毕业设计大华桥水电站施工组织设计方案报告.doc

'云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1施工条件38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1施工导流1.1导流方式坝址区河流从SW240°流向NW310°，后又向SE165°方向流向下游，呈反“S”状河曲形，形成了左岸的半岛状山梁和右岸的侧蚀山凹，河谷为横向谷。两岸山势雄伟，左岸山顶高程可延伸到2450m，右岸为2150m，两岸地形无大型冲沟发育。坝址处河谷两岸对称性尚好，1540m高程以下，左岸坡度一般为50°～75°的基岩陡坡；1540m高程以上为10°～30°的缓坡；右岸为40°～50°的单面山坡，坡高可达400m。总体来看，坝址区河谷两岸边坡高陡，河谷深切呈“V”字型，河床覆盖层深15～20m，枯水期江水位1406m时，水面宽约70m；正常蓄水位1477m处，谷宽约200m。坝址区河道径流年际变化较小，均匀稳定，但径流年内分配不均，坝址处全年20年一遇洪峰流量6950m3/s，20年一遇枯水期（11月~5月）流量2090m3/s，洪枯流量比3.33。由于河谷狭窄，边坡陡峻，河床覆盖层较厚，不适宜采用明渠导流和分期导流方式。坝址区两岸山体雄厚，基岩岩性主要为砂岩、板岩不等厚互层，两岸均具备开挖大断面导流隧洞的地质条件。因此，综合分析坝址区的水文条件、地形地质条件、水工枢纽布置等特点，本阶段拦河坝施工导流推荐采用断流围堰一次拦断河流，隧洞泄流的导流方式。1.2导流标准1.2.1导流建筑物级别大华桥水电站枢纽为Ⅱ等大（2）型水电工程，大坝、泄水、电站厂房等永久性主要建筑物为2级建筑物。根据《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007）的规定，分析其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模等指标，并参考国内同等规模类似工程经验，确定大华桥水电站施工导流建筑物级别为4级。1.2.2导流标准选择1.2.2.1初期导流标准根据《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007），过水围堰的挡水标准应结合水文特点、施工工期、挡水时段，经技术经济比较后在重现期3～20年范围内选定。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计过水围堰过水设计洪水标准根据过水围堰的级别和导流建筑物类型选定。本工程围堰过水设计洪水标准在重现期10～20年范围内选定。1、水文资料分析根据水文资料，坝址处枯水时段10.16～次年5.31重现期为5、10、20年的设计洪水流量分别为1760m3/s、2060m3/s、2350m3/s，三者差值依次为300m3/s、290m3/s，各频率洪水流量差值基本一样。坝址处全年重现期为10、20年的设计洪水流量分别为5930m3/s、6950m3/s，两者差值为1020m3/s。根据水文资料分析，围堰挡水标准5、10、20年重现期各标准洪水流量跳跃性较为均匀，各标准没有明显的优劣性，但较高的挡水标准更有利于保证施工安全和施工工期。围堰过水标准，鉴于澜沧江洪水过程多为肥胖的复峰型，一次洪水过程较长，并考虑坝址处的洪峰流量变化较小的特点，且对于过水基坑，高导流标准增加的流量主要从基坑流过，因此，选择上限的洪水标准更为安全和合适。2、技术经济比较（1）围堰挡水标准由于要在第一个枯水期内先完成临时土石围堰填筑及防渗施工，然后完成上游混凝土围堰基础开挖及堰体混凝土浇筑，Ⅰ枯工程量大，工期较紧，同时参考国内外已建的大型电站工程的实际施工情况，因此，认为混凝土围堰高度控制在50m左右比较合适，若围堰高度进一步增加，施工强度加大，按期挡水风险加大。基于上游混凝土围堰高度在50m左右这一原则，针对右岸导流隧洞方案，通过水力学计算，分别对重现期为5、10、20年三种导流洪水标准方案拟定了不同的导流隧洞断面尺寸，进行了导流建筑物的布置，对其工程量及投资进行了比较。不同挡水标准各方案的导流工程特性、工程量及投资比较见表2.2-1。表2.2-1围堰不同挡水标准各方案工程特性、工程量及投资比较表项　　　目方案1方案2方案3洪水　标准洪水频率（%）P=20%P=10%P=5%10.16～5.31时段流量(m3/s)176020602350导流建筑物特性上游围堰堰前水位（m）1424.21424.61425.2上游围堰堰顶高程（m）1425.51426.01426.5上游围堰高度(m)48.549.049.5下游水位（m）1409.81410.61411.338 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计下游围堰堰顶高程（m）1411.01412.01412.5下游围堰高度（m）15.016.016.5导流隧洞尺寸（m）（宽×高）11×1312×1413×15导流隧洞长度（m）485485485导流隧洞和围堰工程量土石方明挖30.3035.4938.10石方洞挖9.8512.4414.67混凝土衬砌(C25)2.282.743.22喷混凝土(C20)0.450.60.76进水塔及进出口混凝土（C25）2.623.013.49封堵混凝土（C15）0.340.420.46钢筋312033903980钢筋网120147.2172.8砂浆锚杆124201390814448预应力锚索606060金属结构433487638固结灌浆0.510.540.61接触灌浆0.120.120.12回填灌浆0.890.981.03石渣填筑14.6113.8812.40碾压混凝土7.247.357.55面板混凝土防护0.610.610.61过渡料0.210.210.21土工膜0.080.080.08混凝土防渗墙0.610.580.57钢筋石笼1.01.01.0抛填块石0.50.50.5造价（万元）11382.512086.813659.6各方案与方案2造价差（万元）-704.301572.8从表2.2-1可看出，导流标准越高，投资越大，这符合一般工程规律，10年一遇导流标准较5年一遇导流标准工程投资增加约704.3万元，投资高出约6.2%，20年一遇导流标准较10年一遇导流标准工程投资增加约1572.8万元，投资高出约13.0%。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计三方案导流隧洞洞径均是可行的，在结构设计和施工难度上无本质的区别，围堰规模相当，在技术上三者无大的差别。从工程投资上分析，20年一遇导流标准投资高出较多，不推荐采用。10年一遇导流标准和5年一遇导流标准投资相差不大，而采用低标准时围堰过水几率增加，基坑施工强度增大，进度保证率相对较低，选择较高标准洪水时，在投资增加不大的情况下，可降低汛期围堰过水次数，提高施工进度实现的保证率，因此，过水基坑方案围堰挡水标准推荐采用10.16～5.31时段10年一遇洪水标准。（2）围堰过水标准针对导流隧洞断面尺寸12×14m，混凝土过水围堰高度49m，分别计算全年重现期10、20年围堰过水标准水力学指标，详见表2.2-2。表2.2-2围堰不同过水标准各方案水力学指标比较表项目方案1方案2洪水标准洪水频率（%）P=10%P=5%全年洪峰流量(m3/s)59306950水力学指标导流隧洞泄流量(m3/s)2158.62160.2基坑泄流量(m3/s)3771.44789.8上游水位（m）1433.61434.9基坑水位（m）1420.91422.4下游水位（m）1417.41418.7上、下游水位差（m）16.216.2下游围堰堰面流速（m/s）10.811.2下游堰面单宽流量（m3/s.m）39.750.4从表2.2-2可以看出，较高的围堰过水标准对水力学指标影响不大，高标准增加的流量主要从基坑流过，下游围堰堰面最大流速相差不大，围堰防护工程量基本相当，两标准的导流工程投资基本一样，因此，在水力学指标和工程投资上无大的差别时，选择高标准的全年20年一遇围堰过水标准更为安全，也更为经济合理。3、初期导流标准选择综上分析，从围堰类型、导流建筑物级别，水文资料分析、技术经济比较等方面，并参照同类工程，大华桥水电站过水基坑方案围堰挡水标准选定为10.16～次年5.31时段10年一遇洪水，相应流量为2060m3/s。围堰过水标准选定为全年20年一遇洪水，相应流量为6950m3/s。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计为修建碾压混凝土围堰，需在其上游先修建临时土石围堰，考虑基坑施工工程量及施工强度，临时围堰挡水标准选定为11.16～次年4.30时段10年一遇洪水，相应流量1240m3/s。1.1.1.1中期导流标准根据施工导流规划和施工总进度安排，第3年汛前大坝预留缺口（表孔坝段）浇筑至1424.0m高程，两侧非溢流坝段及底孔坝段浇筑至1442.0m高程，已超过上游围堰堰顶高程1426.0m，坝前库容为0.509亿m3，工程进入中期导流阶段，按照《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007）的规定，第3年汛期，坝体施工期临时挡水度汛标准为全年50年一遇洪水，相应洪峰流量为8300m3/s。第4年汛前大坝表孔坝段浇筑至1475.8m高程，其余坝段均浇筑至坝顶高程1481.0m，坝前库容为2.52亿m3，根据坝体类型及坝前拦洪库容确定本工程第4年汛期坝体临时挡水度汛标准为全年100年一遇洪水，相应洪峰流量为9310m3/s。1.1.1.2后期导流标准选择导流隧洞下闸封堵后，拦河坝已全线浇筑至坝顶1481.0m高程，底孔及表孔弧门、启闭机安装完成，坝体已进入正常运行期，坝体设计标准为500年一遇洪水，相应流量为11600m3/s。1.1.1.3截流、下闸、封堵、蓄水标准根据施工总进度安排，本工程于第2年11月中旬截流，第4年12月初导流隧洞下闸封堵，同时水库开始蓄水，第4年12月～第5年4月导流隧洞封堵施工。根据《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007）的规定，河床截流标准采用11月中旬10年一遇旬平均流量，相应流量为692.0m3/s，导流隧洞下闸标准采用12月上旬10年一遇旬平均流量，相应流量为494.0m3/s，导流隧洞封堵标准采用12.1～次年4.30时段20年一遇洪水，相应洪峰流量为1420m3/s，水库蓄水采用12月份85%保证率月平均流量，相应流量为287m3/s。1.1.1.4厂房施工导流标准枢纽布置为地下厂房，其施工导流的重点在于尾水隧洞出口。地下厂房为2级建筑物，尾水隧洞出口围堰同大坝施工导流建筑物，为4级建筑物，其设计洪水标准枯水期采用尾水隧洞出口处11月～5月时段10年一遇洪水，相应洪峰流量为1860m3/s，汛期采用全年20年一遇洪水，相应洪峰流量为6950m3/s。待尾水出口闸门安装完成，具备下闸挡水条件后，利用闸门下闸挡水，考虑到地下厂房施工的重要性，闸门挡水期间，38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计导流标准采用全年50年一遇洪水，相应洪峰流量为8300m3/s。施工导流时段划分、导流标准及导流流量见表2.2-3。表2.2-3施工导流标准及时段划分表部位导流分期导流标准导流流量（m3/s）拦河坝初期临时土石围堰挡水11.16～4.30时段10%1240混凝土围堰挡水10.16～5.31时段10%2060基坑过水（Ⅰ汛）全年5%6950中期坝体临时挡水（Ⅱ汛）全年2%8300坝体临时挡水（Ⅲ汛）全年1%9310后期完建坝体挡水全年0.2%11600截流11中旬10%旬平均692导流隧洞下闸12上旬10%旬平均494导流隧洞堵头施工12.1～4.30时段10%1420厂房尾水出口初期11.1～5.31时段10%1860全年5%6950中后期全年2%83001.1导流方案与导流程序1.1.1导流方案比选坝址处全年20年一遇洪峰流量6950m3/s，20年一遇枯水期（11.01~5.31）流量2090m3/s，洪枯流量比3.33。根据水文条件与枢纽布置条件，本阶段分别布置了全年基坑方案和过水基坑方案，从导流建筑物工程量及投资、导流程序、施工工期及碾压混凝土施工等方面对施工导流方案进行了综合比较。坝址位于河流转弯处，左岸为凹岸，右岸为凸岸，导流隧洞布置在右岸，可以利用有利的地形条件，使洞线较短，水流条件更好，因此，全年基坑和过水基坑方案导流隧洞均考虑布置在河流右岸。1.1.1.1全年基坑导流方案全年基坑方案初期导流采用上、下游土石围堰挡水，导流隧洞泄流，导流标准采用全年20年一遇洪水，相应洪峰流量为6950m3/s38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计；中期导流采用坝体挡水，导流隧洞和泄洪底孔联合泄流，导流标准采用全年50年一遇洪水，相应洪峰流量为8300m3/s；后期导流隧洞封堵施工期导流标准采用12.1～次年4.30时段20年一遇洪水，相应洪峰流量为1420m3/s。导流建筑物包括2条导流隧洞和上、下游土石围堰。针对全年基坑导流方案，两条导流隧洞均布置在右岸，导流隧洞洞径比较了12×14m、13×15m、14×16m三个不同的断面尺寸。三个方案导流主要特性及投资比较见表2.3-1。表2.3-1不同洞径导流隧洞特性及导流工程量投资比较表方案2-12×14m2-13×15m2-14×16m导流洞洞长（m）467/543467/543467/543过流面积（m2）155.91180.81207.55设计流速（m/s）22.2919.2216.75围堰特性上游水位（m）1454.01444.21436.7上游围堰堰顶高程（m）1456.01446.01438.0上游围堰高度(m)594941下游水位（m）1418.71418.71418.7下游围堰堰顶高程（m）1420.01420.01420.0下游围堰高度（m）24.024.024.0工程量土石方明挖(万m3)32.5635.1339.73土石方填筑(万m3)89.7061.7549.12过渡料填筑(万m3)3.772.812.30土工膜(万m2)1.281.030.81石方洞挖(万m3)21.2624.3327.60喷混凝土(万m3)0.560.600.64混凝土衬砌(万m3)3.443.683.94进水塔及进出口混凝土(万m3)2.513.243.62金属结构(t)8169161200封堵混凝土(万m3)0.800.921.03钢筋(t)318037104050钢筋网（t）189.8203.6217.3砂浆锚杆(根)154751660617737回填灌浆(万m2)1.872.012.1538 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计固结灌浆(万m)0.530.550.58接触灌浆(万m2)0.170.180.19混凝土防渗墙(万m2)0.490.460.44块石抛填（万m3）0.30.30.3预应力锚索（kN.m）180000018000001800000造价(万元)19580.120550.222295.3由计算分析可知，洞径越小，造价越低，12×14m洞径方案，围堰最大高度为59.0m，围堰堰前库容超过1.0亿m3，围堰规模偏大，并且洞内设计流速为22.29m/s，流速也偏大，因此不推荐此方案；其余两个方案围堰规模及洞内设计流速都比较适中，但14×16m洞径方案造价要高约1745万元。因此，从水力条件及导流工程投资等方面综合考虑，本阶段选定全年基坑导流方案导流隧洞断面尺寸为13×15m（宽Í高）。本阶段对全年基坑导流方案围堰的型式研究比较了混凝土围堰和土石围堰。上游围堰处河床覆盖层厚度为15～20m，混凝土围堰最大堰高为69.0m，围堰规模偏大，在一个枯水期完成临时土石围堰和混凝土围堰难度较大，工期较为紧张，且混凝土围堰投资也较高。而土石围堰能充分利用开挖石渣，结构简单，施工方便，既能适应深厚覆盖层基础，又可使用大型施工设备进行高强度填筑，围堰能够在一个枯水期内完建并挡水，且投资较低，故围堰型式推荐采用土石围堰。对土石围堰的防渗型式拟定了粘土心墙围堰、复合土工膜心墙围堰进行了比较，由于本工程粘土料场距坝址较远，位于坝址上游右岸约13km处，且交通不便，需架设跨江临时桥及修建开采道路取料，大大增加开采成本，因此，粘土心墙围堰投资较高。经分析比较，本阶段推荐采用复合土工膜心墙围堰。土石围堰上部采用土工膜防渗，下部采用混凝土防渗墙防渗。两条导流隧洞均布置在坝址右岸，断面为城门洞型，全断面钢筋混凝土衬砌，断面尺寸13m×15m，隧洞进口高程为1401.0m，出口高程为1400.0m，1#导流隧洞长度为467m，2#导流隧洞长度为543m。上游围堰挡水设计洪水标准为全年P=5%，洪峰流量6950m3/s，相应上游水位1444.2m，围堰顶高程1446.0m，堰顶宽度为10.0m，堰顶长约149.0m，围堰最大高度49.0m，上游侧边坡1：1.75，下游侧边坡1：1.5。围堰1412.0m高程以上堰体采用土工膜心墙防渗，1412.0m高程以下堰体及基础覆盖层采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙厚度为0.8m，底部嵌入基岩0.5～1.0m。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计下游围堰挡水设计洪水标准为全年P=5%，洪峰流量6950m3/s，相应下游水位1418.7m，围堰顶高程1420.0m，堰顶宽度为10.0m，堰顶长约106.0m，围堰最大高度24.0m，上游侧边坡1：1.75，下游侧边坡1：1.5。围堰1409.0m高程以上堰体采用土工膜心墙防渗，1409.0m高程以下堰体及基础覆盖层采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙厚度为0.8m，底部嵌入基岩0.5～1.0m。全年基坑导流方案主要工程量及投资见表2.3-2。表2.3-2全年基坑方案施工导流主要工程量及投资表项目单位上游围堰下游围堰1#导流隧洞2#导流隧洞合计土石方明挖万m3//35.1335.13石方洞挖万m3//11.2513.0824.33混凝土衬砌(C25)万m3//1.701.983.68喷混凝土(C20)万m3//0.280.320.60进水塔及进出口混凝土（C25）万m3//1.611.633.24封堵混凝土（C15）万m3//0.460.460.92钢筋t//177519353710钢筋网t//94.6109.0203.6砂浆锚杆（4.5m）根//7721888516606预应力锚索kNm//9000009000001800000金属结构t//6506501300固结灌浆万m//0.290.260.55接触灌浆万m2//0.090.090.18回填灌浆万m2//0.931.082.01石渣填筑万m351.5310.22//61.75过渡料万m32.250.56//2.81土工膜万m20.810.22//1.03混凝土防渗墙万m20.260.20//0.46抛填块石万m30.20.1//0.3导流隧洞造价万元17450.2围堰造价万元3100.0导流工程总造价万元20550.2全年基坑导流方案第1年11月中旬大江截流，第1年11月中旬~第3年5月3138 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计日，拦河坝基坑在围堰的保护下全年施工，由1#、2#导流隧洞泄流，上、下游土石围堰挡水，导流标准采用全年20年一遇的设计洪水，相应流量为6950m3/s，此时上游水位1444.6m，下游水位1418.7m；第3年6月1日~第4年11月30日，由1#、2#导流隧洞和泄洪排沙底孔联合泄流、坝体临时断面挡水度汛，度汛标准采用全年50年一遇的设计洪水，相应流量为8300m3/s，此时上游水位1448.1m，下游水位1420.4m；第4年12月导流隧洞下闸封堵，第5年4月底导流隧洞封堵完毕。第4年12月初导流隧洞下闸后水库开始蓄水，12月底首台机组投产发电。本方案施工总工期5年，首台机组发电工期4年，控制施工总工期的关键项目为地下厂房。1.1.1.1过水基坑导流方案过水基坑方案枯水期采用枯期围堰挡水，导流隧洞泄流，汛期导流隧洞和基坑联合泄流。枯水期施工时段的选择考虑了水文气象条件及施工进度的要求，初步选择10.01～5.31、10.16～5.31、11.01～5.31三个时段进行比较。针对上述三个时段，导流隧洞采用同一断面（12×14m）进行水力学计算，相应的主要导流特性见表2.3-3。表2.3-3不同施工时段导流特性表施工时段施工时间（月）P=10%时段流量（m3/s）上游水位(m)堰顶高程(m)上游混凝土围堰最大高度（m）10.01~5.318.027501436.21437.560.510.16~5.317.520601424.61426.049.011.01~5.317.018601421.91423.046.0从表2.3-3可以看出，10.01～5.31、10.16～5.31和11.01～5.31三个时段枯水期施工时间分别相差半个月，时段流量依次相差690m3/s和200m3/s。10.01～5.31时段和10.16～5.31时段流量相差较大，相应上游混凝土围堰高出11.5m，围堰规模偏大，而施工时段仅多出半个月，因此10.16～5.31时段较10.01～5.31时段更优。10.16～5.31时段和11.01～5.31时段流量相差不大，上游混凝土围堰相差仅3m，导流建筑物规模相差不大，考虑到施工时段越长，可以适当减小施工强度，提高施工的保证性，故本阶段选择枯水施工时段为10.16～次年5.31。枯水期施工导流标准采用枯水时段（10.16~5.31）10年一遇洪水，相应流量为2060m3/s。汛期围堰过水设计洪水标准采用全年20年一遇洪水，相应流量为6950m3/s。导流建筑物包括138 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计条导流隧洞和上游临时土石围堰、上游混凝土过水围堰、下游土石过水围堰。过水基坑方案导流隧洞断面尺寸为12m×14m的城门洞型，隧洞布置于河流右岸，全断面钢筋混凝土衬砌，隧洞长度为485m。上游临时土石围堰采用复合土工膜心墙围堰，堰基采用混凝土防渗墙防渗，围堰堰顶高程1416.0m，堰高19.0m。上游混凝土过水围堰堰顶高程1426.0m，堰高49.0m。下游土石过水围堰，堰体及堰基防渗采用混凝土防渗墙型式，围堰堰顶高程1412.0m，堰高16.0m。过水基坑导流方案主要工程量及投资见表2.3-4。表2.3-4过水基坑方案施工导流主要工程量及投资表项目单位上游临时围堰RCC围堰下游围堰导流隧洞合计土石方明挖万m30.37.190.8024.5032.79石方洞挖万m3///11.2111.21混凝土衬砌(C25)万m3///2.42.4喷混凝土(C20)万m3///0.420.42进水塔及进出口混凝土（C25）万m3///1.791.79封堵混凝土（C15）万m3///0.420.42钢筋t//6116261687钢筋网t///8888砂浆锚杆根///87948794预应力锚索根///6060金属结构t///487487固结灌浆万m///0.600.60接触灌浆万m2///0.110.11回填灌浆万m2///0.930.93石渣填筑万m37.55/6.33/13.88碾压混凝土万m3/7.35//7.35面板混凝土防护万m3//0.61/0.61过渡料万m30.21///0.21土工膜万m20.08///0.0838 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计混凝土防渗墙万m20.27/0.31/0.58钢筋石笼万m3//1.0/1.0抛填块石万m3//0.5/0.5导流隧洞造价万元7514.5围堰造价万元4572.3导流工程总造价万元12086.8过水基坑导流方案第1年11月中旬河道截流，枯水期基坑施工，汛期基坑过水或坝体预留缺口过水，历经3个枯水期及3个汛期的施工，坝体具备挡水发电条件，第4年12月初下闸封堵导流洞，水库开始蓄水，第4年12月底首台机组投产发电。本方案施工总工期5年，首台机组发电工期4年，控制施工总工期的关键项目为地下厂房。1.1.1.1全年基坑与过水基坑方案比较全年基坑与过水基坑导流方案主要优缺点比较如下：①从工程投资上分析，全年基坑导流方案布置两条导流隧洞，导流工程量大，造价高，比过水基坑导流方案投资多8463.4万元，高出约70%；②从施工总进度上分析，全年基坑导流方案汛期基坑不过水，基坑内施工干扰小，有效施工时段长；过水基坑导流方案汛期基坑需要过水，施工干扰大，汛期坝体或坝体缺口坝段停工，有效施工时段短，但由于工程施工关键线路为地下厂房，全年基坑与过水基坑方案均能满足工程总进度要求，并没有因为基坑过水而延长首台机组发电的工期，因此，全年基坑方案和过水基坑方案首台机组发电工期相同。③从碾压混凝土施工上分析，全年基坑方案混凝土施工强度较低，且施工强度比较均匀，过水基坑方案施工强度较大，施工强度不均匀性较大，但过水基坑方案主要在枯水期浇筑混凝土，具有充分利用低温季节进行碾压混凝土施工的优点。④全年基坑导流方案初期导流度汛水位为1444.2m，库区回水距离长，对大华村的前期征地移民压力大，而过水基坑导流方案初期导流度汛水位为1434.9m，库区回水距离短，前期移民压力小。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计经综合分析比较，过水基坑导流方案比全年基坑方案投资少，又能满足大坝施工及首台机组发电的工期要求，还具有充分利用低温季节进行碾压混凝土施工的优点，且河床重力坝坝体结构较简单，基坑内施工单一，基坑过水前撤退和过水后恢复较方便。因此，本阶段推荐采用断流围堰一次拦断河流，隧洞泄流，枯水期围堰挡水，汛期基坑过水，基坑内枯水期施工的导流方式。1.1.1导流程序根据本工程推荐的断流围堰一次拦断河流，隧洞泄流，枯水期围堰挡水，汛期基坑过水，基坑内枯水期施工的导流方案，结合大华桥水电站施工总进度安排，规划导流程序如下：（1）准备期导流准备期导流自第1年1月～第1年11月上旬，由原河床过流，导流标准为全年5年一遇洪水，相应流量为4890m3/s。在导流隧洞进、出口围堰的保护下，进行导流隧洞施工。第1年11月上旬，导流隧洞工程施工完成，具备分流条件。（2）初期导流初期导流自第1年11月中旬河道截流至第3年5月31日。本阶段为截流后至坝体具备挡水条件前的时期，根据施工总进度安排，本期共经历Ⅰ枯、Ⅰ汛、Ⅱ枯三个导流时段，共18.5个月。第一枯水期（I枯：第1年11月中旬至第2年5月31日）由上、下游围堰挡水，江水由导流隧洞下泄，根据围堰挡水情况将本期分为两个阶段：第一阶段为上游临时土石围堰挡水期，本阶段围堰挡水标准为第1年11月16日～第2年4月30日时段10年一遇设计洪水，相应流量为1240m3/s，围堰挡水水位为1415.2m，围堰堰顶高程为1416.0m。在土石围堰保护下，进行上游RCC围堰和坝基开挖，并于本阶段末，完成上游RCC围堰施工。第二阶段为利用上游RCC围堰挡水，本阶段围堰挡水标准为10月16日至次年5月31日时段10年一遇设计洪水，相应流量为2060m3/s，围堰挡水水位为1424.6m，堰顶高程为1426.0m。Ⅰ枯末完成坝基混凝土垫层浇筑。第一汛期（Ⅰ汛：第2年6月1日至第2年10月15日），本期洪水由导流隧洞及拦河坝基坑联合泄流。度汛标准采用全年20年一遇设计洪水，相应流量6950m3/s，上游围堰过水时上游水位为1434.9m。第二枯水期（II枯：第2年10月16日至第3年5月31日）首先恢复基坑，尽快完成基坑排水和清淤工作，基坑内坝体混凝土继续浇筑。到本期末，坝体的非溢流坝段及底孔坝段浇筑到1442.0m，表孔坝段（预留缺口）浇筑至1424.0m，本期围堰挡水标准采用10月16日至次年5月31日时段10年一遇设计洪水，相应流量为2060m3/s，围堰挡水水位为1424.6m。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计（3）中期导流中期导流自第3年6月1日至第4年11月30日，为坝体具备挡水度汛条件至导流洞下闸封堵时期。本期经历二个汛期，一个枯水期即II汛、III枯、III汛，共18个月。第二汛期（II汛：第3年6月1日至第3年10月15日），坝体临时度汛洪水标准采用全年50年一遇设计洪水，相应流量8300m3/s。洪水由导流隧洞、底孔及坝体预留缺口联合泄流，坝体预留缺口宽91.5m，缺口高程为1424.0m，坝体上游水位为1436.8m。本期内非溢流坝段和底孔坝段继续施工。第三枯水期（III枯：第3年10月16日至第4年5月31日），本期上游围堰挡水标准采用10月16日至5月31日时段10年一遇设计洪水，相应流量为2060m3/s。洪水经由导流洞下泄，坝体混凝土浇筑继续施工。到本期末，表孔坝段浇筑至1475.8m，其余坝段均浇至坝顶高程1481.0m。第三汛期（III汛：第4年6月1日至第4年11月30日），坝体度汛标准采用全年100年一遇设计洪水，相应流量为9310m3/s，坝体度汛由导流隧洞、泄洪底孔和表孔泄流，上游水位为1470.5m。（4）后期导流后期导流时段自第4年12月1日至第5年3月31日，本期主要完成导流隧洞封堵施工。本期历经一个枯水期即IV枯，共4个月。第四枯水期（IV枯：第4年12月1日至第5年3月31日），根据施工总进度计划，第4年12月初导流隧洞下闸，开始导流隧洞封堵施工，第4年12月底首台机组投产发电，导流隧洞封堵施工标准采用时段12.1~次年3.31时段20年一遇洪峰，相应流量808m3/s，洪水由泄洪冲沙底孔下泄并调控至正常蓄水位1477.0m，以满足首台机组发电的需要。根据施工总进度计划，在导流隧洞封堵完成后，坝体及水工泄水建筑物均完建，坝体挡水度汛标准达到设计标准，施工导流全部结束。拦河坝工程施工导流水力学计算成果及导流程序规划见表2.3-5。38 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.3-5大华桥水电站施工导流主要水力学计算成果及导流程序规划表导流时段导流及度汛准（洪水频率）洪水流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）挡水建筑物泄水建筑物备注准备期导流第1年1月～第1年11月上旬全年20％48901416.01416.0导流隧洞进、出口围堰原河床初期导流Ⅰ枯第1年11月16日～第2年4月30日（11.16～4.30）时段10％12401415.21408.5上游临时围堰、下游围堰导流洞上游临时围堰高程1416.0m，在临时围堰保护下上游碾压混凝土围堰施工，拦河坝基坑完成开挖，并浇筑坝基混凝土垫层。第2年5.月1日～第2年5月31日（10.16～5.31）时段10％20601424.61410.6上、下游围堰导流洞Ⅰ汛第2年6月1日～第2年10月15日全年5％69501434.91418.7导流洞和过水基坑基坑水位1422.4m。Ⅱ枯第2年10月16日～第3年5月31日（10.16～5.31）时段10％20601424.61410.6上游RCC围堰、下游围堰导流洞基坑清淤，坝体继续浇筑混凝土。时段末坝体非溢流坝段及底孔坝段浇筑到1442.0m，表孔坝段（预留缺口）浇筑至1424.0m。中期导流Ⅱ汛第3年6.月1日～第3年10月15日全年2％83001436.81420.4导流洞、坝体缺口、底孔缺口高程1424.0m，宽度91.5m。非溢流坝段、底孔坝段混凝土继续施工。Ⅲ枯第3年10月16日～第4年5月31日（10.16～5.31）时段10％20601424.61410.6上游RCC围堰导流洞基坑清淤，继续进行混凝土浇筑，到本期末，表孔坝段浇筑至1475.8m，其余坝段均浇至坝顶高程1481.0m。Ⅲ汛第4年6月1日～第4年11月30日全年1％93101470.51421.6坝体挡水导流隧洞、泄洪底孔和表孔后期导流Ⅳ枯第4年12月1日～第5年3月31日（12.1～3.31）时段5％8081477.0(控)1407.3坝体及导流隧洞闸门挡水底孔第4年12月初导流隧洞下闸封堵。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1.1水力计算及施工导流水工模型试验1.1.1.1水力计算成果根据施工导流规划，不同导流时段、导流隧洞、过水围堰以及坝体过水缺口泄流水力学计算成果见表2.3-6表2.3-6不同导流时段水力计算成果表项目枯水期（10.16～次年5.31）Ⅰ汛（第2年6.1～10.15）Ⅱ汛（第3年6.1～10.15）Ⅲ汛（第4年6.1～10.15）设计洪水标准枯水时段10年一遇全年20年一遇全年50年一遇全年100年一遇设计洪峰流量（m3/s）2060695083009310导流隧洞下泄流量（m3/s）20602160.22177.13752.0导流隧洞最大流速（m/s）13.213.914.024.1围堰下泄流量（m3/s）/4789.8//缺口下泄流量（m3/s）//5807.5/底孔下泄流量（m3/s）//315.41130.4表孔下泄流量（m3/s）///4427.6上游水位（m）1424.61434.91436.81470.5下游水位（m）1410.61418.71420.41421.61.1.1.2施工导流水工模型试验由于施工导流方案为枯水期围堰挡水，汛期基坑过水或坝体预留缺口过水，流态和水力条件复杂，为进一步研究导流隧洞、上游围堰及坝体缺口泄流能力、导流隧洞进口、洞身、出口及基坑或缺口过流时围堰堰面及堰基的流态、流速、压力分布等情况，开展了大华桥水电站施工导流整体水力学模型试验。通过水力学模型试验，从水力条件角度，论证导流方案布置的可行性及合理性。施工导流水工模型为整体、正态模型，模型比尺为1:80，导流隧洞采用有机玻璃制作，河道模拟总长度为2000m，包括导流洞上游长度500m和导流洞出口下游600m，库区1485m高程以下，下游1430m高程以下。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1.1.1.1试验工况及研究内容试验的工况及研究内容为：1、导流隧洞单独泄流工况验证导流隧洞的泄流能力，观测及分析导流隧洞进、出口及洞身段的流态、流速与压力分布情况，观测导流隧洞出口水流对下游围堰坡脚、下游河床及对岸的冲刷情况。2、导流隧洞和过水基坑联合泄流工况（Ⅰ汛）验证过水围堰的泄流能力，导流隧洞与过水基坑分流能力及联合泄流能力，观测不同流量下河床及基坑沿程水面线、沿程水流流态、压力、流速分布情况，观测堰体过水时，水流对堰脚、两岸边坡的影响，测定堰面下游与岸坡连接部位的流速、流态，若出现流态较差等现象，提出解决方案。3、导流隧洞、底孔和坝体缺口联合泄流工况（Ⅱ汛）验证泄洪底孔的泄流能力、坝体缺口的泄流能力、导流隧洞、底孔和坝体缺口的分流能力及联合泄流能力，观测不同流量下河床及基坑沿程水面线、沿程水流流态、压力、流速分布情况，观测坝体预留缺口流态及水力参数，分析缺口泄流对下游围堰的冲刷影响。4、导流隧洞、底孔和表孔联合泄流工况（Ⅲ汛）验证表孔的泄流能力、导流隧洞、底孔和表孔的分流能力及联合泄流能力，观测不同流量下河床及基坑沿程水面线、沿程水流流态、压力、流速分布情况。1.1.1.1.2模型试验成果及结论针对试验中发现的问题，对导流建筑物体型进行了优化，对最终确定的体型，各工况下模型试验成果如下：1、导流隧洞单独泄流工况（1）导流隧洞过枯水期10年一遇洪水时（Q=2060m3/s），对应的上游水位为1425.7m，经糙率修正后对应的上游水位为1424.48m，而RCC围堰堰顶高程为1426.0m，导流洞泄流能力及上游围堰顶高程均满足设计要求。（2）导流洞单独过流时，进、出口流态良好，在水位为1414m~1419.8m之间的明满流交替情况下，导流洞内虽有气囊、气泡等不良水流现象，但出现的气囊、气泡稳定，没有出现“打炮”现象，对导流洞本身影响不大。（3）导流洞单独过流工况，进水口附近水面平稳，基本无漩涡，出口附近水流顺畅，下游围堰附近水流平稳，波动较小。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计2、导流隧洞和过水基坑联合泄流工况（Ⅰ汛）（1）Ⅰ汛设计工况下（Q=6950m3/s），导流隧洞和基坑联合泄流时上游水位1434.44m，与计算上游水位1434.9m基本一致。（2）导流洞进水塔设置削涡梁后，在试验工况下基本不存在漩涡，导流洞进水顺畅、水面稳定。（3）在各级流量下，基坑内水流平稳，波动较小。基坑内水面流速不超过5.0m/s，临底流速不超过2.0m/s，下游围堰堰顶流速最大为9.5m/s。（4）导流洞末端顶部存在负压区，负压大小为-0.96~-2.4×9.8kPa，负压区范围为：Q=2200m3/s时为桩号314.0m至出口；Q=5000m3/s时为桩号424.0m至出口。流量大于6000m3/s后，导流洞内均为正压。（5）左岸最大岸边流速为2.9m/s（Q=2200m3/s）。在大流量时，导流洞出口右岸500m范围内的岸边流速均较大，最大为4.5m/s（Q=5000m3/s），右岸宜作防护处理。（6）RCC围堰剖面修改后，水流水平挑出，大大减轻了RCC围堰刚过流时对堰脚的冲刷作用。（7）对下游围堰堰顶设置挑板后，在试验工况下，堰面及堰脚钢丝笼完好，下游河道的冲刷基本不影响围堰的稳定。3、导流隧洞、底孔和坝体缺口联合泄流工况（Ⅱ汛）（1）Ⅱ汛设计工况下（Q=8300m3/s），导流隧洞、底孔和坝体缺口联合泄流时上游水位1436.44m，与计算上游水位1434.8m基本一致。（2）导流洞进水塔设置消涡板后，在试验工况下基本不存在漩涡，导流洞进水顺畅、水面稳定。（3）水流经RCC围堰及坝体缺口两次跌落后，消能充分，基坑内水面流速不超过4.0m/s，临底流速不超过1.7m/s，下游围堰堰顶流速最大为9.1m/s。（4）导流洞末端顶部存在负压区，负压大小为-0.96~-1.92×9.8kPa，负压区范围为：Q=5000m3/s时为桩号424.0m至出口。流量大于6000m3/s后，导流洞内均为正压。导流洞最大内水压力为29.84×9.8kPa，出现在流量为8300m3/s时。（5）左岸最大岸边流速为4.5m/s（Q=2200m3/s）。在大流量时，导流洞出口右岸500m范围内的岸边流速均较大，普遍超过3.0m/s，局部点流速为6.4m/s，右岸应作防护处理。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计（6）在各试验工况下，堰面及堰脚的钢筋石笼基本完好，最低冲坑位于导流洞出口偏右侧，远离下游围堰，河道冲刷情况不影响下游围堰的整体稳定。4、导流隧洞、底孔和表孔联合泄流工况（Ⅲ汛）（1）Ⅲ汛设计工况下（Q=9310m3/s），导流隧洞、底孔和表孔联合泄流时上游水位1469.28m，与计算上游水位1470.5m相差约1m，在合理范围之内。（2）试验实测了各过流建筑物的泄流能力及联合泄流时的流量分配情况，结果表明，当来流量为9310m3/s，上游库水位为1469.3m。（3）导流洞进口基本无漩涡，消力池内消能充分，出池水流平稳，无不良流态。在流量（Q>4000m3/s）下，底孔出流落水区附近水面波动较大，但影响范围较小。（4）导流洞末端顶部存在负压区，最小压力为-2.1×9.8kPa，出现在流量为2200m3/s时，导流洞最大内水压力为44.24×9.8kPa，出现在流量为9310m3/s时。（5）左岸最大岸边流速为4.9m/s（Q=2200m3/s）。在大流量时，导流洞出口右岸500m范围内的岸边流速均较大，普遍超过6.0m/s，局部点流速最大为8.7m/s，右岸应作防护处理。试验结果表明，本工程施工导流方案和导流建筑物布置及体型基本合理，各工况下导流建筑物泄流能力、流态与水力计算成果基本吻合，各工况下水流条件良好，导流隧洞及上下游围堰运行安全稳定。大流量时导流隧洞出口右岸岸边流速较大，需对岸坡进行防护。1.1导流建筑物设计1.1.1导流建筑物布置1.1.1.1导流建筑物布置原则在确定采用枯水期围堰挡水，汛期基坑过水的导流方案后，结合水工枢纽布置特点对导流布置方案进行了全面、深入的研究，布置时考虑的主要设计原则有：（1）导流布置方案应满足技术可行、经济合理、方案可靠的基本要求；（2）围堰型式及规模应满足在一个枯水期完建并具备挡水及汛期过水的要求；（3）导流建筑物的布置应与水工枢纽布置相协调，导流隧洞轴线应综合考虑地形地质条件和水力条件，优选洞线，减少隧洞长度，缩短导流隧洞工期，以利于提前截流，同时应兼顾施工和运行安全；（4）尽可能考虑导流建筑物与永久建筑物的结合，以减少工程投资，施工期度汛时应尽可能的考虑水工永久设施参与泄流；88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计（5）围堰布置除应满足基坑内主体工程施工场地需要外，还应满足围堰挡水、过水时的稳定要求。1.1.1.1导流建筑物布置1.1.1.1.1导流隧洞布置1、导流隧洞条数及洞径导流隧洞岩性主要为灰绿色板岩夹石英砂岩，薄层-互层结构，导流隧洞走向与岩层夹角较大，洞身段围岩类别主要为Ⅲ类，具备开挖较大断面导流隧洞的地质条件。本工程枯水期导流设计流量为2060m3/s，类比同类工程，布置一条导流隧洞完全可以满足泄流要求。导流隧洞洞径应通过技术经济综合比较，以优选合适的断面尺寸。洞径比选时应考虑上游围堰规模应满足一个枯水期完建，度汛时导流隧洞洞内流速也不宜过大等因素。本阶段初步拟定了11m×13m，12m×14m，13m×15m三个不同洞径方案，从截流条件、水力学特性及导流工程量等方面进行综合分析比较，主要计算成果见表2.4-1。表2.4-1导流隧洞不同洞径技术经济比较表方案11m×13m12m×14m13m×15m导流隧洞长度（m）485.0485.0485.0过水断面（m2）132.84155.91180.81断面湿周（m）43.9547.5851.21截流最大瞬时落差（m）3.693.042.47临时围堰设计流量1240m3/s临时围堰挡水位（m）1416.61415.21414.7临时围堰顶高程（m）1417.01416.01415.0临时围堰最大堰高（m）19.018.017.0上、下游围堰枯水期挡水设计流量2060m3/s上游水位（m）1429.81424.61421.8下游水位（m）1410.61410.61410.6上游围堰堰顶高程（m）1431.01426.01423.0下游围堰堰顶高程（m）1412.01412.01412.0上游围堰最大堰高（m）54.049.046.0下游围堰最大堰高（m）16.016.016.0洞内平均流速（m/s）15.5113.2111.39围堰汛期过水主要计算成果（设计流量6950m3/s）隧洞泄流流量（m3/s）2086.52160.22239.9基坑泄流量（m3/s）4863.54789.84710.1上游水位（m）1440.01434.91431.8基坑水位（m）1422.51422.41422.388 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计下游水位（m）1418.71418.71418.7上下游水位差（m）21.316.213.1下游围堰堰面流速（m/s）11.2211.2011.12下游堰面单宽流量（m3/s.m）51.1950.4249.58不同洞径导流建筑物工程量及投资方案11m×13m12m×14m13m×15m土石方明挖（万m3）30.3035.4938.1石方洞挖（万m3）9.8512.4413.52混凝土衬砌（万m3）2.282.743.15喷混凝土（万m3）0.520.60.71进水塔及进出口混凝土（万m3）2.523.013.14封堵混凝土（万m3）0.340.420.46钢筋（t）279233903792钢筋网（t）80147.296砂浆锚杆（根）124201390814448回填灌浆（万m2）0.890.981.03固结灌浆（万m）0.580.540.65接触灌浆（万m2）0.110.120.11预应力锚索(根)606060金属结构（t）4330.98638土石方填筑（万m3）14.9513.8811.82碾压混凝土（万m3）9.917.356.31混凝土防渗墙（万m2）0.60.39/0.580.57过渡料（万m3）0.210.210.21土工膜（万m2）0.080.080.08面板碾压混凝土（万m3）0.610.610.61钢筋石笼（万m3）1.01.01.0抛填块石（万m3）0.50.50.5造价（万元）12405.112086.812943.5与最小方案差值（万元）318.30856.7从表中计算结果可以看出，三个洞径方案截流指标均不大，截流容易实现，均是可行的，围堰度汛过水时，水力学指标也相差不大。11m×13m洞径方案上游碾压混凝土围堰高度为54.0m，围堰规模偏大，混凝土量较大，其导流工程投资为12405.1万元，较12m×14m方案高出318.3万元。13m×88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计15m洞径方案上游碾压混凝土围堰高度为46m，与12×14m洞径方案上游围堰高度49m相差不大，但导流隧洞断面尺寸较大，其导流工程投资为12943.5万元，比12m×14m方案高出856.7万元，因此，综合分析水力学指标、导流工程投资，12m×14m洞径方案水力学指标合适，投资最小，Ⅰ枯工程量合适，本阶段导流隧洞断面尺寸推荐采用12m×14m方案。2、导流隧洞洞线选择大华桥水电站坝址位于河流转弯处，左岸为凹岸，右岸为凸岸，河谷两岸边坡陡峭，坡度在50～75°，地下厂房布置在左岸山体内，若导流隧洞布置在左岸，洞线难以展开，且洞线较长，与引水系统施工干扰也较大，因此，不宜在左岸布置导流隧洞。导流隧洞布置在右岸，可以利用有利的地形条件，使洞线较短，水流条件更好，还可以避免与引水系统施工产生干扰，坝址右岸有已建沿江公路通过，交通条件较好，有利于尽早进场施工，对按期完成导流隧洞施工及截流更有保证，因此，综合分析考虑地形条件、水流条件及导流隧洞施工条件等方面，导流隧洞选择布置在河流右岸。针对右岸导流隧洞方案，又分析研究了洞线直线布置与洞线转弯布置方案。洞线直线布置与转弯布置进出口位置基本相同，直线布置方案进口引渠长度为66.0m，洞身长度为450.0m，出口引渠长度为139.6m。洞线转弯布置方案平面上布置一弯道，转弯半径100m，转弯角度32.6º，进口引渠长度为48.6m，洞身长度为485.0m，出口引渠长度为127.6m。两洞线比较见表2.4-2。表2.4-2　　　　　大华桥水电站导流隧洞洞线比较表项　目直线布置转弯布置布置参数进口明渠长66.0m48.6m进口轴线与河道主流方向交角54.7°68.5°洞身长450m485m洞身弯段无弯段转弯半径100m，转角32.6°出口明渠长139.6m127.6m出口轴线与河道主流方向交角10.6°13.4°地质因素洞轴线与主要断层的最小交角洞轴线与F21的交角28°与其它断层均为大交角洞轴线与F21的交角46°与其它断层均为大交角洞轴线与岩层夹角隧洞与岩层夹角为66°前段隧洞与岩层夹角58°，后段隧洞与岩层夹角为90°88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计边坡进口高边坡进口洞脸边坡最大高度152m进口洞脸边坡最大高度142m其它出口洞身侧向岩体覆盖厚度出口段约70m范围内侧向岩体覆盖厚度低于1.5倍洞径出口进洞约20m后侧向覆盖厚度即高于1.5倍洞径工程量土石方明挖（万m3）26.5327.20石方洞挖（万m3）10.4912.44喷混凝土（万m3)0.450.6混凝土衬砌（万m3)2.662.74进水塔及进出口混凝土（万m3）3.053.01封堵混凝土（万m3）0.400.40钢筋（t）32873390钢筋网（t）145147.2砂浆锚杆（根）1385613908回填灌浆（万m2）0.930.98固结灌浆（万m）0.540.54接触灌浆（万m2）0.120.12预应力锚索（根）6560造价导流隧洞造价（万元）7690.37514.6优缺点比较进口洞脸边坡开挖高度较大；洞身直线布置，隧洞较短，水力条件较好；洞身与F21断层夹角较小，对洞身稳定不利；洞身出口段70m范围内侧向岩体覆盖厚度较薄，支护工程量较大。进口洞脸边坡开挖高度较大，比直线布置方案略低；洞身转弯布置，隧洞较长，水力条件稍差；洞身与F21断层夹角较大，对洞身稳定有利；洞身出口段20m范围内侧向岩体覆盖厚度较薄，支护工程量较小。推荐意见不推荐推荐由上表可以看出，两洞线方案洞长相差不大，相差35m，直线布置方案略短，但由于直线布置方案与断层夹角较小，对洞身稳定不利，且洞身出口段侧向岩体覆盖厚度较薄，因此，直线布置方案洞身支护及衬砌工程量较大，投资较转弯布置方案高出175.7万元。综合分析考虑，洞线转弯布置投资略低，且对洞脸及洞身稳定更有利，成洞条件更好，施工难度和施工风险相对较小，因此，推荐洞身采用转弯布置方案。3、导流隧洞与永久建筑物结合条件分析根据水工枢纽布置，地下厂房布置在河流左岸，厂房尾水出口布置在坝轴线下游约2.5km处，导流隧洞不具备与尾水隧洞结合的条件。1.1.1.1.1围堰布置1、围堰型式选择根据施工导流程序和施工总进度安排，大坝施工期围堰共使用2.5年，经历288 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计个汛期，3个枯水期，为了选择经济安全、技术可行又能与本工程地形地质条件相适应的堰体结构，本阶段对上游过水围堰结构型式分析比较了碾压混凝土过水围堰、胶凝砂砾石（CSG）过水围堰及土石过水围堰三种型式。上游碾压混凝土围堰方案需布置两道围堰，上游侧为临时土石围堰，在临时围堰保护下修建碾压混凝土围堰。上游碾压混凝土围堰顶高程1426.0m，围堰建基面高程为1377.0m，最大堰高49.0m，堰顶宽7.0m，围堰上游面垂直，下游面堰顶至1390m高程坡比1：0.7，在1390m高程设置宽12m挑流平台，1390.0m高程至基础建基面垂直坡布置。上游CSG过水围堰与混凝土围堰类似，在河道上布置两道围堰，第一道围堰为临时土石围堰，在临时围堰保护下修建CSG过水围堰。上游CSG过水围堰堰顶高程1426.0m，围堰建基面高程为1397.0m，最大堰高49.0m，堰顶宽7.0m，围堰上游面坡比为1：0.3，下游面堰顶至1390.0m高程坡比1：0.75，在1390高程设置宽10m挑流平台，1390.0m高程至基础建基面垂直坡布置。上游土石过水围堰，当导流隧洞断面尺寸同另两个方案为12m×14m时，过流水力学指标很差，防护非常困难，风险较大。为降低土石围堰过水指标，考虑适当加大导流隧洞洞径，按照一般工程经验，上下游水位差控制在7.0m以内，堰面最大流速控制不超过12m/s，土石过水围堰是可行的，故从水力条件分析，导流洞断面选择为14m×16m时，指标可控制在可行范围内。上游土石过水围堰堰顶高程1421.0m，堰基面为1398.0m，围堰最大高度23.0m，堰顶宽度10.0m，围堰堰面采用碾压混凝土面板防护，面板厚度为2.0m～4.0m，堰面混凝土按台阶面布置，上游堰坡1：1.75，下游堰顶至1413.0高程坡比1：6.0，在1413.0m高程设置宽15m的挑流平台，1413.0m高程以下边坡一直开挖至基岩，坡比为1：2.0，下游侧覆盖层连同拦河坝基坑覆盖层一起挖除，围堰上游堰坡采用钢筋石笼护坡，堰顶及1409.0m高程以上下游堰坡采用碾压混凝土防护，1409.0m高程以下下游堰坡及覆盖层边坡采用CSG护坡，防护厚度为7.0m。三个方案的下游围堰均为土石过水围堰，堰顶高程1412.0m，围堰轴线位置综合考虑下基坑道路布置、导流洞出口水流冲刷影响等因素，布置于坝轴线下游约290m处。针对上游过水围堰三种围堰型式均进行了详细的体型设计，分别从水力条件、过水防护、施工工期、导流风险及工程投资等方面进行了综合分析比较，主要计算成果见表2.4-3。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.4-3　　上游围堰堰型技术经济比较表项目上游临时围堰+碾压混凝土过水围堰上游临时围堰+CSG过水围堰上游土石过水围堰围堰高度(m)494923围堰主要工程量土方开挖(万m3)5.997.453.1石方开挖(万m3)1.501.870.78土石方填筑(万m3)7.557.5513.12碾压混凝土(万m3)7.35—2.71常态混凝土(万m3)—0.430.26CSG(万m3)—11.124.36钢筋石笼(万m3)——1.33混凝土防渗墙(万m2)0.270.270.20富浆防渗体(万m3)—0.36—上游围堰工程投资(万元)3501.72452.33035.0导流隧洞投资(万元)7514.57514.59352.6水力条件围堰抗冲能力强，过水时围堰安全，过流风险小，清淤工程量较小围堰抗冲能力较RCC围堰小，但基本满足要求，但度汛时过堰水头偏高围堰抗冲能力满足要求，堰面最大流速11.7m/s，堰面流速适中工期保证性工期较紧，需合理安排施工进度工期较紧，需合理安排施工进度工期适中，可以实现优缺点比较过流风险小，围堰安全可靠，大型工程较多采用，投资略高投资较低，属于新材料，运用较少，目前成功运行过水围堰最大堰高35.5m，最大过堰水头7.95m围堰投资适中，但导流隧洞投资较大，堰体填筑及防渗质量要求高，土石与混凝土交接处处理较为困难推荐意见推荐不推荐不推荐88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计本工程拦河坝轴线位于河道转弯处，上游围堰布置若想避开转弯段则将会大大增加导流隧洞的长度，十分不经济，因此，围堰只能布置在河道转弯处。对于过水围堰，围堰布置在转弯处，过流时流态较为复杂，水流条件较差，对堰面及堰肩冲刷较大，因此，堰型选择时，应尽量考虑抗冲能力好，更为安全可靠的堰型。从表2.4-3的比较分析可以看出，上游土石过水围堰为降低堰面流速，导流隧洞洞径较大，总的工程投资最高，且土石过水围堰对堰体填筑及防渗质量要求较高，土石与混凝土交接处处理也较为困难，因此，不推荐此方案；上游CSG过水围堰投资较混凝土围堰节省约1000万元，但该堰型国内运用较少，技术尚不是很成熟，本工程CSG围堰最大高度49.0m，高度较大，堰顶最大过堰水头8.9m，超过目前国内成功运行的最大水头（福建洪口水电站成功过水最大水头7.95m），本阶段也不推荐此方案，下一阶段将通过对CSG材料的抗冲及性能试验研究，进一步分析研究此方案的可行性。经对三种堰型综合分析研究，碾压混凝土过水围堰在大型工程中运用较多，技术成熟，具有过水安全、可靠性高等优点，本阶段上游过水围堰推荐采用碾压混凝土围堰。2、围堰与永久建筑物结合条件分析拦河坝为碾压混凝土重力坝，上游碾压混凝土围堰存在与坝体结合的可能性。但考虑到坝体永久混凝土与围堰混凝土结合对坝体结构有一定影响并存在一定施工风险，且要使混凝土围堰作为坝体的一部分，在浇筑混凝土前，需先完成坝基处理及坝体建基面验收，对于一个枯水期，施工进度难以保证，按期完成围堰浇筑具备挡水形象风险较大，因此，本阶段不考虑混凝土围堰与坝体结合。1.1.1.1.1推荐初期导流布置根据导流隧洞及围堰布置方案综合比较分析，推荐右岸布置一条导流隧洞，平面上按转弯布置，断面型式为12×14m的圆拱直墙型，长度485.0m。围堰型式为上游临时土石围堰＋上游碾压混凝土过水围堰＋下游土石过水围堰。1.1.1.1.2中、后期导流布置根据施工度汛规划及施工进度安排，第3年汛期由导流隧洞、泄洪冲沙底孔及坝体预留缺口联合泄洪度汛。为减小度汛时与底孔过流的干扰，坝体预留缺口布置在溢流表孔坝段，缺口高程1424.0m，缺口宽度同表孔坝段宽度为91.5m，两侧底孔及非溢流坝段汛前浇筑至1442.0m。根据水工枢纽布置，底孔高程1426.0m，布置一个底孔，孔口尺寸6m×8m（宽×高）。第4年汛前，坝体表孔坝段浇筑至1475.8m高程，其余坝段浇筑至坝顶高程1481.0m，汛期由导流隧洞、底孔及表孔联合泄洪度汛，根据水工枢纽布置，表孔堰顶高程为1460.0m，共布置5个表孔，孔口尺寸为13.5m×17m（宽×高）。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1.1导流隧洞设计1.1.1.1导流隧洞地质条件导流隧洞布置于河道右岸，断面尺寸为12m×14m（宽×高）的城门洞形，平面上布置一弯道，前段隧洞走向NW305.7°，后段隧洞走向NW273.1°。岩层走向NW3°，前段隧道与岩层夹角为58°，后段隧洞与岩层夹角为90°，与岩层走向近于垂直。导流隧洞进口位于右岸河流拐弯上游侧，距离坝轴线约290m，进口处整体地形较陡峻，1427m以下自然坡度37°，以上坡度60°～70°，坡高200m。该处澜沧江河流方向为SE245°，导流洞轴线方向为进口NW305.7°，与澜沧江主流呈50°夹角。六兰公路从顶部1428m高程左右通过。边坡由紫红色板岩组成，薄层状结构。岩体强风化水平深度10m～15m，弱风化水平深度60m左右。岩体层间夹泥层及挤压破碎带不发育，且规模较小。洞口岩体卸荷松动明显，水平深度20～35m，垂直高度约30～40m，岩层出现折断错落现象，边坡稳定较差。0-065.8m～0-017.7m：为导流明渠段，长约49m，表层为冲洪积卵砾石层、崩坡积碎石土层，厚约3～5m，结构松散。下伏基岩为强风化板岩，岩层产状NE3°NW∠80°。进口明渠底板最低开挖高程为1399m，明渠上游侧边坡最大开挖高度约10m，下游侧边坡最大开挖高度约10m。0-044m～0-017.2m为岩质边坡，岩层与边坡斜交，为逆向坡，由于受岩体风化、倾倒影响，岩体破碎，需做好好防护处理。建议强风化岩体抗冲流速为2.0～2.5m/s，覆盖层的抗冲流速为1～1.5m/s。0-017.7m～0+000m：为进水塔段。塔顶部高程1480m，设计建基面1395.5m，塔高84.5m。进水口闸门井地基为微风化灰绿色板岩，岩石中等坚硬，岩体整体完整性较好。闸基发育f19、f20两条断层，断层带及其影响带岩体完整性差，经处理后地基允许承载力和变形指标可满足要求。0+000～0+274.1m：为洞身段，长约274m，洞向NW305.7°，其中0+000m～0+040m隧洞垂直埋深170m，水平向埋深60m；0+040m～0+300m隧洞垂直埋深190m，水平向埋深140m。围岩岩性0+000～0+131.0m、0+241.0～0+312.0m段以灰绿色板岩为主，其余地段为灰绿色板岩夹石英砂岩，薄层-互层结构。沿线中小断裂发育，发育f18、f22、f106、f104等4条断层，其中f22断层产状为NE10°SE∠70°，断层带宽20～50cm，为层状砂状土及疏松的原岩组成，；f106断层产状为NE5°NW∠80°，断层带宽约20～30cm，由碎块岩组成。其余断层规模较小，宽度仅10～20cm，其走向与洞线近垂直，断层倾角陡（65°～80°），对隧洞围岩稳定影响较小。地下水位位于洞顶以上88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计20～30m，沿板岩多为微弱透水层，与地表水等联系不密切，因此，隧洞地下水以点滴状渗水为主，不会产生突水、涌水等现象，地下水对洞室开挖影响不大。总体看来，该洞段围岩稳定较好，围岩类别为Ⅲ2类，局部断层及裂隙密集地段为Ⅳ～Ⅴ类。0+274.1～0+330.9m：为洞身转弯段，该段长约57m。隧洞垂直埋深140m，水平向埋深130m。洞段围岩为板岩、石英砂岩与板岩互层，石英砂岩单层厚度在5m～10m之间，板岩最大厚度30m左右，局部夹薄层石英砂岩。该段无较大规模断层发育，裂隙中等发育。地下水位高于洞室，但由于板岩多为微弱透水层，与地表水等联系不密切，因此，隧洞地下水以点滴状渗水为主，不会产生突水、涌水等现象，地下水对洞室开挖影响不大。该段围岩岩体完整性较好，岩层走向与洞向夹角为65°，岩体呈微新状。沿线断层规模较小，与洞轴线夹角较大。裂隙多短小，对围岩稳定不具控制作用。总体来看，该洞段围岩稳定较好。围岩类别为Ⅲ2～Ⅲ3类。0+330.9～0+485.0m：该段长约150m，洞向NW273.1°。隧洞垂直埋深130m，洞段围岩为板岩、石英砂岩与板岩互层出露，工程地质特性与前段基本相同，沿线中小断裂发育，共通过3条规模较大断层，其中f21断层产状为NW302°NE∠75°，断层带宽20～30cm，为岩片、岩粉及泥质组成，上盘影响带宽度近1.5m，下盘影响带宽度近2m，湿水后松软，强度低；f103断层产状为NE5°NW∠67°，断层带宽约50～70cm，由黄褐色断层泥组成，两侧分布10～20cm碎裂岩。其余断层规模一般不大，宽度仅10～20cm，且其走向与洞线近垂直，断层倾角陡（65°～80°），因此断层对隧洞围岩稳定影响较小。发育g8、g9两条挤压带，产状为NW350°SW∠65°，破碎带宽约20～70cm，充填灰绿色石英岩屑及紫红色板岩碎片，结合紧密，局部侧壁分布泥质，挤压带走向与洞线近垂直，倾角陡，因此对隧洞围岩稳定影响较小。地下水位高于洞室，隧洞地下水以点滴状渗水为主，不会产生突水、涌水等现象。岩层走向与洞向夹角为65°～90°，围岩类别为Ⅲ2类，断层及裂隙密集地段为Ⅳ～Ⅴ类。0+485.0m～0+606.4m：为出口明渠段，设计建基面1398m，下伏基岩为强风化板岩，岩层产状NE3°NW∠80°。建议强风化岩体抗冲流速为2.0～2.5m/s，覆盖层的抗冲流速为1～1.5m/s。导流隧洞出口位于坝轴线下游约400m处，出口段地形较平缓，1425m左右为六－兰公路，公路以下自然坡度25°～35°，公路以上到1445m高程自然坡度约35°，顶部为坡度大于60°的基岩陡坡，上覆坡崩积层厚度较薄。基岩岩性为石英砂岩与板岩互层，出口段强风化水平深度约15～20m，弱风化水平深度20～30m。根据上部KPD1488 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计探洞勘探揭露资料，顶部基本无强风化岩层，弱风化层水平深度35m，强卸荷水平深度约7m。1.1.1.1导流隧洞型式与布置经导流方案全面比较，本阶段推荐采用右岸布置一条导流隧洞，上游临时土石围堰＋碾压混凝土过水围堰，下游土石过水围堰的布置方式。导流隧洞过流按有压洞设计。断面型式考虑施工方便、低水位下泄流量大及有利于截流等因素，采用圆拱直墙型，断面尺寸为12m×14m（宽×高）。设计状态下，枯水期导流隧洞最大泄量2060m3/s，平均流速13.2m/s，汛期导流隧洞最大泄量2160.2m3/s，平均流速13.9m/s，施工导流中期坝体缺口过流时，导流隧洞最大泄量2177.1m3/s，平均流速14.0m/s。导流隧洞与表孔及底孔联合泄流时，导流隧洞最大泄量3752.0m3/s，平均流速24.1m/s。根据河床纵剖面情况，导流洞进口处河床底高程约为1398.0m，出口处河床底高程约为1395.0m，综合考虑截流条件、出口水流条件和减少施工难度，避免水下开挖过深等因素，选择导流洞的进口高程为1399.0m，出口高程1398.0m。弯道半径及直线长度选择考虑了水流条件及避免横向水面差过大等因素，直线段长度按大于5倍洞径考虑，弯道半径均选为100m。综上所述，导流隧洞断面型式为圆拱直墙型，断面尺寸为12m×14m（宽×高），进口高程1399.0m，出口高程1398.0m，洞身长485.0m，隧洞纵坡2.06‰。进口引渠长48.6m，为改善水流条件，进口引渠上游侧边坡为圆弧布置，圆弧半径R=80m，转角为67°。进水塔闸室段长17.7m，顶高程1480.0m，高85.5m；进水塔闸门孔口尺寸为12×14m。塔后渐变段长20m。洞身平面上布置一弯道，导0+274.10m～导0+330.90m为转弯段，平面转弯半径R=100m，转角为32.6°；出口引渠长121.4m，出口引渠前25m为直墙渠段，渠顶高程1420.0m，渠顶布置明渠桥连通右岸低线施工道路，引渠桩号导0＋481.00m～导0＋530.00m布置一弯道，平面转弯半径R=175m，转角为16.0°。1.1.1.2洞身设计根据导流洞沿程围岩条件和运行工况，并类比其它工程，导流洞洞身结构采用复合支护型式，一次支护为系统锚杆加喷混凝土，二次支护为钢筋混凝土衬砌。导流隧洞洞身段板岩类多为Ⅲ3类，砂岩类及砂板岩互层状为Ⅲ2类，断层带及其影响带内为Ⅳ～Ⅴ类，其中Ⅲ2类围岩占46%，Ⅲ3类围岩占20%，Ⅳ类围岩占34%。（1）一次支护设计88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计根据《水工隧洞设计规范》，并类比其它工程，一次支护参数为：Ⅲ2、Ⅲ3类围岩局部稳定性较差，一次支护采用系统锚杆、挂网喷混凝土支护，局部块体加固。顶拱喷C20混凝土厚15cm，边墙喷混凝土厚10cm，挂φ6.5mm钢筋网@15×15cm，顶拱系统锚杆Φ25mm，L=4.5m，@200×200cm，梅花形布置，边墙系统锚杆Φ25mm，L=3.0m，@150×150cm，梅花形布置。Ⅳ类围岩为不稳定岩体，一次支护采用系统锚杆、挂网喷混凝土支护，必要时采用钢支撑加固。顶拱及边墙喷C20混凝土厚20cm，挂φ6.5mm钢筋网@15×15cm，系统锚杆Φ25mm，L=4.5m，@150×150cm，梅花形布置。导流隧洞进出口及渐变段一次支护采用系统锚杆、挂网喷混凝土支护，必要时采用钢支撑加固及锁口锚杆预处理。顶拱及边墙喷C20混凝土厚20cm，挂φ6.5mm钢筋网@15×15cm，系统锚杆Φ25mm，L=6.0m，@150×150cm，梅花形布置。导流隧洞根据地下水情况设置排水孔。（2）衬砌支护设计①钢筋混凝土衬砌导流隧洞洞身全线均采用全断面钢筋混凝土衬砌。根据洞身稳定分析与结构计算，并参考同类工程经验，导流隧洞洞身各洞段的钢筋混凝土衬砌厚度如下：进口渐变段及其后延段衬砌厚度为2.0m，封堵段前Ⅲ类围岩洞段衬砌厚度为0.8m，Ⅳ类围岩洞段衬砌厚度为1.2m，封堵段后Ⅲ类围岩洞段衬砌厚度为0.6m，Ⅳ类围岩洞段衬砌厚度为1.0m。混凝土衬砌采用C25混凝土。②回填灌浆按照隧洞衬砌结构设计原则，考虑衬砌与围岩联合受力，为了保证顶拱衬砌与围岩面的紧密结合，钢筋混凝土衬砌顶部应进行回填灌浆。回填灌浆压力为0.2～0.25MPa，孔距和排距均为5m，导流隧洞全线回填灌浆。③固结灌浆Ⅳ类围岩洞段、进出口洞段、渐变段及局部地质软弱洞段，洞周需进行固结灌浆，以加固围岩，提高围岩承载力和整体稳定性，减少渗漏。固结灌浆孔入岩深度6m，Ⅳ类围岩洞段孔距和排距均采用4m，进口渐变段及其后延段孔距和排距均采用3m。④隧洞分缝设计88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计在进水塔与隧洞进口相交处、渐变段末端、地质条件明显变化处考虑设置变形缝，其余洞段只设置施工缝，施工缝分段长度考虑为8～12m，缝中设止水材料。（3）隧洞衬砌结构计算根据导流隧洞的布置及各特征水位，按照规范要求，对导流隧洞施工期、运行期和封堵期三个工况进行内力及衬砌配筋计算，以确定合理的隧洞衬砌方式和参数。计算采用《水工隧洞设计规范》（DL5195—2004）推荐的计算方法，结构设计应考虑持久状况、短暂状况及偶然状况三种设计状况。采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态表达式进行结构计算。衬砌结构计算包括衬砌内力计算与配筋计算两部分。衬砌内力计算按照《水工隧洞设计规范》推荐的城门洞形隧洞计算方法——边值法进行计算，结构配筋计算按照《水工混凝土结构设计规范》有关要求进行计算。导流隧洞衬砌结构计算选取导流隧洞施工期、运行期及封堵期三个不同时期最具有代表性的工况进行计算。设计荷载主要为山岩压力、衬砌自重、内水压力、外水压力及灌浆压力，导流隧洞为临时地下工程，不计温度应力和地震力。根据《水工隧洞设计规范》，各工况下应考虑的荷载组合见表2.4-4。表2.4-4　　　各计算工况荷载组合表计算工况围岩压力内水压力外水压力衬砌自重灌浆压力施工期√—√√√运行期√√√√—封堵期√—√√—备注：各计算工况外水压力根据围岩地下水活动状态，结合采用的排水措施等情况进行折减后计算，折减系数选取参照《水工建筑物荷载设计规范》附录C。由导流隧洞衬砌结构内力及配筋计算结果可得出如下结论：1）衬砌结构在边墙与底板相交处截面为薄弱的位置，设置斜角后内力及配筋减少较大。2）进口洞段衬砌厚度为2.0m，封堵段前Ⅲ类围岩洞段衬砌厚度为0.8m，Ⅳ类围岩洞段衬砌厚度为1.2m，封堵段后Ⅲ类围岩洞段衬砌厚度为0.6m，Ⅳ类围岩洞段衬砌厚度为1.0m，各衬砌段在各工况下均可满足安全与施工要求，充分利用了混凝土与钢筋性能，并且可以在合理范围内选配钢筋，方便施工，与类似相关工程比较，衬砌厚度也比较合适，因此，所选定的支护参数是合理可行的。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1.1.1进水塔设计（1）进水塔体型为后期导流隧洞封堵需要，导流隧洞进口设置进水塔，采用钢筋混凝土结构。综合考虑施工导流期间度汛水位及导流隧洞汛前汛后均具备下闸封堵条件，同时兼顾进水塔顶与右岸上坝公路的衔接，进水塔顶部高程确定为1480.0m。封堵闸门孔口尺寸为矩形12×14m（宽×高），设置一扇平板闸门。进口喇叭口采用三面收缩（底板不收缩）型式，体型曲线按1/4椭圆曲线，进口上缘曲线方程为，后接1：8.3直线压坡至孔口顶部，两侧及中墩曲线方程。进水塔长17.7m，宽21m，进水塔高85.5m，塔身壁厚2.5m，边墩厚4.5m，底板厚4.5m。（2）进水塔整体稳定计算根据《水电站进水口设计规范》有关规定，进水塔应按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行验算，承载能力极限状态应进行整体抗滑、抗浮、抗倾覆及建基面基础岩体抗压承载力计算，正常使用极限状态应进行建基面上、下游应力验算。由于导流隧洞进水塔为临时建筑物，计算中不考虑地震荷载。计算工况选取进水塔最不利的挡水工况：导流隧洞下闸封堵，坝体及导流隧洞闸门挡水，大坝泄洪冲沙底孔控泄上游水位至正常蓄水位1477.0m，满足首台机组发电要求，导流隧洞闸门后无水。作用效应组合按基本组合持久状况考虑，荷载组合为进水塔自重＋设备重＋垂直水压力＋水平水推力＋扬压力。进水塔承载能力极限状态计算成果见表2.4-5，正常使用极限状态计算成果见表2.4-6。表2.4-5　　进水塔承载能力极限状态计算成果表整体抗滑稳定（kN）抗浮稳定（kN）抗倾覆稳定（kN.m）基础压应力（kPa）γ0ψS（·）R（·）γ0ψS（·）R（·）γ0ψS（·）R（·）压应力σ地基承载力101933.6156981.7247529.8341567.13061785.73355962.6435.81000~200088 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.4-6　　进水塔正常使用极限状态计算成果表上游面拉应力（kPa）下游面拉应力（kPa）上游面垂直应力规范要求控制指标下游面垂直应力规范要求控制指标91.1（为压应力）不出现拉应力435.8（为压应力）拉应力小于100从以上计算结果可以看出，对于进水塔承载能力极限状态，整体抗滑、抗浮、抗倾覆稳定作用效应均小于抗力效应，进水塔基础垂直压应力为435.8kPa，小于地质建议的地基允许承载力1.0~2.0MPa，因此，进水塔承载能力极限状态满足规范要求。对于进水塔正常使用极限状态，基础上、下游面均不存在垂直拉应力，满足正常使用极限状态规范要求。综上所述，导流隧洞进水塔体型是合理可行的，进水塔整体稳定性是安全的。1.1.1.1进、出口开挖及支护设计（1）进出口及边坡设计导流隧洞进出口开挖根据地质建议的稳定坡比，结合地形地质条件，进行开挖边坡设计，进出口边坡开挖高度最大约为142m。导流隧洞进口引渠长48.6m，出口引渠长121.4m。进口引渠左侧边墙扩散角为6°，右侧边墙按弧形布置，圆弧半径80.0m，弧度65.6°，进口引渠进洞前15m段（桩号导0-017.7m～导0-032.7m）右侧边墙及底板采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为1m，左侧边墙由于基岩顶高程较低，开挖后不考虑进行贴坡衬砌。导流隧洞出口根据引渠道路布置采用斜向洞脸，出口引渠导0+485.0m～导0+530.0m布置一弯道，转弯半径175.0m，转弯角度16.0°，后接直线引渠连接至河道，出口引渠右侧边墙导0+489.0m～导0+546.0m，左侧边墙导0+481.0m～导0+530.0m及明渠底板采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度均为1m。导流隧洞进口开挖分两部分进行，分别为右岸坝顶公路1480.0m高程以上边坡开挖及1480.0m高程以下边坡开挖，最大开挖边坡高度约为142m。结合引渠边墙贴坡衬砌，于1417.0m高程设第一级马道，依次于1440.0m、1460.0m、1480.0m、1500.0m、1520.0m高程分别设置一级马道，共6级马道，其中1440.0m高程马道考虑边坡开挖施工道路布置，宽度为7m，1480.0m高程马道结合右岸坝顶施工道路布置，宽度为9m，其余马道宽度均为2m。岩石边坡开挖坡比按1：0.5，覆盖层边坡开挖坡比按1：1.5。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计导流隧洞出口最大开挖高度约为60m，结合出口引渠边墙贴坡衬砌，于1420.0m高程设第一级马道，洞脸后边坡于1440.0m高程设第二级马道，马道宽度均为2m，出口引渠1420.0m高程施工道路通过出口边坡，施工道路宽度为7m。岩石边坡开挖坡比按1：0.5，覆盖层边坡开挖坡比按1：1.5。（2）进出口边坡支护设计边坡支护采用锚喷支护，视边坡岩石条件考虑挂钢筋网，局部采用锚索加固。喷C20混凝土厚10～15cm，系统锚杆Φ25mm，L=4.5m与L=6.0m间隔布置，间排距2m×2m，钢筋网φ6.5mm@20×20cm。导流隧洞进口边坡较高，边坡受倾倒卸荷影响，边坡开挖施工及导流洞运行期间应加强边坡观测，对边坡变形及位移较大处采用锚索加固。（3）边坡稳定计算导流隧洞进口边坡最大开挖高度142m，边坡开挖较高，且进口边坡大部分位于倾倒卸荷岩体内，对边坡稳定不利，出口边坡山体较缓，开挖高度不大，因此，重点对进口洞脸边坡进行边坡稳定计算，为采用合理的边坡支护参数提供参考。①地质条件导流洞进口处整体地形较陡峻，1427m以下自然坡度37°，以上坡度60°～70°，坡高200m。进口处岩体风化、倾倒卸荷较严重，强风化水平深度10～15m，弱风化水平深度60m左右。倾倒卸荷岩体在导流洞轴线上下游约100m范围内均有分布，顶部高程在1500-1580m之间，强卸荷带水平深度20～35m，垂直高度约50～100m，岩层出现折断错落现象，边坡稳定较差。进口边坡无较大断层通过。进口段大部分位于倾倒卸荷岩体内，裂隙除层面外主要有两组，①组NW270°～290°，倾SW或NE，倾角一般大于80°；②组NE10°～30°，倾NW或SE，倾角一般小于30°，为缓倾角结构面；同时边坡上部由于受倾倒卸荷影响，还发育一组倾向山外与岸坡走向近于平行长大裂隙，倾角50°左右，间距2～10cm。裂隙面多平直光滑，充填钙质、岩屑及泥质等，胶结差。几组裂隙的相互组合构成了不稳定的块体，对边坡稳定不利。总体评价，进口边坡岩体完整性差，以薄层状为主，部分为互层状，岩体分类为Ⅲ3～Ⅳ类，边坡稳定性差。②计算方法和计算工况采用《水电水利工程边坡设计规范》推荐的能量法对导流隧洞进口边坡进行稳定计算。本阶段计算采用由中国水利水电科学研究院研制的《EMU_200888 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计岩质边坡稳定分析程序》。对导流隧洞进口边坡在开挖坡比（1：0.5）下进行稳定分析，计算工况包括施工工况、正常蓄水位工况和汛期水位骤降工况。③计算成果导流建筑物为Ⅳ级建筑物，其相应边坡级别为3级。根据《水电水利工程边坡设计规范》要求，3级工程边坡持久状况的安全系数为1.05-1.15，短暂工况的安全系数为1.10-1.05。导流洞进口边坡稳定分析成果见表2.4-7。表2.4-7导流隧洞进口边坡稳定计算成果表计算工况部位开挖后边坡安全系数锚固后边坡安全系数规范要求的安全系数1:0.51:0.5（300t）施工工况高程1480m以上1.091.181.15～1.05整体1.071.151.15～1.05正常蓄水位工况整体1.091.181.15～1.05汛期水位骤降工况整体1.021.101.10～1.05从表2.4-7可以看出，按照设计开挖边坡（1：0.5），导流隧洞进口边坡在不同工况下最危险滑动面的安全系数均小于规范要求的上限值，因此，导流洞进口边坡需进行加固处理。本阶段考虑在倾倒卸荷岩体范围内布置60根（倾角为俯角10°、200t锚固力、长度为20～25m）预应力锚索，锚固后高程1480m以上边坡和整体边坡各工况下的安全系数均高于规范要求的上限值，满足规范要求。另外为防止边坡浅表层岩体发生滑动、倾倒等破坏，对整个边坡进行喷锚支护和设置排水孔处理。综上分析，按照1：0.5开挖设计坡比，采用加固措施后，导流隧洞进口边坡在各工况下整体及局部稳定性均满足规范要求。1.1.1围堰设计1.1.1.1围堰地质条件（1）上游围堰地形地质条件上游临时围堰轴线位于坝轴线上游约200m，堰顶高程1416.0m，上游过水围堰轴线位于坝轴线上游约80m，堰顶高程1426.0m，两围堰轴线处地形地质条件基本一致。枯水期河水位高程1405m，河水面宽60～70m。根据河床钻孔勘探结果，河床覆盖层厚度为10～20m88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计，河床面地形起伏较大，最深部靠左岸。覆盖层以冲积含漂石卵、砾石为主，基本上可分为三层：表层的漂卵石层厚2m~3m，主要为大的漂石、块石组成，结构疏松，局部具架空结构，漂石层岩芯呈块状～短柱状，最长22cm，原岩可见为片麻岩、石英岩、砾岩、玄武岩等。中部的冲积砂卵砾石厚约11m~15m，根据颗分试验成果，卵石占21.7%，砾石占46.4%，砂占28.4%，卵砾石占68.1%，起骨架作用，级配连续。卵砾石层结构中等密实，卵石磨圆度良好，局部含有不连续砂层的透镜体。根据现场渗水试验及抽水试验，其渗透系数K值为1.56×10-2~9.08×10-2cm/s，属强透水层。底部为含泥砂卵砾石层，厚约5m，局部夹有1～2m厚的孤、漂石层，漂石含量约10%左右，卵砾石含量50～70%，泥质含量15～25%，结构中等密实，属强透水层。根据现场试验成果，其天然含水率为3.7～5.6％，天然干密度为2.19～2.21g/cm3，属于中等密实～密实状态。考虑河心孔钻探过程的工艺问题，岩心采取率较低，颗粒级配的代表性较差，因此，参考左岸阶地及河床钻孔的取样的室内试验成果，控制干密度采用2.13g/cm3，饱和固结快剪的粘聚力在37.6～128.2kpa之间，内摩擦角在30.3°～43.6°之间；压缩系数av0.1-0.2在0.020～0.030MPa-1之间，压缩模量Es0.1-0.2在42.57～64.10MPa之间。左、右岸边坡基本为岩质边坡，仅左岸分布人工堆积所形成的松散堆积体。左岸自然坡度约45°，较平顺，基岩主要为灰绿色板岩，岩层产状为NE3°NW∠80°，基本无强风化层，弱风化水平厚度20～30m。右岸自然坡度约60°～70°，较陡峻，基岩主要为灰绿色板岩，岩层产状为NE3°NW∠80°，强风化层水平厚度5～10m，弱风化水平厚度20～30m。两岸主要发育顺层裂隙，垂直层面裂隙以及缓倾角裂隙，边坡整体稳定，局部存在不稳定的块体。河床基岩为变质砂岩与砂质板岩互层，一般无强风化，弱风化深约7～12m，透水性较弱。（2）下游围堰地形地质条件下游围堰轴线位于坝轴线下游约270m，堰顶高程1412.0m。枯水期河水位高程1405m，河水面宽60m，水深3～8m。河床覆盖层一般厚8～20m，局部厚度27～30m（如KZK34），存在河床深槽。冲积层以含漂石卵、砾石为主，性质同上游围堰基本一致，基本上可分为三层：表层的漂卵石层厚2m~3m，主要为大的漂石、块石组成，结构疏松，局部具架空结构，漂石层岩芯呈块状～短柱状，最长22cm，原岩可见为片麻岩、石英岩、砾岩、玄武岩等。中部的冲积砂卵砾石厚约11m~15m，结构中等密实，卵石磨圆度良好，局部含有不连续砂层的透镜体，渗透系数K值为1.56×10-2~9.08×10-2cm/s，属强透水层。底部为含泥砂卵砾石层，厚约5m，局部夹有1～2m88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计厚的孤、漂石层，漂石含量约10%左右，卵砾石含量50～70%，泥质含量15～25%，结构中等密实，属强透水层。根据现场试验成果，其天然含水率为3.7～5.6％，天然干密度为2.19～2.21g/cm3，属于中等密实～密实状态。考虑河心孔钻探过程的工艺问题，岩心采取率较低，颗粒级配的代表性较差，因此，参考左岸阶地及河床钻孔的取样的室内试验成果，控制干密度采用2.13g/cm3，饱和固结快剪的粘聚力在37.6～128.2kpa之间，内摩擦角在30.3°～43.6°之间；压缩系数av0.1-0.2在0.020～0.030MPa-1之间，压缩模量Es0.1-0.2在42.57～64.10MPa之间。两岸边坡较缓，平均坡度约32°，对称性较好。左岸为崩积碎石土覆盖，层厚6～10m，堆积松散，基岩主要为灰绿色板岩夹砂岩，岩层产状为NE3°NW∠80°，基本无强风化层，弱风化水平厚度10～20m。右岸基岩主要为灰绿色板岩，强风化层水平厚度8～15m，弱风化水平厚度20～30m。两岸主要发育顺层裂隙，垂直层面裂隙以及缓倾角裂隙，边坡整体稳定，局部存在不稳定的块体。河床基岩为变质砂岩与砂质板岩互层，一般无强风化，弱风化深约8～14m，透水性较弱。上、下游围堰处覆盖层厚度大，成份以卵石为主，含漂石，级配不良，渗透变形试验临界坡降平均为0.53，破坏坡降平均为0.64，渗透破坏类型为过渡型-管涌型，渗透系数为1.56×10-2~9.08×10-2cm/s，属强透水，存在堰基渗漏及渗透稳定问题，需采取有效的防渗处理措施。1.1.1.1围堰防渗型式选择根据围堰基础地质条件，堰基覆盖层含有大的孤石、漂石、块石，结构疏松，且局部具有架空结构，若采用高压喷射灌浆防渗，施工速度及质量难以保证，可能难以形成完整的防渗墙，影响防渗效果，因此，堰基覆盖层推荐采用混凝土防渗墙防渗。下游土石过水围堰高度不大，且防渗平台高程与堰顶高程相差较小，因此，堰体及堰基覆盖层均采用混凝土防渗墙防渗。对于上游临时土石围堰的防渗型式，结合堰基防渗，分析比较了三个方案：方案一为围堰堰体采用粘土心墙防渗，堰基河床覆盖层采用混凝土防渗墙防渗；方案二为围堰堰体采用土工膜心墙防渗，堰基河床覆盖层采用混凝土防渗墙防渗；方案三为围堰堰体及堰基河床覆盖层均采用混凝土防渗墙防渗。三个方案的围堰工程量及投资比较见表2.4-8。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.4-8上游临时土石围堰不同防渗型式工程量及投资比较表项目单位粘土心墙+混凝土防渗墙防渗土工膜心墙+混凝土防渗墙防渗混凝土防渗墙防渗石渣填筑万m38.577.557.55粘土填筑万m30.8///土工膜万m2/0.1混凝土防渗墙万m20.220.220.27临时道路及跨江索桥万元1635//造价万元257117021793注：粘土心墙防渗方案中开采粘土需增加约2.0km的临时道路和一座全长约190m跨江临时索桥的投资。堰体采用粘土料进行防渗具有围堰闭气工程量小、闭气快、施工方便等优点，但由于本工程粘土料场距坝址较远，位于坝址上游右岸约13km处，且交通不便，需架设跨江临时桥及修建开采道路取料，大大增加开采成本，而且粘土料场多为耕地，开采粘土料将占用大量耕地，不利于环境保护和水土保持，且考虑增设临时桥及修建开采道路的费用后，粘土心墙防渗方案投资最高，而土工膜心墙防渗方案投资最低，且运用较广，因此，经综合分析比较，本工程上游临时土石围堰防渗型式推荐防渗平台以上堰体采用土工膜防渗，防渗平台以下堰体及河床覆盖层采用混凝土防渗墙防渗。1.1.1.1围堰的体型与布置经对围堰型式和防渗材料与结构的比选，大华桥水电站工程推荐采用上游临时土石围堰＋碾压混凝土过水围堰及下游土石过水围堰。混凝土围堰基础座落在基岩上，上游临时土石围堰采用土工膜心墙＋塑性混凝土防渗墙防渗，下游土石过水围堰采用塑性混凝土防渗墙防渗。（1）堰顶高程上、下游围堰为Ⅳ级建筑物，上游临时土石围堰挡水标准为11.16～次年4.30时段10年一遇洪水，相应流量1240m3/s，围堰堰前水位为1415.2m，考虑涌高、安全超高后，确定上游临时围堰堰顶高程为1416.0m，最大堰高为18.0m；上游碾压混凝土围堰挡水标准为10.16～次年5.31时段10年一遇洪水，相应流量2060m3/s，围堰堰前水位为1424.6m，过水围堰堰顶高程按上游挡水位加风浪高度确定，风浪高度根据官厅公式计算为0.7m，考虑一定安全裕度，确定上游碾压混凝土围堰堰顶高程为1426.0m，最大堰高49.0m；88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计下游土石围堰挡水标准为10.16～次年5.31时段10年一遇洪水，相应流量2060m3/s，围堰堰前水位为1410.6m，考虑风浪高度及一定安全裕度，确定下游土石围堰堰顶高程为1412.0m，最大堰高16.0m。（2）围堰剖面及结构设计围堰剖面及结构设计原则：①围堰顶宽应考虑交通和防洪度汛抢险要求；②过水围堰应分析围堰过水时的流态，并结合水力学模型试验确定剖面及结构；③围堰边坡坡比根据边坡稳定分析，考虑施工条件，并参考类似工程确定。根据以上原则，上、下游围堰剖面及结构设计如下：上游临时土石围堰顶高程1416.0m，顶宽为10.0m，最大底宽103.5m，堰顶长约95.0m，围堰最大高度18.0m。上游迎水面边坡1：1.75，下游背水面边坡1：1.5，结合截流戗堤布置，围堰1412.0m高程设宽35.0m平台，围堰堰体及堰基覆盖层均采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙厚度为0.8m，底部要求嵌入基岩0.5～1.0m，混凝土防渗墙最大处理深度为36.0m。上游碾压混凝土过水围堰顶高程1426.0m，顶宽为7.0m，最大底宽40.7m，堰顶长约113.0m，围堰最大高度49.0m。上游迎水面垂直，下游背水面1390.0m高程以上按1：0.7台阶面布置，下游面于1390.0m高程设一挑流平台，平台宽度12.0m，平台以下堰坡垂直。混凝土围堰基础座落在基岩上，围堰基础开挖上游侧坡比1：1.5，下游侧基础同大坝基础一同开挖，下游侧及坝基间河床覆盖层均予以清除。下游土石过水围堰顶高程1412.0m，顶宽为10.0m，最大底宽90m，堰顶长约81.0m，围堰最大高度18.0m。围堰上游侧边坡为1：1.5，堰面边坡1：10台阶面布置至1409.6m高程，随后接下游挑流平台，宽度为21.0m，按1：15坡比由1409.6m高程挑高至1411.0m高程，围堰下游侧边坡为1：1.5。围堰堰面采用碾压混凝土防护，碾压混凝土按台阶面布置，每节台阶宽6m，高0.6m，上、下游边坡采用钢筋笼块石防护，堰体及堰基覆盖层均采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙厚度为0.8m，底部要求嵌入基岩0.5～1.0m，混凝土防渗墙最大处理深度为45.0m。1.1.1.1围堰稳定计算（1）上游碾压混凝土围堰混凝土围堰稳定计算参照混凝土重力坝进行，按照《混凝土重力坝设计规范》88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态表达式进行结构计算。混凝土围堰应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算，承载能力极限状态应进行整体抗滑及堰基强度计算，正常使用极限状态应进行堰体上、下游面混凝土拉应力验算。上游混凝土围堰为过水围堰，稳定计算对挡水工况和过水工况分别进行验算，并依照施工导流规划进行基坑过水和缺口过流两种过水工况分别计算。计算荷载主要为围堰自重、水平水推力、垂直水压力、扬压力及浪压力，围堰为临时建筑物，不考虑地震荷载的影响。根据《混凝土重力坝设计规范》，针对上述三种工况对混凝土围堰分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行验算，承载能力极限状态计算成果见表2.4-9，正常使用极限状态计算成果见表2.4-10。表2.4-9　　上游混凝土围堰承载能力极限状态计算成果表计算工况承载能力极限状态堰趾抗压强度（kPa）整体抗滑稳定（kN）γ0ψS（·）R（·）γ0ψS（·）R（·）围堰挡水1010.72311.110016.911021.1基坑过水984.15694.410998.7缺口过流88.0011190.5表2.4-10　　上游混凝土围堰正常使用极限状态计算成果表计算工况正常使用极限状态上游面拉应力（kPa）下游面拉应力（kPa）上游面垂直应力规范要求控制指标下游面垂直应力规范要求控制指标围堰挡水4.4（为压应力）不出现拉应力753.7（为压应力）拉应力小于100基坑过水21.4（为压应力）733.9（为压应力）缺口过流714.1（为压应力）65.7（为压应力）从以上计算结果可以看出，各工况下上游混凝土围堰承载能力极限状态和正常使用极限状态均可满足规范要求。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计（2）下游土石过水围堰根据《水电水利工程围堰设计导则》中相关条文规定，土石围堰宜按极限平衡法计算边坡稳定。本工程围堰稳定分析采用刚体极限平衡法中的毕肖甫法进行，具体计算采用中国水利水电科学研究院陈祖煜编制的“土石坝边坡稳定分析程序《STAB2000》”。通过系列滑弧的计算，求得最危险滑弧面及最小安全系数。下游围堰为土石过水围堰，分别对稳定渗流期和围堰过水期两种工况进行了边坡稳定计算。计算成果见表2.4-11。表2.4-11下游土石围堰边坡稳定计算成果表计算工况计算安全系数规范安全系数稳定渗流期上游边坡1.1891.15下游边坡1.199围堰过水期上游边坡1.152下游边坡1.157本工程围堰为4级建筑物，根据《水电工程施工组织设计规范》及《碾压式土石坝设计规范》中相关条文规定，当采用毕肖甫法等计及条块间作用力的计算方法时，4级土石围堰边坡稳定安全系数不小于1.15。计算表明，下游围堰边坡稳定可满足规范要求，围堰边坡是稳定的。1.1.1.1围堰防冲设计（1）围堰防护措施上游围堰为混凝土围堰，过流时堰面抗冲满足要求，下游围堰为土石围堰，围堰应考虑过流堰面防护。下游围堰堰面采用碾压混凝土面板防护，面板厚度为1m，采用台阶面布置，每节台阶宽6m，高0.6m，围堰上、下游边坡采用钢筋笼块石防护，上游边坡防护块石厚度0.5m，下游边坡防护块石厚度1.0m，同时为减少水流对河床覆盖层的冲刷，保证围堰堰脚的稳定，围堰上、下游河床采用钢筋石笼进行防护，上游侧防护长度为10m，下游侧防护长度为25m。（2）下游堰面过流面板稳定分析下游围堰堰顶长度为81.0m，在设计标准下，围堰过水流量为4789.8m3/s，最大单宽流量50.42m3/s.m，堰面最大流速11.20m/s。过水围堰下游边坡混凝土面板受水流的作用发生运动的过程，称为失稳过程。面板稳定计算根据《水利水电工程施工手册》推荐的公式进行。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计对过流面板参考消力池底板进行了抗浮稳定计算，主要作用荷载为：面板自重、过流动水压力、扬压力。当扬压力考虑0.7折减时，面板抗浮稳定安全系数为1.6，满足规范要求，可见，过流面板需适当设置排水孔以减小面板底部扬压力。1.1.1下游供水设施为满足导流隧洞下闸封堵后，水库初期蓄水期间下游供水要求，需布置向下游供水的通道，本阶段初步比较了导流洞进口布置旁通洞方案和坝体设置生态放水孔方案，由于坝体设置放水孔后期封堵程序较为繁琐，封堵道路布置困难，经综合比较分析，选择在导流洞进口设置旁通洞以满足下游供水要求。旁通洞设计流量按满足生态流量要求，生态流量取多年平均流量的5%，相应流量为46.25m3/s。旁通洞设置在导流隧洞进口处，旁通洞进口由导流洞进口引渠右侧边墙引入，出口与导流隧洞相交于桩号导0+030.0m。初拟旁通洞断面尺寸2m×3m（宽×高），城门洞型，进口高程为1403.0m，出口高程为1399.0m。旁通洞长72.0m，于旁通洞中部设置闸门井，桩号为旁0+050.1～旁0+053.1。闸门井长3.0m，宽4.0m，顶高程1440.0m，井深41m，闸门井布置于导流隧洞进口洞脸边坡1440.0m施工道路路侧，以满足交通要求。旁通洞闸门采用竖井式平板闸门，孔口尺寸2m×3m（宽×高），最大挡水水位1477.0m。旁通洞开挖与导流隧洞开挖同时进行，视开挖岩石条件随机喷锚支护，旁通洞全断面衬砌混凝土厚30cm。旁通洞按有压洞设计，导流隧洞下闸前，旁通洞不使用，闸门始终关闭，待导流洞闸门下闸前，旁通洞闸门开启，下泄生态流量。1.1.2厂房尾水出口围堰设计电站厂房为地下厂房，布置于左岸山体内，其施工导流的重点在于尾水隧洞出口。尾水隧洞出口明渠施工采用顺河纵向土石围堰枯水期挡水，基坑枯水期施工，汛期过水的导流方式，其设计洪水标准采用尾水隧洞出口处11月～5月时段10年一遇洪水，相应洪峰流量Q=1860m3/s，其天然河道水位为1407.6m，纵向围堰顶高程1409.0m。尾水出口围堰堰顶高程1409.0m，堰顶轴线长约180m，考虑交通要求，堰顶宽度取为8.0m。围堰采用土石围堰，堰高13.0m，围堰内外侧堰体边坡坡比均为1：1.5，堰顶及边坡均采用钢筋石笼防护，防护厚度1.0m，堰体及堰基覆盖层采用混凝土防渗墙防渗，混凝土防渗墙厚度为0.8m，底部要求嵌入基岩0.5～1.0m，混凝土防渗墙最大处理深度约为36.0m。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计电站厂房尾水隧洞出口主要施工程序为：第1年11月～第2年5月在纵向围堰的保护下完成出口明渠开挖，第2年6月～10月基坑过水，尾水隧洞出口预留岩塞，隧洞开挖继续施工，第2年11月～第3年5月在围堰的保护下完成尾水隧洞出口明渠及出口闸门井水下部分混凝土浇筑，第3年10月～第4年3月，完成闸门井剩余部分混凝土浇筑及尾水出口闸门安装。随后尾水闸门下闸，第4年4月初尾水隧洞岩塞开挖，在闸门保护下完成剩余尾水隧洞及厂房施工。尾水出口围堰堆石料主要从右岸干笔河渣场回采，待尾水闸门具备下闸挡水条件后，拆除围堰，尾水出口围堰为不影响厂房尾水出流应全部拆除。1.1.1导流工程量大华桥水电站施工导流工程主要工程量见表2.4-12。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.4-12　　　　　　　　　　　　　　　大华桥水电站工程施工导流工程主要工程量汇总表序号项目单位导流隧洞上游临时围堰上游RCC围堰下游围堰尾水出口围堰导流洞进出口围堰施工支洞旁通洞合计1土石方明挖万m327.20.307.190.80//0.46/35.952石方洞挖万m312.44/////1.790.114.333石渣填筑万m3/7.55/6.331.98///17.664混凝土衬砌(C25)万m32.74/////0.060.032.835碾压混凝土万m3//7.35//1.5//8.856面板混凝土防护万m3///0.61////0.617进水塔及进出口混凝土（C25）万m33.01///////3.018喷混凝土(C20)万m30.6/////0.050.010.669封堵混凝土（C15）万m30.42/////0.11/0.5310钢筋t3390//61//3520.53506.511钢筋网t147.2/////191.4167.612砂浆锚杆根13908/////416481495713预应力锚索（200t）根60///////6014金属结构t487//////46.5533.515固结灌浆万m0.54/////0.02/0.5616接触灌浆万m20.12///////0.1217回填灌浆万m20.98/////0.05/1.0318混凝土防渗墙（厚0.8m）万m2/0.27/0.310.33///1.0719钢筋石笼万m3///1.00.4///1.420抛填块石万m3///0.50.1///0.621土工膜万m20.080.0822过渡料万m30.210.2123围堰拆除万m3///6.941.981.50//10.4288 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1导流建筑物施工1.1.1施工特性及施工难点导流建筑物由导流隧洞、上游临时土石围堰、上游碾压混凝土过水围堰、下游土石过水围堰等组成。导流隧洞主要工程量有：进出口土石方开挖27.2万m3，洞挖量12.44万m3，混凝土6.35万m3，锚杆13908根，预应力锚索60根；上、下游围堰主要工程量有：土石方开挖8.29万m3，石渣填筑13.88万m3，碾压混凝土7.35万m3，混凝土防渗墙0.58万m2。本工程导流隧洞洞身开挖断面较大，围堰为过水堰体，施工程序相对复杂，导流建筑物施工重点及难点主要有：（1）导流隧洞进口开挖边坡较高，且进口边坡大部分位于倾倒卸荷岩体内，对边坡稳定不利，施工过程中应对导流隧洞进口洞脸采取合理的开挖支护程序和及时有效的支护措施；（2）导流隧洞洞身开挖过程中，保证进口渐变段、断层和裂隙发育洞段、施工支洞与主动交叉口洞段、出口洞段等的围岩稳定及施工安全是导流隧洞施工的重点；（3）导流隧洞进、出口施工期防洪和水流控制是施工的重点，为不影响导流隧洞泄流能力，隧洞进、出口岩埂及围堰在隧洞施工完成后，须拆除干净，进口岩埂及围堰距进水塔较近，拆除爆破时，应做好进水塔的安全防护，并合理安排拆除爆破程序；（4）导流隧洞洞身开挖断面较大，进出口开挖支护程序复杂，进口开挖边坡较高，边坡支护工程量大，上、下游围堰为过水围堰，施工程序相对复杂，施工工期较紧，如何保证导流隧洞按期过水，顺利实现截流目标，以及枯水期上、下游围堰施工完成，具备Ⅰ汛基坑过水度汛条件是本工程施工的重点；（5）上游碾压混凝土围堰需在上游临时围堰填筑及防渗墙施工完成后，才能进行基础开挖及碾压混凝土浇筑，因此，施工工期较紧，需合理安排围堰施工进度；（6）下游土石过水围堰在堰面浇筑碾压混凝土面板防护，因此，有条件时，应预留一定的沉降期，减小面板变形。1.1.2导流隧洞施工1.1.2.1进、出口施工围堰布置与设计（1）导流标准选择88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计根据《水电工程施工组织设计规范》导流隧洞进、出口围堰（包括预留岩坎），其建筑物级别可按5级设计。导流隧洞进、口围堰导流标准取为全年5年一遇洪水，相应洪峰流量为4890m3/s，相应进口处水位为1416.2m，出口处水位为1416.0m。考虑到施工影响，河床积渣可能引起河水位壅高，因此围堰顶高程选取时，适当考虑河床水位壅高的影响，进、出口围堰堰顶高程确定为1418.0m。（2）围堰的结构型式导流隧洞进、出口引渠近江侧基岩均较低，初拟导流隧洞进、出口围堰采用预留岩埂上浇筑碾压混凝土围堰，进、出口围堰堰顶高程均为1418.0m。堰顶宽度考虑交通要求取为7.0m，混凝土围堰迎水面边坡垂直，背水面边坡1：0.5，预留岩埂背水面边坡1：0.3，坡面采用随机喷锚支护。围堰两侧堰肩衔接至低线公路，保证进、出口区域施工期交通运输。1.1.1.1进/出口施工（1）施工通道布置导流隧洞进口开挖高程1540～1398，最大开挖高度142m,结合施工总布置规划及地形条件，出渣道路利用右岸上坝公路（2号公路）和6号公路修建临时支线至导流隧洞进/出口，进口从上至下布置（1480高程，1440高程，1412高程），出口拟从6号公路引支线至1412高程作为施工道路，进行进/出口土石方开挖出渣。（2）施工程序和方法进、出水口施工包括进口引渠、进水塔、出口引渠的开挖支护、混凝土浇筑及进水塔封堵闸门安装。施工程序进、出水口水上部分开挖及支护→进、出水口围堰→进、出水口下部开挖及支护→进、出水口混凝土浇筑→进水塔封堵闸门安装。土石方开挖及支护导流隧洞进、出口岩石边坡开挖坡比按1：0.5，局部视边坡岩石条件可适当放缓，覆盖层及崩坡积碎石土开挖坡比按1：1.5。覆盖层及崩坡积碎石土开挖采用TY-220推土机剥离，3m3液压反铲挖掘机挖装，15t～20t自卸汽车出渣。石方开挖自上而下进行，采用分层梯段预裂爆破施工，梯段高度6～9m。岸坡开口采用人工手风钻配合潜孔钻钻爆开挖，形成开挖台阶和施工通道后，由ROC712型液压钻钻孔，进行梯段预裂爆破开挖施工。建基面预留保护层厚度1.5m，采用手风钻浅孔小药量钻爆开挖。随开挖进展及时进行边坡喷锚支护。爆破开挖后由TY-220推土机集渣，88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计3m3～4m3液压正铲挖掘机装渣，配15t～20t自卸汽车出渣。根据施工弃渣堆放和施工规划，导流隧洞进、出口开挖弃渣均运至右岸下游干笔河渣场。混凝土浇筑进、出口混凝土浇筑包括进水塔混凝土、进口引渠混凝土、出口洞脸混凝土、出口引渠混凝土组成。进水塔长17.7m，宽210m，高85.5m，塔身壁厚2.5m，边墩厚4.5m，底板厚4.5m。进出口混凝土由导流工程临时混凝土拌和生产系统供给。采用6m3搅拌运输车经右岸6号下部场内施工道路运输至工作仓面。进水塔混凝土浇筑采用先底板、后进水口、再塔身，从下至上的顺序依次浇筑。进水塔混凝土采用10t塔式起重机吊3m3混凝土罐入仓，振捣器平仓振捣；进、出口引渠底板和边墙混凝土采用混凝土泵车泵送入仓，振捣器平仓振捣。出口混凝土、采用先底板、后边墙的顺序浇筑。进水塔封堵闸门安装根据施工总进度安排，进水塔封堵闸门安装于第4年1月～3月进行。封堵闸门金属结构采用20t平板拖车由右岸坝顶公路运输至1480.0m高程进水塔平台，由80t汽车吊吊装入塔筒，在塔桶内1418.0m高程平台进行组装和焊接。组装完成后采临时支架固定于塔筒，第4年12月下闸时拆除临时固定支架下闸。1.1.1.1导流隧洞洞身施工（1）施工通道导流隧洞进口开挖量大，洞脸边坡支护工程量也较大，在开挖完成后，还需进行进口引渠、进水塔的混凝土浇筑工作，因此，进口不考虑作为洞身施工的掌子面。导流隧洞出口高程1398.0m，出口围堰顶高程1418.0m，洞口底部距围堰顶部高差约20m，从围堰顶部修路展线至洞低较为困难，但可作为导流隧洞上层开挖的交通通道，因此，出口可作为洞身上部施工的一个交通通道。为加快导流隧洞的施工进度，导流隧洞洞身施工需设置施工支洞。根据导流隧洞长度及施工总进度安排，导流隧洞布置1条施工支洞，支洞分上、下两支，分别进入导流洞洞身的上、下层施工。施工支洞进口高程考虑与6号公路衔接取为1423.0m，可挡全年20年一遇洪水，洞内可全年施工，支洞按双车道设计，断面尺寸为7.5m×6m（宽×高）的城门洞型。导流隧洞施工支洞特性见表2.5-1。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.5-1导流隧洞施工支洞特性表导流隧洞施工支洞上层支洞下层支洞洞径尺寸（m×m）7.5×6.0位置坝轴线下游侧进口或起点高程（m）1423.01409.4交主洞桩号导0+227.9导0+167.9与主洞相交处围岩类别Ⅲ2类Ⅲ2类与主洞交点高程（m）1405.51398.1平面长度（m）141.8/63.6114垂直高差（m）18.511.3平均纵坡％9.73/5.829.73注：表中分隔符前数据表示上、下层支洞分岔点前，分隔符后数据表示分岔点后。（2）施工程序导流隧洞断面为城门洞型，开挖断面尺寸为（13.4～16.4）m×（15.35～18.2）m，隧洞开挖分上、下两层施工，上层开挖高度8m，下层开挖高度7.35m～10.2m，并在底部留2.0m厚保护层。上层采用中导洞领先、双侧扩大开挖跟进的顺序施工。上层贯通后进行下层和保护层开挖及支护。混凝土衬砌待下层开挖完成后进行，混凝土衬砌采用先底板、后边顶拱的施工顺序。（3）石方洞挖施工方法主洞开挖上层开挖高度8m，开挖断面面积为91.96m2～107.37m2，下层开挖高度7.35m～10.2m，开挖断面面积为98.49m2～167.28m2。上层开挖采用中导洞领先，两侧扩大跟进的方法施工，喷锚临时支护随开挖掌子面推进及时跟进支护。上层中导洞断面尺寸6m×8m，掌子面领先两侧跟进掌子面约30m，作业面配置1台三臂液压凿岩台车钻水平孔，全断面钻爆开挖；两侧跟进掌子面最大宽度3.7m～5.2m，配置1台三臂液压凿岩台车钻水平孔，周边预裂、光面爆破开挖。出渣采用3m3装载机装20t自卸汽车出渣。2m厚保护层开挖采用三臂凿岩台车和手风钻配合钻孔，三臂凿岩台车沿直墙钻水平孔，手风钻钻竖向斜孔，光面爆破。下层开挖主面采用液压钻机配合多臂钻钻垂直孔，直立边墙和底板采用轻型潜孔钻预裂，配合主面松动爆破开挖，3m3装载机装20t自卸汽车出渣。根据施工弃渣堆放和施工规划，导流隧洞洞挖石渣运至右岸干笔河渣场。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计（4）混凝土浇筑导流隧洞开挖完成后，以施工支洞为施工通道，导流隧洞2个工作面进行混凝土施工。混凝土衬砌分两次进行，采用先底板、后边顶拱的施工顺序，衬砌分段长度8m～12m。底板混凝土衬砌施工采用6m3混凝土搅拌车运输，泵送浇筑。边墙及顶拱衬砌施工采用整体钢模台车一次成型。混凝土由导流工程临时混凝土拌和生产系统生产，采用6m3搅拌运输车运至工作面附近，转混凝土泵车（60m3/h）泵送入仓，机械振捣浇筑。（5）施工进度分析①开挖进度分析根据工程经验，隧洞开挖在不同围岩类别下，月进尺有所不同。对于本工程，类比其它相似工程，Ⅲ类围岩考虑每循环进尺3m，循环时间18h，Ⅳ类围岩的开挖遵循“短进尺，弱爆破，及时支护”的施工原则，考虑每循环进尺1.5m，循环时间20h，考虑每月施工按25天估算，Ⅲ类围岩上层开挖月平均进尺约为100m/月，单个工作面开挖强度约为0.92万m3/月，Ⅳ类围岩上层开挖月平均进尺约为45m/月，单个工作面开挖强度约为0.44万m3/月。下层开挖由于测量布孔不占循环时间，钻垂直孔基本不占循环时间，考虑下层开挖月平均进尺约为150m/月，单个工作面开挖强度约为1.5万m3/月。②混凝土衬砌进度分析导流隧洞全断面开挖完成后，进行混凝土衬砌施工，衬砌分两次进行，采用先底板、后边顶拱的施工顺序，衬砌分段长度8m～12m。底板衬砌混凝土浇筑制约因素少，施工较快，考虑月浇筑长度200m。边墙及顶拱衬砌混凝土采用整体钢模台车浇筑，考虑每段施工循环时间为4天，每个月浇筑7段，共56m～84m。1.1.1.1施工支洞及旁通洞施工程序和方法导流隧洞施工支洞的上层支洞安排在筹建期施工，下层施工支洞在准备期与主洞上层开挖同时进行。施工支洞开挖采取全断面钻爆开挖，采用三臂凿岩台车钻造孔，3m3侧卸装载机装车，20t自卸车运输。喷锚支护紧跟掌子面。施工支洞封堵最晚于第1年9月～10月进行，原则上只要具备封堵条件，应尽早施工，减少后期封堵压力，为工程按期完工创造条件。施工支洞上、下支洞混凝土堵头长度均为10.0m，混凝土由6m3搅拌运输车自混凝土生产系统运至仓面附近，然后转60m3/h混凝土泵输送混凝土，分层浇筑堵头混凝土。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计旁通洞安排与导流隧洞主洞下层开挖同时进行。隧洞开挖采用全断面钻爆开挖，气腿钻钻孔，1m3装载机装5t自卸汽车出渣。旁通洞不考虑封堵，在导流隧洞永久堵头施工期间，旁通洞闸门挡水直至永久堵头施工完毕。1.1.1.1施工进度安排第-1年开始进行工程筹备，第-1年9月开始开挖导流隧洞上层施工支洞，于第1年1月初即进入主洞开挖。导流隧洞分两层开挖，先开挖上层，再开挖下层，下层施工支洞开挖安排在第1年2月开始开挖，与主洞上层开挖同时进行，不占直线工期。导流隧洞上层开挖于第1年3月底完成，下层开挖于5月底完成。待主洞上、下层开挖完毕即开始进行衬砌混凝土浇筑，于第2年9月底完成导流隧洞衬砌及灌浆，主洞内工程完毕，随即进行施工支洞封堵施工，10月底支洞封堵及灌浆完毕，11月初导流洞具备过水条件。1.1.2围堰施工与拆除1.1.2.1围堰填筑料的料源（1）上游临时土石围堰、下游土石围堰堆石料上游围堰截流备料主要布置在坝址下游右岸干笔河渣场，部分布置在坝址下游左岸1.0km的澜沧江“S”型转弯处三层阶地的第一层，因此，上游临时围堰的戗堤料从干笔河和右岸临时备料场回采，堰体填筑料从坝址下游右岸干笔河渣场回采，部分也可利用坝基开挖渣料直接上堰。下游围堰堆石料主要从右岸干笔河渣场回采。渣场及备料场堆存料主要为准备期导流隧洞洞挖料和坝肩开挖石料。为保证混凝土防渗墙钻孔成槽，混凝土防渗墙轴线上下游20m范围内采用料径较小的石渣填筑，采用导流隧洞洞挖料，由右岸干笔河渣场回采。（2）上游碾压混凝土围堰碾压混凝土由大坝混凝土生产系统生产，自卸汽车运输直接入仓。本工程上、下游围堰堰体填筑料使用规划详见表2.5-3。表2.5-3上、下游围堰堰体填筑料规划表堰体填筑分区工程量（万m3）填筑时段料源名称备注上游临时土石围堰截流戗堤及堰体石渣1.65第1年11月初～11月中旬第一层阶地备料场及干笔河渣场坝肩及导流洞开挖料回采防渗墙范围内碎石5.9第1年11月中旬～11月底干笔河渣场导流洞开挖料回采88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计上游RCC围堰常态混凝土垫层0.3第2年3月初大坝混凝土生产系统碾压混凝土7.25第2年3月初～4月底大坝混凝土生产系统下游土石围堰堰体石渣2.21第1年11月中旬～11月底干笔河渣场坝肩及导流洞开挖料回采防渗墙范围内碎石4.12第1年12月初～12月底1.1.1.1施工道路布置（1）上游临时围堰截流戗堤施工道路：左右岸均利用坝肩开挖道路接引施工支线至截流戗堤顶部高程1412.0m。右岸由6号右岸下部施工公路接临时施工支线至截流戗堤右岸顶部1412.0m高程，形成右岸戗堤预进占及裹头施工道路。左岸由5号左岸下部施工公路接临时施工支线至截流戗堤左岸顶部1412.0m高程，形成左岸戗堤进占截流施工道路。右岸6号公路连接至2号公路再与10号公路相连至干笔河渣场，左岸5号公路经过左岸第一层阶地临时堆料场，并通过下游跨江大桥连接至10号公路至干笔河渣场，进而形成了左右岸截流戗堤施工道路。堰体填筑施工道路：待截流戗堤填筑完成后，继续进行围堰堰体填筑，堰体填筑利用截流施工道路，由5号、6号公路接临时施工支线，并可利用已填筑完成的戗堤顶部作为通道。（2）上游混凝土围堰混凝土由大坝混凝土生产系统生产，通过左岸5号公路、右岸6号公路及左右岸下基坑道路由自卸汽车运输直接入仓。（3）下游土石围堰填筑料从干笔河渣场回采，施工道路与上游围堰基本相同，由5号、6号公路及下基坑道路连接相应施工支线形成下游围堰填筑道路。1.1.1.2围堰施工程序和方法（1）围堰施工程序及进度上、下游土石围堰填筑施工分为3个时段。上、下游土石围堰填筑量为13.88万m3，防渗墙为0.58万m，上游RCC混凝土7.35万m388 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计，围堰堰基覆盖层开挖7.19万m3。第1年11月初～11月底：上游临时围堰11月上旬右岸完成预进占并形成裹头，左岸完成预进占，11月中旬河床截流。截流后尽快完成围堰填筑并形成防渗墙施工平台。同时下游围堰也完成填筑形成防渗墙施工平台。第1年12月初～第2年1月底：上、下游围堰混凝土防渗墙施工。第2年2月初～4月底：上游混凝土围堰基础开挖及混凝土浇筑，下游围堰过水防护碾压混凝土面板施工。上游围堰混凝土量7.35万m3，月平均浇筑强度3.68万m3，下游围堰防护面板混凝土量0.61万m3，月平均浇筑强度0.31万m3。（2）土石围堰填筑方法①水下部分填筑截流戗堤及防渗墙施工平台以下大部分堰体为水下抛填施工，水下部分一次抛填完成，4m3液压挖掘机挖装20～32t自卸汽车运输至截流戗堤顶部或防渗墙施工平台顶部后抛填，D85推土机赶料进占填筑。堰体高出水面后，采用16t振动碾按进退错距法一次性碾压密实。②水上部分填筑水下部分堰体填筑完成后，进行水上部分堰体填筑。水上堰体填筑采用分层摊铺碾压施工，施工作业按卸料→铺平→碾压，3道工序，流水作业法施工。4m3液压挖掘机挖装20t自卸汽车运至作业面，后退法卸料，D85推土机摊铺，铺筑完毕后，根据填料的天然含水量情况，适量洒水，由16t振动碾按进退错距法碾压。每层铺筑厚度0.6～1.0m，压实遍数5～6遍。③碾压混凝土防护面板施工混凝土防护面板在围堰填筑及围堰防渗施工完毕后进行，由15t自卸汽车运输混凝土，直接入仓，振动碾碾压。④防护钢筋石笼下游过水土石围堰上、下游边坡及上游侧10m、下游侧25m河床覆盖层采用钢筋石笼防护。钢筋石笼采自坝肩开挖料，人工捡集大块石装笼，钢筋笼尺寸1.5m×1.0m×1.0m（长×宽×高），钢筋石笼水下部分需先预制完成，由汽车吊吊运抛填，水上部分由人工装填。（3）碾压混凝土围堰施工上游碾压混凝土围堰轴线长约113.0m，土石方开挖7.19万m3，混凝土浇筑7.3588 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计万m3。在截流前，结合坝肩开挖，将混凝土围堰堰肩水面以上部分开挖完成，11月中旬截流后，待临时围堰防渗施工完毕，堰基连同坝基一起开挖至基岩。开挖采用自上而下分层开挖的方法，3m3装载机装渣，20t～32t自卸汽车运输出渣。在基坑开挖完毕后，先浇筑一层0.5m厚的常态混凝土垫层，然后再浇筑碾压混凝土。常态混凝土采用15t自卸汽车运输，直接入仓，人工平仓、振捣的浇筑方法，由下游下基坑道路进入围堰混凝土浇筑仓面；碾压混凝土采用15t自卸汽车直接入仓和转溜槽入仓相结合的方式，通仓浇筑，不分纵横缝、薄层连续碾压施工方法，采用推土机平仓、振动碾碾压。（4）混凝土防渗墙施工根据地层情况和施工进度要求，混凝土防渗墙槽段单元分二期施工。初拟防渗墙一期槽长3.0m，二期槽长5.1m，一、二期槽采用接头管法套接，套接段长0.8m。一个槽段单元总长为6.5m。上、下游围堰防渗轴线总长为176.0m，一个槽段长6.5m，共划分为29个槽段。上游临时围堰混凝土防渗墙最大深度36.0m，下游围堰防渗墙最大深度45.0m。防渗墙自上而下穿过堰体填筑料和河床覆盖层，材料性质软硬相间，且河床覆盖层局部有架空现象，是防渗墙在造孔中可能泥浆流失的通道，为此，待防渗墙施工平台形成后，在防渗墙造孔施工前，结合先导孔钻孔揭露的地质状况，对可能形成大量泥浆流失的局部有架空地段进行预灌浓浆处理，灌浆材料为水泥膨润土浆。混凝土防渗墙槽孔施工采用CZF-1500型冲击反循环钻机与液压抓斗配合“两钻一抓”法，对底部的大孤石采用“孔内聚能爆破”方法进行爆破，防渗墙槽孔采用泥浆护壁，墙体混凝土采用6m3搅拌运输车运输，水下导管法浇筑。一期槽孔采用“二主一副”，二期槽一期槽间采用接头管法相接，本工程槽间接头采用深50m的接头管，与二期槽中间由冲击钻钻凿而成的主孔一起，形成二期槽的主孔，二期副槽孔采用施工方法同一期槽孔。施工工艺流程：截流→防渗墙施工平台→导墙形成→一期槽成槽→下接头管→混凝土浇筑→待凝→拔接头管→二期槽成槽→清孔换浆→混凝土浇筑→完成。1.1.1.1上下游围堰拆除上游临时土石围堰顶高程1416.0m，混凝土围堰顶高程1426.0m，最低永久泄洪设施为泄洪排沙底孔，其进口底板高程1426.0m，上游围堰顶高程不超过底孔进口底板高程，不拆除不会影响永久泄洪能力，因此，本阶段上游临时围堰和混凝土围堰均不考虑拆除。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计下游土石过水围堰顶高程1412.0m，本阶段考虑下游围堰全部拆除，拆除工程量为11.74万m3。下游围堰拆除时间初步定在第4年12月。1.1截流1.1.1截流时段和截流标准由水文资料得知，澜沧江6～10月为汛期，其中又以7～9月流量最大，11月～5月为枯水期。为降低截流难度，保证截流成功，截流时段宜放在枯水期，即在11月～5月期间选取。本工程围堰截流后，先完成上游临时围堰填筑和防渗体施工，随后在临时围堰的保护下，开挖上游碾压混凝土围堰基础，并进行混凝土浇筑，施工工期较紧，因此，河床截流宜及早进行。从施工总进度的要求考虑，截流时间越早，越可保证施工强度和施工形象，但截流时间太早，流量大，截流难度较大。综合分析施工进度及水文条件，大华桥水电站初步考虑截流时间选定在11月中旬。《水电工程施工组织设计规范》规定“截流标准可采用截流时段重现期5～10年的月或旬平均流量”。本阶段初拟截流标准为11月中旬10年一遇的旬平均流量，相应流量为692.0m3/s。1.1.2截流方式根据坝址的地形条件、施工条件、截流条件及截流难度分析，参考国内外大型工程的截流实践，采用具有施工方法简单、施工准备工程量小、费用低的单戗堤立堵的截流方式。戗堤轴线处河谷呈U形，两岸地形地质条件相近，考虑到截流备料场主要布置在坝址下游右岸干笔河渣场，故将截流龙口布置右岸，采用从右向左、单向进占的截流方式。1.1.3截流设计（1）戗堤布置及龙口位置截流戗堤布置时，应考虑与围堰防渗体的关系，防止截流合龙时戗堤进占抛投料流失进入防渗体，造成防渗体施工困难，因此，将截流戗堤放在上游临时土石围堰的背水侧。截流戗堤布置在坝轴线上游约180m处，经截流水力学计算，初步拟定戗堤顶高程取为1412.0m，戗堤轴线长87.4m88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计。为满足截流时戗堤堤顶交通及稳定要求，戗堤顶宽定为20.0m，上下游坡比均取为1：1.5，戗堤轴线方向进占边坡坡比为1：1.3。根据截流水力学计算，右岸戗堤裹头长14m，左岸非龙口预进段长23m，龙口宽度50.0m。（2）截流水力计算非龙口段预进占安排在11月上旬，预进占标准采用11月上旬的10年一遇旬平均流量，相应流量为858.0m3/s。非龙口段预进占时，截流流量全部由束窄河床通过，河床水流的最大平均流速为3.29m/s。河床截流标准采用11月中旬10年一遇旬平均流量692.0m3/s。龙口段各不同龙口宽度时计算成果及龙口段和非龙口段抛投材料详见表2.6-1～表2.6-4。表2.6-1　　　　　　龙口不同宽度水力要素计算成果表龙口宽项目50（m）40（m）30（m）20（m）10（m）0（m）上游水位(m)1406.9961407.1561407.7281409.21409.8821409.94隧洞分流量(m3)432.62445.71493.4623.36686.91692.0下游水位(m)1406.91406.91406.91406.91406.91406.9龙口分流量(m3)259.38246.29198.668.645.09/龙口底高程(m)139713971400.461404.311408.154/龙口流态淹没出流淹没出流淹没出流自由出流自由出流/龙口平均流速(m/s)1.0981.7943.6844.1762.484/龙口平均单宽流量m3/(s.m)10.86617.75723.72214.853.12/龙口最大单宽流量m3/(s.m)13.0421.03928.46717.823.744/截流落差(m)0.0960.2560.8282.32.9823.04龙口水流单宽功率t.m/(s.m)1.044.54619.63919.8161.473/表2.6-2　　　　　　　　　非龙口段抛投料量计算成果表非龙口段进占龙口宽度(m)进占长度（m）抛投材料抛投工程量(m3)石渣（m3）块石（m3）中小石大石特大石1左非龙口段左23.181405.45621.67027.02右非龙口段右14.19675.82703.221535532合计（m3）2081.28324.821531255988 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计表2.6-3　　　　　　　龙口截流抛投材料与数量计算表龙口顶度(m)总量(m3)K=0.9粒径(m)块石类别20%用量(m3)K=1.2粒径(m)块石类别60%用量(m3)其它石渣50.0~40.048610.127石渣972.20.071石渣2916.6972.2石渣40.0~30.040510.534中小石810.20.3中小石2430.6810.230.0~20.025230.686大石504.60.386中小石1513.8504.620.0~10.012440.686大石248.80.386中小石746.4248.810.0~0.02480.243中小石49.60.136石渣148.849.6注：K为综合稳定系数表2.6-4　　　　　　龙口分区及截流抛投材料与数量汇总表龙口分区进占龙口宽度(m)进占长度（m）抛投材料抛投工程量(m3)石渣块石（m3）（m3）中小石大石特大石I区50~40左104861486140~30左10810.23240.84051合计205671.23240.88912II区30~20左10504.61513.8504.6300（注：特设）282320~10左10248.8746.4248.81244合计20753.42260.2753.43004067III区10~0左10198.449.6248合计左10198.449.6248合计（m3）66235550.6753.413227龙口进占共分为三个区，Ⅰ区：龙口宽度50～30m，龙口平均流速1.098～3.684m/s，龙口平均单宽流量10.866～23.722m3/s.m，截流落差0.096～0.828m，龙口水流单宽功率1.04～19.639t.m/s.m，抛石渣5671.2m3，中小石量3240.8m3，总共抛石8912.0m3；Ⅱ区：龙口宽度30～10m，龙口平均流速4.176～2.484m/s，龙口平均单宽流量23.722～3.12m3/s.m，截流落差0.828～2.982m，龙口水流单宽功率19.816～1.473t.m/s.m，抛投石渣753.4m3，中小石量2260.2m3，特大石量300m3，总共抛石4067m3；Ⅲ区：龙口宽度10～0m，龙口平均流速2.484～0m/s，龙口平均单宽流量3.12～0m3/s.m，截流落差2.982～3.04m，龙口水流单宽功率1.473～0t.m/s.m，抛石渣198.4m3，中小石量49.6m3，总共抛石248m3。当龙口宽度30m开始进入三角形过水断面，龙口水流流速、龙口平均单宽流量和单宽功率最大，截流难度增大。最大龙口平均流速4.176m/s，最大龙口平均单宽流量88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计28.467m3/s.m，最大龙口水流单宽功率19.816t.m/s.m，最大截流落差为3.04m。（3）截流抛投料规格根据截流水力计算和抛投料粒径计算，本工程截流抛投材料的规格有以下几种：①石渣料。要求岩性坚硬，不易破碎和水解，一般粒径为0.5～80cm，其中粒径20～60cm块石含量大于50%，粒径2cm以下含量小于20%；①中小石。粒径0.4～0.6m；②大石。粒径0.6～1.0m；④特大石。粒径＞1.0m，重量＞1.5t的块石。1.1.1截流布置及施工大华桥水电站截流戗堤高程为1412.0m，戗堤轴线长87.38m。初步拟定龙口宽度为50.0m。截流备料量按备料系数1.20考虑，龙口段的备料量为13227m3，戗堤的总备料量为16534m3。截流备料主要集中在坝址下游右岸干笔河渣场，计算最大抛投料粒径为0.798m，大粒径块石不够时可采用块石串或铅丝笼代替。截流戗堤顶宽为20.0m，按三辆32t（16.8m3）自卸汽车同时卸料，单车卸料平均循环时间按4min考虑，一个卸车点的循环车辆数15辆/h，戗堤单向进占的最大抛投强度756m3/h，合龙时间约为23小时。根据场内交通规划，截流道路从右岸施工低线公路引施工支线，按10%的坡度降至上游围堰戗堤高程1412.0m，并从左岸岸坡向河床预进占填筑截流戗堤。1.1.2截流设备配置截流石料取自坝址下游右岸干笔河渣场，铅丝笼在备料场预制。石料以4m3装载机配32t自卸汽车装运，铅丝笼以8t吊车配32t自卸汽车装运。本工程大江截流设备配置表见表2.6-5。表2.6-5　　　　　　　　截流设备配置表序号设备名称规格单位数量备注1液压挖掘机4m3台3备用系数已考虑2反铲挖掘机4m3台23自卸汽车32t辆104自卸汽车20t辆205汽车吊25t辆26推土机D85台488 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1基坑排水大坝基坑排水分初期排水和经常性排水两部分。1.1.1初期排水根据施工总进度安排，第2年1月中旬，上下游围堰混凝土防渗墙施工完成，围堰闭气结束，初期排水安排在第2年的1月下旬进行。初期排水总量包括围堰合龙闭气后的基坑积水、初期排水期的堰体、堰基和基坑岸坡渗水、可能降雨汇水等。上、下游围堰闭气后，基坑内水深10～11m，积水量约37万m3。本工程初期排水总量按3倍基坑积水量估算排水时间按照基坑水位下降速度为0.8～1.2m/昼夜计算，需要排水时间约10天。据此，初期排水总流量11.27万m3/d，折合排水强度4695m3/h。根据排水强度，本工程初期排水选用5台300S-58，3台200S-63的水泵，另备用1台300S-58，1台200S-63的水泵。1.1.2经常性排水本工程采用过水基坑，经常性排水设置需要考虑汛后基坑恢复抽水，Ⅰ汛基坑开挖完成后仅浇筑混凝土垫层，汛后基坑积水量约为53.1万m3，参考初期排水计算，扩大系数取3，排水时间按10天考虑，计算得排水强度为6637m3/h。除汛后基坑恢复抽水外，经常性排水需考虑围堰、基础及岸坡渗水、施工废水及降雨汇水等。根据《水电水利工程施工导流设计导则》（DL/T5114-2000），施工废水主要考虑混凝土养护用水，降雨汇水按抽水时段日最大降雨量在当天抽干计算。施工废水及降雨汇水不会同时出现。根据基坑渗流估算，围堰设计水位下基坑渗水量约100m3/h；根据水文气象资料，坝址处历年最大日降水量206.6mm，按当天排干计算，降雨汇水排水强度为2425m3/h；施工废水按混凝土浇筑高峰时段施工养护用水估算，最大排水强度约130m3/h。经常性排水量计算按基坑渗水+降雨汇水、基坑渗水+施工废水及汛后基坑恢复抽水三种组合考虑，以排水量最大者确定排水强度，选择排水设备。本工程最大排水强度由汛后基坑恢复排水强度决定，为6637m3/h。根据排水强度，本工程经常性排水选用7台300S58，4台200S63的水泵，另备用1台300S58，1台200S63的水泵。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1.1下闸蓄水与封堵1.1.1下闸封堵时段及标准根据施工总进度安排，第4年5月底坝体泄洪冲沙底孔金属结构安装完成，第4年7月中旬坝体所有坝段混凝土浇筑至坝顶高程，第4年11月底坝体表孔金属结构安装完成，第4年12月底首台机组投产发电。综合考虑下闸难度及蓄水要求，导流隧洞安排在第4年12月初下闸封堵。下闸设计流量采用10年一遇的12月上旬旬平均流量，相应流量为494m3/s。导流隧洞封堵堵头施工安排在第4年12月～第5年4月，封堵施工导流标准采用12月～次年4月时段20年一遇的洪水标准，相应流量为1420m3/s。导流隧洞封堵堵头施工期间水库水位由坝体泄洪冲沙底孔控泄至正常蓄水位1477.0m高程，以满足首台机组发电要求。1.1.2下闸封堵程序导流隧洞进口设置一扇平板闸门，孔口尺寸12m×14m（宽×高），闸门下闸前，上游水位1408.3m，满足旁通洞下泄生态流量上游水位要求，坝体泄洪冲沙底孔底板高程1426.0m，当水库水位上升至1428.9m时，旁通洞下闸，此水位满足底孔下泄生态流量要求。导流隧洞下闸及闸门设计参数见表2.8-1。表2.8-1　　　　　导流隧洞下闸及闸门设计参数表项目导流隧洞备注孔口编号及数量一扇平板闸门孔口尺寸（宽×高）（m）12×14底槛高程（m）1399.0门槽过流时间（y）3年下闸流量（m3/s）494特征水位闸门下闸前水位（m）1408.3闸门下闸水头（m）9.3闸门最大挡水位（m）1477.0泄洪冲沙底孔控泄水位至正常蓄水位，保证首台机组发电闸门最大挡水水头（m）78.01.1.3水库初期蓄水及下游供水（1）水库初期蓄水过程根据施工总进度安排，第4年1288 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计月初，导流隧洞封堵闸门下闸，水库即开始蓄水，第4年12月底首台机组投产发电。水库初期蓄水分两个阶段，第一阶段为导流隧洞下闸水库蓄水至1428.9m高程后下闸旁通洞；第二阶段为1428.9m高程开始蓄水至正常蓄水位1477.0m高程。水库初期蓄水采用P=85%保证率的入库水量计算，下游生态流量取多年平均流量的5%，为46.25m3/s。12月份85％保证率月平均流量为287m3/s，扣除下泄生态流量后入库流量为240.75m3/s；第4年12月初导流洞下闸，下闸前上游水位为1408.3m。水库自1408.3m水位开始起蓄，此时旁通洞下泄生态流量46.25m3/s，满足下泄生态流量要求，水库水位蓄水至1428.9m高程蓄水量为0.172亿m3，约需蓄水19.8h，此水位满足1426.0m高程坝体底孔下泄生态流量。此后旁通洞下闸，由坝体底孔控泄向下游下泄生态流量，水库继续蓄水。水库水位自1428.9m蓄水至正常蓄水位1477.0m高程，蓄水量为2.45亿m3，约需蓄水12天。此后，水库水位按拟定的运行方式运行，至12月底首台机组投产发电。（2）下游供水措施为满足导流隧洞下闸封堵后，水库蓄水期间下游供水要求，在导流洞进口设旁通洞，供水流量按满足生态流量要求，生态流量取多年平均流量的5%，相应流量为46.25m3/s。蓄水第一阶段，由导流洞进口旁通洞向下游供水，导流洞下闸前上游水位1408.3m，此水位满足旁通洞下泄生态流量的要求。蓄水第二阶段，由坝体底孔向下游供水，当水库水位上升至1428.9m时，下闸旁通洞，此时水位满足1426.0m高程坝体底孔下泄生态流量要求。此后，下游供水任务由水工泄水建筑物承担。本工程在施工期和下闸蓄水期间澜沧江不断流。1.1.1导流隧洞封堵设计1.1.1.1导流隧洞封堵堵头设计（1）封堵堵头建筑物级别及设计标准导流隧洞封堵堵头为永久挡水建筑物，关系到工程的永久期运行安全，其设计标准及建筑物等级与拦河坝相同，为2级建筑物。封堵堵头永久运行期，上游正常蓄水位1477.0m，堵头设计洪水标准为500年一遇，相应洪峰流量11600m3/s，设计洪水位1477.5m，堵头校核洪水标准为2000年一遇，相应洪峰流量13700m3/s，校核洪水位1479.5m。（2）封堵堵头体型与布置堵头段导流隧洞围岩类别为Ⅲ类，经计算确定导流隧洞堵头长度为21m88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计。导流隧洞封堵段导流隧洞桩号为导0＋114.0m～导0＋135.0m，堵头布置于坝体帷幕灌浆线上。导流隧洞封堵体采用楔形体型式，堵头长度21m，为满足堵头灌浆要求，同时有利于施工期混凝土散热，在堵头内部设置纵向灌浆廊道，廊道长度13m，廊道为方圆形，洞径尺寸4m×4m（宽×高）。（3）封堵堵头设计①抗滑稳定计算方法本阶段封堵体稳定计算采用《水工隧洞设计规范》的刚体极限平衡法计算，按承载能力极限状态设计，采用概率极限状态设计原则，以分项系数极限状态表达式进行抗滑稳定计算。②计算基本参数导流隧洞封堵段围岩岩性为灰绿色板岩，中薄层结构。围岩类别为Ⅲ类，岩体物理力学性质参数如下：混凝土与基岩抗剪断强度摩擦系数=0.8，凝聚力=0.65MPa。③计算结果导流隧洞封堵堵头为永久建筑物，计算考虑地震作用，地震设计烈度为Ⅶ度。堵头稳定计算选取以下4个工况：1、正常蓄水位工况；2、设计洪水位工况；3、校核洪水位工况；4、正常蓄水位遇地震工况。各工况下稳定计算结果见表2.8-2。表2.8-2导流隧洞封堵堵头抗滑稳定计算成果表计算工况水平推力（KN）摩擦力（KN）黏聚力（KN）γ0ψS（·）R（·）判断基本组合1.正常蓄水位1477.0m130509.336584.8397833.1132790.4133961γ0ψS＜R满足规范要求2.设计洪水位1477.5m131418.234681.2397833.1105370.3132740.8γ0ψS＜R满足规范要求偶然组合1.校核洪水位1479.5m135054.534616397833.190156.8132698.9γ0ψS＜R满足规范要求2.正常蓄水位遇7级地震130509.336584.8397833.1118128.5166406.7γ0ψS＜R满足规范要求88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计从以上计算结果可以看出，导流隧洞堵头长度为21m，在各工况下均可满足抗滑稳定要求。1.1.1.1导流隧洞封堵堵头施工由于导流隧洞出口高程较低，为保证施工安全，在导流隧洞下闸封堵时，需在出口引渠内新建施工围堰，围堰堰型采用土石围堰（碎石土），挡水标准为11月～4月枯水时段20年一遇洪水，堰顶高程为1410.0m，堰顶宽度为6m，挡水面坡比1：1.5，背水面坡比1：1.5。导流隧洞封堵通过打开导流洞施工时布置在坝轴线下游侧的施工支洞下支洞封堵混凝土进入导流洞。首先用风镐等对封堵段凿毛，凿毛处理完成后进行混凝土堵头施工。混凝土由6m3搅拌运输车自混凝土生产系统运至仓面附近，然后转60m3/h混凝土泵输送混凝土，分层浇筑堵头混凝土。混凝土浇筑分2段施工，分层厚度为2m～3m。堵头混凝土采用低热微膨胀水泥，以降低混凝土的水化热，减少混凝土收缩量，同时通过预埋冷却水管通水冷却混凝土温度。堵头混凝土浇筑完成并具备一定强度和收缩完成后，通过预先埋管进行回填灌浆和固结灌浆。当混凝土达到设计温度后通过预先埋管进行接触灌浆。堵头施工时，为排除洞内积水，在堵头前缘设置临时混凝土挡水坎，并预埋排水管将水排向堵头下游，待堵头施工完毕封堵排水管。88 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计1施工条件242施工导流252.1导流方式252.2导流标准252.2.1导流建筑物级别252.2.2导流标准选择252.3导流方案与导流程序302.3.1导流方案比选302.3.2导流程序372.3.3水力计算及施工导流水工模型试验402.4导流建筑物设计432.4.1导流建筑物布置432.4.2导流隧洞设计502.4.3围堰设计592.4.4下游供水设施662.4.5厂房尾水出口围堰设计662.4.6导流工程量672.5导流建筑物施工692.5.1施工特性及施工难点692.5.2导流隧洞施工692.5.3围堰施工与拆除742.6截流782.6.1截流时段和截流标准782.6.2截流方式782.6.3截流设计782.6.4截流布置及施工812.6.5截流设备配置812.7基坑排水822.7.1初期排水8288 云南澜沧江大华桥水电站可行性研究报告第九篇施工组织设计2.7.2经常性排水822.8下闸蓄水与封堵832.8.1下闸封堵时段及标准832.8.2下闸封堵程序832.8.3水库初期蓄水及下游供水832.8.4导流隧洞封堵设计8488'