松涛水利枢纽施工设计说明书

'松涛水利枢纽施工设计说明书《水利水电工程施工课程设计》——松涛水利枢纽施工设计说明书专业：水利水电工程班级：11级水电三班姓名：学号：2011301580指导老师：刘全日期：2015年01月14日—2015年01月23日2 松涛水利枢纽施工设计说明书目录1.基本资料及设计数据-1-1.1工程概况-1-1.2施工场地及运输条件-1-1.2.1.施工场地-1-1.2.2.运输条件-2-1.3气候特征-2-1.3.1.气温-2-1.3.2降雨-2-1.3.3冰期-2-1.3.4风向及风速-2-1.4水文气象资料-2-1.5工程地质条件-3-1.6工程材料-4-1.6.1当地建筑材料-4-1.6.2混凝土主要特征-4-1.7其他资料-4-2.施工项目进度安排与时间参数计算-4-2.1工程项目划分-4-2.2主要工程项目工期确定-4-2.2.1准备工程-4-2.2.2施工导截流工程-5-2.2.3河床重力坝工程-5-2.2.4右岸重力坝工程-6-2.2.5溢洪道工程-6-2.2.6右岸土石坝工程-6-2.2.7厂房工程-6-2.2.8收尾工程-7-2.3项目进度说明-8-2.3.1工程总进度控制-8-2.3.2关键线路进度-8-2.3.3右岸重力坝工程进度：-9-2.3.4右岸土石坝工程进度：-9-2.3.5溢洪道工程进度：-9-2.3.6坝后式厂房工程进度：-9-2.4项目时间参数计算-10-3.时标网络图-10-2 松涛水利枢纽施工设计说明书1.基本资料及设计数据1.1工程概况松涛水利枢纽位于柳河干流上的松涛峡，系一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等部分组成。枢纽主要任务是发电，共装3台机组，每台机组15MW，发电的最低水位为500m，相应库容19.5亿m3。枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞，可满足封孔蓄水期对游供水100m3/s流量的要求。枢纽各组成建筑物的工程量见表1-1。表1-1主要水工建筑物的组成和工程量表序号工程项目挖方（×103m3）填方（×103m3）混凝土钢筋混凝土（×103m3）灌浆工程（×102m）土万石方合计土方堆砌石反滤层合计总计固结灌浆1河床坝1103274377432071372重力坝2403527511885463溢洪道1210510172024241504土坝14301143170020511010155厂房9696481.2施工场地及运输条件1.2.1.施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100km，直线距离约50km，坝址附近皆为高山峡谷地区。松涛峡长约12公里，上下游均有比较平坦的山间盆地，可作为施工场地。枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7km，坝区河床两岸山坡陡峻，成V字形。左岸坡度45°～80°，陡缓相间；右岸坡度60°～85°，两岸山顶均为黄土覆盖。坝址河床高程一般为410m，枯水季一般水位为418m，河面宽50～60m，深化偏右岸，最深约10m。坝址左岸山峰起伏高出河面约150m以上。右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地，高出河面约110米左右。与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地，高程560～580m。自峡谷出口起，两岸地势逐渐开阔，呈狭长的二级阶地，高程约430～440m，沿柳河右岸距坝址约8km的旧镇，附近有宽阔平坦的二级阶地。坝内河谷两岸有很多冲沟，左岸主要有坝址下游200m处的滑沟；右岸主要有坝址上游150m处的红柳沟，下游的刘家沟、金沟和银沟等。这些冲沟切割既深且短，均系沿断层及节理裂隙发育而成，与河谷多成70°～80°的交角。由于这些冲沟的切割，使坝区地形变得非常复杂，给施工场地布置造成一定困难。坝区附近可供施工场地布置的地段，有右岸李家沟，峡谷出口下游右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地。-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书1.2.2.运输条件仙州到松涛的公路线为六级公路，已建成通车，路线全长约50km。对于水路交通，因柳河上游为峡谷，河窄水急，不能通行船只。有国家铁路干线通过仙州市，可沿柳河岸边进工地。1.3气候特征1.3.1.气温本区为大陆性气候。多年平均温度为9.6℃，月平均最高温度为22.9℃，最低为-6.5℃；绝对最高为39.1℃，绝对最低为-23.1℃，日最小变幅1.3℃。1.3.2降雨本地区雨量稀少，年平均降水量为330.1mm，最大达471.9mm，其中60～70％集中在7～9月，最大日降雨量为71.8mm。最长一次降水延续时间4昼，最大一次降雨量为21mm。暴雨常在下午或晚间出现。坝区多年来各月降水量情况如下表1-2降雪一般于11月下旬开始，最大一次为20mm，积雪最大厚度为6cm，积雪日期一般从11月下旬到次年3月上旬，年平均积雪日数为21.6日，土壤冰结深度约1m。表1-2坝区1952～1988年各月降水量（mm）月份123456789101112全年平均1.32.97.913.932.538.362.389.856.619.03.92.0330.5最大16.99.023.427.763.8103.2126.7218.4108.950.613.69.1471.9最小0700.32.15.018.633.212.20.500210.81.3.3冰期每年11月底或12月初行凌，12月底封冻，次年2月底或3月初解冻。冰冻期约2～3个月。冬季行凌初期，多为针状，薄片状冰化闭。流冰速度最大为1.45m/s，最小为0.95m/s。春季流冰多为坚硬冰块，冰厚一般为0.2m，最厚可达1m。流冰期一般无过大冰块下泄。1.3.4风向及风速本地区春季多风，最大风速为17m/s，风向多为东北向。1.4水文气象资料柳河的年最小流量多发生在1、2月份，3月份上游开始融雪化冰，流量渐增，6月份以后即进入汛期。年最大流量一般发生在7～9月间。坝址区实测最大流量为5640m3/s，最小流量为205m3/s，多年平均流量为830m3/s；河水含沙量最大达5kg/m3（7～9月），最小为0.01kg/m3（1～2月）。峡内流速最大为7m/s，最小为0.8m/s-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书。坝址水文站不同频率的月平均流量见下表1-3。表1-3坝址水文站不同频率的月平均流量（m3/s）频率月份1％5％10％20％85％134832732226521823453383272692293469432410300240458649945832733259595694804253546112071160748240671890102088278562081250105076058053691140870695541480109596305474133851169257948940032812430421406378285全年8406385534464021.5工程地质条件坝区为高山峡谷区。狭谷由震旦纪变质岩构成，其上部为第四纪砾石岩，含砂砾石层及黄土。柳河流向，在坝址附近转为S260°W，河谷呈弯曲形。河谷两岸变质岩顶板出露标高，左岸约520m，右岸约515m。在标高515m时，谷宽约135m，坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖。坝址区及上下游河床覆盖层厚5～12m。表面0.3m左右为黄土覆盖，以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成。河床靠右岸有一深槽，顺河呈长条状分布，深槽处水深约10m，覆盖层厚10～12m，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为1000～1200kg/cm2，角闪片岩极限抗压强度为900～1200kg/cm2。坝址右岸距河边480m处，有一天然冲刷的鞍状地形，溢洪道即建此处，该处系古河道的遗址，两侧有大小冲沟数条，与它成70°～80°交角。此坝址处水文地质情况，地下水属裂隙补给水，数量很少，主要在构造裂隙及局部破碎带内。在坝区变质页岩中还有裂隙承压水，稳定水位432～446m，单宽涌水量一般为3L/min，最大为120L/min，随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化。松涛是地震波及区，据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度。-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书1.6工程材料1.6.1当地建筑材料坝址上、下游均有砂石材料。特别是坝址下游藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般皆符合要求，只有砂质土尚未找到理想的产地，必要时可以采用两岸的黄土代替。1.6.2混凝土主要特征坝体混凝土的设计龄期为90天，水工设计中内部混凝土用C100，外部混凝土用C150。本工程采用600号纯熟料水泥。大坝混凝土浇筑方案为缆机浇筑混凝土。1.7其他资料地方工业、住宅、卫生福利和劳动力来源仙州市，有些地方工业可以利用，这些地方工业可考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作。坝区附近村镇不多，且民房数量不多，只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅。而其它福利设施及住宅需要建设。施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等，均需从仙州市运来，当地只能解决副食品和部分粮食等供应。施工期间施工队伍由公开招标选定。施工用电：初步估计仙州市可供应量最高负荷约1.2万KW。坝址区地下水硫酸根（SO4-2）含量约2000～3000mg/L，对一般水泥有硫酸盐侵蚀性。因此基础混凝土有抗硫酸盐侵蚀的要求，铝酸三钙的含量应小于5％。地下水不宜作为工程用水和生活用水。河水除含沙外，无其它杂质，经沉淀处理后可作为工程和生活用水。2.施工项目进度安排与时间参数计算2.1工程项目划分松涛水利枢纽系一级建筑物，由河床重力坝、右岸混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝、坝后式厂房等建筑物组成。对于这种堤坝式水利水电枢纽，其关键工程一般位于河床，施工总进度的安排应以导流程序为主线，即以施工导截流、大坝岩基开挖及处理、大坝混凝土浇筑、拦洪度汛、封堵蓄水、发电为主线（关键路线），列出工程项目表。根据建筑物项目、施工阶段和施工部位等因素，可将松涛水利枢纽工程划分为以下36个工程项目：准备工程(A)2个，施工导截流工程(B)6个，河床重力坝工程(C)7个，右岸重力坝工程(D)5个，溢洪道工程(E)3个，右岸土石坝工程(F)2个，厂房工程(G)10个，收尾工程(H)1个。根据施工逻辑关系和相关施工时间、场地要求，确定施工项目先后顺序，具体施工项目及其工期、组织关系详见表2-1。2.2主要工程项目工期确定2.2.1准备工程-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书依据经验，工期为15个月，开工时间定在第一年的7月初，为控制总工期满足要求，将准备工程进行划分，安排如下：⑴准备工程（A1）：主要包括“四通一平”，施工场地平整，工人生活房屋建筑，供水供电，通信系统安装；对外交通，对内交通修筑等，以便前期施工队伍进驻施工，计划耗时5个月；⑵准备工程（A2）：混凝土拌合楼，砂石料厂系统修建，缆机起重机平台的开挖及安装，计划耗时9个月；准备工程收尾，各主要施工队伍进驻施工现场，同时协调场地，落实内外交通，计划耗时1个月。2.2.2施工导截流工程⑴导流隧洞开挖和衬砌（B1）：根据推荐施工方案，导流方案采用不过水围堰型式，两条隧洞布置在左岸，隧洞长分别为550m和650m，施工中采用上下游4个开挖断面同时进行，考虑施工进度及施工准备工作的完成情况，隧洞开挖定在准备工程A1完成之后。根据现有的施工水平，洞口处理安排时间2个月，开挖历时6月，其后安排2个月的衬砌时间，由于混凝土需待28天强度后才可导流过水，故隧洞工期安排11个月。⑵截流（合龙、闭气）（B2）：根据隧洞完成进度及截流要求，截流时间安排在第2年枯水期11月，可安排1个月的工期作为截流的工期。由于河床水面宽度50-60m，宽度较小，不必提前安排戗堤预进占。故具体截留日期可根据当时的水文资料，适时地选择截流时机，同时截流后迅速完成闭气等工作。⑶基坑排水（B3）：截断河流之后，进行基坑排水，为实现干地施工做准备。实际工作中需要用试抽法等确定排水设备容量，还需要妥善布置水泵站，因此实际工期可能需要比较长的时间，此处取为1个月。⑷土石围堰加高培厚（B4）：导流方案采用不过水围堰型式，全年挡水。施工中上下游土石围堰高40m、17.5m，土料采用隧洞开挖料，且围堰需在来年洪水来临之前填筑到相应的高度，安排工期4个月。⑸围堰拆除（B5）：围堰加高培厚之后进行围堰挡水，但在导流泄水建筑物完成导流任务后，在进行封堵之前，为避免对发电产生影响，需要对围堰进行拆除。当坝体上升到500m高程之后，可进行围堰拆除，工期取为2个月。⑹封堵蓄水（B6）：根据发电要求，需在6月初完成蓄水工程。封堵前应当保证溢洪道的浇筑封顶同时渠底衬砌完工，蓄水水位为最低发电水位500m，开始蓄水时对应水位：420m左右，根据水位库容关系，所需库容19.56亿m3，考虑蓄水期还要满足对下游供水100m3/s的流量要求。采用85%的来流洪水频率进行计算，并要求在6月初前将水库蓄满，则累计蓄水曲线计算如下：（每月共2592000s）5月份：（354-100）×3600×24×30.4=6.67亿m3/s4月份：（332-100）×3600×24×30.4=6.09亿m3/s3月份：（240-100）×3600×24×30.4=3.68亿m3/s2月份：（229-100）×3600×24×30.4=3.39亿m3/s以上计算结果相加得19.83亿m3/s，从而可定在2月初开始蓄水，蓄水时间为4个月，到6月初可完成蓄水工程。2.2.3河床重力坝工程⑴河床重力坝坝肩土石方开挖（C1）：可安排与隧洞开挖同时进行，根据工程量及开挖水平，安排3个月工期。-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书⑵河床重力坝坝基土石方开挖（C2）：安排在基坑排水之后，工期5个月。⑶河床重力坝基础段混凝土浇筑（C3）：基础段混凝土浇筑安排工期3个月，为固结灌浆压重。⑷河床重力坝固结灌浆（C4）：安排在基础段浇筑完成后，工期1个月。⑸河床重力坝基础帷幕灌浆（C5）：一般在廊道或灌浆洞内进行帷幕灌浆，基本上不受气候和洪水的影响，与大坝施工干扰较小，均可均衡安排其施工进度。但是必须在坝体浇筑几层后才开始灌浆。所有帷幕灌浆一般均应安排在水库蓄水以前完成，耗时4个月，保证帷幕在围堰拆除前完成。⑹河床重力坝浇筑至500m高程段、接缝灌浆（C6）：在浇筑过程中与接缝灌浆交替进行，网络进度图中不单独表现，将相应的施工工期延长。根据浇筑方量和蓄水发电时间安排等，同时考虑温度和环境等因素影响，该阶段计划耗时13个月。⑺河床重力坝上部混凝土浇筑、接缝灌浆（C7）：河床重力坝上升至500m之后即可蓄水发电，但同时应完成上部混凝土浇筑及各坝段接缝灌浆及接触灌浆，以应对后面的蓄水过程，对应耗时安排为3个月。最后坝体上升至坝顶高程同时完成坝顶部分机械、闸门的安装，安排工期4个月。2.2.4右岸重力坝工程施工开始时间安排在准备工程全部完成之后。应确保能顺利避开主题坝段浇筑的高峰期，保证工程的进度。施工过程与河床重力坝基本相似，根据工程量，土石方开挖工期4个月，坝体基础段混凝土浇筑1个月，固结灌浆1个月，上部混凝土浇筑及接缝灌浆安排5个月。帷幕灌浆2个月。2.2.5溢洪道工程可在准备工作全部完成后开始施工。土石方开挖量较大，安排工期12个月，堆砌石填方1个月，浇筑及衬砌8个月。2.2.6右岸土石坝工程同溢洪道工程同时进行。根据工程量，开挖工期11个月，填筑工期13个月。2.2.7厂房工程⑴厂房基础石方开挖：可与河床重力坝的河床部分开挖同时施工，由于工程量不大，安排工期2个月。⑵厂房一期混凝土浇筑：工序复杂，精度要求高，包括尾水管边墩、隔板、顶板，上下游承重墙，排架柱，吊车梁，屋盖等。因施工质量要求高，安排16个月工期。⑶厂房二期混凝土浇筑：包括尾水管直锥段，蜗壳外围混凝土，机墩，风罩，发电机层楼板、梁、柱等。二期混凝土一般可分为5-8个浇筑层，与机组埋件安装穿插进行。安排工期5个月。⑷副厂房工程量较小安排3个月工期。⑸开关站工程量较小，土石方开挖工期2个月，浇筑3个月。⑺设备安装调试3个月。⑻1#机组安装工期4个月，1#调试运行期1个月。2#、3#机组安装工期8个月，调试运行1个月。-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书2.2.8收尾工程主要包括场地的清理、设备和房屋的拆卸等，安排工期10个月。表2-1工程项目组织关系及时间参数计算表单位：月工作项目工期紧后工序ESEFLSLFLFFF关键工程A1准备工作15A2、B1、C1050500√A2准备工作210D1、E1、F151591940B1导流隧洞开挖与衬砌11B251651600√B2截流（合龙、闭气）1B3、B41617161700√B3基坑排水1C2、G11718171800√B4土石围堰加高培厚4B5172137412019B5围堰拆除2B64042414310B6封堵蓄水4G94246434711C1河床重力坝坝肩土石方开挖3C2、G15815181010C2河床重力坝坝基土石方开挖5C31823182300√C3河床重力坝基础段混凝土浇筑3C42326232600√C4河床重力坝固结灌浆1C5、C62627262700√C5河床重力坝基础帷幕灌浆4B6273139431211C6河床重力坝浇筑至500m高程段、接缝灌浆13C7、B52740274000√C7河床重力坝上部混凝土浇筑、接缝灌浆7G94047404700√D1右岸重力坝土石方开挖4D215193236170D2右岸重力坝基础段混凝土浇筑1D319203637170D3右岸重力坝固结灌浆1D4、D520213738170D4右岸重力坝上部混凝土浇筑、接缝灌浆5B6212638431716D5右岸重力坝帷幕灌浆2B6212341432019-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书E1溢洪道土石方开挖12E21527223470E2溢洪道堆砌石填方施工1E32728343570E3溢洪道混凝土浇筑、接缝止水8B62836354376F1右岸土石坝土方开挖11F21526193040F2右岸土石坝填筑13B62639304343G1厂房基础石方开挖2G21820202220G2厂房一期混凝土浇筑16G3、G4、G52036223820G3厂房二期混凝土浇筑5G83641384320G4副厂房修建5G73641394430G5开关站土石方开挖2G63638394130G6开关站混凝土浇筑3G73841414430G7设备安装3G94144444733G81#机组安装4G94145434722G91#机组调试运行1G10、H4748474800√G102#、3#机组安装与调试运行9无4857495811H1收尾工作10无4858485800√2.3项目进度说明2.3.1工程总进度控制截流工程采用全年围堰，导流隧洞导流的导流方式。一次拦断河流，截流时间为开工后的第2年11月，经过基坑排水、大坝基岩开挖及处理、混凝土浇筑、围堰拆除、封堵蓄水等，第一台机组经调试后在第5年的7月初正式发电，工程总工期安排为58个月，即4年零10个月。2.3.2关键线路进度由截流时间和隧洞开挖工期，开工时间定在第1年7月初，经过历时5个月的一期施工准备期，第一批施工队伍进驻施工现场开始隧洞开挖、河面水位以上坝肩岩石开挖，同时继续进行料场、混凝土拌合楼修建、截流材料准备及陆续安排施工队伍进驻施工现场。直至第2年10月初完成所有准备工作。在11月份枯水期，进行截流工程，预计在第2年12月初完成。第2年末经过1个月的基坑排水，便开始河床重力坝的河床部分开挖，历时5个月，在第3年6月初开始进行坝体浇筑，含固结灌浆和接缝灌浆，这个项目是整个工程的重点，工程量大，施工复杂，且需考虑封堵蓄水对坝体上升的要求，故将坝体修筑的过程分为四段进-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书行控制：第一段为基础段浇筑及固结灌浆，预计耗时分别为3个月和1个月；第二段为坝体上升至500m死水位高程处，这个阶段为混凝土浇筑的高峰期，工程量大，工期较为紧张，同时也是整个工程工期主要的控制阶段，按照常态混凝土的浇筑速度，并考虑适当的富裕，该过程安排13个月工期；第三阶段为500m高程以上坝段坝体混凝土浇筑，因其后要进行封堵蓄水，坝体需挡水，所以在这个阶段不仅要将坝体上升至要求高度，还需要对520m高程一下的坝段完成接缝灌浆及接触灌浆，考虑到温度及进度等问题，这个阶段的工期安排为3个月。当坝体升至520高程后，坝体继续进行浇筑及接触灌浆，与此同时完成围堰拆除和封堵蓄水。在库水位升至发电最低水位、发电机组开始调试运行前，坝体应完成封顶，且完成闸门安装工作。在考虑坝体上升速度及安装工程等因素后，将坝体从520m高程升至坝顶的工期定位4个月，即完成封堵蓄水时，坝体封顶。在完成封堵蓄水及坝体封顶后，1#机组进入调试运行阶段，进过1个月的调试运行，在第5年的7月初完成并网，实现第一台机组的并网发电。随后进行2#、3#机组的安装调试，并同时进入收尾工作阶段，即拆除临时建筑物、工棚及设备，施工队伍陆续离场及工程竣工验收，现场清理等工作，于第6年的5月底完成收尾工作，工程完工。因关键线路工程对整个工程的工期及进度起控制作用，虽然在安排工期的时候已经适当加大，以备不确定因素的影响，但是仍需严格进行控制，以保证工程的顺利完工。2.3.3右岸重力坝工程进度：右岸重力坝施工不受围堰施工的控制且工期较短，可在全部准备工作完成后开始施工。经过开挖、填筑、灌浆等工序，最早可在第3年9月初完成。因其有较多的总时差和自由时差，可在具体施工过程中灵活安排施工时间，以避开土石方开挖及混凝土浇筑的高峰期，不影响关键线路上的工作的进行。2.3.4右岸土石坝工程进度：与右岸重力坝坝基开挖同时开工，历经11个月的土石方开挖工程，13个月土石料填方施工，最早可在第4年的10月初完工。因工程安排土石方开挖工作较为集中，因合理利用总时差，在不影响关键线路工期的前提下，尽量错开个工程之间开挖工程的高峰期，特别要错开与关键线路中土石方开挖的高峰期，以在保证土坝工程顺利进行的同时不影响关键线路工程的工期。2.3.5溢洪道工程进度：与右岸重力坝坝基开挖同时开工，开挖工程耗时12个月，堆砌石填方1个月，混凝土浇筑及接缝止水工程8个月，最早可于第4年7月初完成。其进度中土石方的开挖占很大比例，故应合理利用总时差，在不影响关键线路工期的前提下调整工期错开与土坝工程及关键线路工程土石方的开挖高峰，保证工程的顺利进行2.3.6坝后式厂房工程进度：坝后厂房施工与河床重力坝同时进行，其开挖方量及浇筑方量较小，故与河床重力坝的影响较小。但是其钢筋模板作业较为复杂，精度要求高，工艺难度大，且直接关系到第一台机组的发电日期及日后枢纽运行的经济效益，其进度质量应做好严格控制。-10- 松涛水利枢纽施工设计说明书2.4项目时间参数计算依据工序各时间参数计算公式计算时间参数，其结果详见表2-1。3.时标网络图根据所划分的项目及安排的工期，结合合理的施工组织设计，利用CCProject和AutoCAD等绘图工具将各个项目的工序用带时标的双代号网络图表示出来，详见附图。-10-'