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施工导流方案


3.3 施工导流与水流控制 3.3.1 导流规划 1. 枢纽工程施工导流总方案 皂市水库坝址位于低山丘陵区,河谷切割呈“U”型、系典型 山区性河流。枢纽施工导流采用河床一次断流、隧洞导流加过水围 堰的方案。 即枯水期导流隧洞导流, 围堰挡水, 围护基坑干地施工; 汛期导流隧洞和其它泄水建筑物,联合泄流,允许淹没基坑;施工 导流后期隧洞封堵,由大坝泄水建筑物泄流的导游方式。 2. 导流隧洞施工导流方案 导流隧洞工程是皂市枢纽施工导流中的一个关键项目。 隧洞全 长:76.921m,进口底板高程 74m,坡降 4.7‰,承担枢纽工程施工 期主要泄流任务。包括本合同工程出口明渠、导流洞明洞段,金家 沟蹦坡体处理, 邓家嘴护岸等主体工程及出口明渠围堰等临时工程 施工内容。工程将于 2001 年 9 月 28 日开工,2002 年 9 月 8 日完 工,总工期 345 天。出口明渠围堰围护出口明渠,为以上工程创造 干地施工条件。 1)导流隧洞进口明渠施工导流围堰施工方案: 经认真研究招标文件和踏勘现场,结合主体工程施工总方案、 总进度要求,制定导流洞出口明渠工程施工导流围堰施工方案。 导流洞出口明渠施工采用二期导流方案。一期做枯水期土石围堰, 围护包括隔流堤在内的出口明渠施工区, 挡水时段为 2001 年 11 月

~2002 年 3 月,左岸河床泄流。二期做全年围堰,利用已建隔流堤 作围堰纵向段,横向段接隔流堤尾部与右岸边坡相交作。全年横向 土石围堰挡水时段为 2002 年 4 月~2002 年 9 月,左岸河床泄流。 a.枯水期土石围堰 根据施工总进度,2001 年 9 月底进场,10 月份以不破坏沿江公 路为前提进行出口明渠水部分及山坡体开挖,并利用开挖出碴, 开始填筑枯水期土石围堰。 围堰于 10 月下旬形成具备挡水条件。 在围堰围护下需要完成与主体土石围堰施工相关的 4 个关键项 目施工: 出口明渠导流堤施工至▽85m 高程(将被利用作全年围堰的一 部分) 0+506.517~0+526.517 段 1.5m 厚明渠底板砼浇至▽72m(将被利 用作全年围堰堰基) 0+526.517~0+546.57 段砼面体施工。 (将被利用作全年围堰堰基) 0+526.517~0+546.57 段出口明渠右侧▽85m 以下砼护坡。 b 全年围堰 2002 年 3 月下旬开始拆除枯水期围堰, 并利用拆除出碴及明 渠小坡的开挖出碴填筑全年土石围堰,4 月上旬围堰形成。2002 年 8 月底导流洞为出口明渠沿江, 明渠的及洞身施工创造干地条 件。2002 年 8 月底导流洞主体工程完工。分、在征得业主、监 理单位同意准备拆除围堰。

导流标准: 皂市水利枢纽属于一等工程,按照水利部颁发《水利水电工程 施工组织设计规范》 (SDJ328-89)规定,保护永久建筑物施工 的导流建筑物一般为Ⅳ级临时建筑物,保护导流建筑物施工的 围堰为Ⅴ级临时建筑物。据此,导流隧洞为Ⅳ级临时建筑物。 导流隧洞出口枯水围堰及全年围堰均为Ⅴ级临时建筑物。结合 招标文件要求查《水利水电工程施工组织设计规范》取定导游 标准:见表 3.3-1。 表 3.3-1 项 目 围 设计洪水标准 (%) 流量(m3/s) 水位(m) 堰顶高程 20% 850 77.4 78.15 20% 4930 82.47 84.5 坝址水位 结合右岸沿江公 路 堰 渠全年 导流围堰设计洪水标准 出口明渠枯水 出口明 备注

3.3.2 导流建筑物设计 1. 导流建筑物布置 1) 出口明渠枯水期土石围堰布置 为尽量减少河床束窄程度,有利于河水顺利下泄,枯水

围堰内坡脚距隔流堤 3m 布置,围堰下游转角采用圆弧顺利 过汛,坝利于防冲。围堰堰顶宽度 3m,堰顶高程▽78.15m, 轴线长度 135m,具体布置详见图 3.3.1《导流洞出口明渠施 工导流布置图 1/2》 。 2) 出口明渠全年围堰布置: 全年围堰纵向利用已完成的出口明渠左侧墙及隔流域 横向为土石围堰, 左岸接隔流堤尾部, 右岸与明渠右侧 边坡相交。 全 年 土 石 围 堰 堰 基 落 在 出 口 明 渠 0+506.517 - 0+546.517 的砼底板及砼四面体上,底高程▽72m,堰顶 高程▽84.5m 堰顶宽度 3.0m。全年土石围堰轴线长度 为 50m。具体布置见图 3.3-1《导流洞出口明渠施工 导流布置图》 。 2 系统建筑物结构设计: 1) 出口明渠枯水期围堰结构设计。 A 围堰结构及尺寸 出口明渠枯水期围堰为土石围堰,座落于河床覆 盖层上,河床高程在▽71m 左右,根据指标文件资料, 覆盖层深度在 10m 左右,采用粘土心墙结合高压喷灌 浆防渗板墙防渗。 堰顶高程:设计导流标准。为当年 11 月至次年 3

月 5 年一次洪水,流量为 850m3/s,相应地水位为▽ 77.63m。经水力学计算束窄河流并考虑安全起高取定 堰顶高程为▽78.15m。 堰顶宽度:堰顶宽度为 4m。 边坡:根据填土料性质,参考《水利水电施工组 织设计手册》 土石粘土心墙围堰推荐坡率, 取定水面坡 比为 1∶0.15,两侧设置 30cm 厚砂石料反滤层。河床 覆盖层防渗采用长臂反铲挖掘机挖槽 5m 深回填粘土防 渗。挖槽 5m 仍不到岩层时,以下采用高压喷射灌浆防 渗板墙。防渗板墙上插入粘土心墙 0.5m。下插入岩层 0.5m 喷射灌浆钻比间距 1.5m。 堰体及护坡材料:堰体填筑采用明渠开挖石碴。围堰转角防冲采用 抛石。 围堰结构尺寸详见 3.3-1 《导流洞出口明渠施工导流布置图 2/2》 。 稳定验算:边坡稳定验算,Fsmax=1.153>[Fs]=1.15(规范要求)边 坡符合稳定要求。 2)出口明渠全年围堰结构设计 a 围堰结构形式及尺寸: 出口明渠全年围堰纵向段利用已建出口明渠左侧隔流域, 横向为土 石围堰,堰体座落在已建 0+506.517~0+546.517 明渠砼底板及砼四 面体底板上,采用粘土心墙结合高压喷射灌浆防渗板墙防渗方式。

堰顶高程:设计导流标准为全年 5 年一次洪水标准,设计流量为 4930 m3/s,相应坝址水位为▽82.47m。经水力学计算并考虑河床 束窄及安全起高:并按招标文件要求选取堰顶高程为▽84.5m。 堰顶宽度:选取为 4m。 边坡:根据填土料性质,参考《水利水电工程施工组织设计手册》 选取堰迎水面边坡为 1∶1.6;背水面,边坡为 1∶1.5。 防渗体:采用粘土心墙结合高压喷射灌浆防渗板墙防渗,粘土 墙顶面高程▽83.0m, 坡比 1∶0.15。 两侧设置 30cm 厚砂砾石反滤料。 砼底板以下覆盖层采用高压喷射灌浆防板墙防渗。防渗板墙上插入 砼底板 0.5m,下插入河床岩层 0.5m,喷射灌浆钻孔洞距 1.5m。 堰体及护坡材料:堰体填筑利用出口明渠及山坡开挖石碴。隔流域 转角处汛期采用抛石护底方式防冲。 B 全年土石围堰稳定计算: 经采用电算法对全年土石围堰迎水面边坡进行边坡稳定计算, 结果 如下: Fsmax=1.151>[Fs]=1.15(规范要求)边坡符合稳定要求。 3.3.3 围堰施工 1 出口明渠枯水期土石围堰施工 出口明渠枯水期土石围堰施工从 2001 年 10 月初开始,同月 底形成围堰。 1) 堰体石碴填筑施工

堰体石碴料利用明渠开挖弃碴,分别从上、下游同时进占。 第一次填出水面 50cm 后,利用长臂挖掘机对河床覆盖进行抽 槽挖掘,回填粘土心墙,粘土心墙填平堰体后再分层交叉进 行石碴粘土反滤层填筑、压实,交递上升至设计堰顶高程。 选用 D85 挖土机平土,30T 振动碾压实。 2) 粘土心墙施工: 出口明渠枯水期土石围堰座落在河床覆盖层上,根据招标 文件提供的资料,估计覆盖层深度在 8-10m 左右,围堰及覆 盖层设计采用粘土心墙与高压喷射灌浆防渗板墙相结合的方 式,由于高喷防渗墙造价较高,施工时要求将粘土心墙做到 施工设备所能达到的最深处。 覆盖层抽槽采用一台长臂挖掘机,开挖深度可达 5-6m。粘土 回填选用一台 1.6 m3 反铲挖掘机,两台挖掘机配合作业。在 堰体石碴填出水面后,选择在施工期水位最低时进行抽槽和 加填粘土施工。施工时将抽槽用长臂挖掘机布置在前。分层 掘深,边挖边退。回填粘土用挖掘机布置在后,在槽底开挖 到预定高程后,取堆存粘土,分层回填压实。粘土料利用 15T 自卸汽车从阳泉土料场取土运 6km 到施工现场,卸土堆存待 用。 河床覆盖层以下围堰粘土心墙随堰体填筑交递上升。 3) 围堰高压喷射灌浆防渗板墙施工。

根据围堰覆盖层防渗设计,覆盖层粘土心墙以下至岩层以 上段(5m 左右) ,采用垂直高压喷射灌浆防渗板墙防渗。板 墙穿过河床覆盖层,嵌入风化岩层 0.5m,墙顶插入粘土防渗 心墙 1.0m。板墙采用折线连接,钻机孔距为 1.5m。喷射方向 与钻孔轴线成 20°~30°夹角。 枯水期土石围堰, 灌浆平台设 在▽75.5m 平台。 4) 围堰与岸坡交接处防渗处理方式: 采用开挖岸坡覆盖层回填粘土压实。 5) 主体工程与围堰交叉部位施工方法 由于枯水期围堰堰基部分覆盖了隔流堤外侧,尾部砼四面体 护底及出口明渠下游抛石护底施工区。 该部位施工在围堰拆除时进 行。围堰拆除从上游开始,向下游退,拆除至砼四面体护底区时利 用反铲吊砼四面体掩填至设计高程。明渠抛石护底。与围堰交叉区 在枯水围堰拆除后,立即进行。 2 出口明渠全年土石围堰施工 出口明渠全年土石围堰水下部分在枯水期围堰围护下干地施 工。围堰填筑前应先完成下侧主体工程: 1) 出口明渠左侧墙及隔堤 2) 口明渠内 0+506.517~0+546.517 桩号内底板砼浇 筑及砼四面体护底施工。 3) 0+506.517~0+546.517 桩号▽85m 以下明渠右侧

砼护坡。 根据防渗设计围堰粘土心墙于砼底板上,砼底板以下河床覆盖层, 采用高压喷射灌浆防渗板墙防渗。在进行砼底板施工时,预留灌浆 管至▽75.5m 灌浆平台。全年围堰石碴,粘土心墙,高喷灌浆施工 方法同枯水期围堰。 3.3.4 水流导引控制与抽排 基坑排水,排雨水、渗水、及施工弃水。降水按抽水时段内最大 月降雨量,当天抽干,施工弃水不加。经常性排水时段为 2001 年 11 月~2002 年 3 月,选用一抽水机 6BA-8A 一台。IS100-80-125 一台 7.5KW。泥浆泵三台。抽水站房布置在枯水围堰下游横向段内 侧。三台泥浆泵用于基坑集水。排水存为 270 m3/s。 2) 口明渠全年围堰基坑排水。 出口明渠全年围堰水下部分枯水围堰下干地施工,可不考虑 初期排水。 经常性排水另存,枯水围堰基坑排水量小,但用枯水围堰基 坑经常性排水设施。 3)排水设备性能表见表 3.3—2 表 3.3—2 排水设备性能表 设备名 型号 称 抽水机 6BA-8A (m /s) 170
3

流量

扬程 功率 (KW) 数量 (m) 25 22 1

IS100-20- 抽水机 125 泥浆泵 3.3.5 安全渡汛 1 渡汛规则 本合同工程自 2001 年 3 月 28 日开工,2002 年 9 月 8 日完工, 历经 2001 年~2002 年一个枯水期一个汛期,渡汛规则如一: 2001 年 1 月~2002 年 3 月由出口明渠枯水围堰挡水。 2001 年 9 月底进场,10 月份完成出口明渠枯水期围堰施工,闭是 各挡水防渗能力, 围堰拦洪标准为当年老 11 月~次年 3 月 5 年一遇 洪水,流量为 8500 m3/s。相应水位▽77.4m。要求堰内主体工程施 工要提前完成与全年围堰交叉部位的施工。 2002 年 4 月~2002 年 9 月由出口明渠全年围堰挡水。 2002 年 3 月下旬枯水围堰围护下,填筑出口明渠全年围堰。4 月上 旬围堰形成具备挡水、防渗能力。全年围堰拦洪标准为全年 5 年一 遇洪水流量为 49300 m3/s。 相应水位▽82.47m。 由左岸河床底泄流。 要求附属企业。生产设施布置于▽85m 高程以上。其它临时施工满 足渡汛要求。 2 主要渡汛措施 ⑴认真作好水情预报及防汛人员、物质等组织工作,成立防汛领导 小组,汛期安排人员值班,排查汛情,落实砂砾料、粘土、麻袋、 100 7.5 3 100 20 11 1

块石等防汛物资。 ⑵严格按施工总进度计划完成各项施工任务, 汛前达到相关形象进 度。 ⑶实行防汛安全教育,落实人员、设备进场及撤退预案。 ⑷拟定应对超标洪水预案,合理利用围堰工程安全系数,力保避免 或最大限度减少损失。 3.3.6 围堰的维护与拆除 1 围堰维护 ⑴围堰的维护从填筑阶段就开始,认真检查,保证压实度、坡比、 防渗体厚坡及防护措施可靠性符合设计和规范要求。 围堰施工完毕后,工程技术员定期检查围堰的沉降、位移、裂缝的 渗水变化情况及时处理。⑵ ⑶汛期由专业技术员轮班守护围堰。 2 围堰拆除 在全年月日围堰填出水面后,2002 年 4 月份明渠枯水期围堰。 拆后施工从上游向下游推进,采用 1.6m 挖掘机分层拆除,出口碴 一部分用 15T 自卸汽车运至左岸弃碴场弃碴, 一部分利用于全年围 堰填筑。 2002 年 9 月导流洞工程完工,在工程到及征得业主监理部门同 意后,拆除全年土石围堰。拆除施工用样采用 2m 反 铲 挖 掘 机 挖 土,15T 自卸汽车运至左岸弃碴场弃碴。拆除高程为▽72m。
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