瓦屋山电站施工组织设计___毕业设计

'目录1基本资料31.1工程概况31.1.1混凝土面板堆石坝31.1.2左岸泄洪隧洞31.1.3右岸泄洪隧洞31.1.4引水系统31.1.5厂区枢纽31.2现场自然条件41.2.1气象特性41.2.2水文特性51.2.3工程地质条件71.3建筑材料条件91.3.1土料91.3.2堆石料及人工骨料场101.4现场施工条件111.4.1交通条件111.4.2电的供应121.4.3水的供应121.4.4材料供应121.5主要工程项目及工程量121.5.1主要工程项目包括：121.5.2主要工程量131.6工期要求141.6.1开工141.6.2完工日期141.6.3控制性工期142施工导截流152.1导流标准及导流方案152.1.1导流标准152.1.2方案比较172.1.3隧洞的布置192.1.4水力计算192.1.5调洪演算212.1.6围堰高程222.2导流建筑的设计23III 2.2.1围堰的结构与布置设计232.2.2导流隧洞的结构设计252.3导流工程施工262.3.1围堰施工262.3.2导流洞的施工282.4截流292.4.1截流时段以及流量选择292.4.2截流方式302.4.3截流水力计算302.4.4截流施工332.5封堵及蓄水措施352.5.1导流隧洞的堵塞设计352.5.2坝体导流底孔的设计362.5.3下门及挡水要求362.5.4封堵时段及流量的选择362.5.5蓄水计划362.6基坑排水362.6.1初期排水362.6.2经常性排水383主体工程施工393.1概述393.2主体工程施工方案原则393.3土石方明挖工程施工说明393.3.1基本概述393.3.2施工布置403.3.3施工程序及进度安排413.3.4土石方明挖施工方案423.3.5石渣填筑施工463.3.6机械设备配置473.4地下洞室开挖施工说明483.4.1基本概述483.4.2施工布置483.4.3施工程序及进度安排493.4.4洞挖施工方法503.4.5主要机械设备配置593.5混凝土工程施工59III 3.5.1基本概述593.5.2施工布置603.5.3混凝土施工程序及进度安排603.5.4混凝土原材料控制603.5.5导流洞洞身段衬砌砼施工633.6导流洞进出口明渠砼施工方法713.6.1基本概述713.6.2施工程序及工期安排713.6.3施工布置723.6.4主要施工方法723.6.5进出口混凝土施工注意事项733.6.7机械设备配置733.7砌体工程施工说明733.7.1基本概述733.8钻孔灌浆工程施工753.8.1概述753.8.2施工特性753.8.3施工技术要求753.8.4施工布置763.8.5施工程序763.8.6灌浆试验773.8.7施工工艺及方法773.8.8施工进度计划及强度分析793.8.9施工设备及劳动力配置793.8.10质量控制措施80致谢82参考文献83附录84III 瓦屋山电站施工组织设计学生：曹志宇指导老师：蔡启龙三峡大学水利与环境学院摘要：本设计是对瓦屋山工程进行施工组织设计，采用10年一遇洪水设计标准。主要内容有施工导截流、主体工程施工以及施工总组织。其中施工导流包括导流方式、导流标准的确定、导流方案的选定、围堰的设计、截流计算、基坑排水量的计算等。重点对上游土石围堰的设计。主体工程为地下工程施工，重点对导流洞的开挖和衬砌；施工总组织重点为施工总布置以及总进度计划的简单编制。Abstract：Thedesignofengineeringconstructionorganizationdesign,usinga10yearflooddesignstandard.Themaincontentsofconstructiondiversionandclosure,subjectconstructionandgeneralconstructionorganization.Constructiondiversiondiversionway,whichincludesdiversionstandard,thediversionschemeselection,design,calculation,closurecofferdamfoundationpitdrainagequantitycalculation.Focusontheupstreamearth-rockcofferdamdesign.Themainpartoftheprojectfortheconstructionofundergroundengineering,focusingonthediversiontunnelexcavationandliningconstructionorganization;constructiongenerallayoutandkeyforthegeneralscheduleofsimplepreparation.关键词：瓦屋山水电站施工导截流水力计算围堰设计基础开挖主体工程施工施工总布置Keywords：WawushanmountainhydroelectricpowerstationConstructiondiversionandclosureWaterpowercomputationThecofferdamdesignedThefoundationdiggedThemainpartoftheprojectconstructionConstructionofarrange14 前言周公河流域，属于四川盆地亚热带湿润气候区，具有春早气温多变化，百般酷热雨水多，秋雨连绵湿度大，冬无严寒霜雪少等特点。瓦屋山水电站位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇，是周公河干流七级开发的第一级，也是龙头水库电站。瓦屋山水电站工程由混凝土面板堆石坝、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、引水系统、厂区枢纽等建筑物组成。混凝土面板堆石坝最大坝高138.76m，坝顶全长277m，左岸泄洪洞长517.44m，为6×8m城门形无压隧洞，右岸泄洪隧洞进口底板高程为1040m，隧洞全长596.13m，引水隧洞断面形式为圆形，内径6.2m，总长度4765.32m，主厂房采用地面式，布置在周公河左岸Ⅱ级阶地上。主厂房内安装2台120MW水轮发电机组。对瓦屋山工程的设计课题，我的主要任务是根据所给的瓦屋山水电站工程基本资料，编制瓦屋山水电站的施工组织设计。设计主要内容有：①施工条件分析，包括基本资料给的各种资料；②施工导截流，主要包括导截流方案的选定，截流时段及流量标准的确定和分流建筑物的设计；③主体工程，地下工程施工；④施工进度计划的编制，即导流计划及主体工程施工进度计划等。由于时间的限制，我的课题主要选择十年一遇洪水标准进行施工导流设计，对地下工程主要针对导流洞进行较详细的施工设计。设计成果形式以设计说明书、计算说明书及工程施工图纸为主。本次设计课题，要求我们全面、深刻、细致的了解工程原始资料，灵活运用我们所学过的基础理论和专业知识解决实际问题，将理论与实践完美的结合，做到理论和实践共同提高。此外，本次设计还培养我们分析资料，查阅相关书籍、图集的能力。此次设计的完成，有赖于我的导师蔡启龙老师的悉心教导和启发，以及施工组织设计课题小组相关同学的的相互帮助。本次毕业设计的顺利完成，对我在今后的社会工作有很大的帮助，自己在各个方面都有了明显的提高，相信即使以后在工作中遇到困难我也能顺利解决。感谢学校和老师给我这次机会，以下是本人成果，请检阅。14 1基本资料1.1工程概况瓦屋山水电站（原名炳录水库河弯楼水电站），位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇处，距洪雅县城约76km，距成都市约200km。该电站是周公河干流七级开发的第一级，也是龙头水库电站。瓦屋山水电站工程由以下主要建筑物组成：1.1.1混凝土面板堆石坝坝顶高程1083.26mm，最大坝高138.76m，坝顶全长277m，坝顶宽度8m，上游坝坡为1:1.4，下游坝坡为1：1.3，下游坝坡设三级马道，大坝趾板和两岸坝肩设帷幕灌浆。1.1.2左岸泄洪隧洞左岸泄洪隧沿布置在左岸，距左坝端60m。进口采用开敞式进水闸，堰顶高程1070.0m，闸室总宽度15m。闸室未端接渐变段，渐变段之后与断面为6×8m城门形无压隧洞相连。泄洪洞洞室长度517.443m，加明渠段共长542.443m。1.1.3右岸泄洪隧洞泄洪隧洞进口底板高程为1040m，闸室后为30m长方变圆渐变段，经50.21m长水平圆洞段接弯道。竖井分上下两段，与导流洞结合段底坡不变，为6.2%，城门洞形，断面尺寸7.5×9.5m。隧洞全长596.13m。1.1.4引水系统引水系统由进水口、引水隧洞、调压室和压力管道组成。进水口位于距坝址上游1.0km，进水口形式为深水岸坡式，底板高程为1006m，引水隧洞断面形式为园形，内径6.2m，总长度4765.322m，调压室内径16m，调压室内径16m，总高度106.72m；压力管道内径5.8m，主管总长度1034.912m。1.1.5厂区枢纽厂区枢纽由主厂房、副厂房、GIS室、尾水建筑物、生产附属建筑物及办公生活建筑物组成。主厂房采用地面式，布置在周公河左岸Ⅱ级阶地上。主厂房内安装2台120MW水轮发电机组，其尺寸为长×宽×高为63.52×33.82×45.59m，由主机间、安装间及下游电气及母线廊道组成。本工程有关的特征数据如下：14 （1）坝址以上流域面积776km2；（2）多年平均流量38.1m3/s；（3）多年平均年径流量12.0亿m3；（4）最大洪峰流量5380m3/s（1887年、孔坪水文站）；（5）最小洪峰流量757m3/s（1987年、孔坪水文站）；（6）多年平均降雨量1600~2000mm（李山、炳灵、大河、孔坪）；（7）多年平均气温16.1℃（雅安气象站）；（8）极端最高气温35.4℃（雅安气象站）；（9）极端最低气温-3.9℃（雅安气象站）；（10）水库校核洪水位1082.79m；（11）水库设计洪水位1078.87m；（12）水库正常蓄水位1080m；（13）水库死水位1020m；（14）水库总库容5.483亿m3。1.2现场自然条件1.2.1气象特性周公河流域，属于四川盆地亚热带湿润气候区，具有春早气温多变化，百般无酷热雨水多，秋雨连绵湿度大，冬无严寒霜雪少等特点。根据雅安气象站资料统计，多年平均气温16.1℃，极端最高气温35.4℃，极端最低气温-3.9℃，多年平均蒸发量8383.8mm，多年平均风速1.7m/s，最大风速15.3m/s（相应风向为NE），多年平均相对湿度79%，多年平均日照时数1019.9h，多年平均霜日数9.2T，多年平均雷暴日数31.5T。夏季受孟加拉湾西南季风影响，将大量水汽带入本流域，加上特殊地形影响，极易降暴雨，该区是全国有名的暴雨区，据炳灵站资料统计，多年平均降雨量2085.6mm，年最大降水量2776.1mm，最大一日降水达215.6mm（1959年8月12日）。6~9月的降水量占年降水量的62.5%，其余8个月的降水量占全年降水量的37.5%。流域内降水量随海拔高程的增加而增大，如李山多年平均降水量2060mm，孔坪多年平均降水量为1679mm。14 1.2.2水文特性（1）径流流域内的径流主要由降雨补给，径流的年际年内变化与降雨特性基本一致。据工程设计依据站炳灵水文站1958~2001年资料统计，多年平均流量38.1m3/s，年内最大年平均流量为51.0m3/s（1975年），最小年平均流量为29.7m3/s（1987年），相差仅1.72倍。径流在年内的分配较不均匀，主汛期6~9月水量占全年水量的57.6%，12~4月只占20.1%，而最枯的1月份仅占约2.47%。年最小流量一般出现在1~2月，最小月平均流量6.93m3/s（1983年1月）。（2）洪水周公河的洪水主要由暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨相应。最大流量发生在6~9月，7、8月最多。青衣江流域，由于受西南季风影响，将大量水汽带入本流域，气流沿青衣江而上，受其特殊地形影响，随着地势的抬升，能量释放而产生降水。因此，青衣江流域是全国有名的暴雨区，周公河流域处于青衣江暴雨区内。周公河流域暴雨具有笼罩面积小，历时短、强度大的特点。因此，洪水也具有峰高、量小、单峰多、复峰少，过程线尖瘦、涨落迅猛等特点。一次洪水过程，历时1~2日。根据孔坪水文站1959~2001年洪水资料统计，年最大洪峰流量集中出现在6~9月，其中又特别集中在7、8两月，出现次数占了总数的80%以上。多年平均年最大洪峰流量1810m3/s，调查最大洪峰流量5380m3/s，最小洪峰流量为757m3/s（1987年），两者这比为7.10倍，年最大洪峰流量系列变差系数0.53，可见该系列年变化大，年际变化不稳定。瓦屋山电站分期洪水标准，按临时建筑等级要求，提供分期时段内p=0.2%、p=2%、p=5%、p=10%、p=20%的设计洪水，具体见表1-1。表1-1瓦屋山电站坝址分期洪水计算成果表时段各频率设计值（m3/s）p=0.2%p=0.5%p=1%p=2%p=5%p=10%p=20%1月28.026.224.823.321.219.517.42月50.446.743.840.936.633.129.13月24020818315912610277.84～5月95383675066254545536314 6～9月542047404220371030202500197010～11月72362655147738030723412月95.482.272.963.350.741.332.0旬平均流量见表1-2。表1-2瓦屋山电站旬平均流量成果表时段均值频率设计值（m3/s）P=10%P=15%P=20%P=50%P=75%P=80%11月上旬31.646.342.339.429.123.422.411月中旬26.943.237.733.822.318.117.511月下旬21.431.228.326.219.315.915.312月上旬17.023.821.720.315.613.412.912月中旬14.820.018.617.513.811.811.512月下旬13.317.716.415.612.510.910.6坝址处水位流量关系见表1-3。表1-3水位流量关系水位(m)952.5953954955956957流量(m3/s)034110219337445水位(m)960965970975977流量(m3/s)9722190365051005680水库库容和高程关系见表1-4。表1-4水库库容高程关系表高程(m)952.596097098099010001100库容(亿m3)00.090.240.440.630.851.1高程(m)1020103010401050106010701080库容(亿m3)1.341.661.972.433.074.175.5014 典型洪水过程见表1-5。表1-5典型洪峰过程曲线时间（月、日）流量（m3/s)时间（月、日）流量（m3/s)时间（月、日）流量（m3/s)时间（月、日）流量（m3/s）7.220时1207.2216时25807.238时29807.240时6702时39018时280010时27802时5404时76020时299012时25604时4306时108022时312014时22906时3808时14307.230时320016时19308时35010时17602时323018时158010时33012时20604时320020时124012时32014时23406时312022时9301.2.3工程地质条件（1）趾板地基的工程地质条件以左岸趾板线与坝3线交点为起点，从左到右分三段叙述。第一段；为左岸坡段，沿线地面高程962~1080m，趾板线以上坡高60~110m，岸坡基岩裸露，为K④lj~Klj⑥层砂岩夹薄层粉砂质泥岩，据平硐瓦PD1、瓦PD3、瓦PD4、瓦PD7和钻孔揭示，与趾板地基直接相关的软弱夹层有7条，即：K④lj-C7、C8、C9、K⑤lj-NJ1、K④lj-NJ4、K④lj-RJ4、K④lj-NJ，其厚度为0.15~0.7m。岩石强风化带垂直厚度8~25m，弱风化带垂直厚度17~53m，卸荷松弛带水平厚度9~30，相对紧密带水平厚度7~35m，界面带水平厚度3~8m，卸荷带总厚度35~70m，岸坡岩体透水率大于3Lu的深度60~80m，大于5Lu的深度55~70m。地下水位高程953.84~1048.60m。第二段，为河床段。据瓦ZK50钻孔资料，河床覆盖层厚0~6.96m，组成物质为漂卵砾石夹砂，松散，透水性极强。下伏K⑥lj层砂岩，厚0~5m，K⑤lj层薄层砂岩分布于高程935~953m，厚10~16m，K④lj层砂岩公布在高程935~938m以下。在K⑤lj层底部分布K⑤14 lj-Njl泥化夹层，厚0.9~0.6cm。强风化带厚0.6~5m，弱风化带厚20~23m，卸荷带厚6~8m。高程863.32m以上岩体透水率为3.4~19Lu，透水带岩体厚度85m，尤其在弱风化带以上岩体透水率为10~19Lu，属较严重透水层。弱风化带以上岩体中裂隙较发育，完整性较差。第三段，为右岸坡段。沿线地面高程962~1080m，趾板以上斜坡高80~180m。岸坡基岩裸露，为K④lj~K⑥lj层砂岩。与趾板地基直接相关的软弱夹层为K⑤lj、Nj厚0.6~0.9cm。岩石强风化带铅直厚度3.9~15m，弱风带铅直厚度21.3~52m，卸荷水平宽度40~80m，其中卸荷松驰带水平宽度10~25m，相对紧密带水平宽度30~45m，界面带水平宽度4~12m，岸坡岩体透水率大于3Lu深度为55~70m，大于5Lu深度为40~60m，地下水位高程956.64~1090.28m。（2）坝壳地基的工程地质条件设计拟定河床坝壳地基长430m，河床宽20~40m，根据两个阶段10个河床钻孔资料，河床覆盖层厚3.64~6.96m，物探资料最大厚度8.0m。河床漂卵石层结构差异较大，具架空结构，据抽水试验资料K值为550~714.88m/d，透水性极强，其级配曲线为不良级配，属架空结构，不均匀系数为20.5~36，曲率系数为2.2~3.8，依此判定渗透变形为管涌，因此，河床漂卵石层不宜作坝壳地基，应全部清除漂卵石层及松动岩石方可建基。两岸坡基岩裸露，主要为K④lj~⑥j层砂岩，强风化带岩石湿抗压强度大于30Mpa，弹性模量为0.8~0.9Gpa，变形模量为0.317Gpa，因此，其强度、变形能满足坝壳地基的要求。但松驰带岩体中裂隙发育，张开宽度较大，为此，应清除岸坡表层风化岩全和松动岩石后，对延伸长、宽度大的卸荷裂隙，且对岩坡稳定有不利影响的要作挖除修理，对岸坡稳定不起控制作用的卸荷裂隙，作好砼回填后可作为坝壳地基。在左岸坝3~坝5间高程960~1005m分布有一卸荷变形体，该段岸坡坡角25~40。，变形体宽60~65m，顺岸坡长55~70m，厚10~12m，体积约4×104m3。目前，该变形体已处于稳定状态，前缘未见明显活动迹象。对该卸荷变形体，应清除局部松动危岩并对宽大卸荷裂隙作好砼回填后可作为坝壳地基。对坝壳地基范围内的勘探平硐瓦PD1、PD2、PD3、PD4应作回填处理后方可建基。（3）施工围堰的工程地质条件①上游围堰14 河床高程952.95m，枯水期河面宽（河水位处）30m，河床冲积层漂卵砾石夹砂厚0~5m，结构松散，具架空结构，钻孔及试坑抽水试验，K值大于500m/d，属极强透水层。下伏基岩为Klj⑦~Klj⑧层砂岩，两岩谷坡坡角20~40。，大部分基岩裸露，强风化带厚1~2m，岩坡5~10m，钻孔压水试验，透水率为6.3~16.4Lu，属极强至中等透水层。②下游围堰河床高程951.92m，枯水期河水面宽45m，河床之冲积漂砾石夹砂层厚0~7m，结构松散。下伏基岩为J3P①~J3P②层粉砂质泥岩与泥质粉砂岩。两岩谷坡坡角10~30。，地表覆盖崩坡积之粘土夹块碎石厚0~6m，其下为J3P③层粉砂质泥岩。岩体强风化带厚河床0.5~2m，岸坡5~7m。综上述，河床砂卵石层及岸坡土层结构松散，透水性强，虽然可以作为土石围堰基础，但应重视加强堰基及堰肩防渗处理。1.3建筑材料条件1.3.1土料本工程选用张坝2号料场，位于坝址上游炳灵河左岸阶地，距坝址距离1km，有村区公路相通，交通方便。张坝２号料场为一级阶地，有用层厚度1.18~2.22，储量3.33×104m3，为第四系全新统堆积之亚粘土，其粘粒含量为15.6~24.1%，无用层为地表耕植土，厚0.37~0.45m，体积0.81×104m3。料场多为水田，所处位置较高，靠河一侧边陡坡，排水条件较好。料场试验成果详见表1-6:表1-6各土料料场试验指标料场名称项目张坝2号粘粒含量（%）20.3塑性指数13.7渗透系数（cm/s）2.84×10-514 有机质含量（%）1.01易溶盐含量（%）0.121天然含水量（%）34.0PH值6.3最优含水量（%）19.81.3.2堆石料及人工骨料场沙湾料场位于坝址上游周公河支流白沙河左岸，距坝址约9km，有林区简易公路相通。该料场地貌形态为一条形山脊，料场高程1150~1400m，两面临河，与河水位高差大于50m，地面坡度20~50。不等，靠河一侧为陡坎地形。有用层组成地层为震旦系洪椿坪组白云岩，岩层产状N60。E/NWÐ5~7。，主要为厚至巨厚层块状结构，次为镶嵌碎裂结构。岩石中多见一些大小不等的不规则扁平孔洞，直径0.3~3mm大致沿一定方向排列，被亮晶白云石充填为鸟眼结构。根据岩相法，按《水利水电工程天然建筑材料规范》初判，骨料中不具有碱活性成份，因此，该料场白云岩作为砼用粗、细骨料，不存在碱活性问题。据沙PD1、沙PD2平硐和沙ZK1~沙ZK3钻孔资料，岩体中发育有三组构造裂隙；（1）N50~600E/SEÐ60~880，（2）N40~550W/SWÐ45~880。地表测绘、勘探和试验资料综合分析表明，本料场地层岩溶不发育，属弱岩溶区，对料场有用层储量及开采影响不大。该料场无用层主要为表土及强风化带上部植物根系部分岩石。岩石的试验指标见表1-7。表1-7人工骨料试验指标项目料场名称与指标密度（g/cm3）湿抗压强度（Mpa）软化系数硫酸盐及硫化物含量（SO3）（%）弱风化新鲜弱风化新鲜弱风化新鲜沙湾2.782.8292.4146.40.830.850.1214 1.4现场施工条件1.4.1交通条件（1）对外交通瓦屋山水电站位于洪雅县瓦屋山镇，交通条件较好，有两条公路可到达工程枢纽，一条通过雅安经望鱼乡及拟修建的葫芦坝水电站公路至电站厂区枢纽，另一条为洪雅经柳江至瓦屋山镇坝区枢纽。成都至雅安有高速公路相通，里程为147km，雅安至望鱼乡现有三级公路相通，砼路面，公路里程37km，望鱼经葫芦坝水电站至厂区拟修建约4.5km三级公路，碎石路面，电站经望鱼、雅安至成都188.5km。瓦屋山镇至洪雅县城目前已有公路相通，其中洪雅县城经柳江镇为山重三级，柳江镇至赵河段，为山重三级公路，里程46km，沥青路面，路况较好，能满足施工期对外运输要求，由赵河至瓦屋山镇段，有两条线路：一条由赵河经吴庄、石家坝至瓦屋山镇里程30km，为山重三级公路，砼路面，路况较好，可作为进场道路，局部加固可满足大件运输；另一条由赵河经高庙镇、张村、石家坝至瓦屋山镇，里程48km，四级公路，泥结碎石路面，路况一般，也可作为施工期临时公路，电站以瓦屋山镇、洪雅、眉山至成都226km。瓦屋山镇至沙弯白云岩料场、金花桥，现有林区公路相通，里程分别为9.5km，瓦屋山镇距金花桥有至瓦屋山风景区山重三级砼路，里程7km，但公路高程大部分在水库正常蓄水位以下。另外，高庙镇距峨眉山市火车站46km，有公路相通，峨眉市境内公路状况较好，能满足运输要求，但高庙至峨眉市界11km，为等外级公路，只能勉强通车。（2）场内交通条件场内交通条件如下：至左坝肩公路（路基宽7.5m，长2.193KM）第一年7月30日竣工，6月30日形成毛路。至右坝肩公路（路基宽7.5m，3.789KM）第一年8月15日竣工，7月15日形成毛路。瓦屋山周公河大桥第一年10月底竣工。环湖金花桥至沙湾公路第二年5月底竣工。环湖吴庄至右坝肩公路第二年12月底竣工。瓦屋山周公河大桥至徐山生活区公路第一年10月底竣工。右坝肩至周公河大桥公路第二年5月底竣工。其它场内公路由施工单位设计和施工。14 1.4.2电的供应（1）大坝工区：有35KV线路至中心变电站，降压后提供2回10KV接线点，接线点位置详见《坝区征地范围图》。（2）沙湾、白云岩料场距瓦屋山镇4km，该两处在征地线200m范围内有10KV线路接线点。（3）在施工期间考虑足够容量的自备电源，满足供电线路停电时各施工区照明、排水和安全的需要。1.4.3水的供应生产水源—周公河，生活水源—周公河水不能作为生活用水，需要从两岸溪沟引山泉水作为生活用水。1.4.4材料供应钢筋、水泥、柴油和缝面处理主材（包括止水铜片卷材、塑性填料、PVC板、橡胶棒和波纹止水等）都可在成都市和洪雅县城采购。1.5主要工程项目及工程量1.5.1主要工程项目包括：（1）导流洞的设计与施工；（2）截流戗堤的设计、截流；（3）上游围堰、下游围堰的设计、施工与维护；（4）坝基以及采料场的清理和掘除；（5）施工期间工程的施工排水；（6）坝基开挖及边坡保护处理；（7）采料场筑坝材料的开挖和运输，以及铺盖料、垫层料、反滤料、过渡料、路基和路面所需的材料及混凝土骨料加工。（8）永久工程和料场的开挖，用于永久性工程堆料场中的堆放，弃料的堆放；（9）趾板基础处理，包括固结灌浆；（10）坝基和两岸帷幕灌浆的钻孔和灌浆；（11）大坝分区料的填筑施工，采用的筑坝材料从采料场、必要开挖区及堆料场中获得；14 （12）大坝混凝土趾板、面板、防浪墙、电缆沟、下游挡墙的浇筑；（13）大坝下游及岸坡植被砼护坡；（14）坝顶公路施工，场内临时公路的修建、养护和维护，以及专用条款所列的交通公路的养护和维修；（15）两岸灌浆洞的地下开挖和混凝土浇筑；（16）下游围堰拆除，导流洞进口、出口围堰拆除；（17）坝址区勘探平硐及钻孔的回填；（18）弃渣场的永久防护工程；（19）为完成以上工程所需的所有临时工程。1.5.2主要工程量施工项目主要工程量（导流及围堰工程未计）见表1-8。表1-8主要工程量表序号工程项目单位工程量备注1土方明挖m3141610其中有沙湾料场无用层土方开挖2万m32趾板石方明挖m32933003坝肩、坝基石方明挖m31027004石方明挖m3500000沙湾料场无用层开挖5坝肩及趾板边坡锚杆根72706挂网钢筋t2967喷混凝土m326808帷幕灌浆m446809固结灌浆m527010隧洞回填灌浆m2149411土石方填筑万m3316.763312趾板砼m3320213面板砼m31588014挤压柔性砼m3460015植被砼m24155016其它砼m3927614 17止水m409518钢筋制安t104019砌体m381151.6工期要求1.6.1开工第一年6月10日前进场，6月15日开工，7月10日主体工程开工。1.6.2完工日期本工程要求于第四年12月31日完工。1.6.3控制性工期第一年7月10日主体工程开工。第一年10月底完成砂石料系统并具备供应条件。第一年11月21日截流。第二年5月31日前完成坝体一汛临时渡汛断面，具备临时挡水条件。第三年5月31日前完成1025m以下砼面板和坝体填筑施工，并具备挡水条件。第四年1月底完成所有砼面板施工，并具备蓄水条件。第四年12月31日工程竣14 2施工导截流2.1导流标准及导流方案2.1.1导流标准根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000第2.1.1条：水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，按表2-1确定。表2-1水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容(108m3)防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业的重要性保护农田(104亩)治涝面积(104亩)灌溉面积(104亩)供水对象重要性装机容量(104kW)I大(1)型≥10特别重要≥500≥200≥150特别重要≥120Ⅱ大(2)型10～1.0重要500～100200～60150～50重要120～30Ⅲ中型1.0～0.10中等100～3060～1550～5中等30～5IV小(1)型0.10～0.01一般30～515～35～0.5一般5～1V小(2)型0.01～0.001　<5<3<0.5　<1根据瓦屋山电站资料，瓦屋山水电站位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇处，距洪雅县城约76km，距成都市约200km。该电站是周公河干流七级开发的第一级，也是龙头水库电站。水库总库容为5.48×108m3，装机容量为240MW，周边及下游多城镇，治涝、灌溉面积较大，供水也比较重要。由总库容和保护城镇及工矿企业的重要性可将其列为II等大（2）型工程，由装机容量可将其列为III等中型工程，防洪、治涝、灌溉、供水等因素同样可使其成为II等大（2）型工程。根据水利水电工程等级划分及洪水标准，对综合利用的水利水电工程，当按各综合利用项目的分等指标确定的等别不同时其工程等别应按其中最高等别确定。所以，综合所有因素考虑，可将本工程列为II等大（2）型工程。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000第2.2.1条，根据表2-2可确定本工程主要永久建筑物为2级。62 表2-2永久性水工建筑物级别工程等别主要建筑物次要建筑物I13Ⅱ23Ⅲ34IV45V55根据《施工组织设计规范》SL303-2004第3.2.1条：导流建筑物应根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模划分为3级～5级，具体按表2-3确定。表2-3导流建筑物级别划分级别保护对象失事后果使用年限(年)导流建筑物规模围堰高度(m)库容(108m3)3有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台(批)机组发电，造成重大灾害和损失>3>50>1.041、2级永久性水工建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批)机组发电而造成较大经济损失3～1.550～151.0～0.153、4级永久性水工建筑物淹没基坑、但对总工期及第一台(批)机组发电影响不大，经济损失较小<1.5<15<0.1由表2-3得知，该围堰保护对象为2级永久建筑物；由瓦屋山资料可知，其失事后果比较严重；由控制性工期可知该围堰使用年限为一年半多一点；围堰按常年挡水，高度暂估为25m；库容根据水库库容和高程关系曲线（原始资料表1-4）暂估为0.55×108m3。所以围堰级别为4级，类型为土石结构。根据《施工组织设计规范》SL303-2004第3.2.2条：导流建筑物设计洪水标准应根据建筑物的类型和级别在表2-4规定幅度内选择。表2-4导流建筑物洪水标准划分导流建筑物类型导流建筑物级别345洪水重现期（年）土石结构50～2020～1010～5混凝土、浆砌石结构20～1010～55～362 所以导流标准按洪水重现期10～20年。根据原始资料，瓦屋山电站分期洪水标准，按临时建筑等级要求，提供分期时段内p=0.2%、p=2%、p=5%、p=10%、p=20%的设计洪水，具体见表1-1。按10年一遇洪水，本工程导流流量为2500m3/s。2.1.2方案比较（1）导流方式选择本工程是采用明渠导流还是隧洞导流、是分期导流还是一次拦断，它与很多因素有关，应具体问题具体分析。首先，河谷形状系数K=坝顶长/最大坝高。本工程中大坝坝顶全长277m，最大坝高138.76m，K≈2，一般情况下K<3时宜采用隧洞导流，K>6时宜采用分期导流，故本工程最好采用隧洞导流洞。其次，从地质条件上讲，该河床上游枯水期河面（河水位处）宽30m，冲积层漂卵砾石夹砂厚0～5m；下游枯水期河水面宽45m，河床冲积漂卵砾石夹砂层厚0～7m。以上因素表明：该河床覆盖层厚、河床窄，故不适于分期导流，应采用一次拦断的方式。综上本次导流方式应采用一次拦断、隧洞导流。（2）导流方案比较围堰形式比较：本工程是选高水围堰、低水围堰还是过水围堰要进行定性比较，主要从工期上论证。由控制性工期可知：工程从开始截流到大坝浇筑完毕具备蓄水能力（主要施工流程：导流建筑物+围堰+基坑开挖+大坝浇筑+结束），总共历时2年2个月，期间经过3次枯水期和2次汛水期，历时长、工作量大，所以，应选择高水围堰。洞径的比较及最优洞径选择：本工程导流流量为2500m3/s，初步估算隧洞面积分别为125m2、140m2、150m2，由于隧洞洞径不能太小，否则会因为流速太高而使其发生破坏，故应校核平均流速V=Q/W＜20m/s。根据公式Q=AV,V=计算出围堰高度（注意u=0.7～0.9，这里取0.7）由其高度在大坝平面布置图上估测围堰长度，堰顶宽暂估为10m，围堰坡度为1﹕1.5,从而计算围堰体积。同时，大坝平面布置图上找出隧洞长度，并算出其体积。在根据围堰和隧洞开挖单价，计算隧洞和围堰的施工造价，隧洞和围堰的价格相加得总价格，比较总价格的大小，确定使总价格最低的隧洞面积。从而确定最优洞径。具体价格见表2-5:62 表2-5总价格计算表隧洞面积（m）125140150隧洞水流流速（m/s）2017.816.7隧洞长度（m）703703703隧洞开挖方量（104m3）8.89.810.5围堰高度（m）56.2547.8543.57围堰加高（m）1.51.51.5围堰高程（m）1009.21000.8996.5围堰填筑方量(104m3)49.630.023.8隧洞单价(元/m3)250250250围堰单价(元/m3)252525隧洞价格(104元）2196.92460.52636.3围堰价格(104元）1240.9748.8595.9总价格(104元）3437.83209.33232.1图2-1总价格说明图综上可知，当隧洞面积为140m2时总价格最低，此时的隧洞水流速度为17.8m/s＜62 20m/s，在允许流速范围内，满足要求。故在保证安全和经济的前提下，本工程选择的隧洞面积为140m2。根据《水工隧洞设计规范》sl279-2002第4.2.2条,本工程地质条件好，导流隧洞采用稳定性好、开挖方便、利于过木的城门洞形，其中，圆拱中心角定为120°（在90°～180°之间），宽高尺寸为11m×14m（满足高宽比1～1.5），校核流速为17.38m/s＜20m/s，满足要求。见图2-2：图2-2导流隧洞断面2.1.3隧洞的布置本工程导流隧洞数目定位1个，出于对河流的稳定性考虑，相对于左岸，右岸流速较稳，所以，将隧洞布置于河流右岸。根据《水工隧洞设计规范》SL279-2002第3.1.4条，本工程隧洞洞线与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向交角为45°。为使水流顺畅，防止出口水流冲刷对岸及进、出口对上、下游围堰的影响，出口段洞轴线与河道主流方向的交角采用30°。中途转弯半径R=80m（R≥55m），转角为51°。根据最新《水利水电工程施工组织设计与施工技术规范实施手册》第三节，导流隧洞进水口布置在右坝端前35m处，采用开敞式进水闸，高程为960.25m。闸室未端接渐变段，之后与断面为14m×11m的城门洞形无压隧洞相连。导流隧洞洞室长703m，出口高程为950.2m，导流洞底坡坡度为0.38%。62 2.1.4水力计算隧洞断面积A=140m2；隧洞最大流速v=2500/140=17.8m/s<20m/s隧洞糙率系数n取0.0125,水力半径R=140/（11+10.82+10.82+2×3.14×6.35/3）=3.05,i=0.0038，a=10.82随来水量不同，隧洞泄流要经过无压流、半有压流及有压流等三个阶段。对于无压过水能力计算公式，Q=判断洞内水流是缓流还是急流。若流态呈缓流，进口堰流属于淹没宽顶堰流，由Q=H1.5计算。表2-6为水流流态的判断：表2-6水流流态的判断h(m)b(m)A=b×hχ=2h+bR=A/χC=R1/6/nQ(m3/s)q=Q/bhk=(α*q2/g)1/311111130.84677.80348.534.4121.25721122151.46785.273140.05312.7322.54831133171.94189.351253.24423.0223.78241144192.31692.018379.81134.5284.95551155212.61993.925515.35546.856.07361166232.8795.366657.25959.7517.14271177253.0896.497803.84673.0778.16881188273.25997.411953.9986.7269.15691199293.41498.1661106.9100.62710.111011110313.54898.8011262.007114.72811.0331111121333.66799.3431418.888128.9911.931211132353.77199.811577.223143.38412.8011311143373.865100.2181736.764157.88813.651上游水位与下泄流量关系，如下图所示：62 图2-3隧洞水位流量关系曲线2.1.5调洪演算本次设计典型洪峰过程曲线的最大流量为3230m3/s,按典型洪水过程线同倍比放大，进行水库调洪计算，以降低围堰高度。采用试算法计算，计算公式如下：式中、——分别为计算时段初、末的入库流量，m3/s——计算时段中的平均入库流量，m3/s、——分别为计算时段初、末的下泄流量，m3/s——计算时段中的平均下泄流量，m3/s、——分别为计算时段初、末水库的蓄水量，m3——为和之差——计算时段，一般取1~6小时，需化为秒数列表试算法的计算步骤具体如下：（1）根据已知的水库水位容积关系曲线和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容的关系曲线。（2）选取合适的计算时段，以秒为计算单位。（3）决定开始计算的时刻和此时刻的，值，然后列表计算，计算过程中，对每62 一计算时段的，值都要进行计算。（4）将计算结果绘成曲线（入库洪水过程线、下泄洪水过程线、水库水位过程线）。在计算过程中，每一时段中的，，，均为已知。先假定一个值，代入水量平衡方程，求出。然后按此值在曲线上查出值，将其与假定的值比较。若两值不相等，则要重新假设一个值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止。这样多次演算求得的，值就是下一阶段值，可依据此值进行下一阶段的试算。逐时段依次试算的结果即为调洪计算的成果。根据选定的计算时段=2h，已知的水库水位库容关系曲线，以及根据水力学公式算出的水位下泄流量关系曲线，事先计算并绘制曲线组来进行调洪演算。经过试算法得到流量的最大值为2199.171m3/s，水位最大值为989.01m，发生在7月23日10时。详见计算书调洪演算成果表2-1及调洪过程图2-1。2.1.6围堰高程经过调洪演算，最终的上游水位为989.01m；堰顶的超高：d=R+e+AR：为波浪在坝坡上的设计爬高，m；e：为风浪引起的坝前水位壅高，m；A：为安全加高，m。安全加高可根据大坝的级别按表4查询。非正常运行条件（a）适用于山区，丘陵区；非正常运行条件（b）适用于平原区，滨海区。本工程在山区，属于非正常运行（a），该工程为大2型工程，永久建筑物为2级，临时建筑物为4级，查表得围堰的安全加高0.3m。由于式中R和e的计算公式很多，主要都是经验和半经验性的，适用于一定的具体条件，可按SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》推荐公式计算确定。对于中、小型土石坝，R+e的高度可按照坝前水库中风的吹程D做近视估计，参见表5，一般取上游水库最窄处河宽B的5倍，D=5B。带入瓦屋山工程数据，得D<1.6km。故取波浪爬高和风浪雍高R+e=1.2m。因此，得堰顶超高：d=R+e+A=0.3+1.2=1.5m。则最终上游围堰高程：Z=999.3+1.5=1000.8m围堰标高：h=Z-Z上底=1000.8-952.5=48.3m，其中Z上底为上游河床高。62 同理，得下游围堰高程：Z=Z下+d=966.1+1.5=967.6m围堰标高：h=Z-Z下底=967.6-951.9=15.7m，其中Z下底为下游河床高。上下游围堰断面尺寸如图2-5、2-6所示。图2-5上游围堰断面尺寸图2-6下游围堰断面尺寸2.2导流建筑的设计2.2.1围堰的结构与布置设计(1)围堰的结构形式围堰有多种形式，包括土石围堰、混凝土围堰等。不过水土石围堰在工程中应用广泛。它能充分利用当地材料或废弃的土石方，结构简单，施工方便，造价低廉，可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建，且易拆除。但其工程量大，堰身沉陷变形较大，此外，除非采取特殊措施，土石围堰一般不允许堰顶过水，所以汛期应有防护措施。土石围堰按防渗体结构可分为斜墙围堰和心墙围堰，若当地有足够数量的渗透系数小于10-4cm/s62 的防渗料（如沙壤土）时，土石围堰可采用心墙和斜墙带水平铺盖式两种型式。其中前者适用于基岩河床；后者适用于覆盖层厚度不大的场合。斜墙和水平铺盖在大多数情况下均需水下抛填，一般坡度很缓，这与水深和抛填土料性质有关。若当地没有足够数量的防渗料或覆盖层较厚时，土石围堰可采用垂直防渗墙式和帷幕灌浆式两种型式，用混凝土防渗墙、高喷墙或帷幕灌浆来解决基础和堰身的防渗问题。碾压混凝土围堰在岩基河床上，特别是坚硬岩基、摩擦系数较大的河床，或河床岩石虽然较差，但河谷狭窄，两岸基岩坚硬完整时，常选用混凝土重力式围堰。选用混凝土围堰的一个重要原因是它的设计挡水水头不受限制，底宽小，在相同水头的情况下，它的断面最紧凑，工程量最小。同时，它的抗冲能力强，不仅可做横向围堰，亦可做纵向围堰；不仅可做不过水围堰，亦可做过水围堰。它的防渗效果好，施工比较方便，易于与永久建筑物相连接。但最大的缺点是造价较高。综上混凝土围堰上升强度工期较长，而土石围堰施工速度快，能缩短工期，保证主体工程施工的顺利进行。节约水泥用量，地基处理比较经济，因此选择土石围堰。并选用土石粘土心墙围堰，再用混凝土帷幕灌浆防渗。(2)围堰的布置本工程基坑是由上、下游围堰和河床两岸围成，根据《水利工程施工》要求基坑坡址离主体工程轮廓的距离不应小于20～30m。考虑到基坑开挖边坡则与地质条件有关，为防止围堰堰体与堰脚处的基础不受到水流冲刷，应使围堰与导流洞进口保持足够距离，一般要求50m以上，距离较小时，应加强对堰坡的防护。(3)方案的选定根据《水利工程施工组织设计手册》，围堰边坡为1:1.2～1:1.5，本工程由于堆石棱体体积大，围堰上游边坡1：1.5，底部高程952.5m，顶部高程1000.8m，上游围堰长55m。下游围堰边坡1：1.5，底部高程951.9m，顶部高程967.6m，下游围堰长45m，上下游围堰断面均呈梯形。粘土心墙：根据《水电工程施工组织设计手册》,粘土心墙顶部厚度取2m，断面呈梯形。两边坡度相同，均为1：0.2。护坡：上游围堰主要防风浪冲刷，下游围堰护坡除防风浪外还需要考虑防涌浪冲刷，运行期从最低水位下2m护坡至堰顶。采用堆石护坡，用汽车抛石，推土机整平，一般厚度为0.5-1.0m，取50cm。62 围堰的接头：是指围堰与围堰、围堰与其它建筑物及围堰与岸坡等的连接而言。围堰的接头处理与其它接头处理与其它水工建筑物接头处理的要求并无多大区别，所不同的仅在于围堰是临时建筑物，使用期不长，因此接头处理措施可适当简便。土石围堰与基岩和岸坡的接头，土石围堰的防渗体无论是心墙还是斜墙均应与基岩和岸坡接触良好，其接触宽度应满足规范对渗径的要求。土石围堰与岸坡连接，应将岸坡处渗透性很大、稳定性很差的堆积物全部清除，但不得清理成台阶式，也不允许有反坡。具体断面形式如图2-7所示。图2-7围堰断面形式注:1为粘土心墙,2为堆石体,3为护坡(4)工程量计算上游围堰：高48.3m，面积为3768㎡，围堰长55m；下游围堰：高15.7m，面积为460㎡，围堰长45m；故围堰工程量估算为3768×55+460×45=22.8万m³。2.2.2导流隧洞的结构设计(1)隧洞的支护形式隧洞衬砌主要从工程整体的经济上考虑，来减小洞壁的糙率，提高隧洞导流的过水条件。在一般情况下，不衬砌隧洞应该是经济的。但有时，由于衬砌与不衬砌的糙率相差较大，致使衬砌隧洞反而比不衬砌隧洞更经济。而且，在洞长范围内，岩层不可能全部新鲜完整，尤其是进、出口段，常是薄弱部位，一般在离洞口1～3倍洞径长度范围内，采用全断面衬砌。在局部地段也有只衬砌顶拱，而不衬砌侧墙和底部的，如在整条隧洞的中间部分，侧墙岩体稳定，仅顶部稳定性较差时，需要对其进行混凝土衬砌。根据《施工手册》混凝土及钢筋混凝土衬砌厚度一般为隧洞宽度的1/8～1/12，顶拱厚度d0确定后，其他截面厚度一般为：拱端厚度dn=（1～1.5）d0；边墙厚度dB=（1～1.6）62 d0；底部厚度dR=（0.6～0.8）d0。对于隧洞的进出口处，进口处为了稳定流态，提高泄流能力，常常需要衬砌，出口处由于在工程完工后导流洞的一部分将成为尾水洞的一部分，成为永久建筑物，为了安全稳定，也需要支护。采用长度为100～200mm厚钢筋网喷射混凝土。局部衬砌厚度可以减少，对于软弱地段则视具体情况衬砌，在施工过程中需要时刻关注地下围岩的应力情况，及时做出相应的反应，争取使隧洞的开挖经济合理安全。由于岩层经爆破开挖后破坏了原来的应力状态，为了防止开挖后由于山岩压力的变化而发生坍塌现象或避免施工过程中由于个别石块掉落而产生安全事故，必须对开挖出来的洞室进行必要的支护，以保证施工安全。根据工程实例，采用喷锚支护，选用材料为金属锚杆。钢锚杆的长度应超出围岩松动软弱带，超出的长度约为松动软弱带的1/4，灌浆锚杆超出的长度不少于0.5m。锚杆应尽量与岩体结构面垂直。当结构面垂直时，可与周边轮廓垂直布置在岩面上。锚杆宜成梅花形排列，锚杆间距不宜大于杆体长度的1/2。(2)进出口的结构形式隧洞进口建筑物采用岸塔式，可结合进口明渠开挖设置进水塔，并可有效控制闸门尺寸，也避免了封堵期出现明洞承受高水头的问题。进水塔由下到上分为三部分：即门槽段、筒体和上部排架。门槽段布置门槽，门槽宽度与深度根据闸门结构要求确定，门槽埋件设在二期混凝土内。进口边坡设计采用明渠边坡设计。受地形、地质及进水口布置条件限制，进口形成高边坡，支护措施采用坡面喷锚支护。为了解决后期导流遂洞的封堵问题，在其进口处设置封堵闸门门槽和启闭平台，故其断面形状设计为城门洞形以便闸门启闭，为了保持水流平顺须设渐变段。进口处要布置得圆滑，避免在进口前产生强漩涡和回流。结构型形式为自上游起由斜卧渐变为直立的扭曲墙式。为改善进流条件，进口设置喇叭口，喇叭口为三向收缩具有椭圆曲线的型式。出口型式布置应保持与水流的良好衔接，达到消能防冲得目的。(3)隧洞工程量经计算隧洞断面积为143.8㎡，隧洞长估为703m，则其开挖量为10.2万m³。2.3导流工程施工2.3.1围堰施工(1)围堰的施工程序及控制方法62 就围堰修筑的时间而言，围堰的前期进占，通常应设在枯水期前的平水期进行，留下龙口，待枯水期到来后伺机合龙，迅速形成基坑，进行排水施工，在次年洪水到来之前，将围堰修到拦洪设计高程，并为完成相当数量的基坑工程创造条件。就围堰施工的高程而言，不是将围堰修到顶再下基坑施工，通常从高程上分两期进行。第一期先进行截流戗堤顶部高程以下的围堰断面的施工，包括戗堤进占、合龙、闭气、堰体培厚等。围堰的第一期工程为主体工程河槽内的施工创造了条件。随着主体工程基础开挖的进行，充分利用开挖出渣的废料对围堰进行加高、培厚，并达到围堰的设计高程，这是围堰的第二期工程。围堰的平面施工程序，对加快施工进度具有十分重要的意义。对一次围堰，当施工机械设备数量不足，施工队伍组织欠佳时，国内多采用的是集中力量进占合龙，再对戗堤加高培厚形成围堰。当施工机械化程度很高，施工队伍训练有素，可采取戗堤超前，堰体填筑随后，全断面推进的施工方案。(2)施工方法围堰下部在水位以下部分，采用平抛垫底；水位以上部分采用机械送料入仓，推土机整平，洒水压土机压实，然后质量检查，循环作业。围堰心墙的施工采用高压旋喷法施工，围堰堰脚其基础的局部冲刷采用抛石护底的方法。(3)围堰闭气施工、地基处理及围堰拆除措施围堰的闭气施工及防渗主要是粘土心墙的施工。围堰地基处理主要解决的是堰基覆盖层的防渗处理。常用的方式有：粘土铺盖、帷幕灌浆、混凝土防渗墙、截水墙及板桩等。目前随着施工机械化水平的提高，应用较多的是混凝土防渗墙。混凝土防渗墙系沿堰基防渗线开挖一道狭窄的深槽，槽内注入泥浆护壁，当单元槽段开挖完毕后，可在泥浆下浇筑混凝土，筑成一道连续墙。混凝土防渗墙应具有足够的抗渗性，满足各项强度要求，防止开裂影响防渗效果。防渗墙与基岩、岸坡、堰体及其他防渗设施应良好地连接。围堰是临时建筑物，导流任务完成以后，应按设计要求进行拆除，以免影响永久建筑物的施工及运行。如果在导流任务完成后不及时拆除，会使大坝上下游水位差减小，从而减少发电量，影响其经济效益。本工程土石围堰断面较大，因此可以在施工期最后一次汛期之后，上游水位开始下降时，从围堰的背水坡部分分层拆除，必须保证依次拆除后所残留的断面能继续挡水和维持稳定，以免发生安全事故，影响施工。一般采用挖土机械或爆破等方法拆除。62 2.3.2导流洞的施工(1)进出口的开挖瓦屋山工程坝址开挖方大多为石方开挖。进出口的开挖为明挖，采取自上而下的开挖方式，具体安排步骤应为：先开挖边坡，后开挖底板。开挖程序确定以后，根据岩石条件，开挖尺寸，工程量和施工技术要求，通过方案比较拟定合理的开挖方式。该导流隧洞高14m，岩石状态较稳定，宜采用钻爆分层开挖的方法进行开挖，由外向内进洞。(2)洞身的开挖在工程施工中，为了加快工程进度，如果洞线较长，工期紧迫，仅靠进出口两个工作面不能按期完工，并且地形及地质条件允许，施工支洞的工程量（包括对外交通线路）又不大，可考虑开挖施工支洞等来增加工作面。1，2，3—台阶序号图2-8正台阶法该导流隧洞围岩比较稳定，洞线较长，洞径较大，并结合洞线沿线的地形地质施工场地等条件，隧洞开挖宜采用断面分部开挖的平行作业方式。分部开挖将整个断面分成若干层和块，分层分块开挖推进，可不采用大型设备，就能进行大断面洞室开挖，比较机动灵活，能适应地质条件的变化，但施工组织会比较复杂，施工进度可能受到影响。开挖时采用自上而下的正台阶法，其上层开挖高度一般为6～8m，如图2-8，下部台阶的开挖可采用露天深孔梯段爆破方法，以提高施工效率。平行作业的工作面现行开挖，衬砌滞后一段施工，分部开挖，分部衬砌施工。用钻孔爆破法开挖该隧洞，这种方法对岩层地质条件适应性强，开挖成本低，是开挖该地区大量石方的较好的方法。爆破后的残渣采用小型的挖掘机械并结合运输机将石渣运出洞外。62 (3)混凝土的浇筑隧洞混凝土的机械化施工按混凝土运输分为有轨运输和无轨运输两种，本工程选用有轨运输，运输设备选最适合长洞的搅拌罐。按一定配比的混合料经拌和机搅拌均匀后得到的混凝土，用混凝土泵输送入仓，泵采用普遍适用于隧洞的液压活塞泵，浇注时先浇底板后浇边墙。运输过程中混凝土拌和物受周围环境因素的影响小，运输浇筑的辅助设施及劳力消耗较小，具有相当的优越性。(4)施工工期隧洞的施工进度直接影响河床截流时期的选择，间接影响水利枢纽工程的工期，严重滞后则将会使截流时间往后推迟一年，造成极大的经济损失。隧洞施工速度：月进尺100m/月，衬砌平均100m/月；故综合各方面因素，初步拟定隧洞开挖衬砌总时间1年,隧洞边开挖边衬砌边浇筑。2.4截流2.4.1截流时段以及流量选择截流年份内截流时段的选择，既要把握截流时期，选择在枯水流量，风险较小的时段进行；又要为后续的基坑工作和主体建筑物的施工留有余地，不致影响整个工程的施工进度。确定截流时段须考虑以下要求：(1)截流以后，需要继续加高围堰，完成排水、清基、基础处理等大量基坑工作，并应把围堰或永久建筑物在汛期前抢修到一定高程以上，为了保证这些工作的完成，截流时段应尽量提前。(2)对于有通航、过木、灌溉、供水等要求的河道，截流时段的确定应全面兼顾，使截流对流道综合利用的影响最小。(3)在有冰凌的河流上，截流不应在流冰期进行。该河流径流来源主要是降水，根据工程的洪水流量表1-1可知，枯水期在10月～翌年3月，综上考虑，截流时段应选在枯水期初，流量已有明显下降的时候，而不一定选在流量最小的时刻。综合考虑水文条件和工期制约等因素，确定其截流时段为10月。一旦确定了截流时间，就可根据工程所在地的河道的水文、气象特征选择设计流量，通常取5～10%的月或旬平均流量或瞬时最大截流量。截流期选用5～10年一遇的月或62 旬平均流量。对于瓦屋山水利枢纽工程,枯水系列天然河道的流量变幅小，较稳定，截流的时间初定在2003年的11月上旬，根据《施工组织设计规范》规定，截流标准采用从现期5～10年月或旬平均流量，瓦屋山工程采用2003年11月上旬10年一遇的旬平均流量46.3m3/s作为截流设计流量。2.4.2截流方式截流的基本方法有立堵法和平堵法。但一般老说由于平堵法需架栈桥或浮桥，在通航河道上会碍航，而且技术复杂，费用较高，而立堵法被广发采用，施工经验丰富且准备工作简单，造价较低，故本工程采用立堵法截流。双戗进占要求两戗堤间有远大于3.5m的间距，且在实际操作中不能很好地控制进占速度以分摊水头，不能发挥预期作用，本工程采用单戗截流，从右岸向左岸进占。2.4.3截流水力计算由截流设计流量Q0=46.3m3/s,由前面导流水力计算知为无压，根据流量曲线可以查到Q0=46.3m3/s对应的上游水位为955.5m，根据工程经验，截流戗堤的高程等于上游水深加上1m～1.5m的安全超高即可。所以戗堤高程取957m。查Q-Z表得其相应的下游水位为953.16m采用单戗立堵进占，河床底部高程为953m，上、下游边坡为1:1.5。立堵截流进占过程中，龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式，通常是由前者过渡到后者直至合龙。戗堤进占划分为两个阶段：①第1阶段——戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，即b≥2mshs；②第2阶段——戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙，即b＜2mshs。一般情况下，截流设计流量Q0由四部分组成Q0=Q+Qd+Qs+Qac式中Q——龙口流量；Qd——分流量（分流建筑物中通过的流量）；Qs——戗堤渗透流量；Qac——上游河槽中的调蓄流量。如QacQs不计算，则有：Q0=Q+Qd-龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：62 式中——流量系数当，为淹没流，当，为非淹没流，——龙口平均过水宽度梯形断面：三角形断面：——龙口上游水头梯形断面：三角形断面：其中——龙口上下游水位差——戗堤高度——戗堤端部边坡系数，取——龙口上游水位——河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为：-淹没流时：，——龙口底板以上的下游水深非淹没流时：，——龙口断面的临界水深即淹没出流时：对于梯形断面：对三角形断面：。非淹没出流时：对于梯形断面：62 对三角形断面：；计算龙口流量Q～f（B，Z）水流通过束窄河床，其进口由于竖向收缩（有坎）或横向收缩（无坎）而形成宽顶堰流时，视其出流是否淹没，分别按下式计算其泄流能力（Q）。龙口泄水能力按宽顶堰公式计算：式中––龙口平均过水宽度；H0––龙口上游水头；m––流量系数，按下式计算：Z／H0＜0.3，淹没流，Z／H0≥0.3，非淹没流，m=0.385,Z––上下游落差；Z0––合龙后闭气前最终上下游落差。计算结果如表6所示，根据表6结果可绘制水位流量关系图，如图7所示。对抛石粒径，根据下式计算：式中V——石块的极限抗冲流速；d——石块化引为球形时的粒径；k——综合稳定系数，取1.2；——水容重，取10KN/m3；——混凝土的容重为26KN/m³。最终结果如表7所示，根据表7分别绘制龙口宽度与龙口处水流速度关系曲线和龙口宽度与抛石粒径关系曲线，如图8、9所示。根据以上图示及计算结果，截流过程中，分三个区域进行截流抛投：在50～30区间，龙口最大流速为1.88m3/s,最大投石粒径为0.078m62 ；在20～10区间，龙口最大流速为2.451m3/s,最大投石粒径为0.133m；小于等于的8区间，最大抛石粒径为0.045m。2.4.4截流施工2.4.4.1非龙口段施工（1）右岸非龙口段填筑料采用自卸汽车运输，端进法抛填，使大部分抛投料直接抛入江中，推土机配合施工；深水区进占时，为确保安全，部分采用堤头集料，推土机赶料抛投。非龙口段施工在实践和摸索中不断改进抛填方式。（2）非龙口段进占抛投材料，一般用石渣料全断面抛投施工，进占过程中，如发现堤头抛投料有流失现象，则在堤头进占前沿的上游角先抛投一部分大、中石，在其保护下，再将石渣抛填在戗堤轴线的下游侧。（3）必要时采用防冲裹头保护。根据水文、水情预报，当溇水流量较大时，采用抛投大石或中石进行裹头保护。（4）在进占过程的同时，戗堤顶部采用级配较好的石渣料铺筑并平整压实，派专人养护路面，确保龙口合拢过程车辆畅通无阻。2.4.4.2龙口段施工（1）戗堤堤头车辆行驶线路布置为满足抛投强度要求，在单戗堤堤头布置3个卸料点，根据不同部位填料的要求，采用不同的编队方式。靠上游侧主要抛特大石(钢筋石笼)、大石，中间及靠下游侧抛填中石、石渣。为确保堤头车辆安全，汽车轮缘距戗堤边缘不少于2.5m，并安排专人布置标识。不同材料车队分别配以不同颜色、数码标志，堤头指挥人员以相应颜色的旗帜分区段按要求指挥编队和卸料。堤头线路布置共分为三个区：抛投区、编队区和回车区，确保截流施工紧张有序。（2）堤头抛投方式主要采用全断面推进和凸出上挑角两种进占方式。龙口段Ⅰ区：龙口宽度50～20m，落差为0.20～0.97m，流速1.54～1.99m/s。采用中石及石渣全断面进占，靠近束窄口门堤头处位置采用大块石、大石抛投在迎水侧抗冲，石渣料与中石齐头并进。62 为满足抛投强度，视堤头的稳定情况，部分采用自卸汽车直接抛填，部分采用堤头集料，推土机赶料方式抛投，在塌滑频繁区，全部采用堤头集料方式填筑。龙口段Ⅱ区：口门宽度19～10m，落差为0.97～1.26m，流速1.99～2.45m/s。此区段为合拢最困难的区段，采用凸出上游挑角的进占方法，将水流自堤头前上游角挑出一部分，从而使堤头下侧形成回流缓流区，再抛投中小石及石渣料进占。龙口段Ⅲ区：口门宽度8～0m，落差为1.92～2.37m，流速1.43～0m/s。此区段水深逐渐变浅，有利于戗堤的稳定，为减少冲刷流失，继续采用凸出上挑角施工，用大块石从戗堤轴线上游侧进占，再将中小石及石渣抛填在戗堤轴线下游侧。在施工中，大石、中石以堤头集料为主，石渣以汽车直接抛投为主。龙口段大石不能满足抛投稳定要求时，采用钢筋石笼代替，利用16t吊车直接吊至20t自卸汽车上，运输至堤头卸料，再用推土机推至堤头前沿。2.4.4.3设备选型（1）为满足截流高强度施工的要求，在设备选型上应优先选用大容量、高效率、机动性好的设备。（2）充分利用我集团公司现有的大型设备。（3）挖装：主要选用3.8m3正铲和1.6～2.1m3反铲，钢筋石笼选用16t的汽车吊吊装，1.6m3反铲还可用于规格块石选料。（4）运输：根据现场道路的坡度、宽度、转弯半径等情况，主要选用20t的大型载重自卸汽车。（5）推运：主要选用162kW大功率的推土机。2.4.4.4施工进度及强度分析按堤头单宽小时抛投2.5车次计，截流戗堤顶宽10m，采用10t(10.5m3)自卸汽车，右岸堤头允许抛投能力可以达到较高的抛填强度，从抛填强度来讲能够满足本河床截流要求。为确保截流顺利成功，在最困难区段提前组织足够的车辆装车备料，集中抛投。戗堤上游侧防渗墙施工平台滞后跟进填筑，防渗墙施工平台填筑具有较大的机动性，施工中以戗堤填筑为主。62 2.5封堵及蓄水措施2.5.1导流隧洞的堵塞设计(1)堵头的形式、结构导流临时建筑物，若隧洞、涵管及底孔等不与永久建筑物相结合，在蓄水时都要进行封堵。堵头的型式有截锥形、短钉形、柱形、拱形及球壳形等。截锥形堵头能将压力较均匀的传至洞壁岩石，受力情况好，常被广泛使用，故工程采用截锥形堵头。下闸封堵导流临时泄水建筑物的设计流量，应根据河流水文特征及封堵条件，采用封堵时段5～10年重现期的月或旬平均流量。堵头的位置一般设在靠上游或坝基下部，并与坝基防渗帷幕连接成防渗系统，要选择岩基较好的部位。由于导流隧洞断面较大，堵头体积也大，为防止产生温度裂缝，一般须分段分层浇筑，并有降温措施，堵头中部设有灌浆廊道，对接缝和周壁岩层进行固结灌浆。(2)长度确定堵头的最小长度可根据极限平衡条件由下式求出：=式中：——安全系数，一般取1.1～1.3；P——设计水头的总推力，P=水头×ρgω(N),水头为封堵的隧洞断面重心上水头；——封堵长度（m），隧洞断面面积（m2）和断面周长（m）；——混凝土容重，一般取2400㎏/m3；——混凝土与岩石（或混凝土）的摩阻系数，一般取0.60～0.65；——混凝土与岩石（或混凝土）的粘结力，一般取（5～20）×104Pa。该导流隧洞堵头最小长度的计算：取=1.2，=2400㎏/m3，=0.60，=10×104Pa，=260m2，=61.3m。P=[1080-（953.5+13.75/2）]×1000×9.8×260=304804500N==1.2*304804500/(260*2400*9.8*0.6+61.3*100000)=37.3m。62 2.5.2坝体导流底孔的设计瓦屋山水电站属于面板堆石坝，坝体不能进行导流，所以不进行坝体导流底孔的设计。坝体泄水建筑物采用1孔溢洪道和1孔泄洪放空洞。2.5.3下门及挡水要求下门及挡水标准包括导流洞的下门封堵。导流洞封堵，首先要下闸止水，而后浇筑混凝土堵头，并进行回填灌浆。综合考虑如下：(1)下游蓄水位，将影响到下游工农业用水，为此，应在建成向下游供水的设施之后，才能下闸蓄水。(2)下闸前应解决好水库移民搬迁工作，应根据水库蓄水计划，作好分期移民和搬迁规划。2.5.4封堵时段及流量的选择下闸封堵导流临时建筑物的设计流量，应根据河流水文特性及封堵条件，采用封堵时段5～10年重现期的月或旬平均流量。封堵工程施工阶段的导流标准，可根据工程的重要性，实施后果等因素在该时段5～20年重现期范围内选定。2.5.5蓄水计划水库的蓄水与导流临时建筑物的封堵密切相关，只有将导流临时泄水建筑物封堵后，才有可能进行水库蓄水。因此，必须制定一个积极可靠的蓄水计划，既能保证按期发电，又要确保安全度汛，顺利封堵。水库蓄水要解决的问题主要如下：(1)确定蓄水历时计划，并据以确定水库开始蓄水的日期，即封堵日期。水库蓄水可按保证率为75%～85%的月平均流量过程线来制定；(2)校核库水位上升过程中大坝施工的安全性，并据以拟定大坝浇筑的控制下进度计划和坝体纵缝灌浆的进程。大坝施工安全校核的洪水标准，通常可选用20年一遇的月平均流量。2.6基坑排水2.6.1初期排水62 基坑开挖前的初期排水，是围堰合龙闭气后，为使主体工程能在干地上施工，必须首先排除的基坑积水及堰身和堰基的渗水。包括基坑积水，基坑积水排除过程中围堰及基坑的渗水和降水的排除。(1)排水容量以及时间初期排水总抽水量为上述诸项之和。根据地质情况、工程等级、工期长短及施工条件等因素，参考实际工程的经验，可按下式确定：式中：Q——初期排水流量，m3/s；V——基坑的积水体积，m3；T——初期排水时间，s；由于先修上游围堰，故基坑水位按下游水位计算，水深1.24m,排水时间T主要受基坑水位下降速度的限制，基坑水位允许下降速度，视围堰型式、地基特性及基坑内水深不定，基坑内水面下降速度受各方面因素的制约，限制在0.5～1.5m/d以内，本设计围堰为土石围堰，取0.6m/d,则初期排遣水是时间：T=3d=259200s截流设计流量46.3m3/s，对应下游水位953.16m，河床高程951.92m，即基坑最大水深约为1.24m。由地形图量得基坑长约630m，宽约70m，面积约为44100平方米，则积水体积为：V=44100×1.24÷2=27342故初期排水流量Q=0.264m³/s(2)排水设备排水设备一般采取离心式水泵，为方便运行，宜选择容量不同的离心式水泵，以便组合运用。确定排水设备容量后，要妥善布置水泵站，一般初期排水可采用固定式或浮动式水泵站。当水泵的吸出高度足够时，水泵站可布置在围堰上，水泵的出水管口最好设在水面下，这样可依靠虹吸作用减轻水泵的工作负担。在水泵排水水管上底设置止回阀，以防止水泵停止运行时倒灌基坑。当基坑较深，超过吸出高度时，须随基坑水位下降将水泵逐次下放，这时可将水泵逐次安放在基坑内较低的固定平台上，也可以将水泵放在滑道移动的平台上，用绞车操纵逐步下放，还可将水泵放在浮船上。62 2.6.2经常性排水初期排水后，必须经常保持基坑干燥，使主体工程在干地施工。此时仍应具备足够的抽水容量，进行经常性排水。其排水量包括围堰和基坑的渗水、降水、地层含水、基岩冲洗机混凝土养护弃水等。(1)排水容量围堰和基坑渗透流量的计算参照有关公式计算；降水量可按抽水时段内最大日降雨量当天抽干计算；基岩冲洗及混凝土养护弃水，由于基岩冲洗用水不多，可忽略不计，混凝土养护弃水，可近似按每次用水5L/m3、每天养护8次计算。但降水和施工弃水不应叠加。(2)排水设备经常性排水主要采用排水沟和集水井排水。通常应考虑基坑开挖过程中和基坑开挖完成后修建建筑物时的排水系统布置两种情况。并最好将两者结合起来考虑。基坑开挖过程中的布置，应以不妨碍开挖和运输工作为原则。一般常将排水沟布置在基坑中部，以利两侧出土。随着基坑开挖和运输工作的进展，逐渐加深排水干沟和支沟。集水井布置在建筑物轮廓现的外侧，集水井应低于干沟的沟底，且与建筑物外缘的距离必须大于井的深度。水经排水沟流入集水井，在井边设置水泵站，将水从集水井中抽出。62 3主体工程施工3.1概述主体工程施工主要包括对泄洪工程、引水发电工程和面板堆石坝工程进行施工组织设计。本次设计主要对瓦屋山电站地下工程进行施工组织设计，内容包括：土石方明挖工程、地下隧洞开挖工程、混凝土工程、砌体工程及钻孔灌浆工程。3.2主体工程施工方案原则（1）确保工程质量和施工安全；（2）有利于缩短工期、减少辅助工程量及施工附加工作量，降低施工成本；（3）有利于先后作业之间、土建工程与机电安装之间、各道工序之间协调均衡，减少干扰；（4）技术先进、可靠，所选用的施工新技术宜通过生产性试验或鉴定；（5）施工强度和施工设备、材料、劳动力等资源需求较均衡；（6）有利于水土保持、环境保护和劳动者身体健康。3.3土石方明挖工程施工说明3.3.1基本概述3.3.1.1主要项目及工程量土石方明挖工程包括导流隧洞进口明渠和出口渠两部分。主要包括导流洞进出口高边坡及明渠段、闸室段和隧道洞脸的开挖及支护、闸室后部和出口明渠砼侧墙后背回填等。另外还包括施工支洞洞口明挖及边坡支护。主要工程量见表3-1。表3-1导流洞土石方明挖工程主要工程量项目单位工程量合计进口（专用段）出口（结合段）土方明挖m311695494020325石方明挖m3263474386070207土石方填筑m334153415喷砼m3266.711501416.7锚杆根61017402350挂钢筋网t1313浆砌块石m347047062 3.3.1.2土石方明挖施工原则（1）土石方开挖按先表土后基岩，从上至下分台阶开挖。（2）支护工程充分考虑洞脸临时支护和永久支护相结合，利用锚杆、喷混凝土或挂钢筋网锚喷混凝土进行支护，确保边坡稳定。（3）土石方明挖施工机械和人员安排以早日进洞为原则，施工重点根据工期要求有所侧重。3.3.2施工布置3.3.2.1风、水、电布置（1）施工供风施工用风主要是石方开挖手风钻、潜孔钻用风以及喷锚支护用风。施工供风采用系统供风，具体布置见施工总平面布置。（2）施工供水施工用水主要是喷锚支护用水，采用系统供水。（3）施工供电施工用电主要是电动空压机，施工照明和施工小型设备用电。拟从空压房低压开关柜用电缆线接至各用电点。在隧洞进出口山坡上各布置1台10KW高压氙灯进行夜间施工照明。3.3.2.2施工排水施工排水以“截、疏、抽、排”相结合。施工区开挖边坡顶部挖周边截水沟，截排施工区外来地表水，随开挖作业面下降，边坡两侧坡脚挖排水沟，将施工区内积水引排至施工区外。开挖至设计高程后，在围堰内各布置一集水井，各配置抽水机1台，以及时排除堰内积水，确保围堰内干地施工，另设一台备用。3.3.2.3施工道路开挖施工道路主要利用系统布置的L1、L2、L3临时施工道路及若干施工便道，其具体布置见施工总平面布置图。3.3.2.4工作面布置62 导流洞施工分四个作业面进行施工。第一个作业面进口明渠及闸室段；第二个作业面为出口明渠段；第三个作业面为9#施工支洞及明挖段；第四个工作面为8#施工支洞及明挖段，四个工作面同时施工。3.3.2.5渣场布置开挖料小部分可用于挡水围堰和临建工程填筑等，其余弃料堆存于设计指定的1#、2#弃渣场。3.3.3施工程序及进度安排3.3.3.1施工程序测量放样植被清理土方分层开挖边坡支护建基面清理验收截水沟开挖与砌筑人工配合机械削坡边坡预裂爆破洞脸支护与超前加固石方梯段开挖保护层开挖边坡防护图3-1土石方明挖施工程序图导流洞进出口明渠土石方明挖施工程序：先分别向进出口洞脸以上高边坡开挖临时施工道路，由测量人员指示开挖开口线位置后，进行植被清理、砍树，然后测精确放样，放出实际开挖开口线。根据覆盖层情况用反铲、推土机开挖。反铲在开挖过程中及时进行削坡修整，达到设计坡面后下降至下一个台阶进行开挖。反铲、推土机转移到下一台阶后，喷锚施工人工员进行已挖好坡面的锚杆及挂网喷砼支护，及时封闭保护已开挖岩基坡面。高边坡开挖支护完成后，预裂钻爆开挖隧洞进出口洞脸面，及时锁口支护后，洞挖开始。洞挖开始后，推土机、反铲及潜孔钻等明挖设备继续开挖明渠、覆盖层及进出口明渠底板基础，开挖完成后即进行闸室砼和砼底板．翼墙浇筑，最后进行石碴回填。62 开挖与支护施工一般程序见图5-1。进口明渠开挖施工程序图见附图WWS2003-S-09。3.3.3.2施工支洞洞口明挖施工支洞洞口明挖主要为洞口边坡开挖及边坡喷锚处理。开挖与支护程序见图3-1。3.3.3.3施工进度安排土石方明挖工程施工进度详施工总进度计划。主要控制性工期为：第一年3月31日8#支洞开挖支护及进口明挖完成，4月20日边坡喷锚支护完成，4月20日9#支洞开挖支护完成，主洞开始开挖；第一年7月10日前出口段明挖完成，7月25日边坡喷锚支护完成。3.3.4土石方明挖施工方案3.3.4.1开挖支护方法概述土方利用反铲按自上而下顺序分层开挖。同一层面开挖施工，按照“同一高程先土方开挖，后石方开挖，最后边坡支护”的顺序进行，使开挖面同步下降。石方开挖结合每级边坡的设计高度分梯段爆破施工。上一级开挖完成后，开挖设备下降到第二台阶进行开挖。然后，进行第一台阶边坡防护。开挖进入进出口洞脸部位，必须要进行边坡预裂钻爆开挖，采用垂直预裂钻孔预裂。预裂孔采用YQ100潜孔钻钻孔。爆破开挖至导流洞进出口明渠设计开挖底部高程以上1.0m，预留1.0m保护层。闸室基槽底板低于明渠底板1m，保护层按2.0m厚预留。保护层采用手风钻钻孔，浅孔小药量爆破，反铲配以人工最后挖除，完成全部开挖支护工程。3.3.4.2开挖设备配备及一般开挖方案进出口明渠各选用2台PC200反铲及1台推土机进行开挖，反铲、ZL40（2.0m3）装载机装17t自卸车向弃渣场运输出渣。3.3.4.3钻爆施工及爆破控制选用YQ100潜孔钻钻机钻主爆孔，钻孔的孔深、孔倾角、孔排距必须严格按照爆破设计执行。梯段爆破参数应根据现场实际情况进行爆破试验选定，初拟选用梅花型布孔，一字型起爆网络。钻孔完毕后，在装药之前要用沙包或草袋进行孔口保护，防止孔内落物。其典型参数如表3-2中主爆孔参数。62 进入导流洞进出口洞脸施工部位以后，边坡预留垂直保护层，采用预裂爆破方式开挖，其爆破孔布置如图3－2。底板保护层开挖钻爆参数见表3-3。图3-2预裂爆破孔布置图表3-2钻爆参数表类型孔径(mm)孔深(m)倾角(度)孔间距(m)孔排距(m)单耗（kg/m3）堵塞长度(mm)装药结构药卷直径(mm)预裂孔100视边坡高度定视边坡倾角定0.8m1.0280g/m0.5不耦合间断装药φ32缓冲孔100与预裂孔等深与预裂孔平行1.6m2.00.35-0.41.0间隔装药φ80主爆孔100与预裂孔等深72－903.5-42.5-30.42-0.51.2连续装药φ80说明：钻爆前必须根据实际出露岩石状况调整设计，并根据试验确定最佳参数。表3－3钻爆参数表孔径(mm)孔深(m)倾角(度)孔间距(m)孔排距(m)单耗(kg/m3)堵塞长度(M)装药结构药卷直径42≯1.8901×10.30.530.3连续装药φ32说明：钻爆前必须根据实际出露岩石状况调整设计，并根据试验确定最佳参数。导流洞进口距瓦屋山镇附近民房和索桥左岸民房最近距离约100m远，石方爆破开挖必须采用控制爆破，控制爆破振动、飞石方向和距离，不得对邻近的各种结构物及设施产生损坏或干扰。在施工前，结合生产进行爆破振动测试试验，利用振动衰减公式，计算最大一段起爆药量。在整个实施过程中，对石方开挖每次爆破，都要严格控制最大一段起爆药量，以确保周围各种工程设施安全和正常运行。62 （1）控制最大一段起爆药量，按以下公式进行计算。爆破振动衰减规律分式Qmax＝R3（V/K）3/α式中：Qmax－最大一段起爆药量（kg）；R－构造物至药包中心距离（m）；V－质点振动峰值速度（cm/s）。主要类型建（构）筑物，地面质点安全震动速度规定规定如下：一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物V＝2～3cm/s；钢筋混凝土框架房屋V≤5cm/s；新浇筑混凝土28天以后V≤5～10cm/s。K－速度衰减规律中的常数；α－速度的衰减指数。K、α值，参考表3-4。表3-4爆区不同岩性的K、α值表岩性Kα坚硬岩石50～1501.3～1.5中硬岩石150～2501.5～1.8软岩石250～3501.8～2.0在进行梯段爆破时，建筑物至爆破中心距离确定以后，最大一段起爆药量控制按公式计算。每次爆破时，构造物至药包中心距离都在发生变化，因此，每次爆破都要进行控制计算和根据测试结果调整最大一段起爆药量。（2）爆破飞石爆破前结合临空面方向，认真设计爆破方案，控制爆破飞石的方向和飞石距离，保护周围民房和索桥，不对周围群众生产生活造成过大不便，减少扰民。深孔梯段爆破飞石距离，一般按警戒距离R≥200m控制。浅孔爆破和手风钻大块石解炮飞石距离，按R≥300m控制。3.3.4.4高边坡永久支护施工（1）永久支护施工程序62 当边坡开挖完成后，由人工搭设施工脚手架（排架），测量检查边坡的超欠挖，由人工撬挖局部欠挖的部位，无法人工清除的可采用小炮处理。边坡开挖经验收合格后，使用手风钻打锚杆孔和排水孔，高压风水冲洗后，进行锚杆和排水管的安装。锚杆的安装一般采用先注浆，后插锚杆的施工方法。锚杆安装前应进行锚杆除锈处理，水泥砂浆拌制采用严格按监理批准的配合比，现场用0.4m3拌和机拌制，注浆机采用MZ-1型注浆机。注浆时，将塑料软管伸入到孔底，并轻轻拖动注浆管，由里向外注浆，当孔口有砂浆流出时开始插入锚杆，锚杆安装完后，用预制砂浆进行孔口封堵，防止砂浆自动流失。锚杆和排水孔施工完后，即可进行挂网和喷砼施工。砂浆锚杆施工流程如图3-3所示。受喷面撬挖清理孔位测量标识搭设平台钻孔锚孔检查锚孔积水岩粉清洗锚杆安装锚杆验收水泥砂浆拌制设备就位不合格不合格图3-3砂浆锚杆施工流程图出口明渠边坡挂网施工应按设计要求选用钢丝网，在坡面上按要求铺挂，并利用锚杆和插筋进行牢固地固定。出口边坡在挂网完成后，进行喷砼施工。喷射混凝土施工程序见图3-462 。岩石面在喷射混凝土之前，清理所有松散岩块、浮石，坡墙脚的堆积物及影响砼粘着力的污迹、脏物，用高压风、水冲洗、润湿岩面，处理表面积水和疏排裂隙渗漏水等。并作好喷厚标识。喷射混凝土设备型号为HPH5型混凝土喷射机，喷射混凝土之前应仔细检查风、水、电管线，并进行设备的试运行，确保喷射砼时设备的正常运行。岩面清理岩面验收设置喷厚标志搭设施工平台喷射砼拌制初喷砼复喷砼养护验收图3-4喷射砼施工程序图开始喷射时，喷嘴移动方式可先向受喷面左右及上下扫射，喷一薄层，形成一薄层塑型层，然后进行正常喷射。混凝土喷射应分层进行，直到达到设计厚度，分层喷射时，后一层应在前一层砼终凝前进行，如果终凝1小时后再喷，应先用高压风水清洗喷层面。每层喷射作业分区段至上而下依次进行，注意坡脚要扫清残渣，喷严喷实，遇凸凹不平处，先喷凹处后喷凸处，较大凹坑，采用间隔时间分层喷射，或沿周边分成几块喷射而后向中间合拢的方法。喷射头与岩面保持0.8～1.2m距离，并尽可能垂直岩面，均匀而稳定地做螺旋状运动。所喷射的环行大体为横向400～600mm，高150～200mm，每一圈横向移动80～150mm，以获得均匀的喷厚和最小回弹。混凝土终凝2小时后，洒水养护，养护时间不得少于7昼夜，当砼周围湿度达到85%以上时，经监理批准，可进行自然养护。混凝土喷射工艺流程图如图3-5所示。3.3.5石渣填筑施工进口石渣回填已有的道路运送石渣料到闸室背侧。出口明渠翼墙、底板浇筑完成后，即可进行翼墙背侧回填施工，在左翼墙背侧可利用已修筑的到出口围堰的道路沿翼墙进行背侧回填。用土石填平明渠形成跨越明渠的临时通道，由此通道进行明渠右侧翼墙背侧的回填。回填料分层回填，用小型夯实机械（蛙式夯）分层夯实，直至密实达到规定质量要求。62 水泥砂石混合料拌制砼喷射机空压机速凝剂混合管喷射头受喷面减水剂+水1水2速凝剂添加装置图3-5喷射混凝土工艺流程图3.3.6机械设备配置土石方开挖设备配置见表3-5。表3-5土石方明挖施工设备配置表序号机械名称规格型号单位数量备注1液压挖掘机PC200、1.0m3台33潜孔钻YQ-100型台64手风钻YT-28台65自卸汽车17t铁马台86自卸汽车QDZ30901、5.3t台67推土机CATD85台28装载机ZL-40台29砼湿喷机Aliva台210注浆机MZ-1台311蛙式夯台212强制式搅拌机JQ350台262 3.4地下洞室开挖施工说明3.4.1基本概述导流洞工程隧洞全长703m，与右岸泄洪隧洞交汇点的前段长280m，在0+193.080为转弯起点，转弯半径为80m。导流洞在0+280后为与泄洪洞永久结合段。导流洞专用段隧道进口洞埋深在15～17.5m，泄洪洞出口段埋深多在20～30m。导流洞进口底板高程为960.25m，洞身底板纵坡为6.2‰。导流洞洞身穿越地层依次为粉砂质泥岩、弱风化砂岩、新鲜砂岩。围岩以Ⅲ、Ⅳ类为主。不良地质条件主要表现为界面带岩石完整性差，地下水活动强烈，裂隙发育。同时，进口段岩体走向倾向上游侧，进口成洞条件较差。根椐导流洞的开挖断面和开挖长度，结合对工期的具体要求，导流洞开挖具有如下施工特性：（1）考虑到工程工期要求，为减少进口闸室与隧洞洞身施工的干扰，确保施工进度，在导流洞进口炳灵上索桥上游40m处设8#施工支洞，与导流洞洞身在0＋050m处相接，进口底板高程为▽965m；在下游索桥20m处设9#施工支洞从▽961.5m高程在0+575处与主洞相接。（2）采用分台阶开挖施工。（3）导流洞施工用风、水、电系统和施工机械设备等分进口和出口两个相对独立的部分，分别与明渠施工一并进行综合考虑，以减少临建设施的重复修建，提高机械利用率和施工工效。（4)施工中对Ⅳ、Ⅴ类围岩中的软弱夹层进行超前锚固，并及时进行衬护处理。3.4.2施工布置3.4.2.1风、水、电、通风布置(1)供风、供水、供电石方洞挖所需的风、水、电均采用系统风水电。3.4.2.2施工供风从进出口处1#、2#压气站各引DNf100钢管，入进、出口及8#、9#支洞进洞身段供风。1#压气站布置2台20m3/min电动空压机，2台9m3/min和1台17m3/min柴油空压机，1#站供风总容量66m3/min，2#压气站布置1台20m3/min电动空压机，3台9m3/min62 柴油空压机，2#站供风总容量67m3/min，3.4.2.3施工供水在进水口处周公河内设一取水点，取水点处设固定临时支座，安装一台52/8型潜水电泵（流量20m3/h、扬程52m、功率5.5KW），称为1＃泵站。源水经DNf80钢管输至进口右岸985m高程的30m3水池。从该水池引DNf80钢管作为供水主管，分别向砼拌和站、进水口、8#支洞入洞身段供水。在出水口周公河内设一取水点，取水点处设固定临时支座，也安装一台52/8型潜水电泵（流量20m3/h、扬程52m、功率5.5KW），称为2＃泵站。源水经DNf80钢管输至出口右岸970m高程的30m3池。从水池引DNf80钢管作供水主管分别向出水口、9#支洞进洞身段、出口处辅营地内的生产设施供水。3.4.2.4施工供电从进口10KV电源接线点引一回10KV线路至进口施工临时占地内（1#压气站），安装一台630KVA变压器，称为1#变压站，负责向砼拌和站、1#抽水泵站、1#压气站、进水口及8#支洞及洞身段工作面供电。其次，从出口10KV电源接线点引一回10KV线路至出口施工临时占地（辅营地）内，安装一台315KVA变压器，称为2#变压站。负责向2#抽水泵站、2#压气站、出水口及9#支洞及洞身段、辅营地内生活及生产设施供电。为确保本合同工程安全顺利施工，洞内供电采用380/220V三相四线阻燃绝缘电缆供电，并将电压降至24V的安全照明电压，照明线与动力线分别架设.3.4.2.5施工排水导流洞各开挖掌子面施工排水采用在洞壁一侧敷设一趟2"钢管用2″潜水泵随开挖跟进排水。施工掘进至岩体卸荷界面带时，注意施工排水。3.4.3施工程序及进度安排3.4.3.1施工程序施工程序如图3-6所示。3.4.3.2施工进度安排及强度分析主要控制性工期为：第一年3月31日前导流洞进口8#支洞开挖支护完成，4月20日前至下游施工道路及9#支洞开挖支护完成下降开挖，主洞开始开挖；第一年62 6月30日前导0+000～0+370m洞身段开挖、支护；第一年7月10前导流洞全线贯通，8月15日前完成隧洞底板清理和底板砼衬砌。洞挖61120m3/月，平均开挖强度为2万m3/月，高峰月强度达2.43万m3/月测量放线打孔孔位检查通风排烟装药连线爆破安全处理支护出碴下一循环施工图3-6施工程序3.4.4洞挖施工方法3.4.4.1进出口洞脸和洞口超前加固导流洞进口段洞脸边坡高约30m，为强风化、强卸荷的粉砂质泥岩，岩体风化，卸荷严重，地下水活动较强，洞脸边坡稳定性差。开挖后对洞脸边坡及时锚固，作好基础和边坡的工程处理。导流洞出口岩体完整性相对较好，但软弱夹层较密集，岩性较弱，施工中也应做相应的加固处理。由于上述情况，加上洞口开挖断面较大，围岩性状差，稳定性差，为确保进洞安全，进洞前，必须对进出口洞脸和洞口进行超前加固。其加固措施主要包括：（1）洞脸岩质边坡采用预裂爆破成型，开挖成型的永久边坡及时按设计图纸进行锚喷支护和排水孔施工，施工质量符合技术规范要求。（2）结合洞脸边坡永久支护，在洞口外的洞脸施打3排锁口锚杆，挂钢筋网喷敷砼。锚杆设计参数Φ25L=4～5m，梅花形布置，a×b=1.5×1.0m；挂钢筋网喷砼设计参数Φ4mm@10cm×10cm，δ=15cm，C20。（3）在进口和支洞洞顶开挖线外30cm布设1排超前小管棚，设计参数为Φ42mm，L=6～12m，a=30～40cm，外插角5°～8°，根据地质条件必要时对围岩进行水泥砂浆或水玻璃-水泥浆灌浆。导流洞进口洞脸和洞口超前加固见附图WWS/2003(001)-T-10。3.4.4.2进出口洞口段分部开挖3.4.4.2.1进口洞口段62 导流洞进口洞口段起止桩号为0+000～0+010，进口开挖断面为长方形，设计开挖尺寸为宽9.5m，高11.5m,开挖断面由长方形渐变为圆拱直墙型。（1）开挖方法由于进口渐变段开挖断面较大，围岩类属Ⅳ～Ⅴ类，拟采用台阶分部法开挖，分部开挖顺序见图3-7所示。图3-7导流洞进口渐变段分部开挖示意开挖时，中导洞领先、扩挖随后、支护紧跟，控制单循环进尺1.2m。按爆破设计为每循环1.5m，日进尺1.8m，月进尺为40m，循环时间分析见表3-6。(2)分部开挖工艺流程，见图3-8。(3)施工要点a.当洞口超前加固符合设计要求，安全检查验收合格后，方可开始分部开挖。b.上台阶采用中导洞领先、扩挖随后、支护紧跟的分部开挖方法，并采用短进尺、弱爆破、周边光爆的减震措施和强支护、勤量测、量测成果指导施工的安全措施。c.上台阶每完成一个开挖循环，应及时喷5cm砼封闭边墙和顶拱岩面。62 d.直墙段钢支撑支护每榀按上台阶和下台阶高度分成两截。开挖上台阶时只安装上截，下台阶开挖后用螺栓将下截与上截连成整体。要求每榀钢支撑与系统锚杆或锚筋焊接一起，并彼此用Φ20mm钢筋焊牢。e.挂钢筋网喷砼要将钢支撑全部喷埋表3-6洞口段（含Ⅴ类围岩）开挖支护循环时间分析见表工序名称123456789100011121314151617181920作业时间（min）循环时间（h）施作锚杆支护360测量布孔30钻孔爆破120通风散烟30排险30初喷砼60出碴120撬挖清底30施作锚杆、挂网180安装钢拱架120施作锁脚锚杆拉杆90复喷砼90合计1200循环进尺（m）1.5日进尺（m）*1.8月进尺（m）403.4.4.2.2出口洞口段导流洞出口洞口段起止桩号为泄0+527.59～泄0+540.59，长13m，其开挖断面为圆拱直墙型，设计开挖尺寸为宽8.9m，高10.9m，为Ⅳ类围岩。采用台阶分部开挖，其方法基本同进口渐变段。3.4.4.2.3施工支洞段8#施工支洞与导流洞洞身在0＋060m处相接。施工支洞洞长75m，Ⅳ类围岩，设计为城门洞型，洞径为4.5m×4.5m，进口底板高程为965m。洞口15m施工方法与导流洞进口洞口段相同；9#施工支洞洞口施工方法与8#支洞相同。62 洞脸和洞口超前加固Ⅰa区连续开挖2个循环共进尺2.4mⅠb区开挖1个循环，进尺2.0mⅠb区边墙、顶拱喷厚5cm砼Ⅰb区边墙、顶拱系统锚杆施工Ⅰb区钢支撑施工Ⅰb区挂钢筋网，喷砼厚10～15cm按Ⅰa、Ⅰb分部开挖与支护循环并完成渐变段上台阶开挖Ⅱ区(下台阶)开挖1个循环，进尺2mⅡ区边墙系统锚杆施工Ⅱ区边墙钢支撑施工Ⅱ区挂钢筋网，喷砼厚10~15cm下台阶循环开挖与支护进口渐变段开挖完成图3-8导流洞洞口段分部开挖工艺流程图3.4.4.3洞身段开挖3.4.4.3.1Ⅳ类围岩洞身段Ⅳ类围岩洞身段（包括进口施工支洞洞身段）原则上采用自制钻爆台车分上、下台阶开挖，上台阶开挖控制单循环进尺2.2m，月进尺100m。钻爆设计略。循环时间分析见表3-7。3.4.4.3.2Ⅲ类围岩洞身段Ⅲ类围岩洞身段30+070，采用自制钻爆台车分上、下台阶开挖，上台阶控制单循环进尺3.5m，月进尺180m，钻爆设计见附图WWS/2003-11。循环时间分析见表3-8。根据上述种类围岩爆破设计，日循环进尺、月循环进尺可以满足总进度安排，完成全部洞身开挖支护。62 表3-7Ⅳ类围岩开挖支护循环时间分析表工序名称作业时间（min）循环时间（h）12345678910111213141516测量布孔30钻孔150装药连线60爆破通风30出碴180排险30喷砼120锚杆240挂网90合计930表3-8Ⅲ类围岩开挖支护循环时间分析表工序名称作业时间（min）循环时间（h）1234567891011121314测量布孔30钻孔240装药连线140爆破通风40出碴清底240安全处理60合计7503.4.4.3.3设备组合全断面开挖的设备组合是，自制台车钻孔，人工装药，侧卸装载机配10t自卸汽车出渣，88-1轴流通风机配φ1000mm62 柔性风管压入式通风排烟，PC200液压反铲扒碴清底。系统锚杆施工的设备组合是自制钻爆台车钻孔，MZ-1注浆机配升降工作平台按先注浆、后插筋工艺安装锚杆。喷射砼的设备组合是砼拌和站拌制砼混合料，3m3砼搅拌运输车运料，三联湿喷机机械喷敷。3.4.4.3.4临时支护设计初拟导流洞洞身段开挖施工临时支护设计见表3-9。施工中将依据现场监控量测成果，结合地质和支护状况观察，随时调整修改支护参数，确保施工安全。表3-9导流洞临时支护设计参数围岩分类临时支护参数可能调整参数Ⅲ原则上不支护，局部随机锚杆，Φ20，L=1.8～2.5m局部喷砼δ=8cm，或同时增加系统锚杆，Φ20，L=2.0～2.5m，axb=1.5mx1.5mⅣ喷砼，C20，Φ4mm，10cmx10cm,δ=10～15cm，系统锚杆，Φ20，L=2.0～2.5m，axb=1.5mx1.5m局部挂钢筋网喷砼，或同时增加超前小导管φ42mm，L=6m，@50cm，外插角5°～8°。钢筋格栅支撑，间距1.0m。Ⅴ挂钢筋网喷砼，C20，Φ4mm，10cmx10cm,δ=15cm。系统锚杆Φ25,L=2.5～3.5m，axb=1.5mx1.5m超前小导管φ42mm，L=6～9m，@30～50cm，注水泥浆，外插角5°～8°。钢支撑，I14工字钢或钢筋格栅，间距0.8～1.0m。3.4.4.3.5工艺流程及其施工要点（1）导流洞洞身段开挖支护工艺流程图，见附图WWS/2003-S-12。（2）系统砂浆锚杆施工锚杆预先在洞外按设计要求加工制作；施工时锚杆钻孔位置及孔深必须精确，锚杆要除去油污、铁锈和杂质。采用YTP-28气腿钻，按设计参数钻凿锚杆孔眼达到标准后，用高压风清除孔内岩屑，然后采用MZ-1注浆机将配制合格的砂浆注入孔内，再用人工利用作业平台将加工好的杆体插入锚孔。（3）喷砼施工IV类围岩段喷砼在每循环出碴完成后及时进行。特殊地质条件下如发现有大的地质破碎带，有发生大规模坍塌危险的情况下则应不出碴，立即喷锚支护。III类围岩段喷砼可滞后开挖工作面20～50m。62 喷砼支护前应清撬表面危石和欠挖部分，用高压风吹冲岩面粉屑，确保岩面洁净，正式喷砼时，应采用高压水雾湿润岩面，使喷砼能更好地粘贴在受喷岩面上，减少回弹，提高喷砼效率。喷咀与岩面的距离为80～150cm，太多太近都会增加回弹量，一般采用人工在喷砼平台车上进行喷砼，在特殊条件下，采用机械手等作业，以确保喷护人员的安全。水泥石砂水混合料拌和搅拌车运料空压机三联湿喷机速凝剂输料管受喷面养护喷砼机械手图3-9湿喷砼施工工艺流程喷射方向尽量与受喷面垂直，拱部尽可能以直径方向喷射；若受喷面被钢支撑、钢筋网覆盖时，可将喷咀稍加偏料，但不宜小于70°。如果喷咀与受喷面的角度太小，会形成混凝土物料在受喷面上滚动，产生凹凸不平的波形喷面，增加回弹量，影响喷混凝土的质量。一次喷射厚度不宜超过10cm，过大会削弱混凝土颗料间的凝聚力，促使喷层因自重过大而大片脱落，或使拱顶处喷层与围岩面形成空隙。如果一次喷射厚度过小，则粗骨料容易弹回。如果需要喷厚超过10cm则需要进行二次喷护。第二次喷至设计厚度，两层喷射的时间间隔为15～20min。影响喷层厚度的主要原因是混凝土的坍落度，速凝剂的作用效果和气温。为提高工效和保证质量，喷射作业分片进行，一般为2m长、1.5m宽的小片。为防止回弹物附着在未喷的围岩面上而影响喷层与岩面的粘结力，按照从下往上施喷，呈“S”形运动；喷前先找平受喷面的凹处，再将喷头成螺旋形缓慢均匀移动，每圈压前面半圈，绕圈直径约30cm，力求喷出的混凝土层面平顺光滑。喷砼施工工艺流程见图3-9。（4）超前小导管62 超前小导管采用Φ42mm热轧无缝钢管，钢管长6～12m/根，环向间距30～50cm，纵向搭接长度为1.5～2m，钢管轴线与衬砌外缘线夹角5°～8°。超前小导管注水泥浆。棚管四周梅花形钻Φ15mm出浆孔眼，孔间距15cm，尾部2m不钻孔。每节钢管、管节联结套都用管螺纹车床加工，丝扣长度不小于15cm，并把管节联结套预先焊接在每节钢管两端，便于联结。（5）钢支撑施工软弱围岩地段、断层破碎带地段拟采用钢支撑支护。钢支撑在洞外按设计加工成型，洞内安装在初喷混凝土之后进行，与定位系筋焊接。钢支撑间设纵向连接筋，并喷混凝土填平。钢支撑架设时，保证钢支撑置于稳固的地基上，施工中在钢支撑基部位预留0.15～0.2m原地基；架立钢支撑时挖槽就位，软弱地段在钢支撑基处设槽钢以增加基底承载力。钢支撑平面架立时应垂直于隧洞中线。为保证钢支撑位置安设准确，隧洞开挖时在钢支撑的各连接板处预留钢支撑连接板凹槽；两拱脚处和两边墙脚处预留安装钢支撑槽钢凹槽。初喷混凝土时，在凹槽处打入木楔，为架设钢支撑留出连接板(或槽钢)位置。钢支撑按设计位置安设，在安设过程中当钢支撑和初喷层之间有较大间隙时，应设骑马垫块，钢支撑与围岩(或垫块)接触间距不应大于50mm。为增强钢支撑的整体稳定性，将钢支撑与锚杆焊接在一起。沿钢支撑设直径为Φ22mm的纵向连接钢筋，并按环向间距1.2m设置。为使钢支撑准确定位，钢支撑安设前均需预先安设定位系筋。系筋一端与钢支撑焊接在一起，另一端锚入围岩中0.5～1m并用砂浆锚固，当钢支撑架设处有锚杆时尽量利用锚杆定位。钢支撑架立后尽快喷混凝土作业，并将钢支撑全部覆盖，使钢支撑与喷混凝土共同受力，喷射混凝土分层进行，每层厚度5～6cm左右，先从拱脚或墙处向上喷射，以防止上部喷射料虚掩拱脚(墙脚)不密实，造成强度不够，拱脚(墙脚)失稳。3.4.4.4导流洞安全监测62 隧洞围岩施工监测项目分必测项目和选测项目。必测项目是用以判断围岩和变化情况和支护结构工作状态的经常性量测，选测项目是用以判断隧洞围岩松动状态、喷锚支护效果为目的的量测。对Ⅲ类围岩，所应进行的量测项目为洞内观察、净空变位和拱顶下沉，对Ⅳ、Ⅴ类围岩除应进行上述量测项目外，还应进行围岩位移和锚杆轴力量测。隧洞主要量测项目及量测方法见表3-10。表3-10监控量测项目及量测方法序号项目名称方法及工具布置量测间隔时间1-15天16天-1个月1-3个月3个月以后1地质和支护状况观察岩性、结构面产状及支护情况观察或描述，地质罗盘开挖后及初期支护后进行每次爆破后进行2周边位移各种类型收敛计每5-100m一个断面，每断面2-3对测点1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月3顶拱下沉水平仪、水准尺、钢尺或测杆每5-100m一个断面1-2次/天1次/2天1-2次/周1-3次/月4地表下沉水平仪、水准尺每5-100m一个断面，每断面至少11个测点。每隧道至少2个断面。中线每5-20m一个测点。开挖面距量测断面前后<2B时，1-2次/天开挖面距量测断面前后<5B时，1次/2天开挖面距量测断面前后>5B时，1次/周。①洞内观察在每个开挖面进行，特别是在软弱围岩条件下，在每个开挖面开挖后立即进行地质调查，绘制地质素描图。若遇特殊不稳定情况时，派专人进行不间断的观察。②净空变化和拱顶下沉量测对Ⅲ类围岩，每条断层处设一条量测断面；对Ⅳ、Ⅴ类围岩，每10m设一条量测断面。净空变化量测采用净空变位仪，拱顶量测采用全站仪。③围岩位移和锚杆轴力量测采用多点位移计，进口渐变段和出口各设一条量测断面，隧洞中部根据围岩情况确定。施工时，应对施工监测严格进行管理.配备的专职量测技术人员，按照表中的要求定时量测，认真做好记录。若发现变形较大时，及时通知现场施工负责人，以采取紧急防护措施。每次量测结束后，应认真检查、审核和计算，并在2小时内进行资料整理工作，尽快将监测结果反馈到施工和设计中去。3.4.5主要机械设备配置导流洞洞身段开挖所需的机械设备见表3-11。62 表3-11导流洞洞挖主要施工设备表序号设备名称规格及型号单位数量备注1自制钻爆台车台22自制台车台13气腿钻YT-28台254侧卸装载机ZL40C台25锚杆注浆机MZ-1台26轴流风机88-1台37自卸车EQ3208G（10t）台108反铲PC200台29空压机20m3台410三联湿喷机Aliva台211空压机17m3/min台112空压机9m3/min台413水泵3B33台414水泵8B18台13.5混凝土工程施工3.5.1基本概述瓦屋山水电站导流隧洞土建工程混凝土施工部位包括有进口明渠段、进口闸室段、洞身段和出口明渠段。导流隧洞洞身全长703m，其中与右岸泄洪洞结合段长423m，专用段长280m，断面14x11m，城门洞型隧洞，采用钢筋砼衬砌，衬厚70cm。其中0+050～0+280段边墙顶拱不衬砌，只进行喷锚支护。进口明渠段沿轴线长度为14.3m。进口底板高程为958.17m，底宽11m。进口闸室段，沿轴线长度为14.3m。闸门井结合地形条件采用岸塔式布置，闸门井顶部高程为987.0m，底板高程为958.17m。出口明渠段，沿轴线长度分别为86m。出口明渠底宽11m，高14-11m。本工程混凝土工程总量为22127m3，钢筋制安1305t。表3-12导流洞混凝土工程量表部位进口段闸室段洞身段出口明渠合计62 工程量（m3）6714289113974184205413.5.2施工布置（1）供风、供水、供电混凝土施工的供风、供水、供电系统基本沿用洞挖施工时已布置的风、水、电系统。（2）混凝土施工设备本工程混凝土主要由HZS25型搅拌站拌制，拌和站布置在导流洞进口附近的临时占地上。洞身段混凝土衬砌施工机械主要采用3m3混凝土搅拌车运输，混凝土泵机入仓，泵机根据现场具体情况布置。根据衬砌混凝土施工程序和施工进度的需要，洞身衬砌混凝土的浇筑，拟配6台混凝土搅拌运输车和2台混凝土泵机。（3）混凝土供料布置混凝土由HZS25型拌和站拌制，运输主要利用场内已形成的施工道路，通行各施工部位的道路情况见表3-13。表3-13混凝土运输道路一览表施工部位道路备注进口明渠、闸室段拌和系统→L1道路→进口明渠底板约200m导0+000～导0+442.5m洞身段拌和系统→L1道路→进口围堰顶部施工便道→8#支洞→洞内浇筑部位约500m导0+685.486～导0+467.486m洞身段拌和系统→L1道路→9#支洞→洞内浇筑部位约1.0km出口明渠段拌和系统→L1道路→出口围堰顶部施工便道→出口明渠底板约1.0km3.5.3混凝土施工程序及进度安排本段混凝土施工程序见图3-10。混凝土施工进度计划见表1-4。3.5.4混凝土原材料控制混凝土原材料中的三大材及砂石骨料供应均由业主专供或指定供应商供给，仅有部分次要材料为承包商自行采购。（1）水泥及其他胶凝材料62 水泥材料是混凝土工程的主要胶凝材料，对于混凝土工程施工工艺、技术、质量影响至关重要。各类水泥材料供应主要由业主直接供应至工地现场仓库。工地布置水泥罐2×50t一座。本工程所使用的水泥主要为普通硅酸盐P.O32.5级和P.O42.5级等品种。水泥的质量标准符合设计图要求和国家及行业标准、规范的有关规定。各批量进场水泥必须具备出厂质量检验合格证。水泥供应至工地后的仓储保管符合规范规定标准。库存水泥尽量缩短周转期。工地建立经国家计量部门认证的试验室负责水泥的各项物理、化学性能指标经设计、监理部的要求或同意使用粉煤灰或其他胶凝材料时，就近择优选定供应厂商。所选用产品必须具备出厂材质合格证明并经工地试验室检验、试验合格，报经监理部门认可后方可使用。（2）钢筋及钢材本工程所使用的钢筋和钢材亦由业主指定供应商供应至工地。每批进场钢筋均应具备出厂材质检验合格证明。工地试验室对每批钢筋进行质量抽检，合格后才可用于工程施工。钢筋的外观质量应满足规定的长度要求。无弯曲变形、无污垢、无锈斑锈坑、无裂纹夹渣痕迹。（3）木材木材主要用于各部位异型木模板及模板支撑结构的制作安装。木材的材质、各项物理性能及强度指标应经工地试验室检验确认并应符合设计要求。木材的外观质量应做到顺直无弯曲、无扭纹、无腐朽变质、无空洞虫眼、无显著节疤。（4）砂、石料本工程混凝土所用砂、石骨料均从业主指定的砂石料场开采。62 建基面验收至支洞口施工道路修建进口喇叭口砼导0+658.486~0+582.486边墙顶拱砼导0+688.486~582.486底板砼出口明渠挑坎砼0-024.3-0+040段底板砼导0+040~0+467.486段底板砼出口明渠底板砼施工导0+467.486~导0+582.486底板砼0+264.586-467.486段边墙、顶拱混凝土衬砌导0+000~0+040段边墙、顶拱砼浇筑出口明渠边墙砼导0+567.486~导0+467.486边墙顶拱砼出口明渠回填砼底板混凝土衬砌进口扭面及闸室砼浇筑回填灌浆回填灌浆闸室预埋件安装8#支洞封堵固结灌浆进口围堰拆除闸室二期砼出口围堰拆除9#支洞封堵石闸回填C20路面砼浇筑工程完工图3-10瓦屋山水电站导流隧洞工程砼施工程序图62 各砂石骨料场所提供的骨料均应是经检验合格的产品，并能满足混凝土各施工期的质量和强度要求。并有一定数量的储备。工地试验室具备各种骨料检验试验的能力并按规定的抽样频率进行检验和试验。检验项目包括破碎、超径、逊径、有机物含量、含泥量以及砂子的细度模数等。检验结果应报送监理人审核、批准或备案。（5）其他材料混凝土外加剂的使用应根据设计要求、施工条件的具体情况合理选用，以确保、改善混凝土的性能和施工质量或节约水泥。主要混凝土外加剂品种包括各种减水剂、加气剂、缓凝剂、速凝剂、早强剂和泵送剂等。混凝土外加剂的选用品种、掺量经试验确定。混凝土施工用水主要包括拌和用水和冲洗养护用水两种。拌和用水一般以饮用水标准控制。养护用水河道抽取后使用。3.5.5导流洞洞身段衬砌砼施工3.5.5.1施工规划（1）砼浇筑作业面划分导流洞洞身段混凝土衬砌在导流洞开挖完后进行，先衬砌底板，后跟进衬砌边墙和顶拱。根据施工总进度计划安排，结合导流隧洞洞身的结构形式，砼衬砌按两个作业面进行。即①从进口进洞衬砌，8#支洞作为交通道路。②从出口进洞衬砌，9#支洞作为交通道路，两个作业面各采用1套钢模台车。（2）砼浇筑分层分块导流隧洞洞身衬砌砼共47段，其中10m长标准段共有44段。为方便出渣，每段先浇底板，再浇砼边墙、顶拱砼。（3）砼施工手段砼由拌和站集中拌制。底板砼：5t自卸汽车水平运输至施工现场，卸入手推车内。仓面搭设仓面跳板，手推车转料至仓面各部位。边顶拱砼：采用3m3砼搅拌车水平运输，泵机输送入仓。102- 3.5.5.2混凝土施工工程及进度安排导流隧洞混凝土施工程序见图3-10。导流隧洞混凝土施工进度见表1-4。砼制作运输混凝土浇筑基底清渣检验养护测量放样拆模立模施工缝处理质量验收下一段砼施工图3-11底板砼施工工艺流程图3.5.5.3施工工艺流程（1）底板砼施工工艺流程见图3-11。（2）边顶拱混凝土施工工艺流程见图3-12。3.5.5.4主要施工方法（1）缝面处理缝面处理包括基岩面、施工缝、伸缩缝处理。基岩面处理方法：围岩面松动岩石采用人工清撬，高压风冲刷的方式清理，已支护过的基岩面用高压水冲洗的方式清理，清洗后的建基面在混凝土浇筑前保持洁净湿润；并且每次清理两个施工仓位长度。施工缝、伸缩缝处理方法：混凝土浇筑前，对隧洞环向及纵向施工缝，均按监理人批准的方法进行冲毛或凿毛处理。（2）模板工程导流隧洞标准段底板采用样架，人工抹面的无模施工方式，挡头采用散装钢模板拼装，中间临时缝采用木模。侧墙、顶拱采用边顶拱钢模台车一次浇筑成型。钢模台车的结构型式见以后专业设计图。102- 进出口渐变段结构复杂，且断面不规则，故采用定型木模。局部地质缺陷处理段采用钢、木混合模板，以钢模板为主，封头模板和钢模板尺寸模数不匹配的部位，采用木模板拼缝。顶拱承重模板采用钢管脚手架和Φ20钢筋钢筋锚固。底板砼衬砌施工缝处理测量放样钢筋台车就位边顶拱钢筋绑扎预埋件安装测量检查调整各项符合设计要求边顶拱钢模台车就位安装封头模板拌和系统拌制砼料质量检查验收3m3砼搅拌车运输混凝土浇筑砼成品料卸入泵机料斗封拱器封拱等待龄期至要求拆除强度拆除钢模台车、转移至下一段施工砼养护图3-12边顶拱砼衬砌施工工艺流程图钢筋厂加工钢筋载重汽车水平运输人工搬运入仓调整千斤顶使结构符合要求并固定铺设台车轨道102- （3）钢筋工程导流隧洞衬砌砼厚度为70cm，按设计要求配筋，钢筋制安总量约1305t。钢筋在生产营地的加工厂内进行加工，加工时按照设计图纸和技术规范，对钢筋毛料进行检验、配料、加工，加工后的钢筋分型号堆放整齐。钢筋加工完成后，应根据施工进度安排及时运到现场安装。钢筋运输采用17t汽车运至现场。钢筋运输及堆放时，仔细核对钢筋配料单，防止钢筋混仓、错仓。砼衬砌时，钢筋安装采用钢筋台车进行，现场绑扎时，应根据设计图纸，测放出中线、高程等控制点，根据控制点，对照设计图纸，利用预埋锚筋，布设好钢筋网骨架。钢筋网骨架设置核对无误后，铺设分布钢筋。钢筋采用人工绑扎，绑扎时使用铅丝和电焊加固。（4）衬砌砼预埋件施工导流隧洞衬砌砼中的预埋件包括塑料止水片、灌浆孔的预埋套管、各种监测仪器以及监理指示埋设的其它埋设件。①止水带施工止水片制安：橡胶止水片的施工是与模板、钢筋施工同时穿插进行。按照设计施工图纸要求采购橡胶止水带。人工根据设计施工图纸和有关规范要求下料、安装、固定。人工用小刀和木锉将止水接头部分修平锉毛后粘合剂粘接。新粘接头用钢夹板夹住，待粘合剂凝固后取下钢夹板。②埋管施工衬砌砼浇筑时，需在砼中埋设灌浆孔的套管，以便后期钻孔作业。灌浆孔的套管采用φ150mmPVC管，衬砌砼的钢筋网绑扎完毕后，按规定位置安装固定，套管一端和模板贴紧，并采取封闭措施。PVC管安装前，应检查是否破损，套管安装后，应防止碰撞变位。③监测仪器安装：混凝土中的各种监测仪器，在混凝土浇筑前安装，安装后妥善保护，浇筑过程中，注意对各种埋件进行观察、保护，混凝土下料和振捣时，避开埋件，防止碰撞埋件变形。（5）衬砌砼浇筑隧洞衬砌砼按10m一段浇筑，砼在拌和站集中拌制，底板砼采用10t102- 自卸车入仓浇筑，辅以手推车转料，采用平板式振捣器振捣，样架控制收仓面，人工配合收平、抹面。边顶拱砼采用砼搅拌车运往洞内，泵送入仓，砼主要采用附着式砼振捣器振捣，插入式振捣棒辅助捣固，钢筋角隅加强振捣，振捣时均匀振捣，保证砼成型后内实外光。砼自模板进料口灌入，由下而上，对称分层，先墙后拱浇筑。砼下料倾落自由高度不超过2m。在混凝土浇筑过程中加强对模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞等的观察，发现出现变形、移位时，及时采取措施进行处理。混凝土输送管道安装要求平直、转弯缓，浇筑先远后近；泵送前用少量水灰比为0.7水泥砂浆湿润导管；换接管时先湿润后接；泵送过程严禁加水、空泵运行。如因故中止且超过允许间歇时间，则按冷缝处理。同时，要注意顶拱超挖部分混凝土回填，不得出现架空现象。混凝土浇筑时通过分料器自模板预留进料窗口灌入，封拱（顶）时，混凝土泵在一定时间内应保持一定压力，使其混凝土充填密实。（6）混凝土养护混凝土浇筑后12～18小时内对混凝土表面进行洒水养护，养护期为28天或下一层混凝土浇筑为止，养护期内保持混凝土表面始终处于湿润状态。衬砌时，如遇到较大的地下裂隙水时，衬砌前在支护面上安设环向和洞身纵向的软式透水盲管，将水引出后，在下一次的衬砌施工中将水管头堵塞死。3.5.5.5施工进度分析导流隧洞洞身段长685.486m，砼衬砌工期共计4个月，两个作业面施工。洞身标准段按10m长度分段，共47段，每段分底板，边顶拱两次衬砌完成。其中洞口0+000～0+040段在6月30日前完成，0+040～0+685.486段7月1日开始底板衬砌，8月15日完成，7月16日开始边墙、顶拱砼衬砌，9月30完日完成。底板砼浇筑按流水跳仓作业，每仓3天一循环，边顶拱衬砌按3.5天一循环，具体安排见表3-14、3-15。3.5.5.6泵送混凝土施工注意事项（1）泵送砼所需的材料如水泥、水、骨料和外加剂严格按照招标文件和规范要求使用。（2）泵送砼配合比严格按照监理人员批准的配合比施工。（3）混凝土拌和程序和时间要严格按照试验确定的进行。102- （4）不合格的混凝土严禁入仓，已入仓的不合格混凝土必须予以清除，并按监理人的指示弃置在指定地点。（5）泵送混凝土拌和应使用混凝土搅拌车运输，边运输边搅拌，以保证混凝土质量。（6）安装混凝土泵导管前，应彻底消除管内污物及水泥砂浆，并用压力水冲洗。安装后应注意检查，防止漏浆。在泵送混凝土之前，应先在导管内通过水泥砂浆。（7）不允许为提高混凝土的流动性而在泵的受料斗处加水拌和。（8）应保持泵送混凝土施工的连续性，如因故中断时，则应该常使混凝土泵转动，以免导管堵塞。在正常温度下，如间歇时间过久（超过45min），应将存留在导管内的混凝土排出，并加以清洗。（9）混凝土入仓采取自一端逐段向另一端进料的方式。同时，要注意顶拱超挖部分混凝土回填，不得出现架空现象。封拱时，混凝土泵在一定时间内应保持一定压力，使其表3-14导流隧洞底板衬砌工作周期循环计划横道项目1天2天3天816248162481624混凝土浇筑施工样架拆除混凝土抹面封头模板拆除施工缝处理清底打插筋眼焊底部钢筋架扎底部钢筋安装施工样架安装封头模板埋件冲洗验收接导管准备砼表3-15导流隧洞边顶拱砼衬砌工作周期循环计划横道表102- 项目1天2天3天4天81624816248162481624混凝土浇筑`拆除堵头模板施工缝处理清理岩面钢模折除、行走钢模定固埋件封头模板冲洗验收测量放样打插筋眼焊边顶拱钢筋样架绑扎边顶拱钢筋钢模台车转移、就位组装安装封头模板接导管准备砼混凝土充填密实（由试验确定具体时间）。（10）浇筑时要特别注意振捣充分，不许漏振。（11）当泵送混凝土工作告一段落后，应及时用压力水将导管冲洗干净。(12)采用混凝土泵运送混凝土应遵循SDJ207-82中的有关规定。衬砌混凝土厚度小于30cm时，应在模板合适位置设置50cm×50cm的窗口、用来振捣混凝土；衬砌混凝土厚度大于30cm时，采用仓内振捣。砼浇筑时从两侧均匀对称下料，并均匀上升，浇筑至顶拱时，用泵由中间下料逐渐退至浇筑段端口，最后在压力状态下封拱。（13）混凝土浇筑前应彻底清除基岩上的杂物、松动石块，并用高压水冲洗干净，经监理人检查验收合格后才能绑扎钢筋，立模，再经监理人验收合格后方能浇筑混凝土。3.5.5.7混凝土施工质量保证措施102- （1）砼质量控制以单元工程为基础，对包括基础面、层（缝）面、模板、钢筋、止水及埋件等砼开仓前的准备工作，对砼运输、入仓、振捣、温控等砼浇筑全过程，实行全面质量检查、监督控制。（2）严格执行仓面设计规定，对仓面浇筑工艺、施工设备资源配置、人力资源配置、砼浇筑顺序图、砼标号、级配、开仓及收仓时间、砼浇筑方量等，进行全面详细的仓面设计，报监理工程师批准后方可开仓浇筑砼。施工过程中，不得随意变动经批准的仓面设计。（3）加强砼振捣，对于顶拱部位，在顶拱模板上安置砼封拱器，顶拱砼泵满后，在压力状态下封拱，以确保顶拱砼密实。（4）本工程建筑物导流流量大、流速高，对建筑物表面尤其是流道表面和闸门门槽二期混凝土表面平整度要求高，采用可靠的支撑和承重结构及刚度较大的整装模板，合理控制混凝土的上升速度，严防施工过程中的模板变形，确保混凝土外形轮廓线和表面平整度满足规定要求。（5）门槽埋件和门封的制作严格按照规范和施工工艺的要求实施，确保加工精度满足规定要求。埋件埋设时定位准确、加固牢靠，并分别在二期混凝土浇筑前进行测量验收、二期混凝土浇筑后进行复测检验。门封安装后，对外露表面采取包裹防护措施，避免后续施工可能出现的碰撞损坏。（6）加强施工机械设备检查、维修，确保高效、安全运行，操作人员必须加强设备运行的观察，避免在生产期间停产，影响衬砌砼质量。（7）加强施工现场管理工作，科学组织施工，提高全体施工人员的质量安全意识，确保工程质量一流。3.5.5.8安全控制措施（1）为保证施工安全，在各施工区、道路、生活区等设置足够的照明系统，隧洞作业地段照明采用36v低压电。施工用电线路按规定架设，满足安全用电要求。（2）洞室施工时设置监测气体浓度的仪器仪表，满足通风，防尘和防有害气体的要求。（3）配备安全防护设施，仓面设置安全通道和安全围栏，模板挂设安全作业平台，高空部位挂设安全网，随仓位上升搭设交通梯，操作人员佩带安全绳和安全带，施工脚手架和操作平台搭设牢固，防止安全事故发生。102- （4）加强大型施工机械设备的检查、维修、保养、确保高效、安全运行，操作人员必须持证上岗。（5）加强对职工进行施工安全教育，对工人进行岗前培训，操作考试和考核合格者才能上岗。（6）在施工现场、道路等场所设置醒目的安全标识、警示和信号等提高全体施工人员的安全意识。（7）项目部成立安全管理小组，针对本工程安全重点编制安全技术措施指导现场生产，加强施工现场安全管理工作，科学组织施工，确保混凝土施工安全。3.6导流洞进出口明渠砼施工方法3.6.1基本概述导流隧洞进口喇叭口和扭面砼共703m3，桩号为0-051.4～0-014.3m，长36.74m；闸室段砼4289m3，桩号为0-014.3～0+000m，长14.3m。进口砼总工程量为4960m3。导流隧洞出口明渠段长85.76m，桩号为右泄0+540.49～导0+626.36m。出口明渠段砼总工程量为4184m3。3.6.2施工程序及工期安排（1）进出口混凝土施工程序由于在导流洞进口附近设了8#施工支洞，出口附近增设9#支洞作为主洞开挖和砼衬砌的运输道路，故进出口明渠、闸室段的开挖和混凝土施工与主洞施工互不干扰，作为一个独立的作业面。出口砼施工在进出口土石方开挖完成，洞身段开挖一定长度后进行。进出口混凝土施工程序具体见图3-10。（2）进出口混凝土施工工期进出口砼施工工期安排原则：①进出口砼施工与洞内开挖作业和砼衬砌同时进行，既为洞内施工创造条件，又要保证洞内出渣道路的畅通，以保证进出口砼施工按期完工。②在可能的情况下，尽量降低砼的施工强度。③非关键线路上的砼施工项目作为调节仓安排。进出口混凝土施工工期具体见表1-4。102- 3.6.3施工布置（1）施工手段布置进出口混凝土施工手段见表3-16。部位手段施工项目垂直运输水平运输供料线路进口闸室底板砼20t履带吊配3m3吊罐10t自卸汽车砼拌和站→L3临时施工道路→进口底板，平均运距按200m考虑闸室边墙闸室上部砼门槽二期砼10t自卸汽车运至进口底板，卸入受料斗，再经真空溜筒入仓进口明渠段砼20t履带吊配3m3吊罐出口出口明渠段砼20t履带吊配3m3吊罐10t自卸汽车砼拌和站→L1临时施工道路→出口底板，平均运距1.0km表3-16进出口混凝土施工手段表手段布置：①进出口底板上布置1台20t履带吊，履带吊可以行走，在导流洞进出口之间周转，方便浇筑；②在进口底板高程上布置钢管脚手架，脚手架上设卸料斗，下接真空溜筒。（2）施工道路布置进出口混凝土施工所需的临时道路为L1、L3道路及若干施工便道，路宽7m，级配碎石路面。混凝土施工道路具体布置见施工总平面布置图。3.6.4主要施工方法（1）砼浇筑分层分块进口砼分两段施工，即进口明渠段和闸室段。闸室底板厚2m，分2层浇筑，边墙高7.67m，分2层施工；闸室顶板砼第一次封顶浇筑厚度按1.0m设计，其余为2.5～3m，共分6层施工；门槽二期砼一次立模浇筑完成。出口明渠底板及边墙砼分段长度按12m考虑。（2）模板工程102- 进出口明渠底板和护坡采用定型组合钢模板为主，局部辅以木模；闸室封顶采用桁架式承重模板，桁架下可以通车，以方便出渣；二期砼施工采用定型木模；其余部位砼采用定型组合钢模板。（3）其余项目施工方法参见3.5节。3.6.5进出口混凝土施工注意事项（1）上、下游挡水围堰部分堰体座落在明渠底板上，因此要合理安排，在围堰加高、加宽前完成该部位的砼浇筑。现场施工时要合理安排，确保砼施工质量和工期。（2）进水塔封顶砼施工时，要注意桁架搭设完毕，必须经联合验收合格后方可浇筑砼，确保安全。3.6.7机械设备配置拟投入导流洞砼施工的主要机械设备见表3-17。3.7砌体工程施工说明3.7.1基本概述3.7.1.1施工部位及工程项目导流洞出口明渠段M8浆砌石砌筑470m3。3.7.1.2施工方法在砌体工程开工前，将砌体工程所采用的各种石料以及胶凝材料试验成果，报送发包人和监理人批准后，方可使用。3.7.1.3浆砌石砌筑石料要求：浆砌石料选用质地坚硬、不易风化、没有裂缝且大致方正的岩石，不使用薄片状石料。石料的湿抗压强度大于50Mpa，软化系数大于0.7，密度不小于2.65t/m3。用于砌体表面的石料必须有一个用作砌体表面的平整面，尺寸较大时，应稍作修整。地基处理：砌筑前完成清基整平工作，对表面的腐植土、杂物等清除干净，并按要求进行压实或夯实。102- 表3-17导流洞主要施工设备配置表序号名称规格型号单位数量备注1混凝土拌和站HZS25座12载重汽车EQ140台23履带式起重机20t台14砼搅拌运输车JCQ3、3m3台65泵机HBT-30台26自卸汽车5T台67汽车吊QY16台18插入式振捣器φ80～φ50台109附着式振捣器B-15台2010平板振捣器PZ-50台611水泵3D33台112钢筋切断机GQ-40台113钢筋弯曲机GW-40台114钢模台车自制台215钢筋台车自制台2砌筑：浆砌块石采用铺浆法砌筑，砌筑时，先铺砂浆后砌筑，石块应分层卧砌，上、下错缝，内外搭砌，砌立稳定。相邻工作段的砌筑高差满足设计要求，每层大体找平，分段位置应尽量设在沉降缝或伸缩缝处。在铺砂浆之前，石料应洒水湿润，使其表面充分吸水，但不能有残留积水。灰缝厚度一般为20～35mm，较大的空隙应用碎石填塞，但不得在底座上或石块的下面用高于砂浆层的小石块支垫。砌缝要做到饱满，色泽自然，匀称美观，块石形态突出，表面平整，砌体外露表面的溅染砂浆及时清理。砌体外露面在砌筑后12～18h之内及时养护，养护时间14d，并保持外露面的湿润。浆砌石的结构尺寸和位置按设计要求控制，表面偏差在允许范围之内。就近工作面布置一台0.35m3移动式砂浆拌和机拌制砂浆，并提前做好砂浆配合比试验，选送合格的配合比并报请监理人批准。砂浆拌和均匀，随拌随用，一次拌料应在其初凝前使用完毕。102- 3.8钻孔灌浆工程施工3.8.1概述瓦屋山水电站导流隧洞土建工程的基础处理，包括导流洞专用段和右岸泄洪洞与导流隧洞结合洞身段的顶拱回填灌浆和围岩固结灌浆，主要工程量见表3-18。表3-18钻孔与灌浆工程主要工程量表项目部位固结灌浆（m）回填灌浆（m2）导流隧洞331249943.8.2施工特性（1）导流洞的回填灌浆施工在衬砌砼达到70%设计强度后进行。（2）导流洞洞身段围岩固结灌浆在该部位回填灌浆结束7天后进行。3.8.3施工技术要求3.8.3.1回填灌浆（1）钢筋砼衬段中的回填灌浆孔采用在预埋管中钻孔的方法，孔深深入岩石10cm。（2）回填灌浆按划分的灌浆区段分序加密进行。（3）回填灌浆一序孔灌注水灰比0.6（或0.5）：1的水泥浆，二序孔灌注1：1和0.6（或0.5）：1的水泥浆；空隙大的部位灌注水泥砂浆，但掺砂量不大于水泥重量的200%。（4）结束标准：在规定的压力下，灌浆孔停止吸浆，并继续灌注5min即可结束。（5）回填灌浆因故中断时，应及早恢复灌浆，中断时间大于30min，应设法清洗至原孔深后复灌，若灌浆孔不吸浆，则重新就近钻孔进行灌浆。3.8.3.2固结灌浆（1）固结灌浆孔的孔深和孔向均应满足施工图纸要求。（2）固结灌浆按环间分序、环内加密的原则进行，遇有地质条件不良地段，经监理工程师批准可增为三序。（3）灌浆浆液由稀到浓逐级变换，当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不得改变水灰比。（4）当某一级浆液注入量已达300L102- 以上时，而灌浆压力和注入率均无显著改变时，换浓一级水灰比浆液灌注；当注入率大于30L/min时，可越级变浓。（1）灌浆结束标准：在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续灌注30min，灌浆即可结束。（2）固结灌浆封孔采用“机械压浆封孔法”或“压力灌浆封孔法”。3.8.4施工布置3.8.4.1风水电系统（1）固结、回填灌浆施工用风采用本标系统供风，风压不小于0.7Mpa。（2）施工用水采用系统用水，供水能力不小于30m3/h，出口水压不小于0.3MPa。（3）施工用电采用系统供电，供电负荷200kW。3.8.4.2制供浆系统洞内灌浆采用集中制浆方式，依据本工程施工特点，简易集中制浆站随施工部位灵活布置，前期在导流洞进出口位置各布置一座简易集中制浆站，每座简易制浆站占地面积100m2，制浆水泥平台为板木结构，面积30m2，平台下安设1台NJ-600型高速搅拌机，1台容积为1m3的低速搅拌桶储浆，1台BW250型泥浆泵输浆，输浆管采用φ75mm钢管沿廊道下游侧墙全程铺设，每隔20m设一个分浆阀，每座制浆站制供浆能力200L/min。3.8.4.3通讯联络地面采用对讲机、隧洞内安设摇把式话机，由制供浆站至施工作业部位，以供内外用浆与供浆以及其它方面联系。3.8.4.4钻灌作业平台导流洞洞径较大，采用在平板汽车上搭设钢管排架形成移动式钻灌平台，钻灌作业在移动台车上进行。3.8.5施工程序3.8.5.1回填灌浆施工程序测量放样→钢筋砼段预埋管→砼衬砌施工→钻孔→钻孔冲洗→回填灌浆→封孔→质量检查3.8.5.2固结灌浆施工程序孔位放样→钢筋砼段预埋管→砼衬砌及回填灌浆→固结灌浆钻孔→孔壁冲洗→孔口阻塞→裂隙冲洗→压水实验→灌浆→封孔→质量检查102- 3.8.6灌浆试验3.8.6.1试验项目在灌浆作业开始前，需做固结灌浆试验。3.8.6.2试验目的（1）推荐合理的施工程序、施工工艺、适宜的灌浆材料和浆液配比。（2）提供或论证有关技术参数，包括孔距、排距、灌浆压力等。3.8.6.3灌浆试验方法（1）试验区选择在与灌浆处理相似的地带，主要通过地勘资料进行对比选择。（2）试验孔的布孔型式采用设计图纸的布孔结构，便于类比，具体布孔型式在试验开始前、试验大纲申报后由监理工程师确定。（3）固结灌浆试验的施工程序场地准备→砼盖板浇筑→孔位放样→物探孔钻孔、压水、灌前测试→抬观孔钻孔、观测装置安装→分序钻孔、压水、灌浆→质量检查孔→物探孔扫孔测试→资料整理、分析→提交报告（4）固结灌浆孔钻孔采用YT26气腿式风钻，终孔孔径不小于φ38mm，物探孔、抬观孔采用XY-2PC岩芯钻机，孔径φ91mm，灌浆方式采用纯压式，灌浆泵选用SGB-1低压泵，灌浆记录采用GJY-Ⅳ型自动灌浆记录仪。质量检查采用单点法压水试验，并进行声波测试。3.8.6.4灌浆试验效果分析及资料整理施工过程中如实准确的作好各项原始记录，对施工中发生的事故、揭露的地质问题、施工技术和经验等均作好详细记录，提供的灌浆原始资料和成果资料包括的内容按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL-94）中6.0.2条要求执行，此外需提供升压试验记录表和压力~抬动观测曲线。3.8.7施工工艺及方法3.8.7.1回填灌浆施工（1）造孔钢筋砼衬段造孔采用YT26风钻在φ50mm预埋铁管中扫孔钻进，素砼衬段采用手风钻直接钻孔，钻孔孔径不小于φ38mm，所有回填孔深入围岩10cm102- ，钻孔完成后测量孔深并测记砼和空腔厚度。（2）灌浆回填灌浆施工从较低的一端开始，向较高的一端推进，采用纯压式赶浆法分区进行，一般每区段长度40m（或三个衬段），区段端部在砼浇筑完成后采用砂浆封填严密，同一区段的同一次序孔可全部或部分钻出后再进行灌浆；灌浆前对衬段分缝处及其他可能漏浆的部位采用旧棉絮嵌堵密实。灌浆用水泥采用标号不低于325#的普通硅酸盐或硅酸盐大坝水泥，Ⅰ序孔灌注水灰比为0.6（0.5）：1的浓浆，Ⅱ序孔灌注1：1和0.6（或0.5）：1两个比级的水泥浆，空隙大的部位灌注水泥砂浆。灌浆泵选用SGB-1型灌浆泵，灌注水泥砂浆采用SNS200/100砂浆泵。（3）封孔灌浆达到结束标准后，灌浆泵不停机带压扎管，待凝后排除钻孔内积水和污物，除留作固结灌浆的孔外，其余采用浓浆将全孔封堵密实和抹平，割除露出衬砌混凝土表面的孔口管并用砂轮机打平。（4）质量检查回填灌浆结束7d后，采用钻孔注浆法进行质量检查。检查孔采用手风钻钻孔，钻孔终孔冲洗后向孔内注入2：1的浆液，在规定压力下，初始10min注入量不超过10L即认为合格，检查结束后按灌浆孔要求进行封孔。3.8.7.2固结灌浆施工（1）钻孔：围岩固结孔采用YT26气腿式风钻造孔，钻孔孔径Φ42mm，钢筋砼衬段预埋Φ50mm黑铁管。质量检查孔选用XY-2PC岩芯钻机，金钢石钻头造孔，钻孔孔径Φ91mm。（2）钻孔冲洗及压水试验：钻孔至设计深度后，采用大流量压力水脉动方式进行孔壁冲洗与裂隙冲洗，直至回水澄清并延续10min结束，冲洗水压力为灌浆压力的80%，读值若大于1Mpa时，采用1Mpa。冲洗结束后，选择有代表性的孔段进行压水试验（试验孔数不小于总孔数的5%），压水试验采用单点法，压水压力为灌浆压力的80%。（3）灌浆方式及方法：由于围岩固结灌浆段长为4~6m，因此不分段，全孔一次灌注，灌浆采用纯压式。102- （4）灌浆材料及设备：灌浆浆液一般为纯水泥浆液，施灌过程中，由稀到浓逐级变换。遇溶洞、断层等大漏量灌浆时，经设计、监理工程师批准后可灌注水泥砂浆。灌浆用水泥采用425#普通硅酸盐或硅酸盐大坝水泥。水泥浆液由集中制浆站采用NJ-600型高速制浆机拌制0.5∶1浓浆，输送至各作业面后，采用JJS-2B双层搅拌桶调配使用。灌浆泵选用SGB-1型低压泵以及SNS200/100砂浆泵（灌注水泥砂浆用），灌浆记录采用GJY-IV型自动灌浆记录仪。（5）封孔：全孔灌浆结束后，俯孔采用“机械压浆法”封孔，仰孔采用“压力灌浆法”封孔；待孔内水泥浆液凝固后，上部干缩部分采用砂浆人工封填密实。（6）质量检查围岩固结灌浆质量检查主要采用检查孔压水试验方法，在要求测定弹性模量的地段，进行岩体波速或静弹性模量测试检查。检查孔钻孔压水试验在单元工程灌浆结束3～7天后进行，检查孔钻孔采用XY-2PC岩芯钻机造孔，全孔取芯并素描、拍照、编号装箱保存。检查孔压水试验采用单点法。压水检查结束后，按灌浆孔要求进行灌浆和封孔。3.8.8施工进度计划及强度分析3.8.8.1施工进度计划钻孔与灌浆工程分两个作业面施工，各作业面施工的工程量与施工时段见表3-19。3.8.8.2强度分析根据以上进度安排，回填灌浆高峰期强度2000m2/月，固结灌浆高峰期强度1412m/月。施工中拟配备2个回填灌浆机组，2个固结灌浆机组。回填灌浆生产能力3000m2/月，固结灌浆生产能力1600m/月，满足灌浆高峰施工强度要求。表3-19钻孔灌浆工程施工进度计划表序号施工部位施工项目工程量施工时段1主洞第一作业面（0+000-0+050）回填灌浆539m22003.08.01～2003.8.102主洞第二作业面回填灌浆34452003.08.01～2003.10.15固结灌浆3312m2003.08.11～2003.10.183.8.9施工设备及劳动力配置9.9.1主要机械设备配置钻孔与灌浆工程施工主要施工设备配置见表3-20。102- 表3-20主要施工机械设备计划表序号设备名称型号及规格单位数量功率（KW）备注1风钻YT28台42岩芯钻机XY-2PC台113.53中低压泵SGB-10台2174砂浆泵SNS200/100台2225搅拌机NJ-600台27.56双层搅拌桶JJS-2B台32.27储浆桶1m3台22.28灌浆自动记录仪GJY-Ⅳ台37.53.8.9.2劳动力配置钻孔与灌浆工程劳动力配置计划见表3-21。表3-21劳动力计划表工种风钻工灌浆工制浆工普工合计人数20101210523.8.10质量控制措施（1）原材料质量控制灌浆用水符合要求，水泥须有厂家质保书，且按规定复检合格，水泥要保持新鲜无结块，出厂期超过三个月的水泥不得使用。（2）造孔所有灌浆孔必须按施工详图的规定布孔、孔径、孔深、孔距、排距、孔斜及孔向偏差符合施工详图和《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL64-94）中有关规定。（3）灌浆压力裂隙冲洗、压水试验和灌浆时的压力要严格按照设计压力执行并有专人控制，以免压力过大造成抬动或压力过小而影响灌浆质量。（4）浆液配制严格按照设计要求的水灰比配制浆液，对水、水泥掺和料、外加剂等进行称量配制，并经常测量浆液比重。102- （5）灌浆工作灌浆工作必须连续进行，固故中断，必须马上处理，尽早恢复灌浆，遇有特殊情况要及时报于监理工程师制定措施，保证灌浆质量。在施工过程中采用“三检”制度，各施工记录报表准确详细、完整。102- 致谢本课题是我在蔡启龙老师的关怀和指导下完成的。期间他对我的设计进程非常关心，常常督促我认真高效地完成每一环节。对于我在设计中遇到的种种困难，蔡老师都悉心为我指点迷津，帮助我开拓设计思路。无论是从课题的选择还是到设计的最终完成，蔡老师始终以和蔼可亲的姿态教导和鼓励我，他不仅在学习上对我精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向蔡老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在进行毕业设计之前，我参加了由蔡老师带队的毕业实习，我们先后跟蔡老师奔赴于水布垭、隔河岩以及高坝洲，在实习过程中，蔡老师深入同学细心讲解，那段时间蔡老师的讲解给予了我莫大的帮助，正是由于知识的拓展，使我在设计的过程中少走了不少弯路，在此我向水利工程系的老师致以诚挚的谢意。同时，我非常感谢在设计期间给我帮助的朋友们，谢谢你们耐心的为我解答疑问。本次设计能够顺利的完成，身边的老师和同学们有很大的功劳，在这里，我再次致以诚挚的感谢，谢谢你们！102- 参考文献[1]水利电力部水利水电建设总局编.《水利水电工程施工组织设计手册》，1～5卷.北京：中国电力出版社，1997.6。[2]王民寿.《水利水电工程施工过程水流控制》.成都：成都科技大学出版社.1983.3。[3]武汉大学水利水电学院水力学流体力学教研室编.《水力计算手册第二版》.北京：中国水利水电出版社.2006.6。[4]成都科技大学编著.《施工导流图集》。[5]中国水利水电工程总公司编.《工程机械使用手册》.北京：中国电力出版社，1997。[6]中国水力发电工程编审委员会.《中国水力发电工程（施工卷）》.北京：中国电力出版社，2000.8。[7]现行水利水电规范实用全书编委会.《现行水利水电规范实用全书》.北京：兵器工业出版社.2000.5。[8]SL303—2004，《水利水电工程施工组织设计规范》。[9]DL/T5192-2004，《水电水利工程施工总布置设计导则》。[10]DL/T5087-1999，《水电水利工程围堰设计导则》。[11]InternarionalWaterPower&DamConstruction英国.影印版.上海:光华科技资料中心上海分部。[12]YaoJianguo.ThreeGorges:Whatfuturebenefitforchina.Beijing:Chinatodaypress,1991。102- 附件计算说明书102- 1施工导流水力计算1.1经济洞径尺寸的比较及确定1.1.1确定隧洞面积本次设计导流流量Q=2500m3/s，由施工平面图可初步估算导流隧洞长度为703m，布置于右岸。根据地形地质条件，水文特性及工程总体布置，本工程导流隧洞的截面积采取以下三个方案：125m2、140m2及150m2。以下是对三个方案的计算比较：方案一：假设隧洞截面积A=125m2，采用城门洞型，且对其进行混凝土衬砌，考虑到安全，隧洞洞径不能太小，应校核平均流速V=Q/W<20m/s，否则流速过高会破坏隧洞。隧洞的面积校核：V=Q/W=2500/125=20m/s，基本符合根据水力学淹没出流公式：Q=AQ：河道的下泄流量m3/s；u：管道系统的流量系数，一般取值0.6-0.8，本次设计取值0.7，下同；A：遂洞的截面面积m2；Z：上下游水位差m；将Q、A值代入得：Z=41.6m由于下游围堰的高程是一定，所以下游围堰的造价是不变的，为了节约步骤，所以不考虑下游围堰，只考虑上游围堰的造价。在施工布置图上找出围堰底的长度为23.5m，围堰在56.25m高时，围堰的长度为163.5m。上游围堰的体积V上=（56.25×2×1.5+10+10）×56.25÷2×（23.5+163.5）÷2=496353m3=49.6×104m3隧洞的造价M=250×703×125=21968750元=2196.9万元围堰的造价M=496353×25=12408825元=1240.9万元隧洞和围堰的总价格M=21968750+12408825=34377575元=3437.8万元方案二：假设隧洞截面积A=140m2，采用城门洞型，并对其进行混凝土衬砌。隧洞的面积校核：V=Q/W=2500/140=17.86m/s<20m/s，符合标准根据水力学淹没出流公式：Q=A102- 将Q、A值代入得：Z=33.2m在施工布置图上找出围堰底的长度为23.5m，围堰在47.85m高时，围堰的长度为129.6m。上游围堰的体积V上=（47.85×2×1.5+10+10）×47.85÷2×（23.5+129.6）÷2=299534m3=30.0×104m3隧洞的造价M=250×703×140=24605000元=2460.5万元围堰的造价M=299534×25=7488350元=748.8万元隧洞和围堰的总价格M=24605000+7488350=32093350元=3209.3万元方案三：假设隧洞截面积A=150m2，采用城门洞型，并对其进行混凝土衬砌。隧洞的面积校核：V=Q/W=2500/150=17.67m/s<20m/s，符合标准根据水力学淹没出流公式：Q=A将Q、A值代入得：Z=28.92m在施工布置图上找出围堰底的长度为23.5m，围堰在43.57m高时，围堰的长度为121.7m。上游围堰的体积V上=（43.57×2×1.5+10+10）×43.57÷2×（23.5+121.7）÷2=238362m3=23.8×104m3隧洞的造价M=250×703×150=26362500元=2636.2万元围堰的造价M=238362×25=5959050元=595.9万元隧洞和围堰的总价格M=26362500+5959050=32321550元=3232.1万元各方案比较如表2-5所示：1.1.2确定经济洞径隧洞形状如图1-2所示，采用城门洞型，隧洞高14m，宽11m，弧段拱角120°，求得隧洞断面面积A洞=143.83m2。校核流速V：V=Q/A洞=2500/143.83=17.38m/s＜20m/s,符合标准，此方案可行。表2-5总价格计算表隧洞面积（m）125140150102- 隧洞水流流速（m/s）2017.816.7隧洞长度（m）703703703隧洞开挖方量（104m3）8.89.810.5围堰高度（m）56.2547.8543.57围堰加高（m）1.51.51.5围堰高程（m）1009.21000.8996.5围堰填筑方量(104m3)49.630.023.8隧洞单价(元/m3)250250250围堰单价(元/m3)252525隧洞价格(104元）2196.92460.52636.3围堰价格(104元）1240.9748.8595.9总价格(104元）3437.83209.33232.1图1-1隧洞和围堰总价格比较通过比较，首选隧洞面积为140m2。102- 图1-2导流隧洞断面1.2水力计算隧洞断面积A=140m2；隧洞最大流速v=2500/140=17.8m/s<20m/s隧洞糙率系数n取0.0125,水力半径R=140/（11+10.82+10.82+2×3.14×6.35/3）=3.05,i=0.0038，a=10.82随来水量不同，隧洞泄流要经过无压流、半有压流及有压流等三个阶段。对于无压过水能力计算公式，Q=判断洞内水流是缓流还是急流。若流态呈缓流，进口堰流属于淹没宽顶堰流，由Q=H1.5计算。下表1-1为水流流态的判断：表1-1水流流态的判断h(m)b(m)A=b×hχ=2h+bR=A/χC=R1/6/nQ(m3/s)q=Q/bhk=(α*q2/g)1/311111130.84677.80348.534.4121.25721122151.46785.273140.05312.7322.54831133171.94189.351253.24423.0223.78241144192.31692.018379.81134.5284.95551155212.61993.925515.35546.856.073102- 61166232.8795.366657.25959.7517.14271177253.0896.497803.84673.0778.16881188273.25997.411953.9986.7269.15691199293.41498.1661106.9100.62710.111011110313.54898.8011262.007114.72811.0331111121333.66799.3431418.888128.9911.931211132353.77199.811577.223143.38412.8011311143373.865100.2181736.764157.88813.651表1-2无压流水位与流量的关系洞宽b(m)H(m)流量Q=mbH1.5上游水位（m)11116.558954.511246.832955.511386.036956.5114132.461957.5115185.121958.5116243.347959.5117306.653960.5118374.658961.5119447.058962.51110523.600963.51111604.072964.51112688.290965.51113776.095966.5有压自由出流计算：计算公式：Q=102- 式中A=140m2,R=3.05,局部损失系数ε=进口损失系数0.1+转弯损失系数0.2+闸门损失系数0.2+出口损失系数0.25=0.75。C=R1/6/n=96.5,u=0.73隧洞出口断面水流平均势能Hp=βa=0.85×14=11.9m有压流的条件H/a>1.5,故产生有压流的洞前起始水头为:H=1.5a=1.5×10.82=16.23m得到Q与H的一系列关系，如下表所示：表1-3有压流水位与流量的关系H(m)Hp(m)uA(m2)Q=水位（m）1711.90.731401021.796970.51911.90.731401205.614972.52111.90.731401364.896974.52311.90.731401507.441976.52511.90.731401637.625978.52711.90.731401758.196980.52911.90.731401871.014982.53111.90.731401977.405984.53311.90.731402078.357986.53511.90.731402174.628988.53711.90.731402266.814990.53911.90.731402355.394992.54111.90.731402440.762994.54311.90.731402523.243996.54511.90.731402603.112998.54711.90.731402680.6031000.54911.90.731402755.9151002.55111.90.731402829.2241004.55311.90.731402900.6801006.5102- 综上两表可知，上游水位与下泄流量关系，如下图所示：图1-3隧洞水位流量关系曲线102- 2调洪演算本次设计典型洪峰过程曲线的最大流量为3230m3/s,按典型洪水过程线同倍比放大，进行水库调洪计算，以降低围堰高度。采用试算法计算，计算公式如下：式中、——分别为计算时段初、末的入库流量，m3/s——计算时段中的平均入库流量，m3/s、——分别为计算时段初、末的下泄流量，m3/s——计算时段中的平均下泄流量，m3/s、——分别为计算时段初、末水库的蓄水量，m3——为和之差——计算时段，一般取1~6小时，需化为秒数列表试算法的计算步骤具体如下：（1）根据已知的水库水位容积关系曲线和泄洪建筑物方案，用水力学公式求出下泄流量与库容的关系曲线。（2）选取合适的计算时段，以秒为计算单位。（3）决定开始计算的时刻和此时刻的，值，然后列表计算，计算过程中，对每一计算时段的，值都要进行计算。（4）将计算结果绘成曲线（入库洪水过程线、下泄洪水过程线、水库水位过程线）。在计算过程中，每一时段中的，，，均为已知。先假定一个值，代入水量平衡方程，求出。然后按此值在曲线上查出值，将其与假定的值比较。若两值不相等，则要重新假设一个值，重复上述试算过程，直至两者相等或很接近为止。这样多次演算求得的，值就是下一阶段值，可依据此值进行下一阶段的试算。逐时段依次试算的结果即为调洪计算的成果。计算结果如下表所示:表2-1调洪演算成果表102- 时间（月、日）入库流量（m3/s）时段平均流量(m3/s)入库水量（108m3）下泄流量q(m3/s)平均时段下泄流量(m3/s)下泄水量（108m3）时段水量变化（108m3）水库存水量（108m3）水库水位(m)7.220时92.879197.3680.01492.879105.6530.0080.0070.050956.7722时301.858118.4270.056957.1984时588.235445.0470.032207.790163.1080.0120.0200.077958.8896时835.913712.0740.051353.117280.4530.0200.0310.108961.1838时1106.811971.3620.070539.899446.5080.0320.0380.146963.70310时1362.2291234.5200.089773.909656.9040.0470.0420.187966.46412时1594.4271478.3280.106949.203861.5560.0620.0440.232969.31814时1811.1461702.7870.1231152.6241050.9130.0760.0470.279971.92416时1996.9041904.0250.1371347.2321249.9280.0900.0470.326974.27818时2167.1832082.0440.1501515.9781431.6050.1030.0470.372976.62020时2314.2412240.7120.1611665.3531590.6660.1150.0470.419978.92622时2414.8612364.5510.1701802.1681733.7600.1250.0450.465981.2297.230时2476.7802445.8210.1761924.3761863.2720.1340.0420.507983.4462时2500.0002488.3900.1792025.3161974.8460.1420.0370.544985.4014时2476.7802488.3900.1792104.9792065.1470.1490.0310.574987.0276时2414.8612445.8210.1762161.9552133.4670.1540.0230.597988.2378时2306.5022360.6820.1702193.6812177.8180.1570.0130.610988.89610时2151.7032229.1030.1612199.1712196.4260.1580.0020.612989.01012时1981.4242066.5640.1492178.6162188.8940.158-0.0090.603988.58314时1772.4461876.9350.1352130.7242154.6700.155-0.0200.583987.53816时1493.8081633.1270.1182043.8532087.2880.150-0.0330.551985.749102- 18时1222.9101358.3590.0981921.5741982.7130.143-0.0450.506983.39620时959.7521091.3310.0791762.7101842.1420.133-0.0540.452980.57522时719.814839.7830.0611578.0561670.3830.120-0.0600.392977.4917.240时518.576619.1950.0451366.0551472.0560.106-0.0610.330974.5152时417.957468.2660.0341132.3751249.2150.090-0.0560.274972.3004时332.817375.3870.027930.6741031.5250.074-0.0470.227969.0176时294.118313.4680.023777.634854.1540.062-0.0390.188966.5188时270.898282.5080.020608.699693.1660.050-0.0300.158964.61210时255.418263.1580.019497.772553.2350.040-0.0210.137963.16312时247.678251.5480.018422.533460.1530.033-0.0150.122962.161图2-1调洪过程图整理得出调洪过程如图2-1：有图可知：流量的最大值为2199.171m3/s，水位最大值为989.01m，发生在7月23日10时。102- 3围堰高程计算由下泄的流量Q=2500m/s，查表1-3得相应下游水位Z下=966.1m.综上可得上游水位：Z上=966.1+33.2=999.3m坝顶超高：d=R+e+AR：为波浪在坝坡上的设计爬高，m；e：为风浪引起的坝前水位壅高，m；A：为安全加高，m；安全加高可根据大坝的级别按下表查询。非正常运行条件（a）适用于山区，丘陵区；非正常运行条件（b）适用于平原区，滨海区。表3-1土石坝安全加高坝的级别1234，5正常运行1.510.70.5非正常运行(a)0.70.50.40.3非正常运行（b）10.70.50.2本工程在山区，属于非正常运行（a），该工程为大2型工程，永久建筑物为2级，临时建筑物为4级，查表得围堰的安全加高0.3m。由于式中R和e的计算公式很多，主要都是经验和半经验性的，适用于一定的具体条件，可按SL274—2001《碾压式土石坝设计规范》推荐公式计算确定。对于中、小型土石坝，R+e的高度可按照坝前水库中风的吹程D做近视估计，参见下表：表3-2波浪爬高和风浪壅高（R+e）的近似估计值风在水库的吹程D（Km）波浪爬高和风浪雍高R+e(m)<1.60,9--1.21.61.2—1.541.5--1.881.8--2.4162.4--3.0D为水库吹程，一般取上游水库最窄处河宽B的5倍，D=5B。带入瓦屋山工程数据，得D<1.6km。故取波浪爬高和风浪雍高R+e=1.2m。因此得上游围堰高程：d=R+e+A=0.3+1.2=1.5m。其中安全加高取0.3m，波浪爬高和水位雍高R+e=1.2m则最终围堰高程：Z=Z上+d=999.3+1.5=1000.8m102- 围堰标高：h=Z-Z底=1000.8-952.5=48.3m上游围堰断面尺寸如图3-1所示：图3-1上游围堰断面尺寸同理，得下游围堰高程：Z=Z下+d=966.1+1.5=967.6m围堰标高：h=Z-Z下底=967.6-951.9=15.7m则下游围堰断面尺寸如图2-6所示：图3-2下游围堰断面尺寸102- 4截流计算由截流设计流量Q0=46.3m3/s,由前面导流水力计算知为无压，根据流量曲线可以查到Q0=46.3m3/s对应的上游水位为955.5m，根据工程经验，截流戗堤的高程等于上游水深加上1m～1.5m的安全超高即可。所以戗堤高程取957m。查Q-Z表得其相应的下游水位为953.16m采用单戗立堵进占，河床底部高程为953m，上、下游边坡为1:1.5。立堵截流进占过程中，龙口水流呈淹没或非淹没堰流的形式，通常是由前者过渡到后者直至合龙。戗堤进占划分为两个阶段：①第1阶段——戗堤进占直至坡脚接触龙口对岸形成三角形断面为止，即b≥2mshs；②第2阶段——戗堤坡脚已接触龙口对岸而形成三角形断面后直至最后合龙，即b＜2mshs。一般情况下，截流设计流量Q0由四部分组成Q0=Q+Qd+Qs+Qac式中Q——龙口流量；Qd——分流量（分流建筑物中通过的流量）；Qs——戗堤渗透流量；Qac——上游河槽中的调蓄流量。如QacQs不计算，则有：Q0=Q+Qd-龙口泄水能力计算按照宽顶堰公式计算：式中——流量系数当，为淹没流，当，为非淹没流，——龙口平均过水宽度梯形断面：三角形断面：102- ——龙口上游水头梯形断面：三角形断面：其中——龙口上下游水位差——戗堤高度——戗堤端部边坡系数，取——龙口上游水位——河道底板高程由连续方程可得龙口流速计算公式为：-淹没流时：，——龙口底板以上的下游水深非淹没流时：，——龙口断面的临界水深即淹没出流时：对于梯形断面：对三角形断面：。非淹没出流时：对于梯形断面：对三角形断面：；计算龙口流量Q～f（B，Z）水流通过束窄河床，其进口由于竖向收缩（有坎）或横向收缩（无坎）而形成宽顶堰流时，视其出流是否淹没，分别按下式计算其泄流能力（Q）。龙口泄水能力按宽顶堰公式计算：式中––龙口平均过水宽度；102- H0––龙口上游水头；m––流量系数，按下式计算：Z／H0＜0.3，淹没流，Z／H0≥0.3，非淹没流，m=0.385,Z––上下游落差；Z0––合龙后闭气前最终上下游落差。计算结果如下表所示:表4-1图解计算表上游水位z504030201083953.260.140.2331.5322.8414.145.443.700953.360.247.4437.2126.9716.746.514.460953.460.353.7442.1830.6119.047.475.160953.560.459.4346.6633.9021.148.375.820953.660.564.6550.8036.9423.089.236.460953.760.669.5354.6639.7924.9210.057.080953.860.774.1258.3042.4826.6710.857.690953.960.878.4761.7645.0528.3411.638.290954.060.982.6465.0847.5229.9612.408.890954.16186.6368.2649.8931.5213.159.480954.261.190.4871.3352.1933.0413.9010.070954.361.294.2074.3154.4234.5314.6410.660954.461.397.8177.2056.5935.9815.3711.250954.561.4101.3180.0158.7137.4116.1011.840954.661.5104.7382.7660.7838.8116.8312.440954.761.6108.0785.4462.8140.1817.5613.030954.861.7111.3388.0664.8041.5418.2813.630954.961.8114.5290.6466.7642.8819.0114.230955.061.9117.6593.1768.6944.2119.7314.830955.162120.7295.6570.5945.5220.4515.440根据表格结果可绘制水位流量关系图，如图4-1所示：102- 图4-1水位流量关系抛石粒径由下式计算：式中V——石块的极限抗冲流速；d——石块化引为球形时的粒径；k——综合稳定系数，取1.2；——水容重，取10KN/m3；——混凝土的容重为26KN/m³。最终结果如下表4-2所示：根据以上计算结果，截流过程中，分三个区域进行截流抛投：在50～30区间，龙口最大流速为1.88m3/s,最大投石粒径为0.078m；在20～10区间，龙口最大流速为2.451m3/s,最大投石粒径为0.133m；小于等于的8区间，最大抛石粒径为0.045m。表4-2图解计算成果表龙口宽度B（m）上游水位H（m)落差z(m)龙口流量(m3/s)上游水头(m)流态龙口平均宽度（m)龙口流速(m3/s)抛石粒径(m)50953.360.2030.090.4梯形非淹没流48.81.54150.052640953.430.2725.950.4732.51.69890.063830953.630.4722.680.6718.01.88060.0782102- 20954.130.9719.511.178.41.98510.087210954.421.2617.891.465.02.45070.13298955.051.9210.002.12三角非淹没流3.31.42940.04523955.532.370.002.570.00.00000.0000图4-2龙口宽度与流速关系曲线图4-3龙口宽度与抛石粒径关系曲线102- 5导流洞堵头长度的确定堵头的最小长度可根据极限平衡条件由下式求出：=式中：——安全系数，一般取1.1～1.3；P——设计水头的总推力，P=水头×ρgω(N),水头为封堵的隧洞断面重心上水头；——封堵长度（m），隧洞断面面积（m2）和断面周长（m）；——混凝土容重，一般取2400㎏/m3；——混凝土与岩石（或混凝土）的摩阻系数，一般取0.60～0.65；——混凝土与岩石（或混凝土）的粘结力，一般取（5～20）×104Pa。该导流隧洞堵头最小长度的计算：取=1.2，=2400㎏/m3，=0.60，=10×104Pa，=260m2，=61.3m。P=[1080-（953.5+13.75/2）]×1000×9.8×260=304804500N==1.2*304804500/(260*2400*9.8*0.6+61.3*100000)=37.3m。102- 6围堰排水的相关计算6.1初期排水基坑开挖前的初期排水，是围堰合龙闭气后，为使主体工程能在干地上施工，必须首先排除的基坑积水及堰身和堰基的渗水。包括基坑积水，基坑积水排除过程中围堰及基坑的渗水和降水的排除。初期排水总抽水量为上述诸项之和。根据地质情况、工程等级、工期长短及施工条件等因素，参考实际工程的经验，可按下式确定：式中：Q——初期排水流量，m3/s；V——基坑的积水体积，m3；T——初期排水时间，s；由于先修上游围堰，故基坑水位按下游水位计算，水深1.24m,排水时间T主要受基坑水位下降速度的限制，基坑水位允许下降速度，视围堰型式、地基特性及基坑内水深不定，基坑内水面下降速度受各方面因素的制约，限制在0.5～1.5m/d以内，本设计围堰为土石围堰，取0.6m/d,则初期排遣水是时间：T=3d=259200s截流设计流量46.3m3/s，对应下游水位953.16m，河床高程951.92m，即基坑最大水深约为1.24m。由地形图量得基坑长约630m，宽约70m，面积约为44100平方米，则积水体积为：V=44100×1.24÷2=27342故初期排水流量Q=0.264m³/s6.2经常性排水经常性排水的排水量，主要包括围堰和基坑的渗水、降雨、施工弃水等。由于施工弃水与降雨一般不会同时出现，出于对安全方面的考虑故取两者中的大者。（1）降雨量的计算104- 规范规定，降雨量按抽水时段最大日降水量在当天排干计算。按施工总进度土石围堰施工期在11～5月份，这期间历年最大降雨量215.6mm，历年最多日数9天，降雨积水面积粗略估计为12600m3。日降雨量为：（2）渗流量计算利用达西定律公式q=vA=kiA——《土力学》第二版P64式中：v——渗流流速，m/sq——渗流量，m3/s或者cm3/si——水力梯度k——渗透系数，取值见具体式样《土力学》第二版P72A——式样面积则有由上得排水强度所以选用2台8sh-6排量234m3/h）的离心式水泵。其中一台备用。104-'