水電站攔河壩工程施工導(dǎo)流方案

水電站攔河壩工程施工導(dǎo)流方案1.1、壩址地形條件和水文特性壩址區(qū)為高山峽谷地貌，兩岸地形陡峻，地形坡度30～50°，河床呈“U”字型寬60～65m。壩址區(qū)無大規(guī)模滑坡、泥石流等物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，壩址下游右岸發(fā)育一條寬約30m已到晚期的沖溝，溝底有殘坡洪積層，沖溝對閘壩的安全穩(wěn)定無影響，但應(yīng)注意沖溝水流對壩下游的沖蝕，應(yīng)做好截排水工作。xx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，降雨主要集中在6～9月，6～8月為洪水多發(fā)季節(jié)，11月～次年3月為枯水期。根據(jù)本流域降雨資料及洪水特點，提出11月1日～次年4月30日、11月1日～次年5月31日、12月1日～次年4月30日、12月1日～次年5月31日及全年共5個導(dǎo)流時段進(jìn)行分析比較，各時段的施工頻率洪水見表1-1。表1-1施工洪水流量表單位：m3/s施工區(qū)施工期p=2％p=3.33％p=5％p=10％p=20％p=50％廠區(qū)樞紐全年891379097117577544542776首部樞紐全年46043981349626931938108311－5月1220111078455632511－4月56051540831619312－5月1205109077955231812－4月55350337828717111月34230324318511312月1131079683651月1201119680572月170157135114793月231210173137914月5534903672641485月12051090760507225導(dǎo)流時段取枯水時段12月1日～次年4月30日。1.2、導(dǎo)流方式根據(jù)壩址處的地形地質(zhì)條件、建筑物的型式和布置情況，采用“圍堰一次斷流、隧洞導(dǎo)流”的方式，即非汛期（12月1日～次年4月30日）來水由上游圍堰擋水，導(dǎo)流洞過流；汛期（5月1日～11月30日）來水由原河道及導(dǎo)流洞共同泄流。1.3、導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)本工程攔河壩為3級建筑物，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303－2004）的規(guī)定，相應(yīng)的導(dǎo)流建筑物為5級。導(dǎo)流方案選用“斷流圍堰，隧洞導(dǎo)流”的方式，圍堰為土石混合結(jié)構(gòu)型式，過水圍堰，其擋水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用5～10年一遇，本次設(shè)計取5年一遇。根據(jù)本工程施工進(jìn)度要求，導(dǎo)流時段按非汛期的枯水時段12月1日～次年4月30日洪水考慮，相應(yīng)的最大設(shè)計洪峰為287m3/s。1.4、導(dǎo)流程序和導(dǎo)流方案根據(jù)水力計算成果，結(jié)合施工控制性進(jìn)度安排，攔河壩的導(dǎo)流方案可分以下幾個階段：1）第一階段2005年10月1日至2005年12月31日，為導(dǎo)流洞開挖期及大壩兩岸壩基開挖期。洪水通過天然河床下泄。在2005年12月底，導(dǎo)流洞開始導(dǎo)流。2）第二階段2006年1月1日至2006年1月31日，為圍堰施工期，及大壩壩基河床段開挖期。大壩壩基河床段開挖于2006年3月1日之前完成。3）第三階段2006年3月1日至2006年4月30日，為壩體砼澆筑施工期，壩體施工期導(dǎo)流采用5年一遇（P=20%）設(shè)計洪水，來水由圍堰擋水，導(dǎo)流洞過流。其中，壩基碾壓砼應(yīng)在2006年4月30日完成澆筑任務(wù)。4）第四階段2006年5月1日至2006年11月30日，為壩體上部結(jié)構(gòu)砼澆筑施工期，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工期，此期施工應(yīng)避開洪水進(jìn)行施工，當(dāng)洪峰流量超過300m3/s，大壩基坑將過水，施工中斷，應(yīng)做好基坑的保護(hù)工作。5）第五階段2006年12月1日至2007年4月30日，此階段按非汛期5年一遇（P=20%）洪水考慮，來水經(jīng)導(dǎo)流洞過流。導(dǎo)流隧洞封堵在2007年1月進(jìn)行。封堵前應(yīng)拆除上下游圍堰。1.5、導(dǎo)流建筑物1.5.1、導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流隧洞布置在大壩左岸，有2個轉(zhuǎn)彎段，隧洞進(jìn)口位于大壩壩軸線上游約100m處，進(jìn)口底高程455.0m，出口底高程453.0m，縱坡為0.6%，導(dǎo)流隧洞長335m。開挖斷面為8.0m×9.0m（寬×高）城門洞型。導(dǎo)流洞中地質(zhì)條件較差的地段采用鋼筋砼襯砌或噴錨襯護(hù)。導(dǎo)流隧洞封堵段長度約15.0m。1.5.2、上游圍堰上游圍堰布置在壩趾板軸線上游70.0m處，為土石混合圍堰。堰頂高程464.50m，堰底高程454.0m，最大堰高10.5m。堰頂寬4.0m，堰長96.0m，上游邊坡為1:1.5，下游邊坡為1:2.0。根據(jù)堰址地形地質(zhì)條件，圍堰基礎(chǔ)防滲采用高壓定噴折接防滲薄墻防滲(頂高程457.0m)，堰體采用防滲土工膜防滲?？紤]到汛期過水要求，圍堰上游面均采用厚50cmM7.5漿砌塊石護(hù)坡，頂部和下游面均采用厚20cm的鋼筋網(wǎng)砼護(hù)頂和護(hù)坡。1.5.3、下游圍堰當(dāng)非汛期5年一遇的洪水到來時，導(dǎo)流洞下泄流量為287.0m3/s，下游洪水位為456.16m，下游圍堰為粘土草包防滲的土石圍堰，頂高程為456.66m，上下游邊坡均為1：0.5，頂寬1m，長100m，兩側(cè)采用開挖出的土石方回填平整為施工場地。各導(dǎo)流建筑物布置詳見《施工導(dǎo)流布置圖》（本頁插入施工導(dǎo)流布置圖）1.6、導(dǎo)流建筑物施工進(jìn)場后先安排導(dǎo)流洞開挖，導(dǎo)流洞貫通后，開始上游圍堰施工，實施截流，河水改道從導(dǎo)流洞過流，再施工下游圍堰。導(dǎo)流洞封堵前拆除上、下游圍堰。1.6.1、導(dǎo)流洞施工導(dǎo)流隧洞長335m，進(jìn)口底高程455.0m，出口底高程453.0m，縱坡為0.6%，。開挖斷面為8.0m×9.0m（寬×高）城門洞型。土石方明挖2722m3，石方洞挖22940m3。計劃進(jìn)出口二個工作面同時掘進(jìn)，二個半月內(nèi)完成導(dǎo)流洞開挖。1、施工方法導(dǎo)流洞開挖采用臺階法施工全斷面跟進(jìn)，先開上平洞（5.0m），后開下平洞（4.0m）。開挖采用光面爆破技術(shù)。出碴采用裝載機(jī)裝碴自卸車運(yùn)輸。2、機(jī)械配備開挖鉆孔采用手風(fēng)鉆鉆孔，每個工作面配8支風(fēng)槍，出碴配備3m3裝載機(jī)一臺，5t自卸車6輛。1.6.2、圍堰施工1、圍堰填筑圍堰施工盡可能安排大型施工機(jī)械，提高效率。安排1臺1m3反鏟挖掘機(jī)取料，5～10輛5t自卸汽車運(yùn)輸上堰，1臺132kw推土機(jī)推平，碾壓采用凸塊振動碾。護(hù)坡和拋石固腳的石料采用開挖石方解決，用1m3反鏟挖掘機(jī)拋投，并輔以人工填筑。迎水面漿砌塊石護(hù)坡采用人工砌筑，背水面鋼筋砼護(hù)坡采用簡易滑模施工，拖拉機(jī)運(yùn)送砼，軟軸振搗器搗實。457m以下戧堤填筑完畢后就開始堰體基礎(chǔ)防滲墻施工。2、圍堰拆除圍堰拆除采用1m3反鏟挖掘機(jī)挖裝，邊退邊挖，自卸汽車運(yùn)輸至棄碴場。3、截流施工截流主要在上游圍堰施工時，根據(jù)施工總進(jìn)度安排，截流時段定在2006年1月上旬。截流采用非汛期5年一遇流量標(biāo)準(zhǔn)，流量為287m3/s。截流由上游圍堰左右兩側(cè)向中間雙戧堤雙向進(jìn)占、立堵截流。龍口位于中間河床處，在河床中間處合籠。截流戧堤上、下游邊坡均為1：1.5，截流戧堤頂部高程457m；拋投塊石外購解決，采用2臺1m3反鏟挖掘機(jī)選裝，12輛5t自卸車運(yùn)輸，2臺3m3裝載機(jī)推進(jìn)施工。1.6.3、堰體混凝土防滲墻施工本工程圍堰堰體擬用混凝土高壓定噴折接防滲薄墻防滲。一、施工布置利用戧堤頂交通，上鋪一層5～10cm碎石，作為施工平臺，施工平臺寬6～8m，施工平臺應(yīng)滿足便于搭設(shè)拆卸并易于固定施工機(jī)械設(shè)備且保證人員操作安全便利。泥漿系統(tǒng)用于鉆孔固壁，由泥漿制漿站、泥漿池、供漿管路等組成。制漿站布置分期在左右布置一個，由攪拌平臺、膨潤土倉庫、供水管、供漿管等組成，其主要設(shè)備有ZJ—400高速泥漿攪拌機(jī)2臺，2PN型泥漿泵2臺，供漿管路采用3寸鋼絲塑料管沿防滲墻施工軸線鋪設(shè)至各施工槽段，輸送泥漿。泥漿池包括原漿池、標(biāo)準(zhǔn)漿池和回收漿池，其容積均應(yīng)為7.0m3、4.0m3、1.2m3，以滿足鉆孔所需泥漿。泥漿池左右岸分別布置一座。水泥倉庫、空壓機(jī)站擬分期布置在兩岸，施工用水由水池供應(yīng)，施工用電從配電房接入，施工用風(fēng)由壓風(fēng)站供應(yīng)。二、主要施工方法高噴防滲墻在圍堰戧堤頂上施工，采用三管定噴、折接成樁方法進(jìn)行施工。施工程序見圖1-1。水電管線鋪設(shè)水電管線鋪設(shè)測量放線安裝鉆機(jī)、噴機(jī)、空壓機(jī)、高壓泵等建造水泥漿制漿站水泥漿拌制漿液中轉(zhuǎn)、輸送拌制鉆孔施工廢漿渣處理終孔驗收噴機(jī)就位地面試噴定向下噴管提升噴射結(jié)束、移機(jī)孔口補(bǔ)漿墻體質(zhì)量檢查取樣檢驗水泥漿回收廢漿處理圖1-1高噴灌漿施工程序圖高噴防滲薄墻鉆噴分二序施工，先施工Ⅰ序孔（含先導(dǎo)孔），后施工Ⅱ序孔，相鄰施工間隔時間不少于24小時。本工程的施工機(jī)具按“二鉆一噴”進(jìn)行配置，即一個機(jī)組的施工設(shè)備由二臺地質(zhì)鉆機(jī)、一套高噴臺車和其它必要的設(shè)備（制漿機(jī)、測斜儀等）組成。高噴設(shè)備由一臺高噴臺車、高壓泵、空壓機(jī)、泥漿泵、攪拌機(jī)等設(shè)備組成。1、水泥漿液制備（1）、漿液和水泥材料高噴漿液采用32.5R普通硅酸鹽水泥制備。漿液水灰比為0.7:1，采用高速攪拌機(jī)攪拌，純拌合時間不少于30s，連續(xù)制漿?？卓诨貪{再利用時，應(yīng)測試回漿密度，回漿密度不得小于1.2g/cm3，并加入適量的水泥，使?jié){液密度達(dá)到1.6～1.65g/cm3。儲漿桶內(nèi)已制成待用的漿液采用低速攪拌機(jī)攪拌，以防止沉淀；超過4h而尚未使用的漿液應(yīng)予以廢棄。為提高漿液的穩(wěn)定性，可在加入水泥干料時加入水泥干料量5%的膨潤土粉或一定量的粘土漿液。（2）、漿液制輸高噴灌漿所用水泥液采用集中制漿站制漿。沿防滲墻灌漿軸線鋪設(shè)輸漿管至各施工作業(yè)面。（3）、漿液質(zhì)量控制在制漿站配備比重計等實驗設(shè)備，由送漿工對漿液密度、溫度和時間等進(jìn)行檢測和記錄，并由技術(shù)人員進(jìn)行抽檢，據(jù)此控制漿液質(zhì)量。2、鉆孔施工（1）、鉆孔方法鑒于本工程的實際情況，擬采用四臺地質(zhì)鉆機(jī)造孔。高噴灌漿鉆孔采用泥漿固壁、地質(zhì)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法，在沖積層中可選用大八角狀合金加工的可取芯鉆頭或全斷面鉆頭，可有效提高不取芯鉆孔的鉆進(jìn)效率。（2）、鉆孔直徑和深度鉆孔開孔孔位偏差應(yīng)不大于5cm，孔底偏斜率應(yīng)不大于1.5%。開孔孔徑應(yīng)不小于Φ130mm，終孔孔徑應(yīng)不小于Φ110mm。終孔深度應(yīng)不小于設(shè)計深度要求（深入沖積層底線）。（3）、取芯方法根據(jù)要求，選定一部分Ⅰ序孔作為先導(dǎo)孔采取樣芯，先導(dǎo)孔間距不大于20m，另外根據(jù)監(jiān)理工程師的指令進(jìn)行鉆孔取芯，以確保高噴孔深度滿足設(shè)計要求；取芯方法一般采用干鉆取芯，即依據(jù)鉆進(jìn)感覺進(jìn)入粘土層時立即停止送泥漿，在繼續(xù)鉆進(jìn)10～30cm后起鉆檢查鉆頭內(nèi)土樣情況，也可采用孔底反循環(huán)或雙管鉆具采取巖芯的方法。（4）、孔斜測量為達(dá)到孔底偏斜率應(yīng)不大于1.5%的要求，施工中必須對鉆孔孔斜進(jìn)行嚴(yán)格的控制。此種控制除了應(yīng)采取合理可行的防斜、糾偏措施以外，還將采用高精度測斜儀隨時測定實際鉆孔軌跡和偏斜情況。測斜的段長一般為5～10m，可以全孔一次性進(jìn)行，也可根據(jù)施工情況一孔分多次測斜。（5）、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)用固壁泥漿采用新鮮黏土漿或優(yōu)質(zhì)膨潤土作為制漿用主要材料。新制膨潤土泥漿配合比擬為：水750L，粘土650kg，碳酸鈉6～8kg。3、高噴施工計劃采用一臺SGP300-5型灌漿泵、一臺HT-30型高噴臺車、二臺3D2-SZ型高壓清水泵和一臺6m3/min空壓機(jī)、二臺HBW200/40型泥漿泵等二套設(shè)備進(jìn)行高噴灌漿施工。（1）、高噴方法采用三重管定噴的噴射方法。高壓水嘴為直線雙噴嘴（180°夾角），按設(shè)計方向（與鉆孔中心線成15°夾角）進(jìn)行噴射灌漿。定噴防滲墻體采用折線搭接型式，高壓定噴折接灌漿孔距初定為2.5m，最終確定以現(xiàn)場實驗結(jié)果為準(zhǔn)，具體結(jié)構(gòu)見下圖：（2）、噴射參數(shù)高壓水壓：35～40MPa水量：75L/min風(fēng)壓：0.5～0.8MPa風(fēng)量：0.8～1.5m3/min漿壓：0.3MPa漿量：75L/min提升速度：5～14cm/min為保證參數(shù)的合理性、可靠性，開工后先進(jìn)行現(xiàn)場圍井噴射試驗以取得優(yōu)化參數(shù)，此參數(shù)經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后再進(jìn)行調(diào)整。建議試驗方案為：試驗場地可布置在具有代表性地層，孔深不小于5.0m；圍井采用4個孔圍成四邊形，而后進(jìn)行開挖，做注水試驗，有條件時可進(jìn)行滲透試驗、墻體強(qiáng)度試驗。（3）、定噴施工工藝、主要工序與技術(shù)措施地面試噴、定向噴射：鉆孔驗收、高噴臺車就位并對準(zhǔn)孔口后，為了直觀檢查高壓系統(tǒng)的完好性以及是否能夠滿足使用要求，首先應(yīng)進(jìn)行地面試噴。同時，通過調(diào)整液壓轉(zhuǎn)盤的角度，使高壓噴射流對準(zhǔn)設(shè)計軸線方向。方向經(jīng)過質(zhì)檢員的校核。開噴：噴管下至指定深度后，拌制水泥漿液，即可供漿、供風(fēng)、供水開噴。待各壓力參數(shù)和流量參數(shù)均達(dá)到要求，且孔口已返出漿液時，即可按既定的提升速度進(jìn)行定向噴射灌漿。高噴灌漿保持全孔連續(xù)一次作業(yè)。作業(yè)中因拆卸噴射管面停頓后，重復(fù)高噴灌漿長度不小于20cm。裝、卸射管時，采取措施密封、加快裝卸動作以防止噴嘴堵塞。在高噴灌漿過程中，出現(xiàn)壓力突降或驟增、孔口回漿濃度和返漿異常時（返漿量小、連續(xù)冒漿、不返漿），應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行處理。若土質(zhì)松軟，應(yīng)進(jìn)行復(fù)噴處理；若附近有空洞、通道，應(yīng)停止提升噴管，連續(xù)注漿至孔口返漿；長時間不返漿，應(yīng)停止注漿，拔出噴管待凝，或從孔口注入滿足規(guī)范要求的細(xì)砂，待返漿后恢復(fù)噴射。當(dāng)孔內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿，擬采取以下措施進(jìn)行處理：a降低噴射管提升速度或停止提升；b降低噴水壓力、流量進(jìn)行原地灌漿；c噴射水流中摻加速凝劑；d加大漿液密度或灌注水泥砂漿、水泥粘土漿e向孔內(nèi)沖填砂、土等堵漏材料。供漿正常情況下，孔口回漿密度變小、不能滿足設(shè)計要求時，擬采取加大進(jìn)漿密度或進(jìn)漿量的措施予以處理。如高噴灌漿發(fā)生串漿，則首先填堵被串孔，繼續(xù)串漿孔的高噴灌漿；待其結(jié)束后，盡快進(jìn)行被串孔的掃孔、噴射或繼續(xù)鉆進(jìn)。因機(jī)械故障等意外原因造成的注漿中斷時間過長（大于30min），應(yīng)盡快恢復(fù)注漿，注漿時，應(yīng)將噴管下入停噴時高程以下50cm，進(jìn)行復(fù)噴，以保證墻體的連續(xù)性。高噴灌漿結(jié)束后，充分利用孔口回漿或水泥漿液對已完成孔進(jìn)行及時回灌，直至漿液面不下降為止。4、主要施工難點及措施（1）、孔斜精度要求高噴防滲墻體的質(zhì)量好壞，與鉆孔孔斜大小有較大關(guān)系，故在實際施工中，必須采取切實可行的保證措施以盡量避免不合格鉆孔的發(fā)生。主要措施如下：a穩(wěn)固鉆機(jī)：采取墊平、找正、加重鉆機(jī)底盤等方法，保證鉆機(jī)運(yùn)行過程的平穩(wěn)。b采取合理的鉆進(jìn)方法和工藝參數(shù)，包括準(zhǔn)確定向、采用加長鉆具、控制機(jī)械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等。c根據(jù)鉆孔情況，每5～10m進(jìn)行一次孔斜測量，及時了解鉆孔軌跡。d一量發(fā)現(xiàn)鉆孔超偏，盡快采取措施予以處理。e采用高精度測斜儀，并由專職人員進(jìn)行測斜。（2）、障礙物地下管道、線路和水溝等設(shè)施，在施工時指定專人負(fù)責(zé)保護(hù)，如屬不可避免的障礙，則根據(jù)情況采取有力措施以使其損壞降低至最小限度，如適當(dāng)調(diào)整孔距、用低標(biāo)號混凝土先行暫封閉、用套管暫時隔離、事后立即清理等。（3）、環(huán)境保護(hù)為防止廢漿對下游水源的污染，施工時將組織專人、專用水泵對鉆孔、高噴的廢漿進(jìn)行及時、全面、徹底的清理，以防止廢水、廢漿漫流于路面或河水中。廢漿的收集、排放設(shè)施由在孔口處設(shè)備集漿坑溝、路面上作臨時擋漿土堰，利用排污泵集中抽排至指定棄漿地點。5、墻體質(zhì)量檢查（1）、室內(nèi)試驗：在現(xiàn)場采取質(zhì)量好的和差的試件進(jìn)行物理力學(xué)特性測定；（2）、開挖檢查：待墻體具有一定強(qiáng)度后根據(jù)監(jiān)理工程師指令進(jìn)行開挖檢查，開挖數(shù)量及位置監(jiān)理工程師確定；（3）、鉆孔檢查：旋噴部分可在完成后28天墻體內(nèi)鉆孔取芯并做注水試驗；（4）、圍井檢查：在圍井中間鉆孔做注水試驗；墻體待凝7天后由設(shè)計、監(jiān)理根據(jù)實際施工情況確定檢查位置并布置檢查圍井的型式，通過檢查圍井的施工與滲透試驗以進(jìn)行有關(guān)檢查；（5）、整體檢查。6、施工機(jī)械、人員配備（1）、高噴防滲墻施工機(jī)械設(shè)備配備見下表：表1-2主要施工機(jī)械設(shè)備配備一覽表序號名稱型號數(shù)量備注1地質(zhì)鉆機(jī)150型4臺2高速攪拌機(jī)ZJ—4002臺3泥漿泵3PN、2PN4臺4高噴臺車HT—302臺5灌漿泵SGP300-52臺6空壓機(jī)6m32臺7高壓清水泵3D2-SZ2臺8測斜儀JJX-11臺9高壓水管16、19、25mm400m（2）、高噴防滲墻施工人員見下表：表1-3主要施工人員配備一覽表序號工種人數(shù)備注1鉆工102制漿工63機(jī)械、電工54灌漿工55試驗工16普工107管理、技術(shù)人員3合計40人1.7、基坑排水圍堰閉氣后即進(jìn)行基坑排水?；蛹娣e約18000m2，排水量約30000m3，計劃3～4d抽完，設(shè)計抽水強(qiáng)度為313m3/h，用4B35型水泵。經(jīng)常性排水主要是基坑滲水、降雨積水和施工棄水，基坑內(nèi)設(shè)集水井和排水溝，設(shè)計抽水總量為40萬m3