圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工方案

圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工總體方案?工程概述新疆**水電站工程位于呼圖壁河流域，昌吉州南部雀兒溝鎮(zhèn)境內(nèi)。距呼圖壁縣城78km,距昌吉市116公里，對外交通較為便利，大壩為瀝青心墻土石壩，最大壩高106m，主要為灌溉、發(fā)電及工業(yè)用水等綜合利用。本工程選用不過水圍堰一次攔斷河床，利用隧洞(泄洪洞)泄流的導(dǎo)流方式。大壩級別按2級建筑物設(shè)計；次要建筑物為4級，臨時性建筑物為5級。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》SL303-2004規(guī)定，導(dǎo)流建筑物為4級，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為10~20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。上游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)按全年20年一遇洪水流量設(shè)計，設(shè)計流量389m3/s,經(jīng)水力學(xué)計算,上游圍堰擋水水位為1175.2m。上游圍堰1157.000?1153.000為砂巖石渣回填，1153.000以下為砂礫石層覆蓋層?基巖。?編制依據(jù)新疆**水電站大壩及引水系統(tǒng)工程施工合同《水利水電工程施工組織設(shè)計》《水電水利工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》相關(guān)施工圖紙及設(shè)計文件?上游圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1概述本工程選用全年不過水圍堰一次攔斷河床，利用隧洞(泄洪洞)泄流的導(dǎo)流方式。泄洪沖沙(兼導(dǎo)流)隧洞導(dǎo)流洞(泄洪洞)進(jìn)口底板高程EL1160m，出口底板高程EL1132m，長635m，坡度i=4.48%，斷面采用城門洞型，尺寸為9.0X8.5m(寬X高)。上、下游土石圍堰上游圍堰由本標(biāo)段負(fù)責(zé)設(shè)計及施工，其主要作用是保護(hù)大壩地基開挖和大壩干地施工。上游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)按全年20年一遇洪水流量設(shè)計，設(shè)計流量389m3/s，經(jīng)水力學(xué)計算,上游圍堰擋水水位為EL1175.2m；下游圍堰按10年一遇全年洪水流量設(shè)計，設(shè)計流量270m3/s，相應(yīng)圍堰擋水水位EL1133.0m。3.2上游圍堰的位置上游圍堰在保護(hù)大壩地基開挖和大壩干地施工的同時，需要兼顧引水系統(tǒng)進(jìn)水口的開挖和后期混凝土澆筑，同時要求2011年汛前達(dá)到EL1176.0m高程，綜合上述要求的考慮,上游圍堰布置在引水系統(tǒng)進(jìn)水口上游，壩上0+303.00m處。見附圖《大壩導(dǎo)截流平面布置圖》3.3上游圍堰斷面設(shè)計本工程所用圍堰為W級土石圍堰，穩(wěn)定安全系數(shù)$1.05，安全加高0.5m。3.3.1堰頂高程的確定按圍堰擋20年一遇的洪水Q=389m3/s設(shè)計，圍堰上游水位為EL1175.2m。堰頂高程的確定為設(shè)計洪水的靜水水位與風(fēng)浪及安全超高之和。安全加高0.5m，風(fēng)浪爬高0.3m。故堰頂高程設(shè)計為EL1176m。3.3.2堰頂寬度的確定堰頂寬度取決于構(gòu)造、交通和施工要求等，堰頂寬度設(shè)計為10m。3.3.3圍堰斷面結(jié)構(gòu)**水電站壩區(qū)及引水系統(tǒng)進(jìn)水口段開挖產(chǎn)生大量的棄料，砂巖風(fēng)化物儲量豐富，針對圍堰設(shè)計的需要，進(jìn)行顆粒級配、擊實、強度與應(yīng)力-應(yīng)變特性、水中拋填土壓密性等土工試驗，了解到風(fēng)化砂巖作為堰體填料的適應(yīng)性。堰體設(shè)計坡比，上游迎水面坡比1:2.5,下游背水面坡比1：1.75。堰體的標(biāo)準(zhǔn)斷面見附件。3.3.4堰體填料設(shè)計圍堰的填料主要為風(fēng)化砂巖、砂礫石、塊石和過渡料墊層。3.3.5防滲設(shè)計圍堰防滲分為兩部分，EL1157m高程以下圍堰基礎(chǔ)防滲采用高壓旋噴灌漿防滲板墻，要求高噴板墻墻底嵌入巖體0.5m,旋噴孔距1m。EL1157m高程以上堰體防滲采用粘土心墻防滲，黏土心墻位于堰體的中部，心墻斷面自上而下逐漸加厚，坡度為1:0.3,頂部寬度2m,底部寬度13.4m。粘土心墻料底部與高噴板墻頂部連接，采用在高噴板墻頂現(xiàn)澆混凝土蓋帽，混凝土蓋帽深入粘土心墻1m。3.3.6防沖設(shè)計我部根據(jù)以往的施工經(jīng)驗，對圍堰的防沖作為重點部位，即在坡腳處采用堆石護(hù)腳，底部采用大于0.7m的大塊石，EL1163.3m以上采用粒徑為0.4~0.7m的中等石塊作為迎水面護(hù)坡。3.3.7穩(wěn)定計算利用折線法對本設(shè)計斷面進(jìn)行安全穩(wěn)定校核，設(shè)坡上一土粒重為Q,其滑動力Qsin,抗滑力為Qcosatg申，則安全穩(wěn)定系數(shù)K為：K=Qsocatg^/Qsina=ctgatg申經(jīng)過土力學(xué)分析，滑裂面與水平夾角a=21°4805 ；土塊體內(nèi)摩擦角屮=26°K二Qsocatg申/Qsina二ctgatg申=1.219K=1.219>1.05滿足W級建筑物壩坡正常穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1.05的要求。見附圖《上游圍堰標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖》?圍堰施工4.1圍堰施工程序圍堰分兩期三序施工，施工程序為：上游圍堰高噴作業(yè)平臺一期I序右岸填筑（40m,高程EL1157m）f—期右岸高噴灌漿-高噴作業(yè)平臺一期II序左岸填筑（35m,高程EL1157m）f戧堤合龍施工一蓋帽砼施工一圍堰填筑。4.2覆蓋層清理圍堰覆蓋層開挖分兩期進(jìn)行，截流后完成河床水位以上的開挖，初期排水完成后進(jìn)行河床覆蓋層開挖。覆蓋層采用1.6m3液壓反鏟開挖，220HP推土機(jī)配合，填筑利用料就近堆放，棄料采用25t自卸汽車分別運輸至上游右岸棄渣場堆存。4.3混凝土蓋帽施工圍堰初期完成EL1157m高程后，在完成高噴板墻后隨即開始蓋帽砼施工。此施工階段由戧堤擋水，滲水不是很大，分段澆筑，不影響蓋帽砼澆筑，采取分段挖排水溝排除滲水的方法，分段完成刺墻開挖及砼澆筑。刺墻砼采用C20二級配，砼在拌和站拌制，采用6.0m3砼攪拌車運輸至工地現(xiàn)場直接入倉的方法，插入式振搗器振搗，人工拆模、養(yǎng)護(hù)。刺墻砼施工工藝流程見圖1-1。4.4圍堰堰體填筑4.4.1作業(yè)區(qū)劃分為適應(yīng)機(jī)械平行流水作業(yè)要求，心墻及堆石料填筑壩面均按鋪料、碾壓、質(zhì)檢三工序劃分作業(yè)區(qū)。心墻和復(fù)合反濾料沿軸線方向劃分流水作業(yè)面，心墻兩側(cè)堆石料分兩個填筑區(qū)，均沿壩軸線方向劃分流水作業(yè)面。流水作業(yè)面長度（平行壩軸線方向）取碾壓機(jī)械正常作業(yè)長度40?80m。鑒于心墻土料和堆石料取樣質(zhì)檢時間約需2h,作業(yè)區(qū)內(nèi)碾壓一般控制在2h左右完成，為取樣、試驗和補壓留出時間裕量。4.4.2施工方案圍堰防滲體填筑沿軸線方向進(jìn)行施工，采用心墻與其兩側(cè)混合反濾料平起填筑，跨縫碾壓的施工方法。反濾料和心墻土料結(jié)合部位采用先砂后土的方法施工。堆石體采用1.6m3液壓反鏟挖裝，25t自卸汽車運輸，土料和反濾料分別采用1.6m3液壓反鏟和3.0m3裝載機(jī)裝料，20t自卸汽車運輸。心墻土料和堆石料采用進(jìn)占法鋪筑，推土機(jī)平料；反濾料采用后退法鋪筑，反鏟平料。土料采用16t振動碾，反濾料采用18t振動平碾，堆石料采用18t振動平碾進(jìn)退錯距法碾壓。迎水面邊坡用反鏟削坡后同時進(jìn)行塊石護(hù)坡的施工，采用反鏟配合人工按照設(shè)計線砌筑。圖1-1 砼蓋帽澆筑工藝流程圖4.4.3施工方法心墻防滲土料在鋪填土料前，填筑0.8?1.0m厚的復(fù)合反濾料；清洗干凈與粘土接觸的砼蓋帽表面，并涂刷一層厚度3?5cm的濃粘土漿，隨填隨刷，保持其濕潤，利于堰體與基礎(chǔ)之間的結(jié)合。2） 心墻土料的鋪筑沿圍堰軸線方向進(jìn)行，采用進(jìn)占法卸料，25t自卸汽車在已平好的松土層上行駛，220HP推土機(jī)向前進(jìn)占平料，采用鋼釬和定點測量方式控制鋪土厚度，不得超厚。3） 心墻土層采用18t振動碾碾壓，其行駛方向平行圍堰軸線。分段碾壓時，相鄰兩段交接帶碾跡彼此搭接，垂直碾壓方向搭接帶寬度不小于0.5m；順碾壓方向搭接帶寬度為1.5m。4） 心墻采用先填反濾料后填土料的方法平起填筑，心墻鋪筑厚度20cm，兩層土料一層過濾料跨縫碾壓。5） 每一填土層按規(guī)定參數(shù)施工完畢，經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后才能繼續(xù)鋪筑上一層。在繼續(xù)鋪筑上層新土之前，在壓實土層表面采用刨毛器和灑水車進(jìn)行刨毛、潤濕處理，以利土層間結(jié)合。6） 心墻面積較小，不留縱橫接縫，平起施工。7） 汽車穿越心墻路口段，經(jīng)常更換位置，不同填筑層路口段交錯布置，對路口段超壓土體預(yù)以挖除。8） 雨天施工措施：心墻填筑施工過程要加強氣象預(yù)報，提前做好防雨準(zhǔn)備，正確掌握雨前停工，雨后復(fù)工的時機(jī)。在降雨來臨前，將已平整尚未碾壓的松土層，用振動平碾快速碾壓形成光面，心墻壩面全部用涂膠帆布覆蓋，防止雨水滲入。（2）反濾料填筑1） 反濾料填筑采用先砂后土的方法，與心墻及堆石填筑面平起施工，填筑兩層土料，一層放濾料，跨縫碾壓；填筑兩層反濾料，鋪筑一層堆石料，跨縫碾壓。2） 反濾層采用25t自卸汽車運輸，后退法卸料；其在挖裝前保持濕潤狀態(tài)，避免挖裝和鋪筑過程中顆粒分離。3） 心墻填筑過程中，在經(jīng)過反濾層的路段鋪設(shè)20mm厚鋼板，防止汽車輪胎將雜物與其他料物混入，污染反濾料。4） 反濾料采用1m3反鏟進(jìn)行攤鋪，嚴(yán)格控制鋪料厚度，做到鋪料均勻，確保不發(fā)生分離；反濾層界面上出現(xiàn)超徑石后，采用1m3反鏟將其移放至鄰近的粗料區(qū)。與反濾料接觸的堆石料中分離出的大于100mm的石料采用1m3反鏟予以清除。5） 反濾料采用18t振動平碾平行于壩軸線方向碾壓，防止心墻土被帶至反濾層面發(fā)生污染。反濾層與岸邊接觸處采用振動平碾順岸邊進(jìn)行壓實。（3） 堆石料填筑1） 堆石料采用25t自卸汽車運輸，進(jìn)占法卸料，卸料時控制好料堆分布密度；堆石料采用220HP推土機(jī)攤鋪，攤鋪厚度符合設(shè)計要求。2） 堆石料鋪料厚度80cm，與心墻防滲體平起填筑。3） 堆石料采用18t振動平碾壓實，行駛方向平行于圍堰軸線，與岸坡結(jié)合處2m寬范圍內(nèi)平行岸坡方向碾壓，不易壓實的邊角部位減薄鋪料厚度，用平板振動器壓實，壓實遍數(shù)按監(jiān)理工程師指示作出調(diào)整。4） 圍堰內(nèi)修建的臨時道路，其材料按所經(jīng)各區(qū)的要求填筑。對圍堰內(nèi)道路邊緣松動或分離的填料，按所在料區(qū)填料碾壓要求與新填料一起重新進(jìn)行碾壓。5） 雨天堆石料填筑施工措施A、 在圍堰兩岸高邊坡的合適位置設(shè)置截水溝，并結(jié)合施工道路排水溝排除邊坡匯水至填筑面以外。B、 雨天圍堰填筑施工，為防止雨水明流對填筑面及邊坡的沖蝕，及時對運輸上壩料攤鋪、整平、碾壓；在每一層填筑面碾壓后，使填筑面形成向下游傾斜的坡面（坡度不陡于1%），以利水流順暢下泄。C、 雨天圍堰填筑施工，對運輸?shù)缆芳訌婐B(yǎng)護(hù)，及時清除路面障礙物及路基排水溝，以利水流下泄。對運輸車輛，加強維修保養(yǎng)，確保機(jī)械的制動系統(tǒng)安全。（4） 護(hù)坡塊石填筑1） 上、下游圍堰護(hù)坡塊石隨壩體上升逐層砌筑，各層的護(hù)坡塊石和同層的堆石料采用交替鋪筑的方法進(jìn)行；先填筑一層堆石料，再進(jìn)行護(hù)坡塊石施工。2） 砌筑護(hù)坡前，修整該層堆石料邊坡。3） 在料場及棄渣場選取質(zhì)地堅硬的塊石或卵石，采用25t自卸汽車運至堰面，采用1.2m3挖掘機(jī)進(jìn)行平整，要求上游坡面平順，無明顯凸起，滿足穩(wěn)定坡面的要求。?工程量及工期安排5.1主要工程量上游圍堰工程量匯總表序號項目名稱單位工程量備注1槽挖m355002粘土心墻m325000

3高噴板墻鉆孔及灌漿m12004過渡料填筑m3110005蓋帽混凝土m3500C20二級配6圍堰填筑料填筑m31300007戧堤與圍堰之間填筑料填筑m3800008戧堤填筑料填筑m3350009大塊石m3900010粘土鋪蓋m3400011反濾料m34000012塊石護(hù)坡m2800013鉛絲籠m38002010年10月2010年10月4日-10月28日2010年10月29日-11月17日2011年3月15日-4月22日2010年3月28日-3月30日2010年3月31日-5月31日圍堰1157高程以下左側(cè)填筑及灌漿圍堰1157高程以右左側(cè)填筑及灌漿圍堰混凝土蓋帽施工截流及戧堤加高培厚圍堰填筑.質(zhì)量保證措施施工前應(yīng)對施工人員進(jìn)行質(zhì)量交底，及質(zhì)量意識教育。安排專職質(zhì)檢員進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督、檢測，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”粘土心墻鋪料和碾壓過程中加水濕潤，加水量在最優(yōu)含水量附近。砂礫料的卸料高度不宜過大，以防分離，鋪料時做到粗細(xì)搭配，靠近岸邊地帶鋪填細(xì)料，以防架空現(xiàn)象。分段碾壓時，相鄰兩段交接帶碾跡彼此搭接，順碾壓方向，搭接長度不小于0.5m,垂直碾壓方向的搭接寬度為1m?1.5m。振動碾行駛方向平行于圍堰軸線，靠岸邊碾壓不到的地方，可以順坡向行駛,并適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)。岸邊地形突變而振動碾碾壓不到的局部地帶，采用薄層鋪筑和小型振動碾碾壓。高噴灌漿應(yīng)通過灌漿試驗確定鉆灌參數(shù)，確保生產(chǎn)型灌漿質(zhì)量。?安全文明保證措施施工前應(yīng)對施工人員進(jìn)行危險源告知、安全教育及安全技術(shù)交底。安排專職安全員進(jìn)行安全監(jiān)督、檢查，嚴(yán)格執(zhí)行安全管理制度。臨水作業(yè)必須穿救生衣。夜間施工應(yīng)有充分照明，施工干道安排專人進(jìn)行交通指揮。邊坡邊沿設(shè)置警示設(shè)施。灌漿設(shè)備應(yīng)整齊、緊湊布置，施工廢水應(yīng)通過沉淀池沉淀后，方可排放。施工中的廢油、添加劑等應(yīng)根據(jù)環(huán)保