水庫導流洞土建及安裝工程施工導流與水流控制施工方案

水庫導流洞土建及安裝工程施工導流與水流控制施工方案1.1概述1.1.1工程范圍及工作內容本標段施工導流及施工期水流控制主要包括：（1）導流洞進出口及施工道路的施工期防洪工程；（2）施工區(qū)或生活區(qū)安全度汛和防護工程；（3）施工期排水。上述工程項目的工作內容包括建筑物的設計和施工；材料、設備的供應和試驗檢驗；設備的安裝、運行和維護；臨時建筑物及其設施和設備的拆除以及本合同規(guī)定的質量檢查和驗收等工作。1.1.2施工導流和水流控制設計依據(jù)及原則（1）招投標文件中技術規(guī)范的規(guī)定和要求；（2）國家及行業(yè)有關的標準和規(guī)范；（3）主體工程建筑物的布置型式；（4）工程現(xiàn)場的施工條件；（5）類似工程的施工經(jīng)驗。1.1.3施工條件1.1.3.1徑流匹里青河徑流的補給方式以降雨和季節(jié)性積雪融水補給為主，受其影響，匹里青河水量年內分配不均。由參證站匹里青水文站1956年～2009年54年實測徑流資料統(tǒng)計結果表明：匹里青河春季水量最大，占年徑流量的43.3%。4～8月份為汛期，以降雨和季節(jié)性積雪融水補給為主，徑流量主要集中在本時段，占年徑流量的69.8%。由匹里青水文站年徑流資料可知，匹里青河最大月徑流多出現(xiàn)在5月，占年徑流量的22.1%，最小月徑流多出現(xiàn)在2月，僅占年徑流量的3.2%。1.1.3.2洪水匹里青河洪水來源主要是春季的積雪消融冰雪水，以及流域內夏季暴雨引發(fā)的暴雨型洪水，在一定的氣候條件下也可能發(fā)生融冰雪型和暴雨型相疊加的混合型洪水。因此，匹里青河的洪水按其成因可分為三種類型：1）季節(jié)性積雪融水洪水；此類洪水一般多發(fā)生在4~5月，主要由中低山和沖積扇積雪融化形成。洪水過程由起漲到落平為8~15d，洪峰不高，但歷時長、洪量大。2）暴雨洪水；此類洪水多在6~7月暴雨季節(jié)發(fā)生，洪水過程特征一般是獨立的峰形，無明顯日變化，過程尖瘦或陡漲緩落，漲水歷時短，漲率大，洪峰流量大，落水歷時較長，洪水歷時比較短，洪量小。3）融雪與暴雨混合洪水。此類洪水可以分為兩種：一種是融雪洪水的漲峰過程與暴雨洪水疊加，另一種是融雪洪水的退水過程疊加暴雨洪水。其洪峰特征是洪水全過程有明顯的日變化峰谷，且伴有降雨天氣；或前期數(shù)日有高溫天氣過程，出現(xiàn)逐漸遞增的日變化峰谷，后期遇降雨天氣，疊加暴雨洪水而形成最高洪峰。此類洪水是匹里青河主要的類型，一般多發(fā)生在4~5月。匹里青河設計洪峰流量成果見表1.1-1。表1.1-1匹里青河匹里青水文站設計洪峰流量頻率計算成果表統(tǒng)計參數(shù)不同設計頻率（%）的設計洪峰流量（m3/s）均值CvCs/Cv0.050.1123.335102063.70.983.056450631526022018913890.7壩址施工期的分月設計洪水成果見表1.1-2、1.1-3。表1.1-2匹里青水文站9月～次年3月各月設計洪峰流量成果表月份不同設計頻率（%）的設計洪峰流量（m3/s）5.0010.020.09月13.9118.1410月12.87.951.7911月7.015.931.8212月5.441.743.991月5.181.473.722月5.191.463.73月32.922.911.0表1.1-3匹里青水文站9月～次年3月各月設計平均流量成果表月份不同設計頻率（%）的各月平均流量（m3/s）5.0010.020.09月6.925.91.8410月5.31.781.211月1.481.053.5712月3.93.543.131月3.543.252.932月3.373.112.813月5.351.791.171.1.3.3水位流量關系根據(jù)2009年12月測繪的壩址河段河道縱、橫斷面資料。結合2009年9月8～11日，伊犁水文水資源勘測局相關技術人員，對水庫壩址工程場址進行的洪痕、大斷面等野外調查勘測成果進行計算。下壩址及壩下廠房水位流量關系見表1.1-4。表1.1-4匹里青河斷面水位流量關系成果表下壩址壩下廠房水位Z（m.黃海）流量Q（m3/s）水位Z（m.黃海）流量Q（m3/s）891.40890.12891.64890.315891.812890.535892.025890.763892.242890.996892.463891.1137892.689891.3184892.8118891.5237893.0153891.7296893.2193891.9360893.4241892.1434893.6294892.3516893.8350892.5604891.0411892.76981.1.4施工特點（1）導流洞進、出口圍堰工程是施工導流與水流控制中的重點和難點項目。（2）導流洞進、出口圍堰施工道路采用導流洞進出口開挖施工道路，相互干擾大。（3）4～8月份為汛期，以降雨和季節(jié)性積雪融水補給為主，徑流量主要集中在本時段，提前做好防汛準備。1.2圍堰設計導流洞進、出口采用巖坎擋水或預留巖（土）埂結合土石填筑結構的型式，以保證導流洞工程的干地施工。1.2.1圍堰導流標準導流洞工程為4級建筑物，相應導流洞進出口圍堰為5級建筑物，設計標準為重現(xiàn)期5~10年一遇洪水。根據(jù)對招投標文件水文資料的分析，導流洞進、出口施工圍堰擋水時段為全年擋水，設計標準P=10%，相應的洪水設計流量Q=138m3/s。根據(jù)水文資料計算，進口相應洪水位為897.5m，出口相應洪水位為891.2m?？紤]開挖可能出現(xiàn)河床堆渣以及修筑圍堰束窄河床的影響，河道水位有可能較原始狀態(tài)天然河道水位抬高，施工圍堰設計應考慮此因素，并編制應急措施。1.2.2圍堰設計為確保防洪度汛的安全，導流洞進、出口圍堰堰頂高程在全年P＝10％頻率洪水水位基礎上，設計時考慮堰頂安全超高、河床堆渣、束窄等影響水位加高1.0m，擬定進口圍堰堰頂高程為898.5m，出口圍堰堰頂高程為895.2m。導流洞進口圍堰布置在導0-040m樁號處，出口圍堰在導0+539m樁號處。根據(jù)招投標文件水文地質資料，進、出口最大圍堰高度均約為2.0m，根據(jù)圍堰不高的特點，擬采用土石圍堰，迎水面坡比采用1∶1.0，背水面坡比采用1：0.75，堰頂寬度設計為3m，為防止汛期洪水沖刷，迎水坡面作適當?shù)膲K石防護。上、下游圍堰的堰基、堰體防滲均采用粘土心墻防滲。其中上游圍堰最大防滲高度約10.0m，下游圍堰最大防滲高度約8.0m。圍堰結構型式及工程量見表1.2-1。表1.2-1導流洞進、出口圍堰結構形式表序號部位及參數(shù)進口圍堰出口圍堰備注1導流特性導流標準（%）10導流流量（m3/s）1382圍堰特性堰前水位（m）897.5891.2安全超高(m)0.8河床堆渣影響加高(m)0.2堰頂高程（m）898.5895.2堰頂寬度（m）6.0結構及形式土石圍堰堰體最大高度（m）1.55.2迎、背水面坡比迎水面1:1.0背水面1:0.75縱向軸線長度（m）9068防滲形式粘土心墻防滲3工程量土石方填筑（m3）124212802522粘土心墻（m3）985+666904+5603115（換填1226）塊石防護（m3）270210480鋼筋石籠防護（m3）320280600圍堰拆除（m3）2820267454901.3圍堰填筑施工1.3.1施工布置（1）施工道路導流洞進、出口圍堰施工道路主要為修筑的臨時施工道路10#-1分別至上下游圍堰。（2）施工風、水、電施工風、水、電采用已形成的系統(tǒng)，詳見第三章：施工總平面布置。1.3.2圍堰填筑料源規(guī)劃本標段施工圍堰土石方填筑總量約5637m3，塊石防護約1080m3。土石方料可利用各自水面以上的開挖料直接上堰填筑，塊石料在開挖料中就近選取。1.3.3施工程序圍堰備料→圍堰填筑→堰體及堰基防滲處理（同步施工迎水面的塊石防護）→基坑排水→基坑內的主體工程施工→圍堰拆除。1.3.4圍堰填筑施工1.3.1.1施工順序（1）測量放線設立標桿；（2）液壓反鏟清基；（3）自卸汽車運土石至填筑區(qū)；（4）液壓反鏟、推土機分層填筑、壓實；（5）迎水面防沖石籠砌筑；（6）圍堰修正閉氣。1.3.1.2施工方法由于堰體填筑工作面較小，因此采用全斷面填筑平起施工。測量放線設立標桿，標定清基、填筑區(qū)域。采用1.6m3液壓反鏟清基，針對進出口砂礫石層進行土方換填，3.0m3裝載機配合15t自卸汽車拉運土石至填筑區(qū)，反鏟拋投進占、推土機平整碾壓，填筑時注意保證粘土芯墻厚度：根據(jù)高程推算出相應芯墻厚度，填筑時先填筑粘土芯墻，后填筑外圍土石渣料，鋪料厚度土石渣料按50~60cm控制，粘土區(qū)按25~30cm控制，即先填筑兩層粘土芯墻，再填筑一層土石渣料，如此循環(huán)直至堰頂。填筑高出水面約50cm時開始進行坡角防沖石籠砌筑，繼續(xù)分層填筑圍堰直至設計高程，人工修正圍堰并閉氣；液壓反鏟輔以人工配合進行外側大塊石護坡。1.3.1.2塊石護坡塊石護坡采用人工碼砌，碼砌平整牢固，無空洞現(xiàn)象，塊石護坡應隨堰體上升而上升。坡面采用反鏟修坡并拍實，保證砌筑表面平整度。1.4施工排水1.1.1施工排水內容圍堰基坑排水包括：圍堰防滲完成后初期基坑排水和基坑內永久工程建筑物施工所需的經(jīng)常性排水，主要包括：（1）堰體與地基的滲漏水；（2）降雨而造成的基坑積水；（3）施工過程中的廢水；（4）坡面匯水；1.1.2施工排水目的通過排水保證建筑物在干地施工，滿足土石方開挖、混凝土澆筑等干處施工的要求，方便設備和工人在工作面施工作業(yè)。1.1.3施工期排水1.1.3.1設備選型原則本工程基坑排水設備選型的原則：（1）滿足排水強度及排水揚程的要求；（2）初期排水設備與經(jīng)常性排水設備相結合；（3）采用大小泵搭配原則；（4）考慮一定的備用數(shù)量。本標段初期排水、經(jīng)常性排水共需配置4臺200S42（單臺280m3/h，揚程42m，功率45KW）水泵，其中上下游各1臺，1臺備用泵。1.1.3.2初期排水基坑初期排水主要包括排基坑積水、堰基和繞堰滲水以及天然降雨。（1）進口圍堰基坑基坑內積水體積經(jīng)計算約為5510m3。考慮天然降雨、施工棄水以及堰基和繞堰滲水等因素影響，初期排水總量按2倍基坑積水估算。按2天排干計算，初期排水強度約272m3/h。設備配置：在基坑布置2臺200S42（單臺280m3/h，揚程42m，功率45KW）水泵，其中一臺備用。（2）出口圍堰基坑基坑內積水體積經(jīng)計算約為2450m3?？紤]天然降雨、施工棄水以及堰基和繞堰滲水等因素影響，初期排水總量按2倍基坑積水估算。按2天排干計算，初期排水強度約110m3/h。設備配置：在基坑布置2臺200S42（單臺280m3/h，揚程42m，功率45KW）水泵，其中一臺備用。1.1.4經(jīng)常性排水根據(jù)氣象資料進行等差計算，積雨面積按8960m2考慮，按1天排完計算，最大排水強度約為9.0m3/h；堰基、繞堰滲水以及施工、養(yǎng)護用水最大強度約120~230m3/h，故經(jīng)常性排水按降水+基坑滲水+施工棄水考慮。為此設備配置小時最大排水強度按1.5倍降雨強度考慮，取260m3/h。設備配置：在上下游基坑各布置1臺200S42（單臺280m3/h，揚程42m，功率45KW）水泵，備用一臺。排水時段為2012年2月20日～2012年10月20日，歷時8個月。1.1.5洞內排水導流洞洞內排水為地下洞室的施工棄水、山巖滲水和施工期特殊地質段的滲漏水的排除。導流洞洞內排水方式主要采取自流排水、臨時集水坑抽排兩種方式。在洞內滲水集中部位設置集水坑，洞內轉彎處設置集水池，分段抽排出洞外。1.1.6排水設施（1）初期排水在基坑內設置浮箱式泵站，前期用于初期排水，排水管路布置沿著圍堰內側爬坡跨堰頂排水。當水位下降至浮箱泵站無法抽排時，在不影響基坑開挖的前提下在適合位置布置固定泵站，通過移動式污水泵抽至泵坑，進行兩級排水。根據(jù)基坑的地形情況，在基坑范圍以外形成截排水溝，一方面防止雨水排入基坑，另一方面避免污水泵頻繁轉移。（2）經(jīng)常性排水初期排水水泵后期用于經(jīng)常排水，采用排水溝和集中固定式泵站排水，在形成的基坑內設置集水坑，負責抽排雨水、施工廢水和圍堰滲水等。1）排水方式及布置靠進圍堰內坡坡腳處設置一排水溝，采用漿砌石襯護，將水直接排至相應泵坑內。2）排水泵站布置排水泵站布置盡量做到揚程底、基礎牢固、不防礙基坑開挖、混凝土澆筑及其它工序施工，前期開挖盡可能的布置在較低部位；后期隨著混凝土澆筑，在混凝土體形以外的左岸選擇一個較低的位置布置泵坑。3）排水泵坑的設置排水泵坑隨開挖、混凝土澆筑施工進度，結合基坑高程情況，分別于相應部位設置。泵坑尺寸按排水強度設計，水泵停機15分鐘水不至于溢出泵坑，泵坑底部高程低于排水溝底1.5～2.0m。1.5安全度汛措施1.5.1圍堰維護（1）安排專人對圍堰進行定期巡視檢查，發(fā)生異常情況時，立即向監(jiān)理人報告。（2）對所有影響圍堰安全與穩(wěn)定以及其它可能造成圍堰損壞的行為加以制止，并及時加固補救。（3）進行土石方爆破開挖施工時，采用由監(jiān)理人批準的爆破方案進行施工，做好防護措施，保證圍堰結構和所有排水設施的安全。（4）在進入集水坑的渠端設量水堰，派人定期測量圍堰滲水，當發(fā)現(xiàn)滲水量加大或其它異?，F(xiàn)象時要立即查找原因，及時向監(jiān)理人報告并加固處理。1.5.2防洪度汛（1）防洪度汛措施為確保工程施工安全，度汛期間，特采取以下措施：1）確保防汛物資運輸?shù)缆窌惩?，配備專用施工機械設備和人員對場內道路進行維護，觀測邊坡穩(wěn)定情況，使排水溝暢通、路面良好，保證設備撤退和防洪度汛物資調配迅速到位；2）加強施工區(qū)內沖溝、山洪和地下水的引排措施，加大水泵的抽排強度，盡量減小施工區(qū)內積水程度。（2）防汛檢查汛期來臨，成立防汛小組，要充分發(fā)揮其職能，定期進行防汛檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并及時整改?，F(xiàn)場檢查。組織相關部門重點對重大危險源和防汛措施落實情況進行檢查，檢查有規(guī)劃、有記錄、有整改措施和跟蹤整改記錄，對檢查整改不合要求的給予處罰。根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，同時要對防汛措施的合理性和防汛結構的安全性進行復核鑒定，調整防汛方案為最佳方案。物資儲備檢查。根據(jù)監(jiān)理批準的防汛方案，對計劃的防汛物資種類和數(shù)量進行檢查，對物資儲存狀態(tài)、設備狀況等進行檢查，保證設備狀況良好，物資準備充足，物資滿足防汛要求。（3）防汛組織機構以項目經(jīng)理為第一責任人設立防汛組織機構，下設防汛辦公室負責日常事務處理和聯(lián)絡，施工隊伍根據(jù)功能分組劃片區(qū)負責具體的防汛項目，并成立專門的防汛搶險隊伍，應急處理各項防汛突發(fā)事件。（4）搶險預案為了避免施工期間洪水超標，造成洪水流入基坑，影響施工，特制定搶險預案如下：1）提前成立防汛領導小組，發(fā)生險情時即為搶險工作組；2）派專人巡視，一旦發(fā)生險情應通過電話或對講機，及時向工作組報告；3）加強水情預報，與業(yè)主水情預報部門密切聯(lián)系，作到水情、雨情心中有數(shù)；及時通知施工單位，以保證施工人員安全和設備安全撤退；4）備好粘土草袋、塊石等防洪搶險物資，若遇超標洪水，力爭把損失減小到最低程度；5）根據(jù)水情預報，汛期遇超標洪水時，應按照年度度汛措施中的基坑撤退預案，組織基坑人員、機械設備、材料的撤離。作到先人后機、有條不紊，撤退有序，確保人身和機械設備的安全。人員，機械安全撤離后開始對基坑進行充水，以減小洪水對基坑造成的損失，洪水過后再根據(jù)水情預報經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理同意后恢復上、下游土石圍堰，安排抽水清淤繼而恢復基坑生產(chǎn)。（5）防汛搶險物資儲備項目部根據(jù)汛期危險源的綜合分析，確定防護項目，制定防范措施和應急方案，根據(jù)應急方案和防范措施提前做好防汛搶險物資儲備。根據(jù)防范的部位結合具體的現(xiàn)場條件，確定物資倉庫的位置。常規(guī)防汛材料和物資及設備主要有：塊石、鋼筋籠、鋼絲籠、木樁、編織袋或草袋、抽水泵、水泥等。常規(guī)材料可以在工地設庫，以便及時所需。汛期來臨，密切關注水情雨情，計劃好防汛物資種類和數(shù)量，做好充分的準備。防汛物資必須做到專項專用，不能挪作他用。防洪物資備用：編織袋或草袋3000個，救生衣10套，大小水泵10臺套。（6）超標準洪水對于超標準洪水，應有所承擔工程抵御超標洪水的應急預案，并報監(jiān)理人及發(fā)包人審核批準，其主要內容包括(但不限于)：1）制定抵御超設計標準洪水的應急預案。