水利枢纽施工组织设计.doc

1、目 录前 言- 1 -第一部分 设计说明说- 2 -1 工程基本资料概述- 2 -1.1 自然条件- 2 -1.2 地址资料- 2 -2 施工组织设计- 3 -2.1 施工条件- 3 -2.2 施工导流- 5 -2.3 料场的选择与开采- 12 -2.4 主体工程施工- 13 -2.5 施工交通运输- 14 -2.6 施工辅助企业- 14 -2.7 施工总布置- 15 -2.8 施工总进度- 16 -2.9 主要技术供应- 17 -第二部分 设计计算书- 28 -1 施工导流的计算- 28 -1.1 调洪计算- 28 -1.2 导流围堰的设计- 31 -1.3 围堰工程量- 33 -1.4 截

2、流水力学计算- 34 -1.5 围堰的稳定分析- 38 -1.6 基坑排水- 45 -1.7 施工辅助企业- 47 -参考文献- 77 -谢 辞- 78 -附录一：饮马河水利枢纽导流建筑物布置图- 79 -附录二：饮马河水利枢纽施工平面布置图- 79 -附录三：饮马河水利枢纽施工进度表- 79 -摘 要饮马河水利枢纽施工组织设计与概算的主要内容包括施工导流设计、施工工艺、施工总布置及进度控制和施工设计概算四大部分。施工导流主要由确定导流方案，选择导流方式，划分导流时段，设计各期导流建筑物，选择截流方法、截流日期、截流材料，确定坝体拦洪高程，基坑排水、围堰渗流稳定分析等几部分构成。施工工艺则包括

3、料场的选择、开采和运输，计算临时工程工程量，确定主体工程的施工方法及工艺；施工总布置及进度控制包括确定施工辅助企业规模及布置，制定工程总进度计划表。关键词施工导流 施工工艺 施工总布置及进度控制 AbstractThe organization design and construction budget of Li Jiang water conservancy project includes the construction diversion design,construction technology, construction layout and schedule control

4、,construction design estimates.Construction diversion is determined mainly by the construction diversion program, selecting the diversion mode, dividing diversion period, the design of diversion structures , selecting the closure method, the date of closure, closure materials, determing the height o

5、f dam Lan Hong, foundation drainage, cofferdam seepage and stability analysis and so on.Field of construction technology include the choice of materials, mining and transportation, temporary works engineering calculation of the amount, determing the subject construction method and technique.Construc

6、tion Layout and schedule control include construction of auxiliary enterprises to determine the size and layout, formulation of total project progress schedule.Construction budget include the preparation of tables, each sub-project budget proposals, sub-annual investment and financial flows sheet sc

7、ales.Key words:Construction diversion； Construction technology ；Construction layout and schedule control ；Construction design estimates前 言施工组织设计是水利水电工程设计文件的重要组成部分，是确定枢纽布置、优化工程设计、编制工程概算及国家控制工程投资的重要依据，是组织工程建设和施工管理的指导性文件。做好施工组织设计，对正确选定坝址、坝型、枢纽布置及对工程设计优化，对合理组织工程施工，保证工程质量，缩短建设工期，降低工程造价，提高工程效益等都有十分重要的作用。工

8、程实行招投标承包后，施工组织设计的上述意义和作用仍然继续存在，施工组织设计是招投标的重要依据之一。导流、截流及施工度汛不仅影响到水利水电工程的施工安全、施工工期及工程造价，还常对坝址下游地区的防洪安全造成不利影响，有些工程还要满足施工期航运以及供水的要求。因此，在水利水电工程建设中，导流、截流、施工度汛及围堰是控制性的施工项目之一。施工导流设计是水利水电工程枢纽总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置、枢纽建筑物形式、施工程序及施工总进度的主要因素之一，是枢纽工程施工组织设计的中心环节，也是编制施工总进度计划的主要依据。施工导流贯穿枢纽建筑物施工的全过程，导流设计要妥善解决从初期导流到后期导流（

9、包括围堰挡水、坝体临时挡水、导流泄水建筑物的封堵和水库蓄水）施工全过程中的挡水、泄水问题，对坝址河道水流进行控制。为此，应分析研究各期导流特点和相互关系，全面规划，统筹安排，运用风险分析的方法处理洪水与施工的矛盾，务求导流方案经济合理、安全可靠，确保枢纽工程建设顺利进行。第一部分 设计说明说1 工程基本资料概述1.1 自然条件1.1.1 水文、气象条件 为了合理的划分施工期，本次初设点绘了敦化、沙河镇两站历年各月最大洪水分布图。勾绘了平顺外包线，在研究分析牡丹江流域洪水的季节变化规律的基础上，根据来水趋势及施工组织设计要求。春汛为4月1日一6月30日；秋汛为9月10日一10月31日；夏汛为：6

10、月1日一9月31日；汛前期为7月1日一31日；枯季为：1月一3月、11月、12月；截流期为：9月中旬、下旬。牡丹江流域属于温带大陆性季风气候区，其特点是春季风大而干燥，夏季温热多雨，秋季凉爽多雾，冬季漫长寒冷，一年中寒暑温差悬殊。流域多年平均气温3.8C，最高气温34.5C，最低气温-34.2C。多年平均降水量663.2mm，多年平均蒸发量1223.8mm，最大风速25.7m/s。1.2 地址资料1.2.1 工程地质（1）上沟水电站工程地质a)拦河坝拦河坝坝型为浆砌石坝。左岸坝段覆盖层厚473m，下伏花岗闪长岩；河床段；松散覆盖层厚0，6一4m，下伏弱风化花岗闪长岩；左坝肩表层堆积块石含少量粘

11、性土，厚0，51m，下伏花岗闪长岩；右坝肩表层为块石含少量粘性土，最大厚22m，具有架空现象，变形大，透水性大，中部为粘土夹层，结构密实，透水性小，下部为气孔状玄武岩和全风化花岗闪长岩。建议若采用重力坝将覆盖层、全、强风化花岗闪长岩清除，坝基座落在弱风化花岗闪长岩上，对于右坝肩，由于全风化花岗闪长岩埋藏深，可将小于上覆岩石15m的此层挖除坝体与此层与上层粘土夹层相接处做砼塞处理。坝基及两坝肩存在渗漏问题，建议做帷幕灌浆处理。b)厂房厂房基岩为弱风化花岗岩，强度满足要求。基坑位于地下水位以下，开挖时存在排水问题。尾水渠沿线松散覆盖层厚度5m左右，渠底位于强风化岩石上，岸坡为松散层。（2）引沙隧洞

12、工程地质隧洞分无压洞线(上线)和有压洞线(下线)两条。两条洞线进口段条件相近。a)无压洞无压洞洞身围岩厚度10.429m，主要位于玄武岩和花岗闪长岩中，部分洞底座于大气孔玄武岩和砾质壤土上，并穿越玄武岩与花岗闪长岩的接触带及全、强风化花岗闪长岩。玄武岩水平节理发育，花岗闪长岩节理较发育。岩体为层状或碎裂结构，完整性差，透水性较大，大部分为类围岩，少部分为类围岩，建议类围岩采取钢筋砼衬砌，类围岩采取喷锚。b)有压洞有压洞洞身围岩厚2143m，主要位于大气孔、小气孔玄武岩和花岗闪长岩中，岩石节理较发育，岩体呈层状或碎裂结构，岩体完整性较差，为类围岩，建议采用喷锚。少部分洞身穿越玄武岩与花岗闪长岩不

13、整合接触带，为类围岩应采取钢筋砼衬砌。1.2.2 天然建材粘土料勘察三个粘土料场(A1- A3)。A1料场质量PH值，含水量偏大，A2料场质量含水量偏大，粘土料场其它指标均合格，储量满足设计用量要求。勘察个砂料场。储量不能满足要求，质量干松。密度、孔隙率、膨胀率、含泥量四项不合格，建议采取措施后再利用。勘察四个石料场(C1-C4)。合计储量满足设计用量要求。C1料场质量损失率软化系数、饱和抗压强度不合格，该料场可利用，建议施工图阶段应进一步取样复查。C2、C3料场除软化系数不合格外，其它各项指标均合格。C4料场为崩积块石，技术指标可满足要求，但开采时必须严格控制，只能使用气孔小于05mm以下玄

14、武岩。2 施工组织设计2.1 施工条件2.1.1 工程条件 饮马河水利枢纽工程位于敦化市沙河乡饮马河屯北牡丹江干流上游段，红石电站上游7.9km处。有公路连接。 枢纽由沙河桥拦河坝、引沙隧洞和上沟拦河坝、电站几部分组成。 沙河桥拦河坝为浆砌石重力坝，由两岸挡水坝段及中间溢流坝段组成。溢流坝堰顶高程为475.OOm，为开敞式溢流坝。 饮马河拦河坝为浆砌石空腹重力坝，从左至右依次为左岸挡水坝段、厂房坝段、溢流坝段及右岸挡水坝段，挡水坝坝顶高程为471.04m，溢流坝共分三孔，其堰预高程为459OOm。 引沙隧洞全长246177m，断面为城门洞，底宽3.10m，高310m，进口底高程为47250m，

15、出口底高程为468.40m。 本工程施工安排大汛期间不施工，冬季进行土石方开挖，春、秋季及汛前进行坝体施工。 本工程施工期没有通航、过木、供水等要求。 本工程主要建筑材料及工程所用大宗材料均由敦化市运进。施工用电可由附近变电所架设两条lOkv线路以供施工用电,生产用水抽取河水、生活用水打井取地下水。当地具有给工程提供修配、加工、劳动力以及生活必需品供应等服务的的能力。 应建设单位要求，本工程安排总工期为三年。2.1.2 工程总布置及主要建筑物（1）工程等别、建筑物级别及洪水标准 饮马河水利枢纽工程中，饮马河拦河坝总库客15399lO4m3，装机容量15.8MW；沙河桥拦河坝总库容220lO4m

16、3。根据有关规定，水利枢纽工程为等工程；大坝为3级建筑物，引沙隧洞、电站厂房为4级建筑物，沙河桥拦河坝为等工程，4级建筑物。 拦河坝洪水标准按50年一遇洪水设计，500年一遇洪水校核；厂房设计及校核洪水标准分别为50年和100年遇。沙河桥拦河坝设计和校核洪水标准分别为30年和200年一遇。 （2）坝址选择a)沙河桥拦河坝 根据地形、地址、引沙隧洞要求及沙河上游沿山电站尾水条件，选定的坝址在沙河桥乡下游1.0 km处。 b)拦河坝 根据地形、地质资料以及牡丹江梯级电站水头衔接等因素，将上沟坝址选定在距红石电站上游7.9 km处的河段上。该段坝基大部分在花岗岩体上，右坝肩为玄武岩基础，大坝基础条件

17、最好。（3）坝型及工程布置比选 沙河桥拦河坝的确定 沙河桥拦河坝既要满足引沙隧洞引水水位要求，又要满足沙河汛期泄洪要求同时要满足下游灌溉和环境用水要求，为便于布置泄洪建筑物，结合当地丰富的石料和浆砌石坝的施工经验，沙河桥拦河坝采用浆砌石坝坝型。（4）电站工程布置及坝型比选 a)工程布置比选 本次设计拟定二个枢纽布置方案，方案一是由沥青砼心墙堆石坝、岸边溢洪道，坝下引水埋管及厂房组成。方案二是由浆砌石空腹填渣重力坝、浆砌石坝和厂房组成。经综合技术经济比较，设计推荐方案二。 b)坝型比选 根据地质条件，筑坝材料和建设单位意见，设计拟定两种坝型，即重力坝和混合坝。重力坝为三种坝型，即碾压砼重力坝，浆

18、砌石重力坝和浆砌石空腹填渣坝。混合坝右坝肩为沥青砼心墙堆石坝，其余坝段为经比较选定的重力坝。综合经济分析，设计选用浆砌石空腹填渣重力坝，两岸坝段为浆砌石重力坝。（5）工程总体布置及建筑物 水利枢纽主要由沙河桥拦河坝、引沙隧洞、拦河坝、电站厂房及开关站组成。 a)沙河桥拦河坝 沙河桥拦河坝由非溢流坝、溢流坝及坝下输水洞组成。坝顶长132m，非溢流坝坝顶高程478.06m，坝顶宽55m，坝顶设12m防浪墙。溢流坝堰顶高程475.00m,堰宽76m。采用挑流消能方式。左岸非溢流坝底部设二孔输水洞。上游坝踵处设帷幕濯浆。 b)拦河坝 拦河坝由非溢流坝段，溢流坝段和厂房坝段组成，坝顶长274m。坝顶高程

19、417.04m，坝上设12m高防浪墙。非溢流浆砌石重力坝顶宽55m和11.4 m，最大坝高55.04 m，非溢流浆砌石空腹填渣坝坝顶宽6.5 m，最大坝高41.54m。厂房坝段坝顶宽12m，坝高44.4 m，为浆砌石空腹填渣坝。溢流坝段长39m，堰挣宽3X10m，堰顶高程459.OOm，坝高29.5m，设三扇弧形闸门。溢流坝堰型为WES实用堰，断面型式为浆砌石空腹填渣重力坝。采用挑流消能方式。坝基上游处设帷幕灌浆。c)引沙隧洞 引沙隧洞位于沙河与牡丹江之间山间台地，进口位于沙河桥拦河坝上游左岸 200m，出口位于牡丹江右岸。设计拟定无压洞和有压洞两种方案比较，经分析，选定无压洞方案。 无压洞是

20、由进口、闸门井、洞身及出口段组成。平面长约2448m，穿越、类围岩，花岗闪长岩段采用砼喷锚衬砌，衬砌厚10cm，其余洞身段采用钢筋砼5衬砌，厚30cm，洞身横剖面采用城门洞型式。 d)厂房及开关站 主厂房长51.0 m，宽13.8m，厂内安装2台单机容量6300KM机组和2台单机容量1600KW机组。副厂房布置在主厂房上游侧，长51.0m，宽9.6m。开关站位于厂房左侧。面积59.5 lO4KW。2.2 施工导流2.2.1 施工导流标准的选择在河流上修建水利工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰围基坑，并将河水引向预定的泄水建筑物往下游宣泄，这就是施工导流。表2-2-1 导流建

21、筑物级别划分表 项目级别保护对象失事后果使用年限（年）围堰工程规模堰高（m）库容（亿m3）III用特殊要求的I级永久建筑物淹没重要城镇，工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台机组发电，造成重大灾害和损失3501.0IVI、II级永久建筑物淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台机组发电而造成较大经济损失1.5315500.11.0VIII、IV级永久建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台机组发电影响不大，经济损失较小1.5151.01.00.1100100505020混凝土坝5050202010已知坝体的拦洪库容为0.1亿m30.1539亿m31.15经软件计算，围堰抗滑稳定。2.3

22、料场的选择与开采土石坝用料量很大，在选坝阶段需对土石料场全面调查，施工前配合施工组织设计，要对料场作深入勘测，并从空间时间、质与量诸方面进行全面规划，以利于加快工程施工进度。料场的规律还应考虑主要料场和备用料场，主要料场要求质好，量大，运距近，且有利于常年开采，备用料场通常在淹没区外，当在主要料场被淹没或因库区水位抬高，土料过湿或其它原因中断使用时，则用备用料场保证坝体填筑不致中断，充分利用永久和临时建筑物开挖的石渣作为填筑材料，它成为土石坝设计和施工的重要原则，也是料场规划不容易忽视的重要问题。在进行料场的规划室，应根据坝型、料场地形、导流方式及施工分期等具体施工条件，将料场高程，位置及相应

23、的坝体填筑部位进行综合分析，力求作到料场的优化选用。在料场使用部位上,为了减少不必要的土石料运费,应尽可能做到“高料场高用,低料场低用”。在料场使用程序上，为了节省土石料运费致使近料场有剩余，应尽可能做到“近料场先用，远料场后用”；为了不致因施工导流而引起上游水位壅高淹没料场，应尽可能做到“上游料场先用，下游料场后用”对于土料场，为了保证土料填筑的最优含水量要求，应注意“高含水量的料场旱季使用，低含水量的料场雨季使用”。根据坝型、料场地形、导流条件、导流方式及施工分期。本工程所用的天然建筑材料有：围堰用堰壳料、混凝土粗细骨料、土料等。粘土料勘察三个粘土料场(A1- A3)。A1料场质量PH值，

24、含水量偏大，A2料场质量含水量偏大，粘土料场其它指标均合格，储量满足设计用量要求。勘察个砂料场。储量不能满足要求，质量干松。密度、孔隙率、膨胀率、含泥量四项不合格，建议采取措施后再利用。勘察四个石料场(C1-C4)。合计储量满足设计用量要求。C1料场质量损失率软化系数、饱和抗压强度不合格，该料场可利用，建议施工图阶段应进一步取样复查。C2、C3料场除软化系数不合格外，其它各项指标均合格。C4料场为崩积块石，技术指标可满足要求，但开采时必须严格控制，只能使用气孔小于05mm以下玄武岩。2.4 主体工程施工饮马河水利枢纽建筑物主要由溢流坝段、左岸非溢流坝段、右岸非溢流坝段、河床式电站厂房等组成。电

25、站厂房主要由主、副厂房和安装间及开关站组成，枢纽基础防渗采用帷幕灌浆。2.4.1 右岸坝段施工（1）覆盖层开挖开挖采用2m3挖掘机装12t自卸汽车运碴至弃碴场。 （2）石方开挖开挖采用小梯段台阶爆破，梯段高度5 m 8 m，自上而下分层进行，人工装药爆破，2m3挖掘机装12t自卸汽车出碴。2.4.2 厂房和左岸非溢流坝段工程施工（1）覆盖层及石方开挖覆盖层开挖采用2m3挖掘机装12t自卸汽车运碴至弃碴场。石方开挖采用小梯段台阶爆破，梯段高度5m8m，自上而下分层进行，人工装药爆破，开挖至建基面时采用预裂孔小药量爆破。开挖石碴由2m3装载机装12t自卸汽车运碴至弃碴场。开挖面排水采用在基坑周边不

26、同高程设置一二排的排水沟，将围堰渗水汇至集水井进行抽排。（2）混凝土浇筑电站厂房和左岸坝段月平均浇筑强度1.10万m3。采用12t自卸汽车自右岸混凝土拌和系统装混凝土，经下基坑路和过河交通桥运至各个工作面，再由2m3吊罐配履带吊入仓。人工立模，1.1kw振捣器振捣。2.4.3 灌浆工程施工本工程基础灌浆包括帷幕灌浆、固结灌浆。（1）固结灌浆：其施工在浇筑盖重混凝土、混凝土达到其设计强度的50%后进行，浇筑混凝土时予留灌浆孔，施工时遵循逐渐加密的原则。采用风钻或轻型地质钻机钻孔，有关钻孔冲洗、压水试验、灌浆、检查等均按有关施工规程规范要求进行。（2）帷幕灌浆：其施工场地和时间按部位不同分为两种情

27、况，左右岸副坝基础帷幕灌浆在固结灌浆完成后进行，溢流坝和厂房基础以及左右岸坝肩帷幕灌浆在廊道中进行。对于基础灌浆的具体技术参数应通过现场试验研究确定。2.4.4 土石方填筑及浆砌石土石方填筑主要部位为主副厂房、副坝及开关站、下游岸坡及厂区工程的开挖进行平整回填。选用2m3装载机装12t自卸汽车进行挖装运卸，振动碾结合蛙式夯实机压实。砌石工程主要部位为左右岸下游岸坡防护，由12t自卸汽车运块石至现场，人工砌筑。2.5 施工交通运输2.5.1 对外交通本工程主要建筑材料及工程所用大宗材料均由敦化市运进；施工用电可由附近变电所架设两条lOkv线路以供施工用电；生产用水抽取河水，生活用水打井取地下水。

28、当地具有给工程提供修配、加工、劳动力以及生活必需品供应等服务的能力。综上所述，现有的公路无需改建和扩建，可以满足电站外来物资的运输要求。2.5.2 场内交通场内交通布置的目的是将各生产生活区有机地连接起来，做到快速、安全、畅通，既有利于生产，又方便生活。根据施工总布置分析，直通敦化市的公路沿坝址右岸通过，为工程施工的主干道。另外为沟通左右岸交通，在坝址下游设跨江临时交通桥一座，施工期间的生产、生活设施布置以右岸为主，左岸为副。2.6 施工辅助企业水利水电工程施工中辅助企业较多，如材料场，混凝土骨料加工系统，混凝土制备系统，钢筋加工厂，木材加工厂，综合修配厂等。施工辅助企业对坝体施工的正常进行，保证施工进度具有重要的作用。2.6.1 主要施工工厂根据饮马河水利枢纽工程的施工进度和施工强度分析，主要钢筋加工厂面积为1569平方米，木材加工厂面积为8201平方米，水泥仓库面积为1288.36平方米，汽车修理厂面积为994平方米等。具体规划及布置见施工总平面图。表2-6-1 饮马河水电站场区划分及其建筑、占地面积表序号项目建筑面积 （m2）占地面积 （m2）备注1