1、18 施工组织设计8.1 施工条件8.1.1 工程概况*水利工程位于重庆市合川区境内，是以农业灌溉和城镇供水为主，兼有灌区人畜饮水以及改善生态环境等综合效益。是合川区华蓥山片区重要的骨干水利工程。整个工程由*水库工程、灌区工程两部分组成。*水库工程坝址位于三汇镇元寨村伍家院子处，距三汇镇 12km、距合川城区60km。枢纽工程主要由拦河大坝、泄水建筑物、放水设施等组成。*水库沥青砼心墙土石坝坝顶高程为 282.80m，最大坝高 43.9m，坝轴线长322.18m。该工程主要土建工程量见表 8.1-1。表 8.1-1 大坝枢纽工程主要工程量汇总表序号 项目名称 单位 大坝 溢洪道 放水设施 合计
2、1 土石明挖 m3 139769 57413 329 197511 2 石方槽挖 m3 15422 15422 3 土石填筑 m3 567639 8612 37 576288 4 过渡料 m3 49092 49092 5 沥青砼心墙 m3 6546 6546 6 混凝土浇筑 m3 14775 6032 2192 22999 7 钢筋制安 t 142.6 236.2 156.2 535.0 8 浆（干）砌石 m3 3842 3842 9 帷幕灌浆 m 6794 6794 10 固结灌浆 m 2691 890 3581 11 钢材 t 23.6 8.8 32.4 12 阀门/启闭机 台 1 3 4
3、 注：放水设施中引水隧洞系利用导流洞改造而成。8.1.2 对外交通坝址右岸 250m 高程左右现有一条长约 3.5km 的简易公路与小沔镇合口塘连通，2对其改扩建后，坝址经合口塘与小沔三汇大件路连接。可方便地通往三汇镇、小沔镇以及合川城区和重庆市区。坝址距三汇镇 12km，距合川市区 60km，交通较方便。施工时对现有公路进行整治扩建，并修建部分上坝临时公路，即可满足施工要求。水路经渠江航道，可由合川城区至小沔镇。8.1.3 自然条件a)地形地质条件库区地形切割较凌乱，受制于构造与岩性的影响，库周两岸地形形成明显反差。河床高程 240m，两岸夷平面高程 290m360m。右岸为反向坡，地形较陡
4、，综合坡度约 2030，分水岭顶部高程 370m395m，河槽至夷平面地形最大高差约 80m，夷平面至分水岭地形最大高差 95m；左岸为顺层坡，地形较缓，岸坡坡度与岩层倾角基本一致，约为 1522，左岸分水岭顶部高程 460m490m，分水岭与夷平面地形最大高差约 140m。主河槽基本沿构造走向发育，属典型的纵向河谷，左岸支沟（高滩沟）近于垂直主河槽发育，长度约 600m，属横向河谷，右岸支沟（烂房子支沟）垂直于主河槽发育 350m 后，再折转方向，平行于主河槽方向发育 450m。库区主要地层包括第四系冲洪积层、残坡积层和侏罗系中统沙溪庙组地层。冲洪积层厚 04m，零星分布在沟谷河槽边。残坡积
5、层厚 03m,主要分布于两岸坡地以及沟槽田间地块。沙溪庙组主要为紫红色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩、岩屑长石砂岩。b)主要水文气象条件合川区属亚热带湿润季风气候区，具有春早气温多变、夏长干旱频繁、秋短多阴雨连绵、冬迟少霜雪、雨量充沛、湿度大、云雾多、日照少等特征。*水库所在河流为渠江水系大沔溪的支流代鳌沟，坝址以上属低山区，坡地天然植被较好，水土流失不太严重。*水库坝址以上集雨面积 22.94km2，河长 8.57km，河道平均坡降12.3。坝址以上流域无大中型水利工程。*水库以上无水文、气象测站，根据合川区气象站实测资料统计：多年平均气温为 18.4，年内变化较大，极端最高气温 44.5，极
6、端最低气温-1.7。合川气象站多年平均年降水量为 1128mm(1960 年2009 年)，降水时空分布不均匀，4月10 月降水量平均占全年总量的 86%，5 月8 月降水量平均占全年总量的56.4%，枯水期 12 月次年 2 月降水量平均占全年总量的 5.8%。3工程流域临近的后河流域上有中洞水文站，其流域气候、自然地理及下垫面情况等方面与本工程流域具有一定的相似性。本次设计选择中洞水文站为*水库径流分析计算的参证站。有关水文特征参数见表 8.1-2表 8.1-5。表 8.1-2 水库时段各频率设计洪水成果表 单位：m3/s频率(%)时 段2 3.33 5 10 204 月 26.7 22.
7、0 18.3 12.5 7.4610 月 40.3 32.7 26.9 17.9 10.211 月3 月 18.1 15.2 13.0 9.27 5.905 月9 月 259.5 230.8 208.0 169.1 130.011 月4 月 27.8 23.8 20.7 15.4 10.5表 8.1-3 水库库容水位关系曲线表水 位 (m) 库 容 (万 m3) 水 位 (m) 库 容 (万 m3)244.5 0.00 270 297245 0.07 275 549250 9.1 280 869255 34.1 285 1222260 78 290 1708265 148表 8.1-4 水库坝
8、址水位流量关系曲线表H(m) 241.0 241.6 242.0 242.6 243.0 243.6 244.0 244.6 245.0Q(m3/s) 0.0 0.84 2.47 7.28 12.4 23.6 33.8 52.9 69.1H(m) 245.6 246.0 246.6 247.0 247.6 248.0 248.6 249.0 249.6Q(m3/s) 99.5 124.0 163.9 196.6 255.7 302.0 383.1 445.1 551.04表 8.1-5 不同导流洞径水位流量关系曲线表库水位 不同洞径下泄流量 m3/sm 2.5*3.0 3.0*4.0 3.5*
9、4.5245.5 1.33 1.60 1.86 246.0 3.76 4.52 5.27 247.0 10.64 12.77 14.90 248.0 19.55 23.46 27.38 249.0 29.79 36.13 42.15 250.0 41.98 64.59 81.94 252.0 51.10 81.85 106.70 255.0 62.33 102.43 135.61 260.0 77.51 129.66 173.40 263.0 85.33 143.54 192.55 265.0 90.17 152.09 267.0 94.76 160.19 269.0 99.14 167.89
10、 271.0 103.33 8.1.4 建筑材料及水电供应条件工程建设所需钢材、木材、水泥、汽油、柴油等主要由合川城区或重庆市区供应。详见表 8.1-6。表 8.1-6 主 要 建 筑 材 料 表名 称 单位 枢纽工程 渠系工程 合计 备 注水 泥 万t 1.1 0.3 1.4 区水泥厂油 料 万t 10.9 2.7 13.6 区石（化）油公司炸 药 万t 8.8 3.5 12.3 -木 材 m3 0.5 0.2 0.7 区木材公司5钢 材 万t 0.06 0.04 0.1 区物资局本工程所需的天然建筑材料主要为混凝土骨料、块石料，坝址附近缺乏天然砂砾石料，但块石料、人工骨料储量较丰富。根据地
11、勘和试验资料，选定康家村桂溪采石场作为本工程人工混凝土骨料场，该料场已开设多个采石场，并同时生产粗细骨料，生产规模与质量均能满足工程需要，至坝址区运距约 13km；选定黄家院子料场为石渣料场，料场位于坝址上游库区内，距坝址约 500m；选定库区双河口干河沟一带部分农田漫滩阶地黄色粉质粘土为土料料场，运距约 1.5km。合川区电网覆盖本区，地方电网电力充足，本工程供电电源可从三汇北支线10kV LGJ-50 线上“T”接，距坝址约 0.8km，供电质量可以得到保证。施工供水采用坝址河道作水源，其水质水量均能满足生产生活需要。8.2 施工导流8.2.1 导流标准、导流时段本工程围堰保护的主体建筑物
12、为 3 级，根据 SL303-2004水利水电工程施工组织设计规范，其相应的导流建筑物为 5 级。为充分利用当地建筑材料，导流工程挡水建筑物拟采用土石围堰结构型式，则导流建筑物设计洪水标准为 510 年一遇，本工程根据心墙砼土石坝施工特点及工期安排，选择导流标准为 10 年一遇。*水库坝址施工分期洪水流量由水文专业提供，如表 8.2-1。表 8.2-1 *水库坝址施工分期洪水流量表洪水频率时段2% 3.33% 5% 10% 20%4 月 26.7 22 18.3 12.5 7.4610 月 40.3 32.7 26.9 17.9 10.211 3 月 18.1 15.2 13 9.27 5.9
13、5 9 月 259.5 230.8 208 169.1 13011 4 月 27.8 23.8 20.7 15.4 10.56根据本工程施工特点和施工总工程安排，1 个枯水期内大坝可填筑到临时拦洪度汛高程以上，故本阶段采用一枯抢拦洪的施工方案，选定 11 月至次年 4 月作为导流时段，相应的 10 年一遇洪水流量为 15.4 m3/s。8.2.2 坝体施工期渡汛标准本工程大坝选定方案为沥青凝土心墙土石坝，水库正常蓄水位 280.50m 时相应库容 905 万 m3，汛期坝体施工上升至一定高度相应挡水库容小于 1000 万 m3，按照SL303-2004水利水电工程施工组织设计规范的规定，相应坝
14、体施工期临时渡汛标准为 2050 年一遇全年洪水。*坝址不同频率的全年洪水为：50 年一遇洪水，Q=259.5 m 3/s；30 年一遇洪水，Q=230.8m3/s；20 年一遇洪水，Q=208m 3/s。为合理安排施工进度，当坝体填筑到不需围堰保护时，其施工期临时渡汛标准为全年 5020 年一遇，本阶段选用全年 50 年一遇的洪水标准设防度汛，洪峰流量为 259.5m3/s。水库施工导流水力特性见表 8.2-2。表 8.2-2 水库施工导流水力特性表导流标准项目时段 频率入库流量(m3/s)挡水建筑物泄水建筑物围堰挡水 11 月次年 4 月 10% 15.4 上下游围堰临时度汛 全 年 2%
15、 259.5 坝 体导流洞8.2.3 导流方式选择沥青凝土心墙土石坝施工不宜采用左右两岸分期导流方式，本工程采用围堰一次拦断河床、隧洞导流的方式。根据施工总进度安排，水库施工导流程序如下：a) 第 1 年 7 月份导流工程(导流洞)开工，10 月份进行截流，导流洞开始过水并修建上下游土石围堰。b) 截流后的第 1 个枯水期由上下游围堰挡水，导流洞泄流，基坑内进行坝基开7挖及坝体填筑施工。在第 2 年汛前，坝体填筑至度汛高程 266.00m 以上。汛期由坝体挡水，导流洞泄洪度汛，其它项目全年施工。c) 第 2 个枯水期由上游围堰和坝体挡水，导流洞单独泄流，到第 3 年 3 月底主体大坝全部施工完
16、毕。d) 右岸溢洪道的施工不受度汛水位影响，可全年施工，至第 3 年的 3 月底全部完工。e) 第 3 年的 3 月进行导流洞封堵，4 月开始水库下闸蓄水。f）第 3 年 4 月至 12 月，完成枢纽尾工。g）第 2 年 12 月至第 3 年 12 月，完成渠系工程的施工，总工期为 2 年 6 个月。8.2.4 导流建筑物型式、布置及工程量导流洞断面采用城门洞型。洞径进行了 2.53m、34m、3.54.5m 三种洞径的比较，主要以满足抢坝体拦洪渡汛高程合理为前提。导流洞洞径比较调洪成果见表 8.1-3。表 8.2-3 导流洞洞径比较调洪成果表导流洞洞径洪水频率（）项 目 单位2.53.0m
17、3.04.0m 3.54.5m最大入库流量 m3/s 259.5 259.5 259.5坝前最高水位 m 267.30 264.75 261.41相应最大库容 万 m3 216.52 144.50 97.772最大下泄流量 m3/s 95.41 151.02 182.64最大入库流量 m3/s 208 208 208坝前最高水位 m 265.42 261.37 258.45相应最大库容 万 m3 160.42 97.22 64.415最大下泄流量 m3/s 91.12 136.17 162.61从表 8.2-3 可以看出，3.04.0m 洞径适中，能满足坝体拦洪渡汛施工导流的要求，2.53.0
18、 洞径偏小，坝体拦洪渡汛高程偏大；3.54.5m 洞径偏大，导流渡汛成本会提高。因此，本阶段结合导流隧洞后期改造作为引水隧洞，洞内敷设安装8管道的要求，选择导流洞洞径为 34m 是合适的。三种洞径方案主要工程量及投资较表 8.2-4。表 8.2-4 导流隧洞洞径主要工程量及投资比较表 导流洞洞径项 目 单位2.53.0m 3.04.0m 3.54.5m土石明挖 m3 16700 17579 19337 石方洞挖 m3 2207 3048 3965混凝土衬砌 m3 1506 1686 1889 浆砌块石衬砌 m3 1038 1093 1202 回填灌浆 m3 738 879 1028围堰填筑 m
19、3 12859 10457 5791 导流封堵 m3 145 202 319水库坝址处河谷两岸平行顺直，单从坝址地形条件看，导流洞布置在坝址左岸或右岸都是可行的。由于水库右岸坡临坝肩的山包选定为坝体石渣料场，且溢洪道也布置在右坝肩，如果导流洞布置在右岸，导流进出口位置受施工干扰大，且线路较长，综合考虑，选择导流洞布置在坝址左岸坡的方案。本阶段导流洞布置：进口底板高程 245.00m，出口底板高程 243.30m，洞身长170m，坡降 1.0%，进口和出口明渠长分别为 33m 和 185.74m。为避免导流洞出口对左岸冲沟的影响，同时减少进出口明挖工程量，导流洞出口明渠段设一段圆弧转弯。导流洞断
20、面尺寸为 3m4m(宽高)，城门洞型，顶拱中心角 180，半径 1.5m。由于隧洞埋深较浅，隧洞穿越岩层为弱风化岩石，属类围岩为主，而隧洞走向与岩层走向近于平行，受岩层层面、裂隙组合相互切割均不利于围岩稳定。根据围岩地质条件和运行期导流洞洞内流速，结合后期改建为引水洞的需要，导流洞进行全断面钢筋混凝土衬砌，厚度 0.3m。围堰型式为过水土石围堰，堰顶高程按 SL303-2004水利水电工程施工组织设计规范确定。本工程波浪爬高为 0.32m，围堰安全超高按水利水电工程围堰设计导则 （DL/T5087-1999） ，本工程围堰为级，安全超高为 0.5m。9上游土石围堰顶部高程 249.60m，顶部
21、宽度 6m，围堰高度 6.6m，采用土石过水围堰形式，上游迎水面边坡为 1:2.0，下游背水面边坡为 1:1.8，堰壳由开挖石碴堆积而成，中部设粘土心墙防渗，堰顶采用 50cm 厚混凝土面板防护，背水面采用钢筋块石笼护面。下游土石围堰顶部高程 243.80m，顶部宽度 6m，围堰高度 4.8m，围堰顶长 31m。上游边坡为 1:1.8，下游背水面边坡为 1:2.0。堰壳由开挖石碴堆积而成，中部设粘土心墙防渗。*水库施工导流主要工程量汇总见表 8.2-5。表 8.2-5 *水库施工导流主要工程量汇总表项 目 单位 围堰 导流洞 合 计土石明挖 m3 5498 17579 23077石方洞挖 m3
22、 3048 3048混合石渣填筑 m3 10457 1162 11619粘土心墙填筑 m3 2313 2313浆砌块石 m3 541 1093 1634混凝土衬砌 m3 1686 1686喷射混凝土 m2 1386 1386锚杆 25(L=2.5m) 根 132 132钢筋、钢材 t 4.3 32.8 37.1回填灌浆 m2 879 879围堰拆除 m3 6710 67108.2.5 截流根据 施 工 总 进 度 安 排 ， 截 流 时 间 安 排 在 开 工 后 的 第 1 年 10 月 份 。 按 水 电 工 程施 工 组 织 设 计 规 范 规 定 ， 截 流 流 量 标 准 采 用 截
23、 流 时 段 5 年 10 年 一 遇 月 或 旬 的 平 均流 量 。 本 工 程 拟 采 用 10 月 份 5 年 一 遇 ， 相 应 的 流 量 10.2m3/s 作 为 截 流 设 计 流 量 。 截流 采 用 单 戗 立 堵 方 式 自 右 岸 向 左 岸 截 断 河 流 ， 本 工 程 水 库 截 流 流 量 较 小 ， 截 流 简 单 ，截 流 抛 投 料 利 用 石 渣 、 块 石 等 开 挖 料 即 可 。8.2.6 下闸蓄水10根据施工总进度安排，下闸时段选为第 3 年 3 月底，由导流洞进口下闸，水库开始初期蓄水。下闸流量选为 3 月 5 年一遇月平均流量 5.9m3/s
24、。8.2.7 渠系建筑物施工导流及基坑排水渠系工程各建筑物施工时，设计考虑根据各自地形情况，在涵洞、渡槽和需引流的其它地方，采用简易排水导管或引流或抽排，以解决施工排水问题。初期排水时段为上游土石围堰闭气后的 2d 内。初期排水强度=基坑积水（包括覆盖层含水）+降雨+围堰渗水+其它途径来水。第一阶段初期排水按 2d 排干基坑，其排水强度较小，设备配置与经常性排水同为 2 台 IS100，抽水时为便于排干基坑，在基坑上下游各搭设一固定抽水平台排水，坝枢工程拟采用 2 台 IS100 型抽水泵排水。经常性排水为基坑施工时段的排水，主要有堰体渗水、大气降水及施工用水等。经计算，大坝基坑经常性排水强度
25、为 94m3/h。为了保证大坝填筑正常施工，在大坝前修筑集水坑，集水坑上设置抽水站。坝枢工程：布置二台（一用一备）WQ 型潜水泵，可将基坑渗水排至下游，以保证施工。为了防止降雨时地面径流进入基坑增加排水量，应在基坑外缘挖排水沟或截水沟，以拦截地面水。沟宽与沟深不小于 0.5m，底坡不小于 2。同时，基坑外地面排水系统和道路排水系统相结合，以便自流排水，以降低费用。8.3 料源规划与开采8.3.1 粘土料料源作为围堰用粘土料，用量少。根据地质调查，可选择选择库区双河口干河沟一带部分农田的覆盖土层作为本工程所需土料。在距离坝址 800m1500m 范围出露，主要为上部灰色耕植土和下部为黄褐色低液限粉质粘土组成，呈可塑软塑状，厚度 1m4m，估计可用方量约为 1.5 万 m3。其储量与质量均能满足围堰防渗粘土心墙的要求。8.3.2 石渣料料源经调查，选取库区内黄家院子与白杨坝一带的小山头作为坝体石渣料场。其所
