土围堰连接。根据施工总平面布置，一期土石围堰施工道路主要有两条，即上游下基坑道路9#路，下游下基坑道路10#路。一期土石围堰施工流程为：基础开挖、清理粘土填筑反滤料铺设石碴料填筑。（1）基础开挖、清理根据测量放出的围堰轴线及填筑范围，按设计要求用反铲开挖、清理围堰基础表层土方和砂卵石。围堰基础清理完成经验收合格后进行围堰填筑。（2）粘
19、土填筑一期土石围堰采用粘土心墙防渗，防渗粘土料利用厂房进、尾水渠开挖粘场合格土料，自卸汽车运输至围堰卸车，推土机配合施工。粘土心墙填筑与反滤料及石碴料填筑相错进行，粘土心墙填筑用压路机逐层碾压加高，严格按设计要求进行控制坡比和填筑宽度，现场值班观测，及时调整，确保抛填的断面符合设计要求，同时在铺筑反滤料及填筑石碴料时，作好心墙粘土的保护，以防破坏或污染。（3）反滤料铺设砂砾石反滤层为500mm厚，采用河床开采的砂卵石，自卸汽车运到现场沿围堰粘土体两面侧边卸料，人工配合铺设。铺设要求均匀，厚薄一致，检查是否已布满粘土体两侧及有无漏抛或凸起，若有则用人工处理。（4）石碴料填筑围堰两侧利用土石碴料进
20、行填筑加固保护，土石碴料利用厂房进、尾水渠开挖碴料，自卸汽车运输石碴至围堰，沿土体两侧卸料，推土机配合送料、平整、碾压。石碴料填筑随粘土体填筑上升逐层填高设计高程。围堰边坡在填筑成型后采用反铲修整。（5）堰体填筑必须注意的事项有：1）土石围堰与纵向砼围堰相接的防渗处理，在进行防渗土料填筑时，机械无法碾压到位，需要人工夯实紧密并达到设计要求的抗渗要求。2）坝体填筑前应清除地表植被土层及砂卵石。3）土料中不允许夹杂草、木等物质。4）堰体土料的填筑施工参数应符合经监理人确认的试验参数。5）堰体土料采取大面积铺筑，以减少接缝。当分块填筑时，对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式
21、。6）反滤层的位置、尺寸、材料级配、粒径范围应符合施工图纸要求。7）反滤层与相邻层之间的材料界线因分明。分段铺筑时，必须做好接缝处各层之间的连接，防止产生层间错动或折断现象。一期围堰上下游横向围堰迎水面边坡采用陆上块石护坡与水下铅丝笼护坡。（1）块石护坡对于上下游横向围堰迎水面采用块石防冲护坡。块石通过反铲装1520t自卸汽车，运至工作面，然后反铲摊铺。（2）铅丝石笼护坡1）块石来源块石可以从基坑开挖处处和弃渣场装运，配置一台反铲翻渣，经反铲翻渣和人工拣集挑拣符合设计要求尺寸的块石，同时对超大石进行小炮解小。获取的块石由20t自卸汽车运至工作面。2）钢筋石笼填筑现场焊制钢筋笼，人工码放块石，焊
22、接封口。水下较远部位直接由推土机推至坡面，滚入预定位置，在汽车吊能覆及的部位，钢筋笼利用汽车吊吊放就位。钢筋石笼分层铺设，石笼与石笼之间错缝砌筑，钢筋连接采用焊接。为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均用小片石料填塞紧密。6.4.1.3土石围堰施工机械设备 土石围堰施工机械设备主要利用右岸厂房开挖施工设备,根据本工程的施工进行和施工强度,施工设备配置如下表6.4-1 表6.4-1 一期土石围堰施工主要机械设备配置表序号机械设备名称规格型号单位数量备 注1反铲1.6m3台62长臂反铲1.4m3台23装载机3m3台24自卸汽车20t台205推土机YT220台26汽车吊25t台1二期围堰施工方
23、法6.4.2.1截流时段和设计标准根据招标文件二期围堰控制性要求，二期上下游围堰工程施工计划在：2013年8月至2013年11月完成；截流时间安排在2013年9月下旬。参照水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）的规定，同时结合本工程实际情况，选择9月下旬5年一遇旬平均流量，相应截流流量为2180m3/s。经水力计算，当截流流量全部通过右4孔溢流坝时，上游壅高水位为67.84m，下游水位为66.03m。6.4.2.2截流方案和进占方式根据施工总体方案和布署，结合本工程的实际施工条件和备料场、取土场的布置，截流方式采用下游单戗堤单向立堵右岸端进，下游戗堤合龙后再填筑上游围堰。为了争取
24、主河槽基坑早日闭气抽水，在下游戗堤进占截流时，上游围堰进占可滞后下游戗堤30m左右，目的是分担截流水头落差，降低截流难度。6.4.2.3截流戗堤轴线和龙口位置根据招标文件设计图纸要求，截流戗堤选在下游围堰，龙口设在围堰右侧靠近混凝土纵向围堰，设计龙口宽度为50m。6.4.2.4截流戗堤断面和龙口抛投分区（1）截流戗堤设计9月下旬截流时,旬平均流量为2180m3/s时，对应上游壅高水位为67.84m，考虑施工安全因素和结合围堰的结构，确定戗堤顶高程为68.8m，戗堤顶宽15m，上、下游边坡均为1：1.5。（2）戗堤分区与抛投量根据设计图纸资料，截流戗堤总长约298m，设计龙口为50m，在实施龙口
25、截流前戗堤从左岸预进占248m，预进占抛投量约为46980m3。根据龙口水力计算结果：招标文件提供的二期截流戗堤分区特性表得，戗堤非龙口段和龙口段分区采用抛投料的类别、块径、级配以及数量进行计算和选择，龙口分五区，抛投总量约2.1万m3。（3）截流抛投强度设计截流龙口抛投量为2.1万m3（设计体积），考虑20%的流失则抛投量为2.52万m3。根据以前工程的实践经验，抛投强度在600700 m3/h（设计戗堤体积）为宜。因此本工程按38小时完成龙口截流。每小时需抛投663.2m3（戗堤体积量），机械设备要考虑因部分小料被冲走而加大抛投量的余地。运输设备20t自卸车30辆，推料设备为232KW、1
26、62KW推土机，相应配备其他配套设备，详见表8.2-4截流施工机械设备表。（4）上游戗堤设计上游龙口截流时，上游围堰填筑时水位差变化不大，即在上游合龙后进行，从左右两侧同时进行立堵。6.4.2.5截流施工（1）截流施工程序截流施工程序如下图：（2）施工准备和施工布置1）施工总体布置A、截流施工条件按施工进度计划要求，合龙时间为2013年9月下旬，10月中旬完成截流闭气，主要受施工时的水位影响。B、停车场根据土石围堰料场分布情况和料场的使用时间，拟在左岸布置一临时停车场，总面积2400m2，为截流期间施工设备的临时停放和维护场地。C、施工道路为满足岸坡基础清理、围堰土石渣料等运输要求，拟设2条施
27、工道路进入围堰施工工作面，上游土石围堰施工利用15#路、左岸弃渣场左岸一期草土围堰上横围堰左侧左岸场内已有道路,下游围堰施工利用16#路。施工道路布置详见图施工总平面布置图。D、土石场料场布置根据招标文件提供的条件，预进占土石料主要利用下引航道开挖料，在预进占没有开工前，在左岸土料场附近设截流材料备料场，占地约2400m2，储存前期开挖的土石料，对于前期开挖的较大石料要分开堆放，作截流龙口填筑用，围堰闭气所用土料不足部分则利用右岸基坑开挖土料备料，并做好保护。根据现场实际情况，为了方便施工，围堰填筑料从左岸、右岸弃渣场及右岸主坝土料场取料。2）备料根据设计要求，截流石料分为石渣、块径为0.20
28、.6m的块石、块石串、钢筋块石笼混凝土四面体（2m3）、四面体串。A、截流料（1）龙口所需大石料，在截流施工前选开挖备料，不足部分到石料场开采，并运到截流备料场备用。 （2）采用的钢筋笼为2 m3（长宽高=200100100cm），用25圆钢做5060cm的网眼，再用8钢筋加密网眼使之小于20cm，网眼交点捍接。钢筋笼先做成5面，上顶盖做成块，在现场装满块石之后再加盖，用6钢筋连接扎实。（3）采用的混凝土四面体为2 m3（边长2.5m），浇筑前四面体每面中间部位预埋25圆钢吊环，以方便四面体吊运及四面体串联。3）截流时间的水文预报为了确保截流施工做到万无一失，要做好水文预报工作。为此建议在截流
29、期间，协调和加强勾通上游水电站及水文站的水情传递，确保本工程截流工程的顺利进行。4）原型观测设施根据施工控制点，按土石围堰轴线的设计坐标，用全站仪极坐标测量法，在河的两岸现场放样出围堰轴线；在围堰截流进占阶段，用全站仪跟踪测量围堰的施工，随时测放出围堰轴线和测量进占的桩号，为正确反映施工进程提供依据；特别是在围堰戗堤龙口即将合龙的施工过程中，现场架设全站仪，实时跟踪测量出两岸龙口进占的桩号。测量龙口上下游水位差，用SDH-13D测深仪测量龙口水深及水下地形，把各项测量数据传给现场施工指挥部，以了解抛填进占的现状和变化情况，作为指导施工的依据。截流完成后，及时测量围堰体施工过程中，各种填筑料和围
30、堰形体水上、水下地形图和断面图，最后采用南方测绘公司的CASS5.1成图软件绘制地形图和生成断面图，计算各种填筑料已完成的工程量。测量技术要求按水利水电工程施工测量规范要求执行。为了测量截流龙口的各种参数（龙口流速、龙口分流量、戗堤上下游水位等），截流前做好测量工具和辅助工程等测试准备工作。辅助工程主要在下游截流戗堤左右两端立柱拉钢丝绳中间吊铅鱼，与一般水文站测流工程一样。（2）截流施工方法1）截流施工程序截流施工顺序为：下游戗堤左端回车场填筑左岸预进占下游戗堤单向进占合拢戗堤加高培厚闭气。2）下游戗堤预进占施工截流戗堤预进占总填筑工程量为5.41万m3，戗堤顶高程为68.8m，顶宽15m。在岸预进占248m，采用20t自卸汽车18台， 1.6m3反铲4台，5.6m3装载机1台，162kw推土机2台，232kw推土机2台，形成挖、装、运、抛填一条龙生产作业线进行抛填施工作业。3）龙口立堵截流施工龙口截流措施：设计龙口宽度为50m，计划投料为2.52万m3 （已考虑20%的流失量）。按38小时抛投计算，平均抛投强度每天抛投15916m3 ，24小时不间断抛投，平均每小时抛投663.2m3，采用20t自卸汽车运输抛投，平均每54秒投料一车便可
