某某水库除险加固工程施工组织设计

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某某水库除险加固工程施工组织设计

1.1.1工程概况 6

1.1.2大坝安全鉴定结论 7

DB34/T 1743-2012 在用汽车排气污染物限值及检测方法(遥测法).pdf1.1.3除险加固的必要性 7

1.2.1流域概况 8

1.2.3基本资料复核 8

1.2.4设计洪水 9

1.2.5分期洪水 9

1.2.6水库泥沙 10

1.3.1区域地质 10

1.3.2库区地质 10

1.3.3枢纽区工程地质 11

1.3.4天然建筑材料 12

1.4工程规模和防洪安全复核 13

1.4.1水库规模及特征水位复核 13

1.4.2坝顶高程复核 14

1.5工程布置及建筑物 14

1.5.1工程等别及设计标准 14

1.6施工组织设计 18

1.7水库淹没处理及工程永久占地 21

1.9环境保护设计 23

1.10设计概算 23

1.11经济评价 24

1.12结论及今后工作建议 24

2.1流域工程概况 30

2.1.1流域自然地理条件 30

2.1.2气象条件 30

2.1.3水库工程特性 31

2.1.4上游水利工程情况 31

2.2暴雨洪水特性 31

2.3基本资料及资料处理 32

2.3.1基本资料 32

2.3.2资料的处理 33

2.4设计洪水计算 33

2.4.1洪水计算方法及标准 33

2.4.2设计暴雨及其分配 33

2.4.3设计洪水 37

2.4.4洪水成果的合理性检查 39

2.5.1分期时段划分 40

2.5.2枯期洪水推求 41

2.5.3枯期洪水过程线 42

3.2区域地质概况 45

3.2.1地层岩性 45

3.2.2地质构造及地震 46

3.2.3地貌及物理地质现象 46

3.2.4水文地质概况 46

3.3.1地层及构造 47

3.3.2地貌及不良物理地质现象 47

3.3.3水文地质条件 48

3.3.4库岸稳定和水库泥沙 48

3.4枢纽区工程地质 48

3.4.1地形地貌 48

3.4.2地层岩性及地质构造 49

3.4.3枢纽区水文地质及渗漏性评价 49

3.4.4枢纽区稳定性评价 50

3.4.5输水涵洞工程地质条件及稳定性评价 52

3.4.6拟建输水隧洞工程地质评价 53

3.4.7溢洪道工程地质评价 54

3.5大坝质量分析评价 55

3.5.1基本情况 55

3.5.2坝体质量分析评价 55

3.5.3坝体渗漏评价 59

3.6大坝岩土物理试验指标及物理力学指标建议值 61

3.7大坝防渗加固方案建议 62

3.7.1防渗处理方案建议 62

3.7.2加固方案建议 62

3.9结论及建议 63

4工程任务和规模 65

4.2工程除险加固的必要性 66

4.2.1目前工程存在的主要问题 66

4.3工程规模复核 70

4.3.1工程设计标准 70

4.3.2水库死水位复核 70

4.3.3正常蓄水位及其库容复核 72

4.3.4洪水位及其库容复核 72

5工程布置及建筑物 75

5.1.1工程等别和建筑物级别 75

5.1.2洪水标准 75

5.1.3设计基本资料 75

5.2.1大坝渗流复核计算和大坝稳定复核计算 77

5.2.1大坝渗流复核计算 77

5.2.2大坝稳定复核计算 80

5.3除险加固设计 85

5.3.2泄洪输水隧洞 99

5.3.3原右涵洞改造 103

5.3.4原输水左涵洞封堵处理 103

5.3.5溢洪道 103

5.3.6观测设计 103

5.3.7金属结构 105

6施工组织设计 105

6.1施工条件 105

6.1.1工程条件 105

6.1.2自然条件 107

6.2施工导流 107

6.2.1导流标准 107

6.2.2导流方式 107

6.2.3大坝施工度汛 108

6.3料场选择与开采 108

6.3.1料场选择 108

6.3.2料场开采 108

6.4主体工程施工 108

6.4.1主、副坝施工 108

6.4.2泄洪输水隧洞施工 109

6.4.3右涵洞改建施工 109

6.4.4原输水左涵洞封堵 109

6.4.5金属结构安装 110

6.5施工交通 110

6.5.1对外交通运输 110

6.5.2场内施工道路 110

6.6施工辅助设施 111

6.6.1砂石料加工系统 111

6.6.2混凝土拌和系统 111

6.6.3风、水、电、通讯及照明 111

6.7施工总布置 112

6.7.1枢纽区生产生活区 112

6.7.2石料场生产生活区 112

6.7.3弃碴场规划 112

6.7.4施工占地 113

6.9.1主要建筑材料 114

6.9.2主要施工机械设备 114

7水库淹没处理及工程永久占地 117

8.1管理机构 118

8.1.1工程概述 118

8.1.2设计依据 118

8.1.3管理机构及管理体制 119

8.2主要管理设施 119

8.2.1管理机构生产、生活用房建筑面积的确定 119

8.2.2工程管理范围和保护范围 120

8.3管理运用 120

8.3.1工程调度运用 120

8.3.1.1防洪调度运用 120

8.3.2经营管理 121

8.3.3建筑物管理 121

8.3.4工程监测 122

9环境保护设计 123

9.1编制总则 123

9.1.1设计依据 123

9.1.2编制原则 123

9.1.3防治目标 123

9.2环境现状 123

9.3环境影响评价简介 125

9.3.1对自然环境的影响 125

9.3.2对社会环境的影响 125

9.4环境保护设计 126

9.4.1生活区人民健康的环境保护设计 126

9.4.2施工期的环境保护设计 126

9.4.3水土保持和绿化措施 127

9.4.4宣传教育 128

9.5环境监测及管理 128

9.6环境保护投资概算 129

9.6.1概算依据 129

9.6.2环境保护投资概算 129

10.1编制说明 129

10.1.1工程概况 129

10.1.2编制依据 131

10.1.3基础单价 132

10.1.4费率标准 133

10.1.5其他有关说明 134

10.2工程总投资 134

11.2国民经济评价 135

11.2.1投资、年费用估算 135

11.2.2工程效益估算 137

11.2.3国民经济评价 138

11.2.4敏感性分析 139

11.3财务评价 140

11.3.1财务投资、费用估算 140

11.3.2财务成本核算 142

11.3.3财务评价 143

11.4综合评价 143

ZZZ水库位于鲁甸县城北部铁厂乡黄泥寨村,距县城约50km,地理位置:东径103°24.6′,纬27°12.2′。工程于1958年12月开工,1959年12月竣工。

水库枢纽工程由主坝、副坝、坝下埋设的左涵洞、右涵洞和非常溢洪道组成。原核定的总库容为830万m3,兴利库容为476万m3,死库容30万m3。

主坝为均质土坝,高15.5m,坝顶长334m,坝顶宽5m,上游坝坡1:2.5,采用干砌毛块石护坡,下游坝坡1:2.0,采用草皮护坡。

副坝为均质土坝,高7.6m,坝顶长123m,坝顶宽3m,上游坝坡1:2.0,采用干砌毛块石护坡,下游坝坡1:2.0,采用草皮护坡。

左涵洞进口底板高程1533.159m,长39.5m,为浆砌料石坝下无压涵洞,洞身断面为矩形,尺寸b×h=0.8×1.0m,坡降1:400,进口启闭塔内安装一道0.6×0.6m的平面钢闸门,采用手电两用螺杆式启闭机启闭。

右涵洞进口底板高程1533.81m,长35.1m,为浆砌料石坝下无压涵洞,洞身断面为矩形,尺寸b×h=0.9×1.5m,坡降1:500,设有一道0.6×0.6m的平面钢闸门,采用手动螺杆式启闭机启闭。

溢洪道位于副坝左岸,沿线没有衬砌,断面尺寸b×h=3.0×1.5m,由于土石塌落堆积,目前已不能过水。

1.1.2大坝安全鉴定结论

2002年2月,昭通市水库大坝安全鉴定专家组及云南省重点小(一)型水库大坝安全鉴定专家组对《鲁甸县ZZZ水库大坝安全鉴定报告》进行审查,根据水利部《水库大坝安全鉴定办法》和《水库大坝安全评价导则》,ZZZ水库大坝安全性评定为三类坝,属于病害水库。

1.1.3除险加固的必要性

ZZZ水库的功能是以灌溉为主,兼有下游农田和村镇的防洪,灌区分布于下游沿河两岸,光热条件优越,适宜种植水稻、玉米、花生、豆类、小麦等粮食作物和蔬菜、甘蔗、烤烟、亚热带水果等经济作物,但由于春耕时节干旱少雨,旱情严重,对农作物生长影响极大,产量低且不稳定。水库原设计灌溉面积16000亩,但由于大坝病害严重,加之渠系工程未配套完善,目前仅能灌溉2600亩,水库的工程效益远远没有发挥出来。

水库下游15km为铁厂乡政府所在地,水库一旦失事,将直接威胁下游三河场、迷勒勒等14个村寨10000余人的生命财产安全,对下游16000亩农田和4km国道将造成毁灭性破坏,其经济损失和政治影响是不可估量的,因此,对ZZZ水库进行除险加固是十分迫切和必要的。

ZZZ水库位于龙树河上游右岸一级支流上,水库坝址以上控制径流面积26.8km2,其中有3.9km2为封闭区,其出流是通过地下缓慢流入河道而进入水库,洪水计算时可不考虑,实际产洪面积按22.9km2计。坝址至最远分水岭河长7.1km,河道平均比降3.7‰,流域平均高程1640m。

1.2.3基本资料复核

水库及邻近流域无实测洪水资料,本次收集了鲁甸县气象站1958~2002年的1、6、24h时段暴雨资料,在安全鉴定阶段的基础上增补了2001和2002年各时段暴雨资料。该站为国家基本站,观测项目有降水、蒸发、风速、风向等,观测设施完备,人员素质较高,多为专业技术人员;观测的资料可靠,成果精度较高,可作为本次水文复核的依据站资料。

鲁甸气象站是昭通市最早建立的气象站之一,资料观测符合国家规范要求,资料具有连续性、一致性。主汛期资料系列中具有163.6mm、138.8mm的大暴雨,具有一定的代表性。该站因无漏测以及邻近地区没有比该站长的暴雨资料系列,故本次对该站资料系列不作查补延长。

采用鲁甸站实测资料计算的暴雨及参数作为水库洪水的计算依据,配合《手册》法进行设计洪水计算,成果见表1.1。

ZZZ水库设计洪水成果表

本地区降雨、洪水根据气候成因及洪水年内变化规律,按其时间可划分为:主汛期(6月初~9月底)和枯水期(12月初~次年4月底);根据水库工程规模、特性以及工程施工设计需要,本次提供分期洪水为枯期洪水。

水库无枯期洪水实测资料,本次依据龙树河鱼洞水库水文站枯期洪水与年洪水的比值系数推求ZZZ水库枯期洪水,成果见表1.2。

ZZZ水库分期洪水成果表

根据《云南省地表水资源》悬移质多年平均侵蚀模数图推算得水库多年平均输沙量为1.145万t,折合体积为0.85万m3。

ZZZ水库径流区和灌区范围主要出露地层为中三叠统个旧组一段(T2ga)及二段(T2gb)、下三叠统永宁镇组(T1y)和洗马塘组(T1x)、上二叠统吴家坪组(P2ω)和中石炭统威宁组(C2ω)、上石炭统马平组(C3m)、下石炭统董有组(C1dn)和大塘组(C1d)、上泥盆统(D3)、中泥盆统古木组(D2g)、下泥盆统芭蕉箐组(D1b)、坡脚组(D1p)、翠峰山组(D1c)。

测区处于文山巨型环状旋扭构造带东翼。该区主要有呈帚形分布的五条断层通过,均为压扭性断层,其中F1经过水库坝址区,F2、F3分布在库区西南,离库区较近,F4、F5离库区较远。

库区主要地层为中三叠统个旧组(T2g),下三叠统永宁镇组(T1y)和洗马塘组(T1x)及中石炭统威宁组(C2ω)。个旧组分布于库区的大部分地区;永宁镇组分布西南部边缘;洗马塘组分布在近右岸部分;石炭系中统威宁组主要分布在库区右岸及近右岸地带。库区右侧主坝地段有一条北东向的逆断层F1通过,向坝下游延伸,于右坝大山脚与另一条逆断层F3相交。F1断层为次生断裂,活动性不强,但库区及枢纽区断层附近的岩层由于受该断层的影响,岩体中裂隙发育,渗漏性增强,这对水库渗漏及稳定产生较大的影响。库区南部岩层由于受F1的影响,产状较为凌乱,而北部产状则相对较为平稳,走向70~180°,倾向350~360°,倾角10~50°。

库区地表水系不太发育,无较大的新冲沟,水库补给来源主要为季节性大气降水补给。水库库盆为不规则的椭圆形洼地。水库四周除坝址区外,其它地方地下水位均高于库水位,地表水主要向水库排泄,经水库向下游排泄。除枢纽区下游地形较低,且有F1断层从主坝坝基通过,贯穿水库上下游外,周围无低矮邻谷,也无溶洞和断层通向库外,因此,除枢纽区外,其余地方不存在库水向库外渗漏的问题,水库经40余年的蓄水运行,未出现向库外邻谷渗漏现象,库区蓄水条件较好。

水库库岸周边地形平缓,坡度约为10~500,多为农田,无不良物理地质现象发育,岸坡稳定。但由于大量耕作,地表裸露,受雨水冲刷剥蚀较为严重,大量泥沙被带入库内,成为水库的淤积物,因此,水库淤积较严重。

1.3.3枢纽区工程地质

枢纽区为低中山剥蚀、侵蚀地貌,中间被一剥蚀残丘分割成主、副坝两个部分。主坝近右坝肩部分库岸植被发育,物理地质现象不发育;副坝近左坝肩库岸植被较稀疏,岸坡基岩溶蚀强烈,岩石较为破碎,偶有灰岩孤石滚落。横亘于主、副坝间的残丘果木茂盛,山坡植被较好,不良物理地质现象不发育。

枢纽区分布的地层为中三叠统个旧组一段(T2ga)、下三叠统永宁镇组(T1y)及中石炭统威宁组(C2ω)。个旧组一段分布于枢纽区副坝以及主坝大部分基础,岩性为白云岩及白云质灰岩。下三叠统永宁镇组及中石炭统威宁组分布于主坝右坝肩及近水库右岸部分,地层岩性分别为泥灰岩、灰岩。

枢纽区主坝中部距右坝肩159m处有一条近北东向压扭性逆断层F1通过,为次生逆断性质。该断裂自水库右岸向坝下延伸,于右侧大山脚与另一条逆断层F3相交。由于受该断层的影响,主坝左、右侧岩层产状较为凌乱,坝底基岩溶蚀裂隙及溶洞发育,坝基渗漏严重。

溢洪道位于副坝左坝肩部位,未衬砌,由于左岸坡上部土石塌落堆积,目前溢洪道已不能过水。因水库蓄水严重不足,工程运行至今,溢洪道从未使用过。

拟建输水隧洞位于主坝左坝肩,全长约115m。地层具两元结构,上层为残坡积高液限粘质土,下层为中三叠统个旧组一段(T2ga)白云质灰岩。灰岩中—陡倾角裂隙发育,局部发育溶洞。

1.3.4天然建筑材料

库区内碳酸盐岩广泛分布,山坡大面积分布有红粘土或次生红粘土,土料粘粒含量较高,粘聚力较大,满足灌浆粘土土料质量要求。经现场调查,库区和主坝右岸下游地段残坡积粘土层分布较厚,一般为3~10m,顺库岸呈条带状分布,其储量大于3万m3。该处粘土无论从储量还是从质量上均能满足水库除险加固工程的灌浆用料要求。

库区下游右岸距主坝约2km处的牛背罗山上出露三叠统大塘组(C1d)灰岩、白云质灰岩。该处灰岩质量较好,储量大于30万m3,交通方便,开采条件好,可作为水库加固工程的石料场。

水库附近无较大河流发育,因而无天然砂,建议采用人工砂代替天然砂料作为混凝土骨料。

1.4工程规模和防洪安全复核

1.4.1水库规模及特征水位复核

(1)工程等级及设计标准

水库所在地的高程高于灌区高程,死水位不受灌溉高程的限制,按入库泥沙淤积确定死库容。

根据泥沙估算成果,年输沙量为1.145万吨,折合体积为0.85万m3。水库除险加固后使用年限按50年计,则淤沙体积为17万m3。对应新库容曲线的高程为1534.8m,考虑到最低水位时下游供水流量的要求,确定死水位为1535.0m,相应的死库容为50万m3。

(3)正常蓄水位的确定

根据《关于我省重点小(一)型病险水库除险加固初步设计评审有关问题的通知》农水[5002]5号的精神,本次除险加固维持原正常蓄水位1539.3m不变,而正常库容从新库容曲线上查得330万m3,兴利库容为310万m3。

(4)水库防洪及洪水位

水库调洪方式:采用新建的泄洪输水隧洞泄洪,当入库洪水到来时,维持库水位为正常蓄水位1539.3m,当库水位超过正常蓄水位时,若入库洪水小于2.79m3/s时保持库水位在正常蓄水位,使出库流量与入库流量相同,若入库洪水大于2.79m3/s时,闸门控制泄洪洞出库流量保持2.79m3/s,直至洪水结束,库水位上升至最高,相应标准洪水位即为水库调洪高水位。水库300年一遇校核洪水位为1541.5m,30年一遇设计洪水位为1540.79m。

1.4.2坝顶高程复核

①设计洪水位+正常运用条件的坝顶超高;

②校核洪水位+非常运用条件的坝顶超高;

③正常蓄水位+正常运用条件的坝顶超高;

求得各种运行情况下的坝顶高程最大值为1542.757m,现状主坝坝顶平均高程为1543.97m,副坝坝顶平均高程为1544.88m,故坝顶高程满足要求。

1.5工程布置及建筑物

1.5.1工程等别及设计标准

根据本阶段调洪演算结果,ZZZ水库总库容为630万m3,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—5000)规定,ZZZ水库工程规模属小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物为4级,次要建筑物为5级。

1.5.2工程布置及主要建筑物

根据枢纽工程主要建筑物存在的病害,本次除险加固设计对主副坝下游坡进行培厚和增设排水棱体处理,对主副坝坝体、坝基及两坝肩进行防渗处理,封堵左涵洞,改造右涵洞,新建泄洪输水隧洞。根据地形条件,新建的泄洪输水隧洞布置于主坝左坝肩,出口与下游左干渠相交,泄洪和下游左干渠供水由该隧洞承担,溢洪道因下游无排泄通道,且考虑到水库正常蓄水位至坝顶尚有4.7m超高,调洪库容大,不需设置溢洪道。

ZZZ水库主坝现状坝体上游坡满足抗滑稳定要求,但上游坡局部出现坍塌,需要进行削坡处理;下游坡抗滑稳定能力低,需进行培厚处理。大坝原坝体上坝土料不均匀,碾压质量差,加上大坝基础从未进行过防渗处理,大坝未建立完整、连续的防渗体系,导致大坝存在较严重的坝体渗漏、坝基渗漏和两岸坝肩渗漏,浸润线偏高,坝土饱和,强度逐年降低。为了满足坝体及坝基渗透稳定要求、减小渗漏量,必须对坝体、坝基及坝肩进行防渗处理。

副坝虽然上下游坡均满足抗滑稳定要求,但下游无排水棱体,浸润线偏高,坝脚常年浸泡于水中,对坝坡稳定不利,因此,必须增设排水棱体。

结合坝址地形条件,主坝坝坡的加固考虑两种处理方案。

方案一:上游坡作削坡处理,下游坝坡培厚加固至1536.00m高程,即满足下游坡稳定要求。

方案二:上游坡作削坡处理,下游坝坡培厚加固至1541.50m高程。

两种方案施工方便,施工期间输水涵洞可正常工作,对下游供水影响不大。从下游坡直接加固,使得防渗轴线相对新坝轴线前移,有利于防渗及降低后坝坡浸润线,使后坝坡抗滑稳定能力得到显著提高。方案二相对方案一而言工程量大,投资比方案一多86.1万元。故本阶段推荐方案一为坝体加固方案,即上游坡仅作削坡处理,下游坝坡培厚加固至1536.00m高程。

副坝在原下游坝坡的基础上直接加排水棱体,加固平台宽为3m,高程为1539.00m。

主坝坝顶高程统一定为1544.00m,坝顶长334m,坝顶宽5.0m,坝顶上、下游侧设路缘石,路面为泥结石路面。上游坝坡由原一级坡变为二级坡,一级从坝顶1544.00~1534.80m,坡比为1:2.5;1534.80m高程以下坡比为1:2.5,此高程设置1m宽戗台。上游坝坡1534.80m高程以上坡面采用混凝土预制块护坡,为防止白蚁危害,下设厚30cm砂垫层。在原坝体下游坡1536.0m以下直接培厚坝体,采用堆石料填筑。下游坝坡坡比分为两级,一级从坝顶1544.00~1536.00m,坡比为1:2.0,为原坝体,坡面采用框格草皮护坡。1536.00m以下坡比为1:2.2,在原坝坡的基础上直接培厚,为加固坝体(排水体),并在原坝体与加固坝体之间设两层厚40cm的反滤过渡层,以保证两种不同筑坝材料的过渡。加固平台宽为6.0m,高程为1536.00m,坡面采用干砌块石护坡。

副坝坝顶高程削至1544.00m,坝顶长116m,坝顶宽6.5m,坝顶上、下游侧设路缘石,路面为泥结石路面。上游坝坡维持原坝坡不变,坡比为1:2.0,坡面为干砌块石护坡,但需加设30cm的砂石垫层;下游坝坡由原一级坡变为两级坡:一级从坝顶1544.00~1539.00m,坡比为1:2.0,为原坝体,坡面采用框格草皮护坡,框格草皮4×4m,混凝土框格梁断面50cm×15cm,为防止白蚁危害,草皮护坡下设厚30cm的砂垫层,再铺50cm的腐植土;二级从1539.00~1536.00m,坡比为1:2.0,在原坝坡的基础上直接加排水棱体,并在原坝体与加固坝体之间设两层厚50cm的反滤过渡层,以保证两种不同筑坝材料的过渡。加固平台宽为3m,高程为1539.00m,坡面采用干砌块石护坡。

根据ZZZ水库的具体条件,大坝坝体采用充填式灌浆方案与高压旋喷灌浆方案进行比较。

充填式灌浆方案:采用双排孔,排距1m,孔距2m,坝体采用粘土水泥灌浆,基岩采用水泥灌浆。两坝肩及坝体以下基岩部分采用常规帷幕灌浆,考虑到坝基岩石溶蚀裂隙及小型溶洞较为发育,采用双排孔,排距1m,孔距2m,两岸坝肩采用单排孔,孔距2m,右岸基岩灌浆水平延长45m,左岸基岩灌浆水平延长50m。

高压旋喷灌浆方案:坝体采用高压旋喷灌浆,最大深度14.87m,旋喷桩深入全风化基岩0.5~1.0m,高压旋喷灌浆采用三管法(φ160mm)施工,旋喷灌浆Ⅰ、Ⅱ序孔间距0.8m,搭接长度50cm。两坝肩处理方式及范围同充填式灌浆方案。

充填式灌浆施工简单,速度快,对变形的适应性强,施工干扰小,而高压旋喷灌浆方案施工机械要求相对较高,施工相对较复杂,并且投资比充填式灌浆多50.7万元。故本阶段推荐采用充填式灌浆对坝体进行防渗处理,对两岸坡及坝基进行常规帷幕灌浆防渗处理。

大坝坝坡加固后稳定计算采用《土质边坡稳定分析程序》(STAB95)。根据坝体钻孔、注水、压水试验及室内原状样试验的成果,经分析整理,工程类比,确定坝体、坝基各区的物理力学指标。选择大坝标准剖面为坝坡稳定最不利断面。从计算成果看,大坝加固设计断面对可能出现的各种工况都是安全的,抗滑安全系数满足规范要求。

原左右输水涵洞均承担着泄洪任务,泄洪能力小,使水库防洪调度十分困难,常年采取空库度汛方式,使后期蓄水严重不足,且两条涵洞联合调度十分困难,给运行管理带来了很多不便。根据两条涵洞存在的问题,左涵洞断面尺寸太小,渗漏较严重,应封堵废弃,右涵洞断面尺寸比左涵洞大,渗漏不严重,总体质量比左涵洞好,因此,更换闸门后可继续使用。为彻底根除水库的险情,改善管理条件,另建一条泄洪输水隧洞,承担泄洪和左干渠供水任务,右干渠供水由处理后的右涵洞承担。

根据坝址地形地质条件,新建的泄洪输水隧洞布置于主坝左坝肩,出口与下游左干渠相交。

根据调洪计算结果,泄洪输水隧洞设计泄洪流量为2.79m3/s;向下游正常供水流量为1.5m3/s。

泄洪输水隧洞由10m进口明渠段、35.46m有压方洞段、4.6m闸门井、50m无压隧洞段及15.4m出口消力池段组成,全长115.46m。

有压方洞断面为1.6×1.6m,底坡i=1/100,采用C50钢筋砼衬砌,衬砌厚0.4m。闸门井段长4.6m,宽3.1m,井深9.55m,采用C50钢筋砼衬砌,衬砌厚0.5m。井内安装工作闸门和事故检修闸门各一道,闸孔尺寸1.2×1.2m。无压洞断面型式为1.50m×1.80m的城门洞型,底坡i=1/100。采用C50钢筋混凝土衬砌,衬砌厚度为0.4m。隧洞出口消力池段底宽1.5~2.0m,消力池长15.4m,坎高0.5m,池深2.0m,采用C50钢筋混凝土衬砌。消力池后通过分水闸门接左右干渠。干渠进口设1.2m×1.5m分水闸控制左右干渠的过水流量,通过渡槽与原右干渠相接。

右涵洞改造内容为:拆出原闸门,在原闸门井内另安装0.6×0.6m平面铸铁闸门一道,采用一台容量10t的手电螺杆式启闭机启闭;新建启闭机室建筑面积30m2;清除洞内的淤积物。

低水位时,在左涵洞进口位置设5m长的混凝土堵头,涵洞出口位置设3m长的浆砌石堵头。对涵洞出口、消力池边墙等设施进行适当拆除,并用浆砌石回填至原坝坡坡面。在涵洞出口回填浆砌块石时留设排水孔。

ZZZ水库除险加固工程初步设计新建隧洞一条,设事故检修闸门及工作闸门各一套,均为上游止水。闸门的孔口尺寸为1.2m×1.2m,设计水头6.45m,闸门型式为平面定轮钢闸门。闸门采用滚动轴承轮子支承,动水启闭,为保证闸门动水下门,使用了加重块。闸门采用QP—80KN—12m卷扬机启闭。隧洞进口处设一道拦污栅,孔口尺寸3.0m×3.1m。

右涵洞另设一道0.6×0.6m平面铸铁闸门,采用一台容量10t的手电螺杆式启闭机启闭。

隧洞闸门门叶及门槽总重14t,加重块总重4t,拦污栅重1.0t。右涵洞闸门总重2t。

ZZZ水库距县城约50km,水库坝址现有10km简易公路与铁厂乡政府联接,但路面不平整,路况较差,需维修后才能满足施工运输的要求。

工程所需的毛块石料、碎石料及砂料可从水库下游2km处的牛背罗山上开采加工,岩性为灰岩、白云质灰岩,质量较好,储量大于30万m3,交通方便,开采条件好。

施工用电,目前10KV线路已至管理所,只需另设变压器即可,变压器容量为500KVA;石料场需另架设2km10KV输电线路,并设一台500KVA变压器。

工程施工用水可直接从库中抽取,生活用水可架管道从管理所水池引用。

ZZZ水库总库容630万m3,属小(一)型水库,其永久建筑物为Ⅳ级建筑物,按≪水利水电工程施工组织设计规范≫(SDJ338-89试行)的规定,相应施工导流建筑物为V级。施工导流标准枯期(12月初~次年4月底)按5年一遇(P=50%)设计,洪峰流量4.62m3/s,洪量28.4万m3。

施工导流利用原左、右输水涵洞过流,泄洪输水隧洞施工时在进口设1.0m高装土麻袋围堰拦洪,围堰顶高程1535.8m,最高洪水位可到1535.3m,具有29.5万m3的拦洪库容,满足导流要求。

由于坝体施工未降低坝顶高程,只要在汛期前完成主坝上游坡处理和泄洪输水隧洞施工,大坝不存在度汛问题。若在汛期前未能完成泄洪输水隧洞施工,应将进口临时封堵度汛,由左、右输水涵洞泄洪。

坝后清基:采用1.0m3挖掘机挖装4.5T自卸汽车运至弃碴场。

大坝削坡:主要清除50cm厚大坝表层蠕动变形的坝土等,开挖施工由人工进行,集渣后由1.0m3挖掘机挖装4.5T自卸汽车运至下游弃碴场。

排水体填筑:由1.0m3挖掘机装8T自卸汽车运输上坝,推土机平料,13.5t振动平碾压实。岸坡接头及边角部位,辅以冲击式打夯机夯实。

护坡施工:混凝土预制块由人工装自卸汽车,运输至施工地点,人工搬运至工作面进行砌筑。

坝体和坝基灌浆:采用XU-150型地质钻机钻孔,自上而下分段孔外循环灌浆。采用立式双筒500L泥浆搅拌机制浆,卧式双缸110/60型灌浆泵进行灌浆。

(二)泄洪输水隧洞施工

土方开挖:由人工配合1.0m3挖掘机开挖,4.5T自卸汽车运至弃渣场。

石方洞挖:由手持风钻钻孔爆破,平洞由人工手推车出渣,竖井由卷扬机提升吊斗出渣,1.0m3挖掘机挖装4.5T自卸汽车运弃。

临时支护:围岩软弱和破碎段采用钢材支护,围岩较完整地段采用喷锚支护。

砼浇筑:砂石骨料从砂石料场由2.0m3装载机装4.5T自卸汽车运输,0.4m3搅拌机拌制混凝土,混凝土输送泵输送入仓,组合钢模板施工,附着式振捣器振捣。

隧洞回填灌浆、固结灌浆:用风钻钻孔,500L灰浆搅拌机制浆,中压灌浆泵灌浆。

石碴回填:人工就近取石碴回填,蛙式打夯机夯实。

由人工将原二期混凝土拆除,拆除原闸门,另安装门框后,浇筑二期混凝土。闸门入槽后,修建启闭机室。

施工期间,原输水涵洞作为施工导流通道,利用其向下游供水和泄洪,泄洪输水隧洞建成后,对左涵洞进行封堵,低水位时,在涵洞进口位置设5m长的混凝土堵头,在涵洞出口回填浆砌块石,并留设排水孔。

1.6.4主要施工工厂设施

砂石料加工系统设于石料场附近。

混凝土主要用于泄洪输水隧洞衬砌和主坝上游坡护坡,使用地点相对集中,采用3台0.4m3移动式搅拌机生产,泄洪输水隧洞进、出口附近各设一台,分别负责进口段、有压段、竖井和无压段和出口段混凝土生产。预制混凝土系统设在经平整后的弃碴场上,设1台0.4m3搅拌机。

供风地点主要为石料开采、泄洪输水隧洞开挖,在石料场附近设一台12m3/min移动式空压机,供石料开采用风;在主坝左坝肩设一台6m3/min移动式空压机,供隧洞开挖用风。

供水对象有:坝体回填、坝体灌浆、混凝土拌和及养护、生活用水等。所有施工用水均从水库内抽取,在主、副坝之间的山包上设50m3和150m3水池各一个,用二台DL型离心式水泵抽水。生活用水从管理所供水池接引。

目前水库枢纽区已架设10kv输电线,需在枢纽区增设一台500KVA变压器;石料场需架设2km10kv输电线,并设一台500KVA变压器。

根据施工地点分布情况和场地条件,主要布置有枢纽区和石料场区两个区。

枢纽区主要布置于主坝左坝肩原管理所位置和附近地区。区内设有公路、仓库、钢筋、木材加工、混凝土系统及水、电、通讯、照明系统和住宿生活设施等,占地面积6480m2,建筑面积2630m2。

1.6.6施工进度及工期

根据本次除险加固工程的规模和施工场地条件,工程总工期定为10个月,即从第一年的10月至第二年7月。具体安排如下:

第一年10月至12月为施工准备期,主要完成10km水库进场公路整修、场内临时公路修建、场地平整、供电、供水设施建设,砂石料加工系统修建及生产生活用房建筑等。

第一年11月至第二年5月完成泄洪输水涵洞施工。

第二年3月至4月完成右涵洞闸门改善建、启闭机室建筑和洞内淤积物清除,该时段由左涵洞过流。

第一年11月至12月完成大坝清基和原坝体削坡浆砌片石(脚墙)施工工艺,第二年1月至6月完成大坝加固回填和坝面护坡。

第二年1月至6月完成大坝和基础防渗灌浆施工。

第二年5月中旬对左涵洞进行封堵。

第二年7月完成坝顶路面及清场和扫尾工作。

根据上述进度安排,施工高峰人数408人,总工日11.9万工日。

混合结构多层住宅搂工程施工组织设计方案.doc1.7水库淹没处理及工程永久占地

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