桃源水电站发电厂房施工期排水布置方案.docx

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桃源水电站发电厂房施工期排水布置方案

目录

1.概述1

2.排水工作内容1

2.1工作内容1

3.排水特点2

4.气象特点2

5.排水标准计算3

6.1上游基坑排水量计算4

6.1下游基坑排水量计算4

6.排水时段（2012年3月~2012年12月30日）5

6.1厂房基坑排水系统布置5

6.2厂房全年围堰挡水后泵坑布置9

7.供电系统布置10

7.1泵站供电布置10

7.2泵站备用电源布置10

7.3基坑泵站用电总容量10

8.主、副安装间集水井排水布置规划11

9.资源配置12

9.1排水设备水泵配置见表9-1。

12

9.2管道配置见表9-2。

12

9.3电缆配置见表9-3。

12

9.4其它材料配置见表9-4。

12

桃源水电站发电厂房施工期排水布置方案

1.概述

根据桃源水电站发电厂房施工进度受诸多因素影响工期滞后，在厂房上下游增设全年围堰，为2012年4月30日确保首台机组发电目标，形成厂房全年基坑施工条件，围堰设计标准为20年一遇洪水，相应洪峰流量22300m3/s，该围堰类型为高喷灌浆加土工膜防渗心墙土石围堰。

2.排水工作内容

2.1工作内容

基坑排水指：

基坑内永久工程建筑物施工所需的经常性排水，主要包括：

（1）降雨而造成的基坑积水；

（2）施工过程中的废水（包括混凝土施工废水、灌浆施工废水等）；

（3）基坑渗漏水及边坡截排水；

（4）全年围堰包围下的围堰渗水；

（5）其它

3.排水特点

（1）目前本标段施工区域主要集中在一期基坑内最低区域，上游临厂房上游纵向围堰，下游接副安装间至船闸一期加高围堰基坑。

承接基坑汇水面积较大、汇流集中，基坑排水强度大。

（2）受厂房结构复杂及开挖、混凝土浇筑的影响，施工排水工作伴随开挖与混凝土施工、混凝土施工高区与低区、围堰施工和围堰挡水等阶段的变化而布置。

（3）上游基坑排水需经右侧泄洪闸上游原始河道及一期围堰堰顶跨路、跨堰等多次管线调整，管线布置工作量大，施工难度大等因素影响。

（4）因围堰填筑施工工期紧，施工时段与土建施工叠加穿插进行，即厂房围堰具备挡水条件的同时，排水管线必须布置完成，时段工期非常紧，相互制约影响非常大。

4.气象特点

沅水流域位于东亚季风区，属副热带季风气候，流域内温湿多雨，四季分明。

本流域冬季受极地大陆气团控制，但其势已衰，虽干燥而不甚寒冷，霜期短。

当寒潮入侵时，气温降至0℃以下，间有大风和雨雪。

入春后，海洋暖气团从西南进入，与极地冷气团交绥，形成霪梅雨。

5月份以后，暖气团势力增强，降雨逐渐北移于湘中、湘北，中下游地区处于两个气团交绥带，常形成6月～7月初较长时间的降雨，势猛量大，常出现年内最大洪水。

此后，受西太平洋高压控制，天气晴热。

入秋后，随着西风环流的加强，虽有降雨，但量级较小。

11月以后，极地气团势力增强，又逐渐控制本区。

桃源水电站坝址地处桃源县城区，距离桃源水文站约2km，下距桃源县气象站约2km，坝址气象要素特征值采用桃源县气象站及桃源水文站的气象要素资料统计，成果见表6.1-1。

桃源坝址气象要素及水文特征值统计表

项目

单位

数值

备注

一、气温

℃

气象站资料

多年平均气温

16.7

1961~2006年

极端最高气温

40.6

1961~2006年

极端最低气温

-15.8

1961~2006年

二、湿度

%

多年平均相对湿度

82

1958~1985年

多年最小相对湿度

12

1982年4月14日

三、风

m/s

历年最大风速

19.3

相应风向ENE

多年平均风速

2.0

1958~1985年

最多风向

NNE

1958~1985年

四、降水

mm

多年平均降水量

1458.6

1961~2006年

最大年降水量

2238

1954年

最小年降水量

903.2

1979年

实测最大一日降水量

180.5

1983年7月8日

多年平均降雨日数

d

156.8

1951~1992年

最多年降雨日数

d

205

1954年

五、蒸发

mm

多年平均年蒸发量

1154.7

1961~2006年

六、水温

℃

水文站资料

多年平均水温

18.0

1959~1992年

极端最高水温

35.7

1961年7月8日

极端最低水温

0.2

1964年2月17日

最高月平均水温

30.8

1959年8月

最低月平均水温

3.7

1964年2月

七、水文特征值

坝址多年平均流量

m3/s

2060

1951~2002年

坝址多年平均径流量

亿m3

650

1951~2002年

5.排水标准计算

参照水利水电施工工程施工组织设计手册第一册第十章节《基坑排水》；

基坑排水主要包括现有基坑渗水、厂房围堰挡水后右岸绕流渗水、雨水、施工弃水四大类，计算中暴雨和施工弃水按不叠加考虑，其各类排水标准如下：

6.1上游基坑排水量计算

上游施工排水主要包括施工弃水、降雨汇水、厂房上游围堰堰深渗漏水、围堰街头渗水、岸坡渗水。

（1）上游围堰体渗漏水量计算

K1（心墙）渗透系数取1×10-7m/s，K2（混合石渣）渗透系数取1×10-3m/s，根据该围堰结构体型侵润线水位曲线分析计算，心墙背水面侵水高程3m，堰体背水外侧水位0.85m，单宽渗水量q1=0.42m3/h。

Q1=K1AHw/L（HW=水头损失（2.15m），L=断面距（23m），A=渗水断面（765.18m2）

计算得出上游围堰堰体渗流量Q1=321.38m3/h

（2）围堰地基渗漏量计算

围堰地基渗漏量根据施工组织设计计算单宽渗水量q2=0.327m3/h，Q2=K1T（H1-H2）/nL（K1=1×10-3m/s，T=6.6m为堰基过水断面高度，n=1+0.87*T/L），计算得出地基渗漏量Q2=1177.2m3/h

（3）天然降雨：

根据招标文件提供的相关资料，坝址多年平均降雨量1458.6mm，最大日降雨量180.5mm。

上游基坑面积为2.66万m2，按照汇水当天排完，计算相应排水量约为：

Q3=180.5mm/d×2.66×104m2=4801.3m3/d≈400m3/h；

（4）上游施工弃水

根据进水口施工情况剩余约3.7万m3，按照1m3混凝土养护等需要用水需要水量按照1.2m3考虑，则混凝土用水量约为70m3/h。

则上游施工弃水Q4=70m3/h。

（5）上游排水总量

Qa=Q1+Q2+Q3+Q4=1968.58m3/h

6.1下游基坑排水量计算

下游施工排水主要包括施工弃水、降雨汇水、厂房下游围堰堰深渗漏水、围堰街头渗水、岸坡渗水。

（1）下游围堰体渗漏水量计算

K1（心墙）渗透系数取1×10-3m/s，K2（混合石渣）渗透系数取1×10-3cm/s，根据该围堰结构体型侵润线水位曲线分析计算，心墙背水面侵水高程3m，堰体背水外侧水位0.85m，单宽渗水量q1=19.62m3/h。

Q1=K1AHw/L（HW=水头损失（2.15m），L=断面距（23m），A=渗水断面（930.95m2）

计算得出上游围堰堰体渗流量Q1=K1AHw/L=313.28m3/h

（2）围堰地基渗漏量计算

围堰地基渗漏量根据施工组织设计计算单宽渗水量q2=0.327m3/h，Q2=K1T（H1-H2）/nL（K1=1×10-3m/s，T=6.6m为堰基过水断面高度，n=1+0.87*T/L），计算得出基坑渗漏量Q2=1177.2m3/h

（3）天然降雨：

根据招标文件提供的相关资料，坝址多年平均降雨量1458.6mm，最大日降雨量180.5mm。

下游基坑面积为2.3万m2，按照汇水当天排完，计算相应排水量约为：

Q3=180.5mm/d×2.3×104m2=4151.5m3/d≈345.96m3/h；

（4）下游施工弃水

根据下游施工情况剩余约19万m3，按照1m3混凝土养护等需要用水需要水量按照1.2m3考虑，则混凝土用水量约为95m3/h。

则下游施工弃水Q4=95m3/h。

（5）下游排水总量

Qb=Q1+Q2+Q3+Q4=1931.44m3/h

2）发电厂房围堰挡水后施工期总排水量：

根据上述计算，混凝土施工时一般时段最大排水强度Q=Qa+Qb=3900.02m3/h。

6.排水时段（2012年3月~2012年12月30日）

混凝土施工时期基坑排水分一期围堰破堰前和一期围堰坡堰进水后两个时段进行布置。

6.1厂房基坑排水系统布置

61.1泵坑总体布置

（1）上游泵坑布置在上游引水左挡墙上游侧紧邻上游纵向围堰坡脚位置（1#临时集水坑）；

（2）下游排水布置在尾水渠下游侧与下游区域贯通的下游截水沟汇集（1#机下游、6#机下游）的两个临时集水坑排水（2#临时集水坑、3#临时集水坑），分担下游基坑内的抽排工作。

抽排时遵循“低水低排，高水高排，疏导引排”的原则进行布置。

6.1.2倒排水临时泵坑布置

（1）在主安间集水井内布置1台6寸/150S-50（单台流量：

160m3/h，扬程：

50m，功率：

37kw），主要将1~9#机主机段施工弃水汇集至此将水引排至尾水左挡墙背侧；在1#机进水口沉砂池布置1台10寸/250S-24离心泵（单台流量：

485m3/h，扬程：

24m，功率：

45kw）通过埋设管路抽排至下游泵坑倒水坑内，并在1#机下游尾水挡墙左侧布置2台10寸/250S-24离心泵（单台流量：

485m3/h，扬程：

24m，功率：

45kw）。

（2）9#机、8#机尘沙池布置2台离心抽水泵，其中1台8寸/200S-63离心泵（单台流量：

280m3/h，扬程：

63m，功率：

75kw），另1台10寸/250S-39离心泵（单台流量：

485m3/h，扬程：

39m，功率：

75kw）主要负责将厂房进口及引水护坦施工弃水抽排至泵坑内。

具体布置见附图TY-TJ-CO2-SG-PS-01所示。

6.1.3倒水管路布置

（1）根据总包会议研究决定及报告单-2012-23号相关内容要求，在进水渠左右挡墙第3段底部位置各安装3根DN150mm排水钢管，负责左右岸边坡渗漏水通过该管路倒排至上游沉砂池，该部位施工弃水按80m3/h计算。

（2）另根据现场实际施工需要及总包、监理单位沟通研究决定，在主安间集水井10.4m板以上左侧埋设一根DN150mm穿墙钢管负责将集水井施工弃水排至下游、在1#机沉砂池至2段防洪墙部位埋设一根DN150mm排水钢管负责将1~4#机施工弃水排至下游临时倒水泵坑内。

该部位施工弃水按300m3/h计算。

6.1.41#临时集水坑布置

1）布置形式

1#临时集水坑布置在8#~9#机引水渠反坡上游侧，与上游纵向围堰X3~X4段坡脚临时排水沟贯通。

主要负责收集本标段混凝土施工期排放至沉砂池的仓面弃水、灌浆排水等废水。

1#临时集水坑布置最大限度避开主体1:

4反坡、拦沙坎工作面施工，其底板高程为EL25m，其断面为梯形，顶宽尺寸15m，底宽7.3m，长35m，深5.0m，有效容量2625m3，可满足本标段混凝土施工期弃水和预估计算得厂房上游基坑渗水量1968.58m3/h的排放。

1#临时集水坑周边利用现有施工便道，进行抽水设备安装及管路布置工作。

根据计算临时1#集水坑汇水容量为2625m3，排水扬程19m，按照满足排水强度和排水扬程的要求配置3台250S-24型10吋离心泵和1台250S-39型10吋离心泵组成排水泵组，按照水泵备用率参考表≥5台数按照20%的水泵备用配置，规划水泵配置为6用2备，命名为1#泵站。

其中4台10吋离心泵理论排量485m3/h，扬程24m，电机功率45kw，另1台10吋离心泵理论排量485m3/h，扬程39m，电机功率75kw，共布置抽水设备8台套。

负责将上游沉砂池施工弃水排和挡墙部位渗漏水及围堰渗漏水统一汇集在此排至围堰外侧。

因1#集水坑内水泵均为离心式，结合现场地形条件其泵站开关站布置在1#集水坑顶部。

一般时段开启6台泵时理论排水量2910m3/h，考虑排水72%效率后按2095.20m3/h计，大于1#临时集水坑排水的最大小时强度1968.58m3/h，满足需要。

3）排水管路布置

1#集水坑内排水主管为DN250mmPE管，延围堰背水坡面铺设。

跨堰顶部位采用砂砾石加以覆盖保护。

具体形式见附图1。

6.1.52#临时集水坑布置

1）布置形式：

结合一枯临时泵坑布置和围堰渗漏程度大小，2#临时集水坑为本标段下游主排水泵坑，布置在1#~2#机尾水护坦下游侧。

本段负责主安装间集水井通过下游导排水泵站、1#机上游沉砂池排水泵将的施工弃水倒排汇集在2#集水坑内，其中下游围堰及横向截水沟和1#~4#厂房尾水施工弃水统过2#集水坑排出下游围堰外河道。

2#集水坑底部高程为EL23.5m。

其断面为梯形，顶宽20m，底宽15m，长25m，池深为5m，有效容量约2000m3（按暴雨时段最大排水强度的80%设计）。

2）泵站布置：

根据计算2#临时集水坑汇水流量一般时段为792.74m3/h，该区域暴雨时段345.96m3/h，排水扬程为20.5m，考虑部分水头损失，配置3台250S-24型（10吋，流量485m3/h，扬程24m，45kw）离心泵、1台250S-39型（10吋，流量485m3/h，扬程39m，75kw）和1台350S-26型（12吋，流量1140m3/h，扬程26m，132kw）（按两台45KW用一备配备），共配置抽水设备7台套。

施工过程中，一般时段开启三台离心泵（其中12吋1台，10寸2台）理论排水量2110m3/h，考虑排水效率折减后按1645.8m3/h计，大于2#泵站排水的最大小时强度及暴雨时段最大小时排水强度之和1211.96m3/h。

3）排水管路布置：

2#泵站为1#~4#混凝土施工中期的集中排水泵站，汇集该区域施工范围内的所有排水，2#泵站采取5泵一管布置形式，接一根DN500mm排水钢管将水抽排至下游下游围堰外侧河道内，经测算，DN500mm钢管理论最大排水量为2119m3/h，满足高峰期排水强度。

6.1.63#临时集水坑布置

1）布置形式：

结合现有位置及截水口布置现状和下游围堰渗漏程度，前期一期围堰此部位渗流量较大，3#临时集水坑为本标段下游右侧主排水泵坑，布置在7#~8#机尾水护坦下游侧。

本段负责厂房下游纵向围堰背水面、副安装间集水井至5#机抽水工作，该泵站与下游布置的截水口将2#泵站连通，通过尾水门机轨道内侧及尾水左侧挡墙临时泵将施工弃水倒排汇集在3#集水坑内，3#集水坑底部高程为EL23.5m。

其断面为梯形，顶宽20m，底宽15m，长20m，池深为5m，有效容量约2000m3（按暴雨时段及预估计算围堰渗漏最大排水强度的80%设计）。

2）泵站布置：

根据计算3#临时集水坑汇水流量一般时段为792.74m3/h，该区域暴雨时段345.96m3/h，排水扬程为20.5m，考虑部分水头损失，配置2台250S-24型（10吋，流量485m3/h，扬程24m，45kw）离心泵、4台250S-39型（10吋，流量485m3/h，扬程39m，75kw）和1台350S-39型（14吋，流量1400m3/h，扬程26m，116kw）（按两台45KW用一备配备），共布置抽水设备8台套。

施工过程中，一般时段开启5台离心泵（其中14吋1台，10寸4台）理论排水量3340m3/h，考虑排水效率折减后按2605.2m3/h计，大于2#泵站排水的最大小时强度及暴雨时段最大小时排水强度之和1138.7m3/h。

3）排水管路布置：

2#泵站为5#~副安装间施工中期的集中排水泵站，汇集该区域施工范围内的所有排水，2#泵站采取2组3泵一管布置形式，分别接一根DN500mm排水钢管将水抽排至下游下游围堰外侧河道内，另外2台按照1泵一管路布置，排水管采用DN250mmPE管，经测算，DN500mm钢管理论最大排水量为2119m3/h，DN250mmPE排水管最大排水量为1384.74m3/h，满足高峰期排水强度。

6.2厂房全年围堰挡水后泵坑布置

根据发电厂房上下游纵向围堰布置形式，一期围堰破堰进水口厂房全年围堰挡水，根据现有泵坑位置，经初步预估计算围堰挡水后的渗流量，将现有泵坑位置进行调容疏通扩大，及时将泵坑内的淤泥、坑内杂物清理干净，按照一定坡降将上下游集水坑区域的排水沟进行疏通修正，泵坑四周采取码放砂土袋的形式进行临时加高处理，截水沟两侧同样采取砂土袋码放加高，施工按照底宽2m，顶宽1.5m进行完善。

集水坑排水管线随之围堰施工项目的完成对排水管线重新布局，1#集水坑排水管线延围堰背水面布设整齐，上下管线采用钢丝绳牵引固定，管节部位用钢筋进行加固卡牢，并埋入上游围堰堰顶一下2m，同时采取土工膜对管线四周进行处理并与围堰防渗段的有效保护和连接，再用砂砾石料进行回填压实处理，确保排水管线跨围堰范围的挡水效果。

2#集水坑排水管线布置受下游围堰与船闸一期横向加高段围堰临时通行道路的干扰，管线架高难度较大，结合实际情况，在原有排水出口的位置上对排水管出口进行加高，排水管出口高程控制44m以上，防止水位上涨淹没管口形成水流倒灌，影响正常水泵出力。

3#集水坑排水管线布置在厂房下游纵向围堰背水面，按照1#集水坑加固处理办法进行完善。

厂房集水坑泵坑地处位置多为砂砾石料区，泵坑形成后渗水在所难免，为避免坑内内水位台高发生渗流或泵坑破口现象，在泵坑四周分别用彩条布底部绑钢筋的形式进行防护。

在厂房围堰背水面坡脚范围重新修筑临时排水沟系统或采用上下游挡墙背面布置临时排水泵坑布置临时抽水水泵等排水设施，将其排到围堰外侧河床中。

7.供电系统布置

7.1泵站供电布置

（1）1#泵站的供电采用2根VLV-3×240+1×70mm2型低压电缆自上游630KVA主变压器低压接线点接引至1#泵站配电盘，再从配电盘接VLV-3×50+1×25mm2型低压电缆至各水泵供电。

（2）2#泵站供电电源取自下游630KVA变压器低压接线点，采用2根VLV-3×240+1×120mm2型低压电缆自下游供电点引线至2#泵站配电盘，再从配电盘接VLV-3×120+1×70mm2型低压电缆至各水泵供电。

（3）3#泵站供电电源取自下游630KVA变压器低压接线点，采用3根VLV-3×240+1×120mm2型低压电缆自下游供电点引线至3#泵站配电盘，再从配电盘接VLV-3×120+1×70mm2型低压电缆至各水泵供电。

7.2泵站备用电源布置

（1）1#泵站位置在上游变压器附近布置1台150KW柴油发电机组，负责因突发事件的水泵应急用电使用；

（2）2#泵坑位置1台250KW柴油发电机，负责该泵坑区域的抽水备用电源。

（3）3#泵坑位置1台300KW柴油发电机，负责该泵坑区域的抽水备用电源。

7.3基坑泵站用电总容量

表7.1-1基坑抽水水泵用电容量表

序号

部位

名称/型号

数量

（台）

功率

（KW）

1

厂房上游临时泵坑

离心泵10寸/250S-39

3

75

2

离心泵10寸/250S-24

5

45

3

沉砂池抽水泵坑

离心泵8寸/200S-63

1

75

4

离心泵10寸/250S-39

1

75

5

离心泵10寸/250S-24

1

45

6

主安装间集水井

潜水泵6寸/150S-50

1

37

7

厂房下游临时泵坑（左侧）

离心泵12寸/350S-26

1

132

8

离心泵10寸/250S-39

1

75

9

离心泵10寸/250S-24

3

45

10

厂房下游临时泵坑（右侧）

离心泵14寸/350S-39

1

160

11

离心泵10寸/250S-24

1

45

12

离心泵10寸/250S-39

3

75

13

离心泵10寸/250S-24

1

45

14

1#机下游导水

离心泵10寸/250S-24

2

45

合计

25

1590

8.主、副安装间集水井排水布置规划

受左右侧集水井泵坑混凝土上升等局限，主安集水井底部高程最低高程2.0m，在高程10.4m板以下布置1台6寸/150S-50潜水泵，排水管采用DN100钢管，随土建上升对排水管进行加高，排水管采取直接埋入集水井左侧混凝土中接引至下游尾水挡墙外侧，上下高差约18m，，负责主机段施工施工期排水。

副安装间集水井底部高程最低高程5.5m，在该高程布置1台6寸/150S-50潜水泵，管线采用DN100钢管，通过埋入下游侧墙体混凝土引出至下游截水沟，主要将副安装间集水井的施工期弃水引排至下游泵坑统一抽排至基坑外。

根据目前主安装间施工形象，随之主机段后续上升，该处临时抽水泵基本满足不了现有需要，过程监管和维护工作很难到达工作面，现场实际操作困难，结合现有及后续施工，在主安装间集水井经1#主机段、尾水段、主安10.4m板布设1台10寸离心抽水泵经尾水段接引至下游截水沟内。

排水钢管埋设集具体布置形式见附图2。

9.资源配置

9.1排水设备水泵配置见表9-1。

9.2管道配置见表9-2。

9.3电缆配置见表9-3。

9.4其它材料配置见表9-4。

表9-1排水设备水泵配置表

序号

部位

名称/型号

数量

（台）

功率

（KW）

理论单台抽排能力

m3/h

实际抽排量

m3/h

1

厂房上游1#泵坑

10寸/250S-39

3

75

485

1507.2

2

10寸/250S-24

5

45

485

1649

3

沉砂池抽水泵坑

8寸/200S-63

1

75

280

190.4

4

10寸/250S-39

1

75

485

329.8

5

10寸/250S-24

1

45

485

291

6

主安装间集水井

6寸/150S-50

1

37

160

108.8

7

厂房下游2#泵坑

12寸/350S-26

1

132

1140

775.2

8

10寸/250S-39

1

75

485

329.8

9

10寸/250S-24

3

45

485

989.4

10

厂房下游3#泵坑

14寸/350S-39

1

160

1400

1120

11

10寸/250S-24

1

45

485

329.8

12

10寸/250S-39

3

75

485

989.4

13

10寸/250S-24

1

45

485

329.8

14

1#机下游导水泵

10寸/250S-24

2

45

485

659.6

合计

24

1515

12680

9159

表9-2管道配置表

序号

管径（mm）

长度（m）

备注

1

DN250*5PE管

1260

2

DN500*8钢管

408

3

DN150*5PE管

360

4

2＇、3＇、4＇软管

4000

橡胶软管、帆布水带

表9-3设备、电缆配置表

序号

型号/规格

长度（m）

备注

1

150KW柴油发电机

1台

2

250KW柴油发电机

1台

3

300KW柴油