1、18 施工组织设计8.1 施工条件8.1.1 工程条件*河位于小金县西南部的*区境内，源于木壳梁子、大哇梁子、蛇皮梁子诸峰之间，是大渡河上游左岸一级支流。该河集大哇、中纳、洛果宗、鸭脚沟等溪流，向西南贯穿全区，在潘安乡西缘，与甘孜藏族自治州丹巴县交界处的大渡河汇合，沿潘安乡西部边界，自北向南流入甘孜藏族自治州康定县境内。*水电站工程主要由成都村闸坝、引水隧洞、调压井、压力管道、厂房组成。*水电站成都村坝址位于潘安乡成都村下游约 400m 的峡谷段。成都村闸坝从左至右由左岸挡水坝段、2 孔泄洪闸、冲砂闸、右岸挡水坝段组成。闸前设有束水导墙，闸后设有护坦、海漫、导墙，坝轴线长约 88.2m，最大坝
2、高 18.90m，坝顶高程 2365.40m。 引水隧洞从右岸引水，跨潘安沟、董家沟至调压室，断面形式为2.5m2.5m3.2m3.1m（宽高）的城门洞型，长度为 6.82km，引水隧洞进口高程为 2350.40m，调压室中心线底板高程 2309.49m，纵坡 0.6%。调压室为地下埋藏调压室，由交通洞、上室、竖井组成，交通洞及上室为方圆形断面，交通洞长约 40m，上室长 80m，竖井断面为 D=3.5m的圆形结构。压力钢管为地下埋管，钢管内径 D=2.1m，长度为858.83m，垂直高差约 438m，斜段倾角为 60 度和 50 度，由 3 个平段和3 个斜段组成。电站厂区位于*河左岸，厂区
3、建筑物包括主厂房、副厂房、安装间、升压站、尾水渠等，厂房尺寸为 4924.421.8（长宽高） ，建基面高程 1852.0m，电站装机容量 60MW。*水电站主要工程量见表 8-18.1.2 对外交通及施工场地*河流域现有*公路与瓦丹公路相通，瓦丹公路为山区二级路，*2公路为机耕道，其中成都村闸址至瓦丹公路与*公路交界处约 13.5km，谢家河坝至交界处约 6km，城门洞厂房至交界处约 4.2km。成都村闸址至丹巴约 41km，至小金县城约 98km，至都江堰约 325km，至成都约384km。本电站以发电为单一开发目标，无防洪、航运、灌溉、漂木等综合利用要求。表 8-1 主要工程量表引水系统
4、项目单位闸坝枢纽隧洞 调压室 压力管 道厂区枢纽导流 合计 备注覆盖层开挖 m3 28340 4130 4891 15033 4257 56651 含支洞岩石明挖 m3 5535 1770 491 990 8786 含支洞岩石洞挖 m3 910 101635 1585 2402 106532 含支洞岩石井挖 m3 1968 6439 8407土石回填 m3 3000 680 8275 7230 19185混凝土 m3 25275 12477 1412 6242 10733 1000 57139钢筋 t 601 966 84 676 360 84 2771防渗墙（1.0m）m2 2700 270
5、0锚杆 根 288 17844 383 285 18800 含支洞喷混凝土 m3 204 12003 12207 含支洞帷幕灌浆 m 1662 432 2094接触灌浆 m2 6782 6782回填灌浆 m2 12762 648 5329 18739固结灌浆 m 7296 24669 360 1131 33456浆砌石 m3 960 198 11588.1.3 水文、气象、地质条件3*河流域位于青藏高原东南缘的高山峡谷区，属高原温带川西山地湿润气候区，具有高原型季风气候特征：冬季长、气温低、降水少、寒冷而干燥；夏季短、雨强小、雨日多、气候凉爽。小金县降水在地区上变化较大，一般由西北向东南递增，
6、雨量在 6001400mm 之间。由于流域内地形起伏大，相对高差达 3500m，故气温、降水、植被等随高程变化显著。根据小金县气象站资料统计：多年平均气温为 12.0，1 月最低，极端最低气温为-11.7；8 月最高，极端最高气温为 36.7；无霜期平均为 213.8d；多年平均相对湿度为 52；多年平均风速为 2.0m/s，多年平均 10 分钟最大风速为 16.0m/s（19882003 年） ，最大风速为16.0m/s；多年平均蒸发量为 1920.3mm（20cm 蒸发皿） ；日照时间长，多年平均日照时数为 2242.6h；昼夜温差大，风大沙大。小金县气象站多年平均降水量为 613.9mm
7、。*水电站地处青藏高原东缘侵蚀型高山峡谷区，地形强烈切割，山高谷峡，地势险峻。东侧邛崃山、二郎山，海拔一般 30004000m；夹金山山峰高达 4930m；大雪山屹立于中西部，一般海拔 45005500m。山势展布与主要构造线走向十分吻合。河谷狭窄，水流喘急，河谷形态以“V”型为主， “U”型相间。两岸谷坡阶地分布零星，总体反映出该区强烈上升隆起，河流急剧下切侵蚀以及冰川作用强烈的特点。8.1.4 天然建筑材料根据地勘资料，*水电站工程区可作为本工程混凝土骨料用的有天然砂石料、人工料、引水隧洞洞碴回采料三种。在距*水电站厂址下游约 1.3km 的河口天然砂石料场，距*水电站厂址右岸上游约 1.
8、0km 的城门洞人工骨料场和成都村闸址下游约 1.9km 的成都村人工骨料场，其储量和质量均满足要求。防渗土料场有位于成都村闸址下游约 0.1km 的成都村防渗料场和闸址下游约 4.0km 纳东防渗料场，两个料场储量和质量均满足要求。引水隧洞除 2.3km（洞 2+588洞 4+890）的洞碴料不能作4为人工骨料外，其余段均作为人工骨料。坝址区附近没有可用作槽孔固壁的粘土料的料场，考虑采用商业膨润土等代用材料。8.1.5 主要外购建筑材料来源及水、电、燃料供应条件本电站施工对外交通运输以公路运输为主。主要建筑材料钢筋、钢材、机电设备、水泥由都江堰或成都供应，木材、油料由小金或丹巴供应，炸药等火
9、工材料由小金县民爆公司供应。本工程施工用电由坝址上游潘安电站供应。*河及工程区内水质良好，施工生产、生活用水可抽取*河水或就近截取支沟水。工程施工机械设备与汽车修理可依托丹巴县地方机械修理厂承担，工地只设机修站和汽车保养站。工程建设期间所需的临时工，生活物资等可在丹巴或小金县招募和采购。省内水电专业施工队伍众多，可实行招投标选择施工队伍。8.2 料场的选择与比较本 工 程 主 要 建 筑 物 包 括 闸 、 引 水 隧 洞 、 调 压 井 、 压 力 管 道 、 地 面 厂房 等 ， 混 凝 土 及 喷 混 凝 土 总 需 用 量 约 6.93 万 m3（ 含 临 建 工 程 ） ， 所 需
10、天然 砂 砾 石 料 约 11.19 万 m3（ 成 品 骨 料 约 15.52 万 t） 。 围 堰 防 渗 粘 土 料 约2100 m3。8.2.1 砂 石 骨 料8.2.1.1 概 括根 据 地 勘 资 料 ， *水电站工 程 区 可 作 为 本 工 程 混 凝 土 骨 料 用 的 有 天然 砂 石 料 、 人 工 料 、 引 水 隧 洞 洞 碴 回 采 料 三 种 。（ 1） 天 然 砂 石 料 场 情 况 如 下 ：5河 口 天 然 砂 石 料 场 分 布 于 *河 河 口 及 河 口 两 岸 的 漫 滩 上 ， 料 场 左 岸有 简 易 公 路 通 过 ， 开 采 运 输 条 件
11、方 便 ， 距 *水电站厂 址 约 1.3km， 距 成都 村 闸 址 10.3km。 河 口 料 场 砂 砾 石 总 储 量 约 16.96 万 m3， 面 积 约 5.3万 m2， 平 均 厚 度 约 3.5m。 该 料 场 颗 粒 粒 径 中 超 径 较 少 ， 多 为 卵 石 ， 母 岩以 大 理 岩 、 蚀 变 基 性 岩 、 石 英 岩 和 千 枚 岩 等 为 主 ， 呈 磨 圆 次 磨 圆 状 ，中 粗 砂 较 好 地 充 填 于 卵 砾 石 之 间 ， 结 构 偏 松 。 在 全 级 配 中 含 砂 率 为6.49 26.47 ， 大 于 150mm粒 径 颗 粒 含 量 为
12、0 23.25 ， 平 均 为11.9 。 除 砂 含 泥 量 指 标 超 标 外 ， 其 余 各 项 指 标 均 满 足 规 范 要 求 。 砂 的平 均 粒 径 为 0.28 0.48mm， 细 度 模 数 为 2.15 3.18， 均 属 中 砂 ， 砾 石的 粒 度 模 数 为 7.07 8.04 。 因 砂 的 含 泥 量 超 标 ， 施 工 中 需 进 行 冲 洗 。（2）人工骨料料场情况如下：城门洞人工骨料场位于*河右岸，闸址下游，距闸址约 8.2km，距厂址约 780m，左岸简易公路通过，交通运输较为方便。料场谷坡基岩裸露，自然坡度约 4560，顺河长约 230m，宽约 220
13、m，分布高程18802150m，有用储量约 390 万m 3，开采条件较好。料场岩性为由志留系茂县群第二组（S mx2）浅灰色中厚层粗晶大理岩及条带状大理岩组成，岩层产状近，岩质坚硬，单轴湿抗压强度约 176Mpa，软化系数 0.76，质量满足规范要求。岩石风化微弱，推测弱风化水平深度 2030m。岩体中节理裂隙不甚发育，主要发育三组裂隙，SNN10W，E（NE）3040，为层面，延伸长，平直，粗糙，间距 12m；N80W，NE3040，延伸大于 10m，起伏，粗糙，间距 12m；N50W，NE7080，延伸大于 10m，起伏，粗糙，间距 12mm。岩体完整性较好，呈块次块状结构，块度 1.5
14、2m。成都村人工骨料场位于*河右岸，闸址下游，距闸址约 1.9km，距厂址约 7km，右岸简易公路通过，交通运输较为方便。料场谷坡基岩裸6露，自然坡度约 4570，顺河长约 0.3km，宽约 300m，分布高程22352695m，有用储量约 190 万m 3，开采条件较好。岩性为泥盆系下统（D 1q）浅灰白色厚块层白云母石英浅粒岩夹少量浅灰白色二云片岩、黑云英片岩， 。岩质坚硬，单轴湿抗压强度约 172Mpa，软化系数为 0.75，质量满足规范要求。岩石风化微弱，推测弱风化水平深度 2030m。岩体中节理裂隙不甚发育，主要发育三组裂隙，N15W，NE60，为层面，延伸长，平直，粗糙，间距 23
15、m；N65W，SW5060，延伸 23m，起伏，粗糙，间距 11.5m；N35E，NW3040，延伸大于 5m，起伏，粗糙，间距 11.5m，局部 0.20.3m。岩体完整性较好，呈次块块状结构。（3）引水隧洞洞 碴 回 采 料 ：引水隧洞长约 6.82km，除桩号洞 2+588洞 4+890，段长约 2302m，岩性为志留系茂县群第四组（S mx4） 、第五组（S mx5）为灰色二云片岩、绿泥石片岩、炭质板岩等，不能作为人工骨料使用外，其余段均可作为人工骨料使用，另考虑到 6#支洞和 1#支洞控制段的弃碴，可用于加工混凝土人工骨料的石碴约 5.2 万m 3（自然方） 。8.2.1.2 料场选
16、择本工程混凝土总量约 6.93 万 m3（ 含 临 建 工 程 ） ，共需成品砂石骨料约 15.52 万 t。根据本工程料场分布情况，结合水工建筑物布置特点，砂石料系统建厂方案有 2 个。方案一：分别在河口天然砂砾石料场、成都村人工骨料场和潘安村碴场 3 处建厂，其中河口系统料源为河口天然砂砾石料场，主要负责*水电站厂房系统、6#支洞控制段（含 5#支洞）及以下的引水系统等附属设施所需混凝土成品骨料的生产；成都村系统料源为成都村人工料场，主要负责成都村闸首枢纽、进水口和 1#支洞控制段等附属设施所需混凝土成品骨料的生产；潘安村碴场系统料源为2#4#支洞控制段的洞碴，主要负责 2#4#支洞控制段
17、所需混凝土成品7骨料的生产。方案二：分别在河口天然砂砾石料场和潘安村碴场 2 处建厂，其中河口系统料源为河口天然砂砾石料场，主要负责*水电站厂房系统、都村闸首枢纽、进水口和除 2#4#支洞控制段外的引水系统等附属设施所需混凝土成品骨料的生产；潘安村碴场系统料源为 2#4#支洞控制段的洞碴，主要负责 2#4#支洞控制段所需混凝土成品骨料的生产。两个方案各有优缺点。由于两方案厂房系统、6#支洞控制段（含 5#支洞）及以下的引水系统和 2#4#支洞控制段所需混凝土成品骨料都相同，只比较都村闸首枢纽、进水口和除 2#4#支洞控制段外的引水系统所需混凝土成品骨料。方案一比方案二多建 1 个砂石加工厂，增
18、加建厂土建费用约 300 万，但成品骨料的运距较方案二近很多，经计算方案一成品骨料到闸址的费用比方案二约少 80 万，另考虑方案一的爆破、破碎费用，故方案一比方案二至少贵 220 万。经过技术经济比较，本工程选择方案二，即分别在河口和潘安村建加工系统的方案。料场开采用二班制，河口天然料场成品骨料生产强度为 60t/h，潘安村洞碴系统成品骨料生产强度为 40t/h。河口天然料场利用枯水期备料，2 m3挖掘机配 10t 自卸汽车运至毛料坑进行筛分。潘安村洞碴料场利用 1m3挖掘机配 10t 自卸汽车运至粗碎车间受料，推土机配合。8.2.2 土 料 场8.2.2.1 概 括*水电站河段范围内有可用于
19、闸首所需的围堰防渗料，结合料源分布与闸址位置的关系，本阶段选择了成都村和纳东两个防渗土料场。（1）成都村防渗料场成都村防渗料场位于*河左岸，闸址下游，距闸址约 100m，距厂址约 8km，有简易公路通过料场，交通运输方便。料场为滑坡堆积体，谷坡自然坡度约 2530，碎石土料顺河长约 300m，宽约 150m，分布高8程 23502450m，平均厚度约 10m，储量约 70 万 m3。该料场为一滑坡体，滑坡体物质为块碎石土。碎石土平均击实试验的最大干密度为 2.18 g/cm3，最优含水率为 7.1，天然含水率为 8.9，高于最优含水率1.8， 经 604kJ/m3击实功能压实后的土体均为低压缩
20、性土，具有中等抗剪强度，渗透系数为 4.75106 cm/s，满足围堰防渗料要求，有利于施工直接填筑。（2）纳东防渗料场纳东防渗料场位于*河左岸，闸址下游，距闸址约 4kmm，距厂址约5km，有简易公路通过料场，交通运输方便。料场谷坡自然坡度约2025，碎石土料顺河长约 400m，宽约 100m，分布高程21002300m，平均厚度 510m，储量约 210 万 m3。该料场为一崩坡体块碎石土层，料场平均击实试验的最大干密度为 2.21g/cm3，最优含水率为 6.7，天然含水率平均 5.3，天然含水率比最优含水率低 1.4。压实后的土体均为低压缩性土，具有中等抗剪强度，渗透系数为7.3610
21、6 cm/s，满足围堰防渗料要求。8.2.2.2 料 场 选 择本工程共需粘土料约 0.3 万 m3，需量较少两料场质量、储量均满足要求，考虑到运距和开采条件，本阶段选择成都村防渗料场为粘土供应料场。土料开采采用 T135 推土机剥离覆盖层，1.0 m3挖掘机配 10t 自卸汽车运至上下游围堰处。坝址区附近没有可用作槽孔固壁的粘土料的料场，考虑采用商业膨润土等代用材料。8.3 施工导流本工程电站厂房采用水斗式机组，主副厂房建基面较高，机组安装高程为 1857.80m，而校核洪水位（Q=250m 3/s）为 1854.80 m，机组安装高程高于校核洪水位，不需要采取施工导流措施。因此本工程的施工
22、导9流只考虑成都村闸址。8.3.1 成都村闸址施工导流8.3.1.1 导流标准及时段成都村闸址工程属等中型工程，根据水利水电施工组织设计规范 （SDJ33889）第 2.2.1、2.2.12 和 2.2.13 条导流建筑物级别与导流建筑物洪水标准的划分规定，其导流建筑物级别为级，相应土石围堰导流标准为重现期 105 年一遇洪水标准。本工程根据闸坝施工特点及工期安排，而枯水时段（11 月次年 4 月）10 年一遇洪水流量与 5 年一遇洪水流量相差不大，仅大 2.4m3/s，选用 10 一遇洪水流量进行导流设计，导流工程规模相当，相对投资增加不大，故本阶段导流标准选择为 10 年一遇的洪水标准。*
23、河洪水由降水产生，出现时间与暴雨相应。年最大洪水一般出现在 67 月，出现频次最高。最早发生在 8 月 31 日（1999 年） ，最迟发生在 9 月 16 日（1974 年） 。导流时段的选取主要从以下两方面考虑：一方面根据工程所在*河的水文特性分析，该河流系山区性河流，洪枯流量变化较大，全年 10 年一遇洪水流量为 147m3/s，而枯水时段 11 月次年 4 月 10 年一遇洪水流量为 23.9m3/s，若采用全年不过水的导流时段Q=147 m3/s，考虑到闸址工程不是控制性关键线路，全年不过水导流对其意义不大，因此导流时段宜选在枯水时段。另一方面，根据成都村闸址枢纽的建筑物布置特点、工
24、程量、各组成部分的施工方法、施工进度及河道的洪水特性，选择闸址枢纽导流时段为 11 月次年 4 月，相应的导流设计流量为 Q=23.9m3/s（P=10%） 。 （洪水资料见表 8-2，8-3）表 8-2 成都村闸址最大流量频率计算成果表 单位：m 3/sP0.1 P0.5 P01 P2 P5 P10成都村坝址 271 229 211 192 167 147表 8-3 成都村坝址分期设计洪水成果表 单位：m 3/s10P 1 2 5 10 20104 73.7 68.6 60.7 54.3 47.4114 31.2 29.2 26.4 23.9 21.5113 25.8 24.7 23.0 2
25、1.4 19.7122 8.00 7.62 7.09 6.65 6.1713 6.08 5.70 5.20 4.78 4.368.3.1.2 导流方式闸址枢纽由右岸进水口、1 孔 3.03.5m（宽高）冲砂闸、2 孔5.03.5m（宽高）泄洪闸、左右岸挡水坝、护坦、海漫等组成，最大闸高 18.9m。根据闸址枢纽的布置特点、闸址的地形地质条件，可采用明渠导流分期和一次性拦断河床隧洞导流的方式。河谷形状系数 =L/h（坝顶长/坝高）=91/17.9=5.11，对于混凝土坝，4.5 时，一般适合分期导流。又因为地形条件和进水口的影响，导流洞宜布置在左岸，初步确定为300m。由施工条件、施工进度和右岸河床漫滩发育的影响，分期导流宜采用右岸明渠导流。隧洞导流的优点：施工干扰少，基坑可全面开展施工，有利于机械化的合理安排和科学组织。缺点：施工工程量较明渠方案大，投资大，施工方法和机械要求较高。一次性拦断河床对导流时段要求较明渠方案长，相应需增加围堰工程量；明渠分期导流优点：施工工程量较隧洞方案小，明渠开挖可节省基坑开挖量，投资较隧洞小，不需要高机械化的施工。缺点：不能全面开展施工，使引水口处工程相对滞后，明渠的防渗及基坑排水工程量相应增加。结合上面因素，本阶段选择右岸明渠导流方案。8.3.1.3 导流方案根据闸址枢纽水工建筑物的布置特点及地形地质条件，在右岸布置导流明渠。
