1、威 宁 县 落 水 洞 水 库 工 程可行性研究报告7 施工组织设计贵州聚源项目咨询有限公司贵州水利科技开发有限责任公司贵州拓土资源开发有限公司2014 年 11 月目 录7 施工组织设计 .17.1 施工条件 .17.1.1 工程概况 .17.1.2 水文气象 .17.1.3 地形地质条件 .27.1.4 对外交通 .27.1.5 外来物资及水、电供应 .37.2 料场的选择与开采 .37.2.1 料场的选择 .37.2.2 料场开采 .47.3 施工导流 .57.3.1 导流标准 .57.3.2 导流方式 .57.3.3 导流设计流量 .67.3.4 导流建筑物设计 .67.3.5 基坑排
2、水 .77.3.6 坝体拦洪渡汛措施 .87.3.7 下闸蓄水 .87.4 主体工程施工 .87.4.1 大坝施工 .87.4.2 生活供水区及灌区建筑物施工 .97.5 施工交通及施工总布置 .107.5.1 对外交通 .107.5.2 场内交通 .117.5.3 施工总体布置 .117.6 施工总进度 .177.6.1 编制施工总进度的原则和依据 .177.6.2 选定方案的施工进度 .177.7 主要工程量及施工总进度特性指标技术供应 .207.8 主要技术供应 .2117 施工组织设计7.1 施工条件7.1.1 工程概况威宁县落水洞水库工程涉及威宁县岔河乡金钟村、利比村、恰西村和云沙村
3、，建设任务包括水源工程和供水工程。水源工程包括：落水洞水库大坝、溢洪道、取水口等建筑物，供水工程包括：灌区供水管道、提水泵站、人饮供水管道等。落水洞水库工程位于威宁县岔河乡金钟村境内，岔河乡距威宁县城94km。落水洞水库坝址位于恰西河王家老屋基下游0.28Km处, 距威宁县城公路里程95km，距岔河乡政府驻地1.0km，工程地理位置为东经10348，北纬2642。水库大坝坝址拟建于恰西河上游，属长江流域牛栏江横江水系右岸一级支流，坝址以上集雨面积3.60K。有通村公路至库区，交通便利，但因原路面从水库淹没线范围内经过，需对通村公路进行改道新修，新修通村公路1.40km，整修进基坑及出渣公路0.
4、5km，新修进基坑及出渣公路0.3km。大坝设计为混凝土砌毛石重力坝，最大坝高40.30m，正常蓄水位2180.00m，相应库容57.60万m 3；校核洪水位2181.82m，相应库容65.90万m3。设计灌溉耕地2470亩、经果林750亩、4623人生活供水，P=95%人畜生活供水量为28.2万m，P=80%灌区供水量14.94万m。本工程在选择了两个坝型作比较，混凝土砌毛石重力坝为推荐坝型。根据用途，供水工程分为生活用水区和灌区，本次设计不考虑灌区部分建设。生活供水区：根据供水区的分布情况，供水区位于水库下游的用水户，供水共用灌区供水管道，由村民自行消毒处理后饮用；位于水库上游的用水户，经
5、泵站提水后采用集中供水。泵站采用一级提水，提水泵站压力管道长 1.62km，引水管长0.10km，新建一座 200m高位水池。7.1.2 水文气象推荐坝址集雨面积为3.60 km 2，河道长2.54km，平均坡降为156；水库坝址多年平均径流量72.0万m 3，多年平均流量0.02283m 3/s。流域内降雨一般出现在 510 月，日降雨量大于 100mm 的暴雨主要出现在 68月，汛期比其他地区出现晚。降雨量较其它地区少，根据黑石头雨量站历年实测资料统计，多年平均降雨量为 885.7mm，丰水期(5-10 月)平均降雨量 791.0mm，占全年降雨量的 89.3%，枯水期(11 月至次年 4
6、 月)平均降雨量 94.7mm，占全年降雨量的210.7%。从黑石头雨量站多年降雨资料统计结果来看，流域内降雨量年内极不均匀，丰水期降雨量占全年降雨量的比例均在 80%以上，降雨年内分配随空间变化较小。威宁县属亚热带季风气候区，由于海拔高、气温较低，有“高寒山区”之称。主要气候特点是四季分明，冬长夏短，昼夜温差大，干湿季节明显。流域内无气象观测资料，其气象资料参照威宁县气象站资料：多年平均气温10.4，最冷月1月平均1.9，最热月7月平均17.7，极端最高气温30.6（1963年5月29日），极端最低气温-15.3（1977年2月9日）。年平均相对湿度80%，最大在秋季，达85%左右，最小在春
7、季，在73%上下，全年平均雾日数76.0d，年平均日照时数1805.4h，为贵州全省各县之冠。全年无霜期208.6d，大风日数29.3d，冰雹日数2.6d，雷暴日数66.4d，雾日天数83.7d，降雪日数32.2d，最大积雪深度27cm。多年平均风速3.2m/s，最大风速20.7m/s，全年以SE风为多，频率为17%。7.1.3 地形地质条件落水洞水库所在河流为长江流域牛栏江横江水系右岸一级支流恰西河上游。恰西河发源于威宁县岔河镇金钟村廖石头口子，河源高程为 2717m，自北向南汇入牛栏江。恰西河为山区雨源性河流，本水库所在的河谷呈 V 型谷，两岸坡基本呈对称状，坡角3545。坝址处为峡谷地形
8、，无施工场地可用。坝址下游右岸相对较缓，施工布置主要集中于坝址下游右岸。坝址区覆盖层主要分布于河床，基岩为峨眉山玄武岩组( 2P)，其地层岩性及分布位置见下表。表7.1-1 坝址区地层岩性特征表地层时代 地层代号 厚度（m） 岩性 分布位置第四系 Qdl+el 03 由残、坡积层及少量河床冲积物组成。 坝址河床 及两岸二叠系峨眉山玄武岩组 2p 700灰绿、暗绿色隐晶至细晶玄武岩、杏仁、拉斑玄武岩，夹粗玄岩、火山角砾岩、泥岩、炭质页岩等。 7.1.4 对外交通落水洞水库位于贵州省威宁县，坝址距威宁县城约 95km。县城有 G326 国道 S102省道通过，双向两车道，沥青路面；其后为县级公路，
9、柏油路面，双车道。综上所述，本工程对外交通条件较好。37.1.5 外来物资及水、电供应7.1.5.1外来建筑材料（1）水泥工程所需水泥约9200t，最高年需要量5400t。距本工程较近的水泥厂有威宁县西南水泥厂，质量可靠。该厂至坝区直接采用汽车运输，运距为96km，是本工程水泥供应的理想厂家。（2）钢筋、钢材本工程所需钢筋、钢材约98t，工程所需钢筋、钢材统一由威宁县建材市场购买。（3）汽油、柴油工程共需汽油和柴油约107t，工程所需汽油、柴油在威宁县城购买。7.1.5.2施工供电、供水（1）施工供电本工程施工用电高峰负荷约为180kw，施工用电由金钟村直接架设10kV 线路0.3km 至本电
10、站施工区，完全能够满足施工用电的需要。（2）施工用水供水水源取恰西河水，经水质分析，水源对人体无害，对混凝土无浸蚀性， 河水可直接用于施工，河水经净化后可供施工人员的生活用水。7.2 料场的选择与开采7.2.1 料场的选择7.2.1.1 砂石料需要量本工程枢纽建筑物为 C15 细石混凝土砌毛石重力坝，所需毛石总量为 3.03 万m，混凝土总量约 2.80 万 m3，考虑石料开采、运输、加工和混凝土浇筑等损耗系数，砂石料需要总量约为 5.20 万 m3。不考虑施工渣料利用，因此本工程所需毛石、砂石骨料均从料场开采。7.2.1.2 料场选择1、天然建筑材料根据坝区工程地质条件，推荐的主要枢纽建筑物
11、为C15细石混凝土砌毛石重力坝，设计所需建筑材料主要按混凝土砌毛石重力坝考虑最大需求量为8.23万m，根据水利水电工程天然建筑材料勘察规程本4阶段“勘测储量不少于设计需要量的3.0倍”的要求，本阶段勘测储量应大于24.69万m。本工程所需石料建议开采。大平子料场位于距离坝址上游约 8.5km 处，出露大面积的泥盆系中统独山组致密灰岩，其岩性为深灰、浅灰色厚层灰岩，岩性坚硬、致密、完整性好，厚约 278m，可选层厚 100m 以上，同时开采层位于水位之上，不受地下水影响，开采高程不高，距离坝址较近，交通较为便利，附近无居民点，可避开村镇影响，储量、强度完全可满足工程要求。大平子料场临近为已建吉宏
12、砂石料场，根据吉宏砂石料场开采范围，本工程位于吉宏砂石料场范围之外，现有吉宏砂石料场对本工程的征地和开采无影响。2、石料场选择参照类似工程料场的开采层的质量、储量及开采条件等各项指标，选择大平子料场作为所选料场。3、土料场本工程所需土料主要为建筑物回填料，因此可利用就近开挖的覆盖层土料回填即可。7.2.2 料场开采根据施工总进度安排，本工程混凝土浇筑及砌毛石高峰时段，出现在第二年 2 月。据此，确定料场高峰时段平均开采强度为 1.0 万 m3/月。 料场开采前，首先进行供电线路架设、供风站建立及供风管路铺设、机械修配站、砂石料加工厂等的建立，同时根据料场的开采计划，修建料场内临时道路及截排水沟
13、系统。对料场表面的杂草及灌木等采用人工清除，表层覆盖层用 1.0m3铲挖掘机清除，8t 自卸汽车运到堆碴场集中堆放，对表层风化岩，采用气腿风钻钻孔，人工装药爆破后与表土一起清除。根据料场地形，考虑进场公路布置及施工安全条件，料场自上而下进行，分 2 个开采掌子面施工，各掌子面长度 100m 左右。根据料场山坡地形条件，料物运输采用自卸汽车运输，根据粗碎车间生产能力及公路行车密度确定：采场运输主干道路按等外级公路设计，路基宽度 4.5m, 路面宽 3.5m；料场支线按等外级公路设计，路基宽度 4.5m，路面宽 3.5m。毛石料场：毛石料开采采用自上而下水平分层开采法，即用常规钻爆法揭顶、削帮、切
14、脚后，采用自上而下的微差挤压爆破的梯段开采，梯段高度控制在58m以内。5石料开采90%采用YQ100型潜孔钻钻孔，10%按风动钻孔爆破开采，爆破后用TY200推土机集料，1.5m3装载机装10t自卸汽车运输到大坝堆料场。砂石骨料：砂石骨料开采采用风钻钻孔，人工装药爆破揭顶、削帮、切脚，然后采用自上而下的微差挤压爆破的梯段开采，梯段高度控制在 5m8 m 以内，YQ100 型潜孔钻钻孔，人工装药爆破，施工时通过爆破试验选择合适的装药量，达到最佳爆破效果，尽量避免二次爆破作业，爆破粒径应尽可能满足砂石料系统粗碎入机口要求。爆破后将毛料用推土机集料，1.5m 3装载机机挖装，胎带机砂石加工系统进行加
15、工。料场的开采高程为 2610.0m,剥采比为 0.25，运距为 8.5km。7.3 施工导流7.3.1 导流标准本工程为V等工程，主要建筑物为5级建筑物，根据水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）规定，相应的导流临时建筑物为5 级建筑物，导流挡水及泄水建筑物的设计洪水标准按5年一遇（P=20%）的频率流量进行设计。表 7.3-1 坝址处施工期设计洪水计算成果表 各频率设计值(m/s)断面 分期5% 10% 20%113 月 9.98 7.57 5.35114 月 10.7 8.8 6.91123 月 6.63 5.19 3.82上坝址124 月 8.65 7.21 5.777.
16、3.2 导流方式落水洞水库大坝为 C15 混凝土砌毛石重力坝，从坝型和地质上看，可以采用“坝身冲砂底孔+明渠”导流方式和隧洞导流方式。导流隧洞方案：导流隧洞长约 203m，因设计导流流量较小，隧洞断面采用最小施工断面控制，断面型式采用城门洞型，净宽 1.5m，矩形断高 1.5m，圆弧段高 0.5m，采用 30cm 厚钢筋混凝土衬砌，进口地板高程 2149.54m，底坡 1.0%，进口设钢筋混凝土叠梁门井，用于导流洞后期封堵。但隧洞导流施工工程量较大，工期相对较长，投入相对较大。 “坝身冲砂底孔+明渠”导流方案：设计导流明渠坡降为 i= 0.01，总长度为 80m，净宽为 1.51.5m，边墙和
17、底板均采用 M7.5 浆砌石砌筑，过流面采用 10cm 厚 C15 混凝土防渗，后期拆除；坝身冲砂底孔长 40.0m，进口底板高程为 2152.00，采用 60cm 厚钢筋混凝土衬砌。两种导流方案工程量见下表：6表 7.3-2 导流方案工程量比较表序号 工程名称 单位 数量 备注1 导流隧洞工程 （1） 土方开挖 m3 500 （2） 石方开挖 m3 1307 （3） C25 混凝土 m 506 （4） 普通平面钢模板 m2 836 （5） 普通曲面钢模板 m2 1056 （6） 钢筋安制 t 27.832 明渠+底孔导流工程 （1） 土方开挖 m3 820 （2） 石方开挖 m3 629 （
18、3） M7.5 浆砌石 m 2002 （4） C15 混凝土 m 70 （5） 普通平面钢模板 m2 33 从上表可以看出，明渠+底孔导流方案相对经济和节约工期，故本阶段推荐导流方式为明渠+底孔导流方案，一期导流采用明渠，二期导流采用坝内冲砂底孔。7.3.3 导流设计流量恰西河属于山区雨源性河流，河水陡涨陡落、洪枯水位变幅大这一水文特性， 导流时段应在枯季选择，从施工洪水成果表可以看出，导流时段选择在12 月3 月或12 月4月，导流设计流量较小，导流临时建筑物工程量较小，导流工程费用相对较少，结合坝体方量、导流工程量等综合考虑，施工导流时段选择在12月3月，相应的导流设计流量Q=3.82m
19、3/s。7.3.4 导流建筑物设计7.3.4.1导流明渠设计大坝为混凝土砌毛石重力坝，坝址处河床较窄，结合工程施工强度，根据坝体横缝设置，一期坝体砌筑至坝体左岸横缝，考虑开挖边坡后，导流明渠布置于大坝右岸，进口地板高程2150.00m，明渠断面尺寸bh=1.51.5m，渠道纵坡i=0.008，设计流量3.85m 3/s。导流明渠左、右侧挡墙采用浆砌石挡墙，顶宽0.6m，迎水面坡比为1：0，背水面坡比为1：0.3，迎水面采用10cm厚C15混凝土防渗；底部采用10cm厚C15砼防渗。7.3.4.2导流底孔设计大坝右岸设计有冲砂底孔，本阶段考虑采用冲砂底孔兼做导流底孔。冲砂底孔位于坝 0+085.
20、05m 桩号，断面尺寸为 1.5m2.0m，进口底板高程为 2152m，具体设计详见工程布置及建筑物章节。7.3.4.3 导流围堰设计一期上游围堰轴线距大坝上游面约730.0m，经计算枯期5年一遇施工洪水Q P20% =3.82m3/s，当导流明渠通过3.82m 3/s时对应上游水位2152.70m，考虑波浪爬高和安全超高后上游围堰堰顶高程取2154.00m。最大堰高7.0m，顶宽2.0m，最大底宽5.71m，堰长25.0m。围堰堰体为浆砌石，迎水面坡比为1:0，背水面坡比为1:0.7，底部嵌入基岩0.8m，迎水面C15混凝土防渗，并设帷幕灌浆。一期下游围堰布置于导流明渠与河床交汇处上游，轴线
21、距大坝下游面约 30m，经计算枯期 5 年一遇施工洪水 QP20% =3.82m3/s，当导流明渠通过 3.82m3/s 时对应下游水位 2143.00m，考虑波浪爬高和安全超高后下游围堰堰顶高程取 2144.00m。最大堰高 4.0m，顶宽 2.0m，最大底宽 3.75m，堰顶长 28.0m。围堰堰体为浆砌石，迎水面坡度为 1：0,下游坡度为 1:0.7。底部嵌入基岩 0.8m，迎水面 C15 混凝土防渗防渗，并设帷幕灌浆。二期围堰轴线坝0+082桩号，经计算枯期5年一遇施工洪水Q P20% =3.82m3/s，当导流明渠通过3.82m 3/s时对应上游水位2152.70m，考虑波浪爬高和安
22、全超高后围堰堰顶高程取2154.00m。顶宽2.0m，堰高7m，底宽5.71m，当导流明渠通过3.82m 3/s时对应下游水位2143.00m，考虑波浪爬高和安全超高后围堰堰顶高程取2144.00m。顶宽2.0m，堰高4m，最大底宽3.75m，二期围堰总长60.0m。围堰堰体为浆砌石，迎水面坡比为1:0，背水面坡比为1:0.7，底部嵌入基岩0.8m，迎水面C15混凝土防渗，并设帷幕灌浆。7.3.4.4导流围堰施工一期上游围堰砌筑材料主要采用大坝坝肩开挖的石料，施工时先在围堰轴线前端约 1.0m 位置进行截流，合拢后将加高到需要高程，接着进行基坑排水。下游围堰在上游围堰截流后开始填筑，其材料来源
23、主要为坝体坝肩开挖的石料，砌筑完成后接着进行基坑排水。二期围堰在右岸导流明渠拆除前开始填筑，其材料来源主要为坝体坝肩开挖的石料，砌筑完成后接着进行基坑排水。导流明渠应在截流之前施工完毕，采用小型机械开挖，自卸汽车出渣，防渗砼采用斗车运输砼，人工振捣密实。7.3.4.5 导流围堰拆除一期下游围堰和二期围堰的拆除采用1m 3挖掘机挖装，8t自卸汽车运输至弃渣场堆放。大坝上游围堰对工程运行无影响，不拆除，留于库内。87.3.5 基坑排水当上下游围堰形成后，须将基坑内的水排除，以形成干地施工。初期排水设备选用2台QYF25-17-2.2型潜水泵。水泵放基坑内，直接将河水排至下游河道中。同时还需做好基坑
24、内的经常性排水。用2台QYF25-17-2.2型潜水泵排水，直接将基坑内的水排至下游河道中。7.3.6 坝体拦洪渡汛措施根据水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）的规定，根据工程等别，选定渡汛标准为10 年一遇（P10）的全年洪水，其渡汛流量为42.2m 3/s,汛期采用坝体过水度汛。根据该工程的特点和拟定的导流方案，结合工程实际情况及坝体材料特点，大坝施工临时渡汛采用冲沙底孔+大坝预留缺口联合泄流的渡汛方式，度汛高程为2154.50m，坝体预留缺口位于坝0+040-坝0+060桩号。 7.3.7 下闸蓄水大坝完工溢洪道具备过流条件后，即可进行下闸蓄水，下闸蓄水时段选定为第三年
25、5 月上旬，相应设计下闸流量为 0.045m3/s。7.4 主体工程施工7.4.1 大坝施工7.4.1.1施工特性(1)开挖量分布大坝和导流工程土石方开挖总量 3.75 万 m3。大坝土石方开挖以常水位 2145.60m 为界分为两坝肩、基坑两期进行，其中:两坝肩土石方开挖量为 2.85 万 m ，基坑土石方开挖量为 0.90 万 m3。(2) 施工进度要求根据施工总进度安排，大坝基础一期开挖两坝肩，施工时间自第一年10月1日至第二年12月15日，开挖工期2.5个月，平均开挖强度1.14万m 3/月；自第一年12月15日1月15日开挖基坑土石方，开挖工期1.0个月，平均开挖强度0.90万m 3/月。7.3.1.2 开挖方法两岸岸坡部分采用分层开挖的方法，分层厚度一般为46m。左右岸岸坡部分的铅直开挖深度6m。坝顶高程以上部分，由上而下采用梯段爆破开挖，1m 3挖掘机翻渣至集渣平台，
