第五章 施工期水流控制方法及说明.doc

1、四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 27 页第五章 施工期水流控制方法及 说明5.1 基本资料5.1.1 水文气象马边河流域地处盆地与高山过渡带，属亚热带季风气候，由于域内高差悬殊，气候变化显著，上游河源地区，为高山气候，较为寒冷潮湿，中下游特点是冬暖夏热、湿润多雨。舟坝地区多年平均降雨量为1270.4mm，一日最大降雨量为 147.5mm，多年平均降雨天数 192 天。根据犍为和沐川（与坝址直线距离分别为 28km 和 24km 两个气象站资料统计，年平均气温分别为 17.5和 17.3，历年极端最高气温为 38.2和 37.9，极

2、端最低气温为-2.6和-3.9，年平均相对湿度为 81%和 84%，历年最小相对湿度均为 18%，年平均蒸发量为 1096.5mm 和 957.6mm，多年平均风速 1.5m/s，瞬时最大风速 31.0m/s，相应风向 NW，据清溪站统计，多年平均水温 15.8，最高水温 26.9，最低水温 6.3。马边河径流主要来源于降水。洪水由暴雨形成，径流年际变化较小，年内分配不均，主汛期为 69 月，其中 79 月最为集中。舟坝电站多年平均流量 125m3/s。马边河属山区性河流，山高坡陡，集流迅速，洪水涨落快，历时短，大洪水多为单峰，复峰多为中小洪水，一般单峰历时 12 天，复峰历时 23 天，涨水

3、历时 610 小时。舟坝电站径流成果及分期洪水频率成果见下表 5-1-1，表 5-1-2。表 5-1-1 舟坝电站径流成果表统计参数频率 P%平均流量 Q（m 3/s）项 目 10 50 90 均值 Cv Cs/Cv全年 151 124 100 125 0.16 2丰水期（510 月） 235 185 145 188 0.19 3枯水期（114 月） 72.9 60.6 49.6 61.0 0.15 2四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 28 页表 5-1-2 舟坝电站分期洪水频率计算成果表频率P%数 值分期（月）10 20 33.3

4、 501 72.7 64.7 58 51.62 125 103 85.4 70.53 245 185 145 1154 568 441 344 2615 975 768 607 46969 4910 3800 2960 228010 732 554 421 31411 382 287 218 16512 103 92.2 82.9 74.0114 600 487 396 3165.1.2 工程地质坝址区河道呈“U”型河弯地形，枯水期河水面高程 378.00m，河水面宽 4060m，水深 78m。河谷断面呈“V”形河谷，坝址两岸地形陡峭，在 420m 高程以下两岸谷坡 3545，上部谷坡左岸 7

5、080，右岸为陡缓 相 间 了 阶 梯 状 谷 坡 ， 陡 坡 7585， 缓 坡 4080， 平 均 坡 度 6070。坝址处河流流向 S61E，为横向谷，岩层产状 N2530E/SE2228， 岩 层 倾 向 下 游 ， 微 偏 右 岸 。 两 岸 谷 坡 基 岩 露 ， 坡 度 较 陡 ， 约 5060，枯水期间河面高程 378.00m，水面宽度 4060m，水深 78m。河床覆盖层深度 812m。坝基及两岸坝肩主要为 T3xj6、T 3xj8 厚 层状砂岩，其间夹 T3xj7 泥岩、泥质粉砂岩。坝基发育数条与层面平行的层内挤压带，其中 j3、j 4 挤压带发育于大坝主要持力层 T3xj

6、6 中，对大坝抗滑稳定起控制作用。左岸坝肩卸荷深度较大，谷坡卸荷带水平深度 50 余 m，垂直深度更大，且卸荷裂隙连续性好，倾角陡，张开这贡度 13cm，局部达 5cm 以上，四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 29 页充填次生泥，局部无充填成空缝。右岸风化卸荷虽较浅，但在新鲜岩体内与河流流向近于平行的N652575W/NE7090，裂隙多见风化现象，从而降低了裂隙强度。地区地下水按含水介质特征可分成基岸裂隙水与第四系松散堆积层孔隙水两类。据水质分析成果，区内地表水、地下水均为 HCO3-Ca2+mg2+或 HCO3-Ca2+mg2+

7、K+Na+型水。PH 值 6.97.6 之间，对砼无侵蚀性。5.2 导流方案5.2.1 导流建筑物级别本电站装机 2 台，单机容量 51MW，总装机容量 102MW。电站枢纽由拦河大坝、进水口、引水隧洞、压力管道及地面厂房等建筑物组成。工程等级为等工程，永久性水工建筑物为 2 级，次要建筑物为 3 级，根据水电水利工程施工导流设计导则 ，导流建筑物为 5 级。5.2.2 导流标准根据水电水利工程施工导流设计导则 ，导流建筑物为 5 级，土石围堰的设计洪水重现期为 510 年。根据本工程施工特点，本工程导流标准是：2004 年 10 月2005 年 5 月围堰设计挡水标准为 3 年一遇（洪水流量

8、 607m3/s） ，2005 年汛期基坑过水标准为 10 年一遇（洪水流量 4910m3/s） ，2005 年 10 月2006 年 4 月围堰设计挡水标准为 3 年一遇（洪水流量421m3/s） ， 2006 年 5 月坝体挡水标准为 5 年一遇，2006 年汛期坝体渡汛标准为 100 年一遇（洪水流量 8510m3/s） ，2006 年 6 月2007 年 3 月各施工工作面设计洪水标准为相应施工时段内 5 年一遇洪水。5.2.3 导流工程的进度控制时限导流工程的进度控制时限根据招标文件第二卷技术条款的规定。5.2.3.1 2004 年 10 月上旬实施主河床截流；5.2.3.2 200

9、4 年 10 月至 2005 年 5 月完成基坑内的开挖部分混凝土浇筑，坝体浇筑顶高程不低于 380.00m 高程；5.2.3.3 2005 年 6 月9 月，基坑过水，基坑内工作停止；四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 30 页5.2.3.4 2005 年 10 月恢复上、下游围堰，至 2006 年 5 月完成基坑清淤并将溢流坝浇筑至溢流堰堰顶高程 413.00m，溢流坝具备泄流条件，闸墩及两岸挡水坝段浇筑至 423.50m 高程，满足汛期继续施工要求；5.2.3.5 2006 年 6 月初导流洞下闸，水库蓄水，6 月中旬第一台机组

10、具备发电条件；5.2.3.6 2006 年 7 月两岸挡水坝段完工；5.2.3.7 2006 年 10 月闸墩完工；5.2.3.8 2006 年 12 月溢流坝闸门及启闭机完成安装调试，水库具备正常蓄水发电条件；5.2.3.9 2007 年 3 月导流洞封堵堵头完工；5.2.3.10 2007 年 3 月工程竣工。5.2.4 导流方式、导流时段及导流流量本工程采用枯期（10 月-5 月）隧洞导流，汛期允许水毁围堰，河床、坝面导流洞同期过水，汛后围堰修复的导流方式。其中 2004 年 10 月下旬2005 年 5 月，导流设计流量 607m3/s，左岸导流隧洞过流，2005 年 6 月9 月，导

11、流设计流量为 4910m3/s，由导流隧洞和基坑过水。2005 年 10 月2006 年 5 月，导流设计流量为 607m3/s，左岸导流洞过流。2006 年 6 月9 月，导流设计流量为 6010m3/s，溢流坝过水，2006 年 11 月2007 年 3月导流流量为 218m3/s，溢流坝过水。5.3 导流建筑物布置及结构型式5.3.1 导流建筑物布置本工程导流建筑物包括上、下游围堰。上游围堰位于坝轴线上游 28m处，下游围堰位于公路桥下游 20m，且上、下游围堰两端均与左右岸边相接。其布置见导流布置图。5.3.2 导流建筑物结构型式上、下游围堰均为土石围堰，堰基冲积层的承载能力尚能满足土

12、石围堰要求。上游围堰堰顶高程为 394.00m，顶宽为 6m，迎水面坡比为1:1.5，块石护坡；背水面 387.00m 高程以上坡比为 1:1.5，387.00m 高程以四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 31 页下坡比为 1:4。戗堤顶高程为 383.00m，顶宽为 6m，上游坡比为 1:1.25，下游坡比为 1:1.5，防渗采用粘土和高喷防渗墙相结合的方式。下游围堰顶高程为 380.50m 高程，顶宽 20m，上游坡比为 1:1.5，下游坡比为 1:1.75，大块石护坡，防渗采用高喷防渗墙。其结构型式见导流布置图。5.3.3 导流

13、工程量导流建筑物工程量见表 5-3-1。表 5-3-1 工程量表项目石碴填筑(m3)粘土填筑(m3)块石护坡(m3)高喷防渗墙(m2)C10 砼(m3)基坑清淤（m 3）上游横向围堰 65025 2977 31623 2430 703 14400下游横向围堰 23400 4127 13335.4 导流建筑物施工5.4.1 上、下游横向围堰石碴填筑上游横向围堰施工先进行戗堤填筑，后进行戗堤上游石碴、块石护坡，以及加高培厚。施工采用进占法，从左向右，分层压实填筑，填筑料采用15t 自卸汽车运输至坝面，推土机平料，振动压路机压实。粘土和石碴同步平行上升。后进行防渗墙施工。下游横向围堰从左向右填筑，大

14、块石护坡与堰体同步上升，堰体达到设计要求后再进行防渗墙施工。待堰体填筑一定高度后，可进行大块石护坡施工，石料使用前应将其表面的泥和水锈杂质清除干净。且堰体破坡面须平整，大块石直接采用自卸汽车运输，推土机和人工辅助施工，迎水面的块石铺砌应以一层与一层错缝锁结方式铺砌，垫层与干砌石砌层配合砌筑，随铺随砌。护坡表面砌缝宽度不大于25mm，砌石边缘顺直、整齐牢固。砌体外露面的坡顶和侧边，选用较整齐的石块砌筑平整，为使沿石块的全长有坚实支承，所有前后的明缝均应用小片石料填塞紧密。5.4.2 高压喷射灌浆施工高压喷射灌浆应用于本工程上、下游横向围堰堰体和堰基防渗。上游横向围堰约 95m，河床覆盖层厚约 7

15、m，主要为卵砾石夹砂，具强透水性，四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 32 页高压灌浆在 387m 高程上进行。下游横向围堰约 65m，河床部位为冲积卵砾石夹砂，厚 810m，两岸地表覆盖层较薄，地基条件同上游横向围堰，高压灌浆在 380.5m 高程上进行。5.4.2.1 高压喷射灌浆材料及设备（1）高压喷射灌浆采用 425#普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其水泥浆的水灰比为 1: 10.6:1。水泥质量应符合国家标准 GB175-92，水泥浆应保持新鲜、受潮结块的水泥不得使用。水泥应经过筛滤，超过 4h 的余浆不宜使用。（2）根据高喷灌

16、浆需要，可以加粉煤灰掺和料、速凝剂等外加剂。外加剂的掺量应通过试验确定。（3）高压喷射灌浆采用 H30、XU300 型钻机造孔。高喷台车（包括高压泵、灌浆机、空压机、卷扬机、喷杆、孔口装置、台车）进行高喷作业。（4）高喷钻孔、灌浆设备除性能应满足规定外，其数量应与工程量和施工进度相适应，配套应尽可能优化。（5）高压水、气、浆系统分别应有压力、流量监测仪表，提升装置应有提升速度仪表或标记，孔口装置应有放置速度、摆角、频率的仪表或标记。（6） 提升装置与高压泵、空压机、灌浆机、孔口装置间宜设联动装置。5.4.2.2 喷灌方式及技术参数本工程采用摆喷方式建造防渗板墙、防渗板墙采用折线型联接。孔距2m

17、，摆动角 30。施工技术参数见表 5-4-1。表 5-4-1 高喷灌浆施工技术参数表项目 参数 压力（ Mpa） 流量（L/min） 喷嘴数量直径（ mm）水 30.040.0 80 21.752.5气 0.60.8 20004000 212（环向间隙）浆 1.0 80100 21216四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 33 页提升速度 612cm/min，摆动频率 1020 次/min，摆动角 305.4.2.3 施工程序高压喷射灌浆分为四个工艺程序，即造孔、试喷下喷杆、喷射灌浆和灌浆结束静压灌浆。（1）造孔作业a、钻孔分为二序施

18、工，先钻一序，后钻二序。b、采用 XU300 钻机跟管冲击回转钻进，或用 H30 型钻机冲击钻进。套管护壁。c、钻孔孔径须大于喷杆直径，孔径采用 130mm 。d、孔位偏差不大于 10cm，孔斜不大于 1%。（2）试喷和下喷杆a、喷塔就位后，必须试喷 12min，待水嘴、水、气、浆路及监测装置和其他机具均正常后，才能向孔内下喷杆。b、下喷杆时，应对水、气、浆嘴采用保护措施。c、喷杆必须下至设计深度。d、水、气、浆路必须畅通，输送距离不宜大于 50m。e、摆喷的喷射方向角度误差不大于 1。（3） 喷射灌浆a、先向孔内送浆，待浆液冒出孔口，并达到规定的浓度或送入不少于 1.0m3 浆量后，才可依次

19、送入高压水和压缩空气。b、在水、气、浆压力、流量和摆动频率、摆动角度、喷射方向均达到要求后，才能按要求提升喷杆。c、不同的地层的提升速度应根据试验确定，本工程暂拟定612cm/min。d、喷射灌浆作业应连续进行，若喷杆分段提升，其搭接喷灌长度不小于 10cm。e、喷灌至设计高程后，应用水灰比 0.6:1 的浓浆进行静压灌浆，直至终喷高程浆面不下降为止。四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 34 页f、喷灌结束后，应将所有设备、机具清洗干净。（4）喷灌过程中应有专人控制、观察和记录，对施工工艺参数和施工中出现的异常现象应作详细记录。（5）

20、特殊情况处理对喷灌过程出现喷灌中断、漏失孔段、墙体缺陷等情况的处理，按小型水电站施工技术规范SL172-96 有关规定执行。（6）高喷质量检查a、灌浆过程经常性质量检查包括：钻孔和喷灌过程中各施工参数及各种特殊情况处理是否符合要求。b、高喷灌浆结束 28d 后，对墙体进行质量检查，包括开挖检查，围井注水检查和钻孔取芯作压水试验检查。以上检查项目，可根据工程具体情况和重要性，有针对性的作一项或数项检查。（7）施工记录和资料整理a、施工记录应有专门的记录表格。施工记录应真实、准确、完整。b、资料整理内容主要有：原始记录资料、竣工总平面及剖面图、质量检查验收资料、质量评定资料、施工报告。5.4.3

21、导流隧洞封堵5.4.3.1 导流隧洞封堵时间根据施工总进度安排，导流隧洞封堵时间于 2006 年 11 月，封堵下闸的设计设流量选用该时段（510 年）重现期的月或旬平均流量，或按实测水文统计资料分析确定。5.4.3.2 导流隧洞封堵准备工作导流洞在封堵前，首先对各种永久泄水和挡水建筑物的闸门、门槽、启闭机和拦污栅进行全面检查，并将检查记录报送监理人。发现有不合格的部件及时进行修复或更换，并按监理人的指示，在规定的期限内进行闸门和启闭机的试运行，并向监理人提交试运行记录。其次，还按有关合同的规定和监理人的指示，对施工区域内的水库淹没范围进行清理，拆除淹没区内的临时工程建筑物，清除一切垃圾，采取

22、措施保护水下边坡的稳定，四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 35 页防止岸坡坍方。5.4.3.3 封堵方法导流隧洞封堵采用 C20 低热微膨胀砼封堵，其砼方量为 780m3，且堵头两端设置止浆铜片，采用 C25 二级配细石砼回填，其砼方量为 5m3，堵头上游端设置一道橡胶止水带。堵头与隧洞边墙采用 22150150 的插筋相连接，插筋梅花型布置，插入堵头砼 1m，插筋单根长 4m 和 3m，其根数分别是 32 根和 62 根，砼封堵工艺流程为：基面清理立模砼浇筑灌浆检查验收。基面清理：将洞内砼封堵段原衬砌的洞壁砼表面进行凿毛至粗骨料并

23、冲洗干净。立模：封堵时，先用闸门挡水，如有小孔洞漏水，则采用麻包或橡胶封堵止水。封堵两端直墙下采用浆砌条石，顶拱采用异型模板，支撑采用14mm 拉杆。砼浇筑：监理人验收合格后再浇筑砼，砼采用 5t 自卸汽车从拌和站运至现场卸入砼集料斗，人工辅以简易机械入仓，砼入仓后人工平仓，软轴式振捣器捣实。砼浇筑至洞顶部位时，采用砼泵且边浇筑砼边安装洞内顶部灌浆管。灌浆：采用灌浆机对隧洞顶部预埋的灌浆管进行隧洞顶部回填接缝灌浆，以确保导流隧洞封堵良好。其详细施工方法见第九章。检查验收：在完成封堵后由监理工程师、设计、业主、施工单位共同对封堵进行检查验收是否符合质量标准和设计要求。其工程量见表 5-4-1。表

24、 5-4-1 导流洞堵头主要工程量表项 目 单位 工程量 备 注混凝土凿毛 m2 407低热微膨胀混凝土（C20） m3 780二级配细石混凝土（C25） m3 5回填灌浆 m2 127四川马边舟坝水电站大坝工程（ZB/C） 施工组织设计 第五章投标单位：四川省水利电力工程局 第 36 页接触灌浆 m2 307止浆片（铜） m 55 未计接头损耗插筋（ 22，L=4m） 根 32插筋（ 22，L=3m） 根 62排水管（ 150，L=18m） 根 1通水冷却 项 1变形、温度监测 项 15.5 汛后基坑清理汛后基坑清理主要指 2005 年 6 月9 月，基坑过水，上游和两岸坡经洪水冲积在基坑内

25、的砂卵石、淤泥以及其它杂物，2005 年 10 月恢复上、下游围堰，施工溢流坝、消力池以及消力池两岸挡墙，需完成基坑清淤工作，清淤采用装载机和推土机集料，挖掘机挖装，自卸汽车运至监理工程师指定地点，若遇淤泥稠度较小，推土机和装载机不能集料，则采用泥浆泵抽排至基坑外侧。自卸汽车运输淤泥时，需关严车门，不能沿途撒落。汛后基坑清理工程量见表 5-3-1，且需集中抽排集水 25 万 m3，采用 6 台200IS-200-200 离心式水泵集中抽排 4.5 天。5.6 围堰拆除本工程围堰拆除的下游横向围堰采用液压反铲挖掘机挖装，自卸汽车运输至弃碴场。5.7 截流5.7.1 截流时段及标准根据施工总进度安排，截流时间在 2004 年 10 月上旬。按照规范规定，截流标准采用 10 月上旬重现期 510 年的平均流量。由于招标文件未提供10 月上旬 510 年重现期平均流量。故在进场后，根据当地水文站提供的资料，通过充分分析水文资料和水力计算参数，施工条件，进行技术经济比较后再报送详细施工组织计划报送监理工程师审批。5.7.2 截流施工截流采用自左向右进占的单戗堤单向立堵方式。龙口设在右岸边。合