芭蕉河一級(jí)水電站施工組織設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)芭蕉河一級(jí)水電站施工組織設(shè)計(jì)院 系：工程學(xué)院專 業(yè)：水利水電建筑工程班 級(jí)：水利水電建筑工程3班學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師： 云南經(jīng)濟(jì)管理職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目芭蕉河一級(jí)水電站施工組織設(shè)計(jì)年級(jí)/系/專業(yè)/班級(jí)2011級(jí)工程學(xué)院水利水電建筑工程3班學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師填報(bào)日期2013年8月20日1、 選題目的和意義目的：畢業(yè)設(shè)計(jì)其是每個(gè)應(yīng)屆畢業(yè)生應(yīng)該做的一個(gè)在校幾年學(xué)習(xí)到的知識(shí)的總結(jié)。意義：（1）培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立地綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力，也是畢業(yè)生上崗前提高全面素質(zhì)的重要實(shí)踐。（2）鞏固、擴(kuò)大和提高所學(xué)理論知識(shí)，并使之系統(tǒng)化。2、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容（1）工程建設(shè)的必要性和任務(wù)（2）建設(shè)條件（3）工程布置及建筑物（4）施工組織設(shè)計(jì)（5）環(huán)境保護(hù)與水土保持設(shè)計(jì)3、 研究技術(shù)路線、研究方法和要解決的關(guān)鍵問題技術(shù)路線：根據(jù)給定的地形、地質(zhì)、水位條件，結(jié)合實(shí)際分析確定壩址位置。研究方法：對(duì)水電站結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行了研究，從電站選擇、電站結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)探究。解決的關(guān)鍵問：確定水電站的型式、尺寸及樞紐布置方案；并進(jìn)行水力計(jì)算、防滲排水設(shè)計(jì)、電站布置與穩(wěn)定計(jì)算、電站地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，繪出樞紐平面布置圖及上下游立視圖。4、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）階段進(jìn)度及時(shí)間安排（1）2013.8.20-2013.8.30: 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求,選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目；（2）2013.8.31-2013.9.20:收集整理相關(guān)資料，確定選題思路并進(jìn)一步了解閘址的選擇做好規(guī)劃；（3）2013.9.21-2013.9.30:嚴(yán)格按照要求完成開題報(bào)告和論文; （4）2013.10.1-2013.10.15: 修改定稿。（5）2013.10.16-2013.10.25：總結(jié)和分析在計(jì)算過程中遇到的問題。5、 主要參考文獻(xiàn)1郭維東，水力學(xué)，中國水利水電出版社，2005年9月。2劉進(jìn)寶，水工建筑物，北京：水利電力出版社，2005年。3GB50017-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。4李煒，水力計(jì)算手冊(cè)(第二版)，北京：水利水電出版社，2006年。5SL2652001，水閘設(shè)計(jì)規(guī)范，中國水利水電出版社，2005年9月。6鄭慶和，水工建筑物，中國水利水電出版社，1996年。7沈長松，水工建筑物，中國水利水電出版社，2008年。8郭維東，水力學(xué)，中國水利水電出版社，2005年9月。9 SL278-2002，水電工程水文計(jì)算規(guī)范S.北京：中國水利水電出版社，2002.10 DL/T5180-2003，水電樞紐工程等級(jí)劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)S. 北京：中國電力出版社，2003.11 SL 44-93，水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范(中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))S. 北京：中國水利水電出版社，2003.6、 指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日7、 教研室意見教研室主任（簽字蓋章）：年 月 日云南經(jīng)濟(jì)管理職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性及知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下取得的成果。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。因本設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。特此聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：作者專業(yè)：作者學(xué)號(hào)：年 月 日目錄一、施工條件（1）（一）對(duì)外交通（1）（二）工程條件（1）二、水文氣象條件（3）（一）水文條件（3）（二）氣象條件（3）(三) 地形地質(zhì)條件（4）（四）外來物資供應(yīng)、水電和施工通訊條件（4）（五）天然建筑材料（4）三、施工導(dǎo)流（6）（一）倒流標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流時(shí)段（6）（二） 導(dǎo)流方案的選擇(7)四、 施工程序安排(9)（一） 方案一(9)（二） 方案二(9)（三）具體施工程序安排(11)（四）導(dǎo)流隧洞施工(16)五、截流與基坑排水(17)（一）截流(17)（二）壩基排水(17)（三）下閘蓄水措施(17)（四）料場開采(18)六、主體工程施工(19)（一）基坑開挖(19)（二）大壩填筑(19)（三）混凝土澆筑(20)（四）引水隧洞施工(21)七、施工工廠設(shè)施(22)（一）砂石加工系統(tǒng)(22)（二）混凝土拌合系統(tǒng)(23)八、施工總體布置(25)（一）布置條件和原則(25)（二）施工房建(25)（三）施工總進(jìn)度(26)（四）施工強(qiáng)度和勞動(dòng)力(28)參考文獻(xiàn)(32)致謝(33)一、施工條件（一）對(duì)外交通芭蕉河一級(jí)水電站位于湖北省恩施土家族苗族自治州鶴峰縣境內(nèi)的芭蕉河上，縣城容美鎮(zhèn)經(jīng)北佳鎮(zhèn)至壩址上游芭蕉坡現(xiàn)有公路里程38km，其中縣城至兩河口13km為省級(jí)公路，兩河口至北佳鎮(zhèn)19km為縣鄉(xiāng)級(jí)公路，北佳鎮(zhèn)至壩址上游芭蕉坡6km為鄉(xiāng)村簡易公路。壩址不通公路。正在修建的芭蕉河二級(jí)水電站上距芭蕉河一級(jí)壩址7.6km，其間不通公路，但二級(jí)電站至縣城的對(duì)外交通干道現(xiàn)已貫通，公路里程3.5km。（二）工程條件芭蕉河一級(jí)水電站工程樞紐由混凝土面板堆石壩、左岸開敞式溢洪道、左岸放空洞、右岸引水隧洞及地面廠房和開關(guān)站等組成。混凝土面板堆石壩壩頂高程651.3m，最大壩高115.3m，頂寬8.0m，壩軸線長285.4m，上下游壩坡1:1.4。溢洪道布置在左岸壩肩，為2孔11m16m(寬高)開敞式表孔，堰頂高程631.5m，最大下泄流量3400m3/s。放空洞由導(dǎo)流隧洞改建而成，放空管埋于導(dǎo)流洞永久堵頭之中，管徑2.0m，管中心高程546.5m，最大下泄流量110.2m3/s。引水系統(tǒng)布置在右岸，由進(jìn)水口、壓力隧洞、高壓隧洞和岔管組成，全長462.9m，進(jìn)口底板高程606.0m，壓力隧洞及高壓隧洞內(nèi)徑3.8m，岔管內(nèi)徑2.6m，分別采用鋼筋混凝土、鋼板及混凝土組合襯砌。廠房裝機(jī)2臺(tái)，單機(jī)容量15MW，總裝機(jī)容量為30MW，主廠房尺寸為33.5m15.4m31.6m（長寬高）。開關(guān)站布置在廠房上游側(cè)，地面高程551.35m，面積58.0m48.0m（長寬）。主體工程土石方明挖73.51萬m3，石方洞挖5.82萬m3，土石方填筑230.43萬m3，混凝土10.37萬m3。各建筑物主要工程量見表1-1表1-1 主要工程量表項(xiàng) 目土石明挖(萬m3)石方洞挖(萬m3)土石填筑(萬m3)混凝土(萬m3)鋼筋鋼材(t)金屬結(jié)構(gòu)(t)帷幕灌漿(m)固結(jié)灌漿(m)回填灌漿(m2)磚(萬塊)大壩29.910.08227.671.911934132542046溢洪道35.365.241936320694放空洞0.050.07228引水隧洞2.600.840.997709339101385廠房及開關(guān)站2.451.201.385701118.0小 計(jì)70.320.97228.879.595438424132546650138518.0導(dǎo) 流3.194.851.560.782201351625合 計(jì)73.515.82230.4310.375658559132546650301018.0芭蕉河二級(jí)電站壩址上距本工程壩址7.6km，水庫正常蓄水位543.5m，電站裝機(jī)8000kW，目前該電站即將建成投產(chǎn)，芭蕉河一級(jí)電站的施工應(yīng)盡可能減少對(duì)二級(jí)電站正常運(yùn)行的影響。二、水文氣象條件（一）水文條件壩址控制流域面積303.4km2，多年平均流量為12.6m3/s，多年平均徑流量3.97億m3。洪水主要由暴雨形成，流域每年4月進(jìn)入汛期，年最大洪水均發(fā)生在59月，其中68月為主汛期，一次洪水過程為2d左右，峰型多以雙復(fù)峰為主，10月退出汛期， 11月次年3月為枯水期。芭蕉河流域無實(shí)測水文資料，鄰近溇水干流鶴峰站為壩址設(shè)計(jì)洪水的依據(jù)站，該站控制流域面積647.3km2，壩址洪水采用面積比的2/3次方推算獲得19601998年共39年資料。壩址施工時(shí)段頻率洪水成果見表2-1。表2-1 施工時(shí)段頻率洪水成果表 單位：m3/s時(shí)段頻率(%)1251020全年25002080154011507844月2912555月5494806月82172411.13.3114711076.611.14.3022218514710.164.1517414110710.14.30313250187（二）氣象條件工程所在地區(qū)屬北亞熱帶暖濕季風(fēng)氣候區(qū)，雨量充沛，氣候溫和。多年平均氣溫15.4，極端最高氣溫40.7，極端最低氣溫-10.1。流域多年平均降雨量1986.4mm，年內(nèi)降雨主要集中在410月，約占全年降雨量的85.6%。壩址氣象要素見表2-2。表2-2壩 址 氣 象 要 素 表序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)量備注1降雨量壩址以上流域多年平均降雨量mm1986.4鶴峰站以上流域多年平均降雨量mm1770.62氣溫鶴峰氣象站資料多年平均氣溫15.4極端最高氣溫40.7極端最低氣溫-10.13蒸發(fā)多年平均蒸發(fā)量mm1000.54風(fēng)速多年平均風(fēng)速m/s0.6歷年最大風(fēng)速m/s14.0（三）地形地質(zhì)條件工程所在河段位于柳月坪與芭蕉灣之間，長約1.5km，河谷為深切的“V”型峽谷，河流平面上大致呈弓形，常水位547.50535.50m，河面寬度1040m，河床坡降8，覆蓋層厚度35m，河谷兩岸山體雄厚，岸坡陡峻，岸坡自然坡角3560，受結(jié)構(gòu)面控制，懸崖峭壁隨處可見。壩段位于八字山背斜南東翼，出露地層為志留系下統(tǒng)龍馬溪組（S1ln）和羅惹坪組（S1lr），段內(nèi)無大的斷裂通過，構(gòu)造較簡單，巖層以單斜為主，產(chǎn)狀N3550E，SE3050，主要巖性為條帶狀砂巖、石英砂巖和泥質(zhì)粉砂巖。工程所在地區(qū)為高山峽谷地形，壩址河谷狹窄，兩岸岸坡較陡，施工場地只能利用壩址下游左岸1.6km的落山壩較平緩開闊的階地及河灘地，以及進(jìn)場公路沿線的局部較開闊地帶；棄碴場利用壩址上游的柳月坪階地；施工布置條件較差。（四）外來物資供應(yīng)、水、電和施工通訊條件工程所需水泥部分由鶴峰縣水泥廠供應(yīng)，大壩所用水泥由石門水泥廠供應(yīng)，鋼材由武鋼供應(yīng)，木材、火工材料、油料、房建材料、生活物資等從當(dāng)?shù)夭少?。施工期生產(chǎn)、生活用水從芭蕉河取水，水質(zhì)滿足用水要求。施工用電結(jié)合永久輸電線路，從芭蕉河二級(jí)電站接線，線路等級(jí)10kV，輸電線路長度約6km。工程對(duì)外通訊，結(jié)合電站調(diào)度運(yùn)行要求，由鶴峰縣城架設(shè)通信電纜至施工場區(qū)，場區(qū)內(nèi)部通訊以無線通訊為主。（五）天然建筑材料工程所在河段無天然砂礫料可供利用，本階段重點(diǎn)勘察了3個(gè)石料場。芭蕉灣石料場位于壩址下游1.8km左岸的落山壩村后山，分布高程550.0820.0m,料場基巖裸露，殘坡積覆蓋層稀薄，出露地層為志留系中統(tǒng)紗帽組（S2s）、泥盆系中統(tǒng)云臺(tái)觀組（D2y）和二迭系下統(tǒng)（P1）地層，巖體風(fēng)化較淺，巖性堅(jiān)硬。石料總儲(chǔ)量780.0萬m3，可作為本工程壩體堆石料的主要料源。芭蕉坡石料場位于壩址上游約1.5km左岸，分布高程700.0800.0m,料源層為奧陶系下統(tǒng)紅花園組（O1h）灰黑色厚層巨厚層灰?guī)r，料場基巖裸露，覆蓋層稀薄，儲(chǔ)量165.6萬m3；魚兒泉石料場位于壩址下游3.8km左岸魚背狀山脊，分布高程560.0810.0m,剝離層厚度4m左右，料源地層為二迭系下統(tǒng)茅口組（P1m）灰?guī)r，總儲(chǔ)量313.5萬m3。兩料場料源均為質(zhì)地較純凈的灰?guī)r，可作為本工程混凝土骨料料源。壩址附近土料較少，白果堡土料場位于北佳鎮(zhèn)至柳月坪新修簡易公路旁，距壩址約4.5km，儲(chǔ)量約3萬m3，土料屬風(fēng)化坡積土，粗顆粒含量偏高，質(zhì)量不夠理想。三、施工導(dǎo)流（一）導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流時(shí)段1.導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)芭蕉河一級(jí)水電站為等中型工程，混凝土面板堆石壩為3級(jí)建筑物，根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范SDJ33889的規(guī)定，相應(yīng)導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí)，采用土石圍堰結(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為510年一遇，當(dāng)壩前攔洪庫容在0.11.0億m3時(shí)，壩體施工期臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為50100年一遇。2.導(dǎo)流的時(shí)段選擇芭蕉河屬山溪性河流，洪枯流量變化較大，流域洪水主要由降雨形成，每年4月進(jìn)入汛期，68月為洪水多發(fā)季節(jié)。對(duì)壩址19601998年共39年洪水系列資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，壩址各月發(fā)生年最大洪水的情況見表3-1。表3-1壩址年最大洪水發(fā)生月份統(tǒng)計(jì)表月份1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月月最大洪(m3/s)30.879.084.5227.0527.0766.01180.01040.0444.0244.0155.041.7年最大洪水發(fā)生次數(shù)(次)0000491772000(%)000010.323.143.617.95.1000根據(jù)表3-1中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，提出11月1日次年3月31日、11月1日次年4月30日、10月16日次年4月15日、10月1日次年4月30日及全年5個(gè)導(dǎo)流時(shí)段進(jìn)行分析比較，各時(shí)段的施工頻率洪水見表3-2。經(jīng)施工總進(jìn)行安排，一個(gè)枯水時(shí)段內(nèi)難以將壩體經(jīng)濟(jì)斷面搶至100年一遇攔洪渡汛高程，需利用56月進(jìn)行壩體攔洪斷面的施工。從表8.1-2中可以看出，5、6月份年最大洪水發(fā)生次數(shù)雖較多，但洪水峰值卻不大，參照類似土石壩的施工經(jīng)驗(yàn)，可利用56月份作為攔洪過渡期搶筑壩體攔洪斷面，攔洪過渡期內(nèi)要求5月底壩體經(jīng)濟(jì)斷面與全年50年一遇攔洪水位607.26m齊平，6月中旬達(dá)到全年100年一遇攔洪高程615.3m。壩體的填筑強(qiáng)度以5月底壩體攔擋全年50年一遇洪水為控制，不同導(dǎo)流時(shí)段壩體填筑強(qiáng)度見表3-2。表3-2 不同導(dǎo)流時(shí)段壩體填筑強(qiáng)度表導(dǎo)流時(shí)段11月1日次年3月31日11月1日次年4月30日10月16日次年4月15日10月1日次年4月30日壩體施工時(shí)段11月1日次年6月15日11月1日次年6月15日10月16日次年6月15日10月1日次年6月15日施工時(shí)間7.5個(gè)月7.5個(gè)月8.0個(gè)月8.5個(gè)月壩體填筑強(qiáng) 度(萬m3/月)月平均15.4515.4514.2613.24月最大19.3119.3117.8316.55經(jīng)對(duì)本工程料場開采和壩料上壩條件進(jìn)行分析，除導(dǎo)流時(shí)段11月1日次年3月31日、11月1日次年4月30日的壩體填筑強(qiáng)度略顯偏大外，其余時(shí)段的填筑強(qiáng)度相對(duì)于本工程的施工條件均比較合理。針對(duì)同一種導(dǎo)流隧洞洞徑7.0m9.0m（寬高），對(duì)各導(dǎo)流時(shí)段的10年一遇洪水進(jìn)行水力學(xué)計(jì)算，計(jì)算成果列于表3-3。表3-3 不同導(dǎo)流時(shí)段水力學(xué)計(jì)算成果表隧洞尺寸1條7.0m9.0m（寬高）導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段11月1日次年3月31日11月1日次年4月30日10月16日次年4月15日10月1日次年4月30日全年頻率p=10%p=10%p=10%p=10%p=10%導(dǎo)流流量(m3/s)1101851412501150最大下泄流量(m3/s)110185141250656.5上游水位(m)551.13553.35552.20555.15583.78上游圍堰堰頂高程(m)552.2554.4553.1556.2586.0最大堰高(m)12.214.413.116.246.0根據(jù)水力學(xué)計(jì)算成果，當(dāng)選用全年不過水的導(dǎo)流時(shí)段時(shí)，上游圍堰高度達(dá)46.0 m，導(dǎo)流隧洞洞線長度將增加近120.0m，而面板壩壩高也僅115.3 m，導(dǎo)流工程投資明顯與主體工程規(guī)模不相稱。對(duì)于各枯水時(shí)段，由于本工程考慮利用56月作為攔洪過渡期進(jìn)行壩體攔洪斷面的填筑，且壩體各月的上升高程主要由填筑強(qiáng)度控制，導(dǎo)流時(shí)段往后延長對(duì)增加施工時(shí)間，降低填筑強(qiáng)度已無實(shí)際意義，導(dǎo)流時(shí)段往前延展雖可爭取一部分壩體攔洪斷面的施工時(shí)間，但由于9、10月為汛末，相應(yīng)的施工導(dǎo)流流量量級(jí)增加較快，必然會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)流建筑物規(guī)模和工程截流難度的增加。因此，經(jīng)過分析現(xiàn)場施工條件和可能達(dá)到的施工強(qiáng)度，在滿足施工總進(jìn)度要求的前提下，為節(jié)省導(dǎo)流工程投資，降低導(dǎo)流工程規(guī)模，導(dǎo)流時(shí)段選擇為枯水時(shí)段10月16日次年4月15日。3.導(dǎo)流流量的選擇對(duì)于選定的導(dǎo)流時(shí)段10月16日次年4月15日，其10年一遇洪峰流量為141m3/s，5年一遇洪峰流量為107 m3/s，流量相差34m3/s，當(dāng)導(dǎo)流隧洞洞徑為7.0m9.0m（寬高）時(shí)，兩者上游圍堰高度相差僅1m，為安全計(jì)，導(dǎo)流流量采用時(shí)段10年一遇洪峰流量141 m3/s。由于本工程攔河壩為混凝土面板堆石壩，攔洪庫容介于0.11.0億m3之間，考慮壩體臨時(shí)攔洪渡汛時(shí)，下游7.6km的芭蕉河二級(jí)電站及下游11km的鶴峰縣城防洪安全，壩體臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用全年100年一遇,洪峰流量2500 m3/s。3.導(dǎo)流方式本工程壩址河谷形狀系數(shù)為2.53，屬狹窄形河谷，施工導(dǎo)流采用河床一次攔斷，旁側(cè)隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式。（二）導(dǎo)流方案的選擇1.導(dǎo)流方案的擬定根據(jù)壩址區(qū)地形地質(zhì)條件和工程樞紐布置特點(diǎn)，本階段擬定兩種可能的導(dǎo)流方案進(jìn)行比選。方案一：枯水期圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流，第一個(gè)汛期壩體臨時(shí)斷面攔洪渡汛方案。該方案導(dǎo)流隧洞布置在左岸，全長688.896m，隧洞采用城門洞型，斷面尺寸7.0m9.0m(寬高)，進(jìn)口底板高程546.00m，出口底板高程542.50m，縱坡i=0.005217。第一個(gè)枯水期由圍堰擋水，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，當(dāng)Q=141 m3/s時(shí)，上游水位552.08m，相應(yīng)的上游圍堰堰頂高程553.1m；汛期由壩體臨時(shí)斷面攔洪渡汛，渡汛標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，經(jīng)調(diào)洪演算，求得攔洪水位為613.43m，攔洪庫容0.29億m3，壩體攔洪高程615.3m，水力學(xué)計(jì)算成果見表8.2-4。經(jīng)施工總進(jìn)度安排，壩體全斷面施工，填筑總方量169.49萬m3，一個(gè)枯水期難以完成；采用經(jīng)濟(jì)斷面攔洪，壩體填筑總方量97.78萬m3，5月底達(dá)到607.3m，6月中旬達(dá)到615.3m，月平均填筑強(qiáng)度14.26萬m3，經(jīng)對(duì)施工布置，施工道路、料場開采條件及施工方法進(jìn)行研究，這一強(qiáng)度完全可以做到。表3-4方案一水力學(xué)計(jì)算成果表項(xiàng) 目單位第1個(gè)枯水期第1個(gè)汛期備 注設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段10月16日次年4月15日全年全年洪水重現(xiàn)期年1050100洪峰流量M3/洪建筑物泄流方式導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流隧洞過水?dāng)嗝娉叽鏼7.09.0（寬高）7.09.0（寬高）城門洞型進(jìn)口高程m546.0546.0出口高程m542.5542.5洞 長m688.896688.896泄洪指標(biāo)下泄流量M3/s141841.3885.5攔洪庫容億m30.220.29上游水位m552.08607.26613.43最大流速m/s4.1414.2915.04擋水建筑物特性 攔洪方式上游圍堰壩體經(jīng)濟(jì)斷面攔洪頂部高程m553.1609.0615.3最大高度m13.173.079.3壩體建基面高程536.0m最大頂長m59.0136.0174.0四、施工程序安排（一）方案一第1年1月開始導(dǎo)流隧洞的開挖，10月初具備過流條件，10月中旬截流，修建上下游土石圍堰，同期進(jìn)行河床常水位以下壩基開挖和趾板混凝土澆筑，11月中旬開始?jí)误w填筑，第2年5月底壩體經(jīng)濟(jì)斷面搶至與全年50年一遇攔洪水位607.26m齊平，6月中旬經(jīng)濟(jì)斷面上升至全年100年一遇攔洪高程615.3m。第2年6月中旬至第3年2月對(duì)經(jīng)濟(jì)斷面下游壩體進(jìn)行填平補(bǔ)齊，第2年10月中旬第3年3月中旬完成一期面板混凝土的澆筑，第3年3月9月壩體全斷面上升至648.5m高程，10月開始二期面板混凝土的施工，12月底完成；導(dǎo)流洞于第4年1月底下閘封堵，水庫進(jìn)行蓄水。4月底機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意見圖4-1。（二）方案二枯水期圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流，第一個(gè)汛期壩體過水，第二個(gè)汛期壩體攔洪渡汛方案。對(duì)于該方案研究了兩種可能的情況：第一種情況：第一個(gè)汛期壩體全斷面上升至567.5m高程后保護(hù)過水，第二個(gè)汛期壩體全斷面上升至全年100年一遇攔洪高程615.3m，月平均填筑強(qiáng)度控制在14萬m3/月左右，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸與方案一相同，為7.0m9.0m（寬高），壩體攔洪渡汛高程615.3m。第二種情況：為研究縮小導(dǎo)流隧洞洞徑的可能性，第二個(gè)汛期壩體采用經(jīng)濟(jì)斷面攔洪渡汛，壩體填筑強(qiáng)度要求同第一種情況，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸為5.5m7.0m（寬高），壩體攔洪渡汛高程627.00m。經(jīng)施工總進(jìn)度安排，兩種情況的壩體完建工期相同，但第一種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用比第二種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用多340萬元，因此本階段以第二種情況參與導(dǎo)流方案的比較，并分述如下：導(dǎo)流隧洞洞線布置與方案一相同，斷面尺寸為5.5m7.0m（寬高），城門洞型，進(jìn)口底板高程546.0m，出口底板高程542.5m，縱坡i=0.005217。水力學(xué)計(jì)算成果見表4-1。表4-1 方案二水力學(xué)計(jì)算成果表項(xiàng) 目單位第1個(gè)枯水期第1個(gè)汛期第2個(gè)汛期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段10月16日次年4月15日全年全年全年全年洪水重現(xiàn)期年10205050100洪峰流量m3/s1411540208020802500泄洪建筑物泄流方式導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流隧洞+臨時(shí)壩體導(dǎo)流隧洞過水?dāng)嗝娉叽鏜5.57.0（寬高）導(dǎo)流洞5.57.0壩體過流前沿寬度77.0m5.57.0（寬高）進(jìn)口高程M546.0導(dǎo)流洞 546.0壩 體 567.5546.0出口高程M542.5542.5542.5洞 長M688.896688.896688.896泄洪指標(biāo)下泄流量m3/s141311/1150（導(dǎo)流洞/壩體）319/2688（導(dǎo)流洞/壩體）496.7518.7攔洪庫容億m30.040.050.350.43上游水位M553.87573.81575.21618.39624.35最大流速m/s3.968.65/17.15（導(dǎo)流洞/壩體）8.87/19.40（導(dǎo)流洞/壩體）13.8114.42擋水建筑物特性 攔洪方式上游圍堰壩體過水壩體經(jīng)濟(jì)斷面攔洪頂部高程M554.9567.5621.00627.00最大高度M14.933.085.091.0最大頂長M63.077.0192.0222.0（三）具體施工程序安排第1年1月開始導(dǎo)流隧洞的開挖，10月初具備過流條件，10月中旬截流，修建上下游土石圍堰，同期進(jìn)行河床常水位以下壩基開挖和趾板混凝土澆筑，11月中旬開始?jí)误w填筑，第2年5月底壩體經(jīng)濟(jì)斷面搶至與全年50年一遇攔洪水位607.26m齊平，6月中旬經(jīng)濟(jì)斷面上升至全年100年一遇攔洪高程615.3m。第2年6月中旬至第3年2月對(duì)經(jīng)濟(jì)斷面下游壩體進(jìn)行填平補(bǔ)齊，第2年10月中旬第3年3月中旬完成一期面板混凝土的澆筑，第3年3月9月壩體全斷面上升至648.5m高程，10月開始二期面板混凝土的施工，12月底完成；導(dǎo)流洞于第4年1月底下閘封堵，水庫進(jìn)行蓄水。4月底機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意見圖4-2對(duì)于該方案研究了兩種可能的情況：第一種情況：第一個(gè)汛期壩體全斷面上升至567.5m高程后保護(hù)過水，第二個(gè)汛期壩體全斷面上升至全年100年一遇攔洪高程615.3m，月平均填筑強(qiáng)度控制在14萬m3/月左右，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸與方案一相同，為7.0m9.0m（寬高），壩體攔洪渡汛高程615.3m。第二種情況：為研究縮小導(dǎo)流隧洞洞徑的可能性，第二個(gè)汛期壩體采用經(jīng)濟(jì)斷面攔洪渡汛，壩體填筑強(qiáng)度要求同第一種情況，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸為5.5m7.0m（寬高），壩體攔洪渡汛高程627.00m。經(jīng)施工總進(jìn)度安排，兩種情況的壩體完建工期相同，但第一種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用比第二種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用多340萬元，因此本階段以第二種情況參與導(dǎo)流方案的比較，并分述如下：導(dǎo)流隧洞洞線布置與方案一相同，斷面尺寸為5.5m7.0m（寬高），城門洞型，進(jìn)口底板高程546.0m，出口底板高程542.5m，縱坡i=0.005217。水力學(xué)計(jì)算成果見表4-2。表4-2方案二水力學(xué)計(jì)算成果表項(xiàng) 目單位第1個(gè)枯水期第1個(gè)汛期第2個(gè)汛期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段10月16日次年4月15日全年全年全年全年洪水重現(xiàn)期年10205050100洪峰流量m3/s1411540208020802500泄洪建筑物泄流方式導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流隧洞+臨時(shí)壩體導(dǎo)流隧洞過水?dāng)嗝娉叽鏜5.57.0（寬高）導(dǎo)流洞5.57.0壩體過流前沿寬度77.0m5.57.0（寬高）進(jìn)口高程M546.0導(dǎo)流洞 546.0壩 體 567.5546.0出口高程M542.5542.5542.5洞 長M688.896688.896688.896泄洪指標(biāo)下泄流量m3/s141311/1150（導(dǎo)流洞/壩體）319/2688（導(dǎo)流洞/壩體）496.7518.7攔洪庫容億m30.040.050.350.43上游水位M553.87573.81575.21618.39624.35最大流速m/s3.968.65/17.15（導(dǎo)流洞/壩體）8.87/19.40（導(dǎo)流洞/壩體）13.8114.42擋水建筑物特性 攔洪方式上游圍堰壩體過水壩體經(jīng)濟(jì)斷面攔洪頂部高程M554.9567.5621.00627.00最大高度M14.933.085.091.0最大頂長M63.077.0192.0222.01.程序一第1年10月16日第2年4月15日：導(dǎo)流洞于第1年10月底建成通水，10月中旬截流，隨即修建上下游圍堰，同時(shí)完成壩基開挖，趾板混凝土澆筑，壩體全斷面上升至567.5m高程，并做好壩面過水保護(hù)，該時(shí)段完成壩體填筑方量約54萬m3。第2年4月16日9月30日：壩面過水，不考慮壩體施工。第2年10月1日第3年6月15日：完成壩體過水后的清淤修補(bǔ)，隨即開始?jí)误w經(jīng)濟(jì)斷面的填筑，第3年6月15日前壩體經(jīng)濟(jì)斷面上升至攔洪渡汛高程627.00m，期間完成壩體填筑方量114萬m3。第3年6月16日11月30日：完成經(jīng)濟(jì)斷面下游的填平補(bǔ)齊，壩體全面上升至648.5m高程，填筑方量54萬m3。第3年12月第4年5月：進(jìn)行壩前清淤和面板混凝土的澆筑，5月底面板澆完。屆時(shí)永久泄洪建筑物已建成，洪水不再威脅大壩的安全，導(dǎo)流隧洞于6月底下閘封堵。水庫開始蓄水，7月底機(jī)組投壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意見圖4-3。2.導(dǎo)流方案比較兩方案技術(shù)指標(biāo)比較見表4-3，工程量及投資比較見表4-4。表4-3導(dǎo)流方案技術(shù)指標(biāo)比較表項(xiàng)目單位方案一方案二備注導(dǎo)流隧洞尺寸m7.09.05.57.0城門洞型最大堰高m13.114.9設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為時(shí)段10年一遇壩體過水保護(hù)不過水過水保護(hù)攔洪渡汛臨時(shí)斷面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)全年100年一遇全年100年一遇設(shè)計(jì)流量m3/s25002500臨時(shí)斷面高程m615.3627.0最大斷面高度m79.391壩基建基面高程536.0m高峰月平均填筑強(qiáng)度萬m3/月14.2614.25發(fā)電工期月4043表4-4導(dǎo)流方案工程量及投資比較表項(xiàng) 目單位方案一方案二開 挖土石方明挖m33188028865石方洞挖m34854331006填 筑粘土填筑m312981434墊層m3365442土石填筑m31396318915混凝土襯砌混凝土m346903839封堵混凝土m3981643噴護(hù)混凝土m321021768壩體過水防護(hù)混凝土m38565土工防滲膜m2806957鋼 筋t220174鋼 材t135100回填灌漿m216251378投 資萬元12651213通過上述比較可知：方案一直接搶筑臨時(shí)斷面攔洪渡汛，施工簡單可靠，而方案二第1汛采用壩體保護(hù)過水，壩面最大單寬流量14.9m3/(s.m)，坡面最大流速達(dá)17.15m/s，過水保護(hù)難度較大。方案一雖導(dǎo)流工程投資略高，但其發(fā)電工期較方案二可提前3個(gè)月，發(fā)電效益較顯著。因而本階段導(dǎo)流方案推薦采用方案一。2.導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件及工程樞紐布置特點(diǎn)，導(dǎo)流隧洞只能布置在左岸，分進(jìn)口明渠擴(kuò)散段、洞身段及出口明渠擴(kuò)散段三部分。進(jìn)口明渠擴(kuò)散段軸線長50.3m，兩側(cè)以6擴(kuò)散角對(duì)稱向上游擴(kuò)散,最小底寬7.0m，底板高程546.0m，為一平坡明渠。洞身段全長688.896m，其中進(jìn)口喇叭口段長12.0m，頂拱采用橢圓曲線，曲線方程為。其后設(shè)置封堵閘門井，閘門井段長6.0m，封堵閘門采用滑動(dòng)平板鋼閘門，井內(nèi)組裝，閘門豎井平臺(tái)高程570.00m。洞身標(biāo)準(zhǔn)斷面7.0m9.0m（寬高），城門洞型，過水面積58.88m2，隧洞在樁號(hào)0+096.9820+179.629m段設(shè)置彎道，轉(zhuǎn)彎半徑105.0m，轉(zhuǎn)角450554.43。出口明渠擴(kuò)散段軸線長26.1m，以6擴(kuò)散角對(duì)稱向下游擴(kuò)散，最小底寬7.0m，底板高程542.50m，為平坡明渠。導(dǎo)流隧洞經(jīng)初期導(dǎo)流和壩體渡汛兩個(gè)階段，歷時(shí)兩年零4個(gè)月，最高運(yùn)行水位613.43m，洞內(nèi)最大流速15.04m/s。導(dǎo)流隧洞穿過的巖層為志留系下統(tǒng)龍馬溪組和羅惹坪組砂頁巖，大部分洞段巖體基本質(zhì)量級(jí)別為級(jí)，構(gòu)造簡單，僅進(jìn)出口段穿越F2、F1斷層，根據(jù)導(dǎo)流隧洞運(yùn)行特點(diǎn)和地質(zhì)條件，進(jìn)口洞身段50m（含喇叭口段和閘門井段）和出口洞身段90m采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度60cm，其余部位底板澆30cm厚混凝土，頂拱和側(cè)墻掛網(wǎng)噴15cm厚混凝土。出口明渠段巖體較軟弱，崩解性強(qiáng)，為防止表面巖體崩解風(fēng)化失穩(wěn)而堵塞導(dǎo)流洞，運(yùn)行水位以下采用30cm厚鋼筋混凝土薄襯，運(yùn)行水位以上采用掛網(wǎng)噴15cm厚混凝土。導(dǎo)流隧洞出口底板距河底高差6.0m，水流出洞流速較大，為防止出流對(duì)隧洞出口岸坡造成沖刷破壞，對(duì)該部位的岸坡采用鋼筋籠護(hù)底保護(hù)。3.上游圍堰受導(dǎo)流隧洞進(jìn)口布置的制約，上游圍堰的布置空間極為有限，加上隧洞進(jìn)口距河底高差3.54.0m，河床覆蓋層厚24m，工程截流后難以保證漿砌石圍堰的干地施工，施工難度較大，為縮短臨建工程工期，盡快進(jìn)入主體工程的施工，上游圍堰采用土工膜心墻堆石圍堰，堰頂高程553.1m，最大堰高13.1m，堰頂寬6.0m，迎水面邊坡1:2.0，背水面邊坡1:1.5?；A(chǔ)覆蓋層厚度小于5.0m，主要由砂卵礫石和崩積、洪積巨塊石混合而成，防滲性能較差，對(duì)覆蓋層采用抽槽至基巖回填粘土的方式進(jìn)行處理。由于工程區(qū)土料匱乏，且質(zhì)量較差，為保證圍堰的防滲性能，圍堰采用土工膜心墻防滲。4.下游圍堰下游圍堰結(jié)構(gòu)型式與上游圍堰相同。為保證引水隧洞和廠房全年施工，下游圍堰設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用全年10年一遇，洪峰流量為1150m3/s，經(jīng)調(diào)洪演算，并考慮芭蕉河二級(jí)水庫的壅高，求得下游水位為545.0m，相應(yīng)的圍堰堰頂高程545.5m，堰頂寬6.0m，迎水面邊坡1:2.0，背水面邊坡1:1.5，最大堰高11.5m。（四）導(dǎo)流隧洞施工導(dǎo)流隧洞全長688.896m，設(shè)計(jì)斷面為7.0m9.0m（寬高）城門洞型，混凝土襯砌段、混凝土噴護(hù)段的開挖斷面分別為8.2m10.2m（寬高）、7.3m9.45m（寬高）城門洞型，進(jìn)出口明挖量3.05萬m3，洞挖量4.85萬m3，襯砌混凝土0. 47萬m3，鋼筋混凝土噴護(hù)0.21萬m3。導(dǎo)流隧洞施工安排9個(gè)月完成，由于洞線較長，工期緊，需開設(shè)一施工支洞，由三個(gè)工作面同時(shí)掘進(jìn)。進(jìn)出口石方明挖采用先預(yù)裂后松動(dòng)，由上而下、由外至內(nèi)分層分段進(jìn)行開挖，預(yù)裂孔和松動(dòng)爆破孔采用YQ-100型潛孔鉆鉆孔，毫秒微差爆破，3m3裝載機(jī)裝15t自卸汽車運(yùn)往上游柳月坪棄渣場。洞身開挖分上下兩臺(tái)階鉆孔，全斷面開挖，用氣腿鉆鉆孔，周邊光面爆破，1.7m3側(cè)卸式裝巖機(jī)裝10t自卸汽車運(yùn)往下游指定備料場。洞身混凝土澆筑，采用人工立模，5t自卸汽車運(yùn)混凝土轉(zhuǎn)混凝土泵壓送入倉，插入式振搗器振實(shí)。洞身頂拱和側(cè)墻的混凝土噴護(hù)，采用HP-74型混凝土噴射機(jī)分三層噴護(hù)。五、截流與基坑排水（一）截流根據(jù)施工總進(jìn)度安排，為保證壩體第2年6月底以前能填筑至100年一遇攔洪高程，工程截流宜愈早愈好，綜合芭蕉河流域的水文特性，最終選定截流時(shí)間為10月中旬，截流流量為10月份10年一遇月平均流量20m3/s。根據(jù)壩區(qū)施工道路布置和拋投料的堆積場地，采用由左岸向右岸單向立堵進(jìn)占方式，先截上游圍堰，戧堤高程548.10m，頂寬10m，上下游邊坡1:1.3。經(jīng)截流水力學(xué)計(jì)算，龍口最大落差1.42m，最大流速2.99m/s，拋投體最大塊石粒徑0.35m，最大重量60kg。（二）基坑排水在上下游圍堰截流、加高、培厚、閉氣完成后，進(jìn)行基坑排水，排水量包括基坑積水、堰身及覆蓋層滲水，覆蓋層含水及排水過程中可能的降水。排水總量5.50萬m3，采用排水容量0.21m3/s，3天內(nèi)排完。經(jīng)常性排水，由于上下游圍堰的防滲系統(tǒng)均直接與基巖相接，滲水量小，因而經(jīng)常性排水僅考慮降雨和施工棄水，廠房上游沖溝匯水面積較大，施工期間設(shè)排水溝將雨水直接引至下游圍堰以外。經(jīng)計(jì)算，日排水總量3.14萬m3，采用排水容量0.36m3/s。排水泵站設(shè)在上下游土石圍堰的堰腳處，共選用5臺(tái)IS200-150-250A型水泵。（三）下閘蓄水措施為保證順利下閘，在導(dǎo)流隧洞進(jìn)口設(shè)置閘門豎井，井頂高程滿足閘門在井內(nèi)組裝的要求，定為570.00m，閘門的設(shè)計(jì)水頭按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，流量為1540m3/s，水庫的起調(diào)水位為631.5m，經(jīng)計(jì)算，閘門的設(shè)計(jì)水位為639.54m，中心水頭89.0m。導(dǎo)流隧洞封堵門為滑動(dòng)平板鋼閘門，閘門及埋件總重135 t。根據(jù)施工總進(jìn)度的安排，大壩于第3年12月底澆完面板混凝土，屆時(shí)永久泄水建筑物已具備泄洪條件，汛期洪水不再威脅大壩的安全，為早日發(fā)電，下閘時(shí)間選在第4年1月下旬，下閘流量選用1月份10年一遇月平均流量4.27m3/s，下閘水位546.6m。本工程初期發(fā)電水位為616.00m，相應(yīng)庫容3200萬m3，蓄水計(jì)算中不考慮下游的供水要求，根據(jù)推算的芭蕉河一級(jí)壩址19601997年共38年月平均徑流資料統(tǒng)計(jì)，蓄水保證率按80%計(jì)算，可于4月下旬蓄到初期發(fā)電水位。（四）料場開采芭蕉灣料場為壩體主堆石料場，料場基巖裸露，無用層厚度1.712.95m，首先用手風(fēng)鉆鉆孔爆破，揭除無用層，形成工作面，無用料用132kW推土機(jī)集碴，4m3電鏟裝20t自卸汽車運(yùn)至棄碴場。然后自上而下采用YQ-100型潛孔鉆鉆孔，深孔梯段微差擠壓爆破，梯段高度10m，4m3電鏟裝20t自卸汽車運(yùn)往壩體填筑面或各備料場。魚兒泉料場主要為混凝土骨料場和壩體墊層、過渡層的灰?guī)r料場，剝離層厚度4m左右，采用YQ-100型潛孔鉆鉆孔，深孔梯段微差擠壓爆破?；炷凉橇虾蛪|層料加工所用石料采用2m3電鏟裝15t自卸汽車運(yùn)往砂石加工系統(tǒng)進(jìn)行加工，控制爆破最大粒徑為50cm；過渡層料則采用2m電鏟裝1520t自卸汽車直接上壩，控制爆破粒徑為30cm。六、主體工程施工（一）基坑開挖壩基開挖分兩期進(jìn)行，工程截流之前完成常水位545m以上的兩岸岸坡開挖，截流之后進(jìn)行河床壩基開挖。岸坡及河床覆蓋層直接由132kW推土機(jī)集渣，2m3電鏟裝1520t自卸汽車運(yùn)至上游柳月坪棄渣場，棄渣運(yùn)距800m。岸坡趾板部位石方開挖自上而下分層進(jìn)行，采用YQ-100型潛孔鉆鉆孔，周邊預(yù)裂爆破，梯段高度810m。趾板建基面以上預(yù)留2m作為保護(hù)層，保護(hù)層開挖采用手風(fēng)鉆鉆孔，淺孔爆破。兩岸岸坡除趾板附近的岸坡需按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開挖外，一般不做大量開挖，僅局部用人工或淺孔爆破清除松動(dòng)、突起、倒懸的巖體。岸坡開挖在高程545m設(shè)出渣平臺(tái)，開挖石渣溜至出渣平臺(tái)，分別由左右兩岸向上游出渣。剝除堆積物及覆蓋層以后，河床趾板開挖深度一般在3m左右，直接按保護(hù)層進(jìn)行開挖，開挖石渣由推土機(jī)集渣，2m3電鏟裝1520t自卸汽車運(yùn)輸，一部分用作上下游圍堰填筑料，剩余部分作為棄料運(yùn)至上游柳月坪棄渣場堆棄。（二）大壩填筑壩址兩岸地形陡峻，無論哪一岸布置大壩填筑進(jìn)料道路難度都較大，為了適應(yīng)場內(nèi)主干交通布置，與永久道路相結(jié)合，大壩填筑道路集中布置在左岸，分別在高程651.3m、610m、562.5m布置3條主干進(jìn)料道路，其中651.3m、562.5m道路分別為永久上壩公路和永久進(jìn)廠公路， 610m道路需跨越溢洪道泄槽，溢洪道開挖時(shí)通過分期開挖或預(yù)留巖梗予以解決，562.5m道路在交通洞出口處分為兩條支道，上壩高程分別為555m、575m。另外，施工期間在下游壩坡面設(shè)斜坡道輔助上壩。道路布置詳見圖“芭可施工04”。壩面施工主要由鋪料灑水碾壓質(zhì)檢四道工序完成，按流水作業(yè)法組織施工。墊層和過渡區(qū)因?qū)挾容^小，只能平行壩軸線方向布置流水作業(yè)；主次堆石區(qū)各作為一個(gè)填筑工作面，同一分區(qū)在面積較大的情況下也可劃分為兩個(gè)工