盖孜水电站施工导流及一期围堰施工技术方案.doc

'施工导流一期围堰工程施工技术方案1概述1.1导流施工项目及工作内容本工程施工导流和水流控制工程项目包括（但不限于）：⑴厂房尾水围堰工程；⑵厂房防洪堤工程；⑶本合同工程施工期的安全度讯；⑷临时设施防洪排水；⑸压力管道、调压井工程洞内排水及厂房基坑排水；上述工程项目的工作内容包括建筑物的设计和施工；材料、设备的供应和试验检验；设备的安装、运行和维护；临时建筑物及其设施和设备的拆除以及本合同规定的质量检查和验收等工作。为防止来年春汛洪水对厂房基坑、尾水部位造成安全隐患，需进行一期围堰填筑碾压施工。1.2水文气象资料1.2.1气象资料盖孜河流域地处欧亚大陆腹地，受北、西、南三面高山环绕，既挡住了中亚、西伯利亚和北冰洋冷空气的频繁侵袭，也阻挡了低纬度和印度洋暖温湿润气流的长驱直入，因而水汽来源很少，加之东面受塔克拉玛干沙漠气候的影响，在河流的中下游区域形成了一个极度干旱的气候。本区域属暖温带干旱气候，光照充足，热量丰富，降雨稀少，蒸发强烈，气温昼夜相差大。工程区气温、降水、蒸发采用克勒克站资料进行统计分析。据克勒克站1960年～2009年资料统计，盖孜水电站工程区域多年平均气温8.19℃，极端最高气温34.1℃（1994.8.3），极端最低气温-25.1℃（2005.1.27），多年平均最高月气温24℃（1994.7），多年平均最低月气温-8.6℃（1995.1）；多年平均降水量117.4mm，年最大一日降水41.7mm；多年平均蒸发量（20cm蒸发皿）2355mm。 盖孜水电站工程区域多年平均绝对湿度4.6mb，多年平均风速2.6m/s，多年平均气压699.6mb，平均水汽压3.2mb，最大风速为20.0m/s（1960.5.11），风向为W，多年平均日照时数2831小时，最大冻土深度173cm，平均相对湿度为39％。1.2.2水文资料盖孜河克勒克站以上流域，因海拔位置较高，河源区覆盖着永久性积雪和冰川，是一条以冰川积雪补给为主，降雨及地下水补给次之的混合型补给河流。由于盖孜河以冰川积雪消融为主要径流补给来源，其径流主要受温度影响，因而径流的年际变化相对较小，而年内变化相对较大。采用布伦口站、克勒克站插补延长的1957年～2009年径流系列分析盖孜河径流年际变化，多年平均径流特征值见表1-1。表1-1布伦口站、克勒克站多年平均径流特征表水文站多年平均年径流量多年平均流量最大年平均流量最小年平均流量丰枯比（108m3）（m3/s）（m3/s）（m3/s）克勒克9.45029.945.320.72.2布伦口5.62717.828.611.82.4以1957年～2009年布伦口站、克勒克站逐月径流系列分析盖孜河的多年平均径流年内分配，结果见表1-2。表1-2布伦口站、克勒克站多年平均径流年内分配表布伦口站克勒克站多年平均月流量(m3/s)多年平均月径流量(m3/s)百分比(%)多年平均月流量(m3/s)多年平均月径流量(m3/s)百分比(%)月平均流量(m3/s)一3.580.101.707.280.202.07二4.260.101.857.910.192.05三7.780.213.7012.110.323.44四13.360.356.1618.780.495.15五12.320.335.8720.220.545.75六24.020.6211.144.271.1512.2七52.061.3924.886.532.3224.6 八50.741.3624.284.762.2724.1九23.250.6010.738.641.0010.6十10.570.285.0317.220.464.90十一6.610.173.0510.530.272.90十二4.080.111.947.830.212.23年均流量(m3/s)17.8329.86年径流量(m3/s)5.6271009.422100布伦口水库建成后，受布伦口水库的调节作用，厂房尾水断面来洪为非天然洪水，所以设计洪水计算同样采用引水闸址河道断面设计洪水的计算方法，用布伦口水库设计洪水的调洪出库叠加同频率布伦口～设计断面（厂房尾水断面）区间的洪水过程。厂房尾水断面设计洪水成果见表1-3。表1-3经布伦口水库调节后厂房尾水断面设计洪峰流量表设计频率0.2%0.5%1%2%10%20%厂房尾水断面流量(m3/s)1027984804633299205由于引水调节池自引水闸址对应河道断面起开始占用河道，本次假设调节池占用河道后，河道天然糙率不变，河道天然比降不变，则可移用原天然情况下引水闸址断面对应河道水位流量关系曲线的糙率和比降，根据占用后的河道横断面计算其非天然情况下的水位流量关系，见表1-4。表1-4盖孜水电站各设计断面水位流量关系表引水闸址对应河道断面（天然）引水闸址对应河道断面（受调节池影响）厂房尾水水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）2624.4802624.4802251.030 2624.76102624.71102251.81102624.89202624.88202252.02202624.98302624.99252252.18302625.10402625.13402252.31402625.14502625.20502252.40502625.20602625.26602252.47602625.27702625.29702252.54702625.31802625.36802252.60802625.34902625.40902252.65902625.361002625.451002252.691002625.401202625.531202252.761202625.431402625.551402252.841402625.461602625.601602252.911602625.481802625.691802252.951802625.522002625.702002252.992002625.562502625.782502253.092502625.633002625.853002253.183002625.683502625.913502253.263502625.744002625.994002253.334002625.794502626.044502253.404502625.845002626.125002253.475002625.966002626.286002253.596002626.057002626.397002253.717002626.158002626.518002253.828002626.259002626.679002253.93900 2626.3410002626.8110002254.0310002626.4211002626.9211002254.1211002626.5112002627.0512002254.2112002626.5913002627.1813002254.3113002626.6814002627.3214002254.3914002626.7615002627.4615002254.4815002626.8516002627.6016002254.5616002626.9317002627.7617002254.6417002627.0218002627.8918002254.7218002627.1019002627.9919002254.8019002627.1820002628.1320002254.8720002施工导流标准和规划2.1施工导流标准本水电站工程等别为Ⅱ等工程，工程规模为大（2）型，本工程的厂房为3级建筑物，临时建筑物级别为4级，电站厂房设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为200年一遇（P＝0.5％、洪峰流量Q＝984m3/s），根据导流建筑物洪水标准划分，本工程的围堰按Ⅴ类考虑，设计洪水标准为10年一遇洪水，全年汛期围堰，相应洪峰流量为299m3/s。2.2施工导流规划招标文件中水文参考资料中，根据布伦口、克勒克水文站不同的流量级别与水位的相应变幅，采用水力学的曼宁公式，按稳定均匀流单断面比降法，进行河段糙率的试算拟合，然后外延推算尾水断面的水位流量关系表中，洪峰流量在299m3/s时（10年一遇洪水），尾水断面水位在2253.18m左右；洪峰流量在984m3/s时（200年一遇校核洪水），尾水断面水位在2254.0m左右。考虑到风浪爬高等因素，厂房尾水围堰的堰顶高程为▽ 2254.50m，满足防洪度汛的高程需求。3导流建筑物布置及结构设计3.1导流建筑物布置本工程导流建筑物采用土石围堰，高喷灌浆防渗墙防渗，分为两期布置。一期围堰布置于G314国道临时改线内侧，长度230m，一期围堰的具体布置见附图《施工导流一期围堰布置示意图》。3.2导流建筑物结构设计3.2.1结构设计一期围堰采用土石围堰结构（粘土心墙防渗）形式。厂房施工围堰挡水标准为10年一遇最大洪水，流量Q＝299m3/s，相应河床水位高程为2253.18m；确定一期围堰顶高程为2254.5m，堰顶宽度为5.0米，长度为230米，粘土心墙宽度为3.0米，深度为4.0m。围堰迎水面边坡坡度为1:2.0，背水面边坡坡度为1：1.5，对靠近河床水流转弯等易冲刷部位迎水面采用大块石加强保护。迎水侧根据实际水位高度确定是否增加编织袋子堰及土工膜。在一期围堰与314国道改线公路间开挖一道深1米宽2米的排水渠，将部分渗水经排水渠流回河道。一期围堰堰体具体结构形式详见下图。3.2.2导流建筑物主要工程特性 导流建筑物主要工程特性见表3-1所示。表3-1导流建筑物主要工程特性表项目单位数量备注导流设计标准10%全年洪水设计洪峰流量m3/s299围堰结构形式土石围堰水位m2253.18堰顶高程m2245.5最大堰高m2.3一期围堰顶宽m5.0一期围堰长度m230堰体防渗形式粘土心墙防渗一期围堰排水渠m2303.2.3工程量表项目单位数量备注一期围堰长度m230一期围堰砂砾石填筑m38280一期围堰心墙填筑m32760一期围堰块石护坡m3200根据实际情况增加编织袋子堰m3173根据实际情况增加排水渠m34604围堰施工4.1施工道路由于厂房尾水渠处地势比较平坦，且旁边有G314国道经过，一期围堰直接利用G314国道及改线公路进行厂房围堰的填筑施工。4.2料源围堰填筑料采用厂房开挖料填筑。心墙料采用主厂房基坑EL.2236.8~EL.2236.3m高程开挖料，块石采用C2料场弃料，人工挑选装10t自卸汽车运输至围堰。 4.3施工程序一期围堰具体的施工工序如下：表层腐植土清理→砂砾料填筑→防渗心墙开挖施工→基础验收→碾压→堰体填筑到设计高程（块石护脚随后进行）→排水渠开挖→安全超高（子堰填筑）。4.4施工方法①挡水墙314国道改线公路已施工完毕，可利用314国道改线公路充作初步挡水墙。②围堰填筑先进行堰体填筑施工，砂砾料采用细料（或砂卵石料），分层铺填，砂料混合料每层铺料厚0.6m，铺料时不得发生粗颗粒集中现象，应力求做到粗细颗粒级配均匀，靠近岸边地带应以细料铺填，以防架空现象；进行防渗心墙开挖施工，防渗心墙3米宽，4米深，基础验收完毕后，回填心墙料，每层铺料厚度为0.6m（碾压方法及参数详见碾压试验大纲），采用进占法填筑，ZL50装载机平料，18t自行式振动碾振压，振动碾的行驶方向应平行于堰轴线方向，靠岸边碾压不到的地方，可以顺坡方向行驶，最后利用360型液压反铲修坡。③堰体防护在堰体临河侧底部，抛填大块石进行护脚，防止河水底部涌流掏刷坡脚。边坡块石防护利用20t自卸汽车运至现场，人工摆放整齐。④子堰施工根据洪期实际水位情况确定是否进行子堰加高施工，子堰采用编织袋堆砌，沿围堰迎水侧顶部堆砌，底宽1米，顶宽0.5米，高1米，中间铺设一层土工膜。4.5围堰拆除由于围堰拆除时G314国道已恢复通车，故对拆除强度无要求。围堰拆除采用倒退法施工，360型液压反铲开挖，20t自卸汽车运输，渣料运至厂房弃渣场集中堆放。 5围堰的保护措施根据水文、气象资料，施工时河流洪枯水位变幅较大，施工期围堰的安全是保证本工程顺利进行的前提。为防止施工期河床水流和流冰对堰体冲刷造成破坏，围堰的运行维护措施如下：⑴围堰形成后，对靠近河床水流转弯等易冲刷部位迎水面采用大块石加强保护。⑵对围堰外侧的施工道路进行维护。在施工道路使用期间对围堰的边坡稳定进行监测和防护，疏通排水渠，保证排水畅通，避免漫流破坏堰体坡面。⑶对土石围堰可能出现的局部沉陷及时进行培高，并协同监测部门对堰体局部沉陷后的渗流情况进行分析。⑷保护好围堰与岸坡接头部位的排水设施，采取相应措施，必要时铺设砂砾料编织袋，防止雨水冲刷。⑸在临近围堰坡脚附近的石方爆破施工中，对堰体坡脚进行连续观察，发现问题及时报告监理单位，并采取相应处理措施。⑹积极关注当地天气预报，加强冬季河流流冰观测，及时清除排水渠中结冰，对围堰防护结构及时进行检查维修。⑺指派专人定期检查围堰运行情况，发现异常情况立即报告监理单位，并采取相应措施进行处理。6基坑排水6.1围堰基坑排水根据招标文件提供的相关资料，结合围堰设计的具体结构形式，考虑围堰渗水、堰肩绕渗、施工废水和雨水的排除，经计算基坑枯期排水强度为100m3/h，汛期排水强度为300m3/h，实际排水考虑1.2的系数配置排水设备：以2台清水泵为主，辅助1台污水泵连续抽水。6.2基坑排水设备选择汇总表基坑排水强度及设备选择汇总见下表。表6-1基坑排水强度及设备选择汇总表排水时段厂房围堰挡水备注 项目汛期经常性排水枯期经常性排水排水强度（m3/h）300100排水历时（d）270180水泵型号水泵数量（台）IS150-125-25021各配2台2PW2说明：ES150-125-250型单级离心泵，单台流量200m3/h，扬程20m，配带功率18.5kw。7导流工程施工机械设备导流工程施工机械设备见下表。表7-1导流工程施工机械设备表序号名称规格单位数量备注1液压反铲PC360台1利用开挖设备2自卸汽车20t辆23装载机ZL-50台14移动式空压机20m³/min台15自行式振动碾18t台16水泵IS150-125-250台27污水泵2PW台48电焊机BX1-400台1'