火力发电厂取水口临时围堰施工总结.docx
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火力发电厂取水口临时围堰施工总结
贵州茶园电厂一期(2×660MW超临界机组)工程
取水口枢纽建筑工程临时围堰施工技术总结
1工程概况
1.1围堰施工地理位置
1.1.1贵州黔北发电厂“上大压小”异地新建工程取水口枢纽建筑工程位于茶园河及偏岩河汇集口位置。
为确保取水口及溢流坝工程的正常施工,需在河道内填筑临时施工围堰;本次工程主要在河道中施工,覆盖整个河宽面积,且河水汇流后只有一条河道导流,拟采取对河岸边进行两期两段围堰施工。
1.1.2围堰设置在茶园河与偏岩河汇口下游约50m处,该河段河底高程在822m左右,该河段目前水面宽约70m。
该河道主河槽整体基本保持了原有天然形状。
1.2水文情况
1.2.1根据黔北发电厂“上大压小”异地新建2×660MW工程偏岩河取水构筑物防洪评价报告:
取水口集水面积为940.6km2。
统计木孔水文站1957~2010年资料,多年平均流量为12.6m3/s,最大年流量为19.8m3/s(1999年),最小年流量为5.75m3/s(1958年),偏岩河流域属山区雨源型河流,洪水由流域内暴雨产生,具有山区河流洪水来势迅猛、陡涨陡落、洪枯水位变幅大的特性。
每年于5月进入汛期,10月汛期结束,洪水涨洪历时较短,一般为4~5h,洪水过程多为单峰型,洪水季节在每年的6~8月,并在7月份发生洪水的机率最大。
1.2.2根据石牛口水文站:
1953年历史洪水其重现期可以追溯到1920年,重现期定为92年,调查到的常年洪水为825.72m。
2施工计划
临时围堰计划分为两期施工。
第一期围堰包含的工程:
河流南侧取水泵房、岸墙、铺盖、导流墙、冲砂闸、消力池等工程。
第二期围堰包含河流北侧的溢流坝、消力池、海漫等工程。
计划2014年5月10日开始填筑一期围堰,2014年6月11日第一期围堰施工基本结束;2014年11月22日开始填筑第二期围堰,2014年11月30日第二期围堰施工结束。
2015年1月10日开始拆除围堰,2014年1月18日结束。
3技术准备
3.1依据取水枢纽溢流坝、消力池、导流墙、导砂坎平面布置图及取水设施原则性用地范围图以及铺盖、海漫、消力池及岸墙的位置确定第一期、第二期施工临时围堰的角点坐标。
3.1.1根据F1902K5-A01《可行性研究总报告说明书(送审稿)》、SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》及相关水文资料确定围堰顶面高程。
并根据SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》中“表3.4.1”规定,确定本导流围堰堰顶安全加高下限值为0.5m。
围堰顶部高程的确定:
本次围堰设计需选择5-10年洪水重现期。
根据水文资料显示,常年洪水高程为825.72m,5年一遇洪水高程为828.25m,10年一遇洪水高程为829.03m,故围堰堰顶高程设计为829.03+0.5+0.4=829.93≈830m。
3.2导流围堰级别的确定:
根据SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》中“表3.2.1”规定,确定本导流围堰为5级,即其使用年限<1.5年,围堰高度<15m,库容<0.1×108m3。
3.2.1上游横向围堰水位雍高计算:
束窄河床段前产生的水位雍高计算。
一期围堰将河床束窄后,破坏了河流原来的水流状态,部分动能转化为势能,在束窄段前产生了水位雍高,水位
雍高0.4m。
其计算式为:
Z=Vc2/(2gψ2)-V02/(2g)
3.3根据围堰设计原则及施工现场具体情况确定临时围堰的坝体结构。
根据本工程特点,考虑节约造价,选用就地取材;便于快速施工,围堰选择土石围堰。
迎水面坡度为1:
1,背水面坡度为1:
1;堰体迎水面修坡后满铺一层厚0.5m粘土垫层;再满铺一层900g/m2复合土工膜,底部延伸至基岩并铺往河床底侧不少于2.0m宽;最后在土工膜上覆盖一层厚0.6m编制袋装土压制;背水面修坡后根部覆盖一层高1米厚0.6米编制袋。
3.3.1围堰边坡稳定安全系数的确定:
根据SL303-2004《水利水电工程施工组织设计规范》中3.4.12条款4之规定,5级围堰稳定安全系数K≥1.05。
由于坝顶宽度选择为4.5m,稍有宽度富裕度,因此我们便稍微乐观选择K值为1.00。
3.3.2围堰顶部宽度的确定:
根据SL189-2013《小型水利水电工程碾压式土石坝设计规范》中6.3.1条款之规定,坝顶宽度应根据构造、施工、运行和抗震等因素要求确定,可采用4~6m。
为了便于施工及以后防洪处理,确保运送土石方自卸机动车的安全可靠性,实际上确定本坝顶宽度设计为4.5m。
3.3.3应急预案备用围堰顶部土石料:
主要是预防20年一遇洪水,20年一遇洪水位高程为829.84m。
预留土石料堆放在业主指定的位置,运距约200米;如遇20年一遇洪水时在已建围堰上加高1m呈三角立方体(见“附录四”)。
预备土石料约1000m3。
4作业方法:
4.1第一期围堰施工顺序及填筑方法:
4.1.1测量放线:
根据已审核后的临时围堰平面图纸,使用全站仪测量出一期围堰轴线坐标。
填筑过程中用水平仪测量填土石标高。
4.1.2临时施工道路:
原地貌为高低起伏状,需修一条临时道路,起始道路高程824.3m,随围堰高度提高而提高,最后高程为830m。
临时道路长40m,宽5m。
4.1.3围堰水下堰体施工:
确定好起始坐标后,挖掘机从起始端往外3m清淤至基岩;两辆自卸汽车向围堰运土石方填筑,初次填筑高度超出静水面高500mm。
围堰将以长3米分段清淤填筑,直至将第一次围堰按坐标路线合拢。
4.1.4围堰水上堰体施工:
填筑时以1米高同上方法依次推进,确保土石方的压实度,满足整体的稳固抗冲刷、不下沉坍塌。
最终填至围堰的设计高程。
4.1.5修坡:
围堰填筑完毕后,挖掘机对围堰内外修坡,坡度均为1:
1。
迎水面边修坡边铺设厚500mm粘土垫层(汽车运,挖掘机铺设修平),且围堰底部向外至少2m无淤泥淤沙至基岩。
4.1.6900g/m2复合土工膜铺设:
由4名潜水员铺设水下部分土工膜,然后将装好土的编织袋交错堆码在土工膜上压制(土工膜的搭接长度为500mm,编织袋层厚600mm)。
土工膜铺设至围堰设计高程差500mm后,向围堰内部延伸出2米嵌在厚600mm粘土中,以防止土工膜下滑及破裂。
值得强调的是,在一期围堰B处为抗冲刷重要部位,此处土工膜横向为整体,应无接头。
4.1.7围堰背水面施工:
围堰内抽水及修坡完毕后,在围堰根部向上1m段堆码厚600mm编织袋,使渗水沿围堰底部排向排水沟,排水沟设置在距离围堰底部1m处,围堰下游设置一集水坑,将渗水和施工用水汇集后,利用大功率抽水泵排出堰外,解决围堰渗水及施工用水对基坑的影响。
4.2二期围堰填筑:
4.2.1一期围堰所包含的工程施工完毕,并通过业主及监理验收合格后,拆除一期BC段围堰,进行二期围堰填筑。
二期围堰的填筑顺序及方法同于一期围堰填筑。
4.2.2涵管过水能力校核:
当二期围堰填筑时,该河流处于枯水期,根据防洪评价报告枯水期11-4月平均总流量为9586万m3,平均流量为6.08m3/s,此阶段流水高程在822.5m和823m之间(另见“防洪评价报告表4-21”)。
围堰断流水位上升后,涵管(见“附录三”)设计在高程823m与826m之间。
采用直径1.2m涵管,高程在826m时,单根涵管过水能力为0.97m3/s,故设计7根涵管的过水流量为6.79m3/s(>6.08m3/s)。
所以能满足枯水期过水能力。
涵管之间及周边用细石包裹,涵管之间细石厚度为300mm。
(注:
根据水文资料显示,该地区汛期为5月到10月;而本期围堰施工计划时间在11月22日,汛期已过)。
4.3围堰拆除:
施工围堰拆除:
用挖掘机、自卸车退后式拆除,直至土石方围堰全部拆除。
水深处,由于普通挖掘机一次性难以将围堰全部挖出,采用挖掘机上下转运挖出。
挖出的围堰土石方部分用于回填泵房及岸墙,其余土石方由汽车运至就近堆渣场。
4.4安全监测:
为了掌握围堰的工作状态,建立较全面的安全监测系统,确保围堰安全,选择具有代表性并能反映堰体性状的部位和断面进行监测,及时反馈观测资料。
迎水面围堰堰顶每隔20m埋设水平和垂直位移观测点1个。
基坑开挖时,按时观测、监测堰体表面水平和垂直位移,对比原始数据;根据堰体变化情况,及时采取相应的防范措施。
5主要工程量
5.1施工围堰土石方填筑工程量
5.1.1一期围堰工程量:
土石方约12000m3,900g/m2复合土工膜约2400m2,粘土约4000m3。
5.1.2二期围堰工程量:
土石方约9000m3,900g/m2复合土工膜约2000m2,粘土约2000m3。
5.2施工围堰拆除工程量
土石方约22000m3,900g/m2复合土工膜约4400m2,粘土约6000m3。
用于取水泵房及岸墙回填土石方约15000m3,外运约12000m3(不含取水口其他建筑土石方);往外运至指定堆渣场的距离约5km。
6施工资源的实际投入
6.1人力资源
序号
工种
职责
人数
备注
1.
技术员
负责本工程的技术工作
2
2.
质检员
负责工程质量检查、验收
1
3.
安全员
负责工程安全检查、监督
1
4.
电工
负责现场施工照明、排水电路
1
5.
测量员
负责轴线标高控制
2
6.
操作工
负责挖掘机、自卸车等机械驾驶及保养
7
7.
普工
负责清底、修边坡、安全围护
16
8.
爆破工
负责爆破作业
12
6.2施工机械及计量器具资源
序号
机械名称
规格
数量
单位
备注
1
自升式塔吊
QTZ63(5611)
1
台
2
手持风钻
KHYD40
6
台
3
潜孔钻机
HJ450
1
台
4
装载机
30型
1
台
5
破碎机
240型
2
台
6
挖掘机
240型
2
台
7
渣土运输车
18m3
6
辆
8
全站仪
DS3
1
台
9
水准仪
RTS112L
1
台
10
潜水泵
Φ100
4
台
11
柴油发电机
150kW
2
台
12
应急灯
1kW
10
只
7施工进度计划的控制效果对照表
项目
计划完成时间
实际完成时间
备注
检修道路具备通车条件
2014.05.11
2014.05.11
泵房爆破开挖结束及一次临时围堰施工完成
2014.06.11
2014.07.31
泵房下部结构施工结束
2014.08.05
2014.10.09
泵房上部结构完成
2014.09.20
2014.10.31
冲砂闸上部结构封顶
2014.11.24
2014.11.25
溢流坝及其消力池施工结束
2014.11.15
2015.01.10
预计
一次围堰拆除、二次围堰施工结束
2014.11.30
2014.11.30
预计
拦河坝施工结束
2014.12.20
2015.01.15
预计
配电室具备安装条件
2014.10.20
2014.11.23
8施工经验总结
茶园电厂取水口工程是公司承接的第一个火电工程水利项目。
因施工人员对于关于水利工程规范接触较少,经验不多,故取水口枢纽建筑工程对于公司的施工经验是一个不大不小的挑战与提升。
8.1取水口建筑枢纽工程施工通道的解决方案
这是一个单独在厂区外的一个项目,设计院从乡村道路设有一条经由山脚下的检修道路至取水口区域。
考虑有大量取水口区域施工的土石方车辆及混凝土罐车通行,为方便施工,施工初期即优先进行检修道路的施工,将道路路基、挡墙等施工完成,并铺设简易路面,使其早期能永临结合使用,待取水口区域工程基本完成后,再进行检修道路的路面施工。
如此既保证取水口区域的施工,也减少了车辆对道路的破坏,节约了后期对道路路面的维护费用。
同时,在检修道路前期施工后,土石方爆破机械及运输车辆、大型挖掘机等机械即可以进入取水口区域进行施工,从而整个施工项目中的道路施工只需考虑路面施工的工期,大大缩短道路施工时间。
8.2取水口区域的土石方开挖、外运、回填的平衡
这是经营临时围堰工程、甚至是整个取水口建筑枢纽工程成败的一个关键问题。
根据DL/T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》的有关规定,在工程前期,根据区域内的地形图及施工图纸,我们对开挖出的土石方、两期施工围堰的土石方及回填需用土石方量进行了评估,列出土石方调配计划,选择适当位置设置土石方周转场地。
在扣除回填需用土石方量后,取水口工程所有需外运土石方量约28000m3。
取水口区域是在河流的岸边,地形高差很大,前期须对征地范围内的场地进行爆破开挖平整至设计0m,方量约有11000m3,此土石方用于临时道路的铺设及一期围堰坝体的施工。
其次,因取水泵房是整个取水口永久工程施工中的关键因素之一,所以在场地平整后,再对取水泵房等建筑物进行放线定位,接着对取水泵房进行爆破开挖;此爆破开挖出的土石方(约有15000m3)用于一期围堰坝体的施工,多余部分外运。
再次,冲砂闸、消力池、岸墙被开挖出的石方(约有7000m3)需运至临时周转堆放区。
再次,待一期围堰内建筑施工完毕后,拆除一期围堰,一期围堰的土石方转用于二期围绕的修筑;一期围堰用于二期围堰多余的土石方(约有5000m3)、临时周转堆放区的土石方和取水口至厂区补给水管线的开挖出的土石方(约3000m3)对已施工完的取水泵房、岸墙基坑进行部分回填(约15000m3);在随后的二期围堰内的溢流坝及消力池被开挖出的土石方(约2000m3)进行外运。
最后,在二期围堰内的工程完成后,拆除二期围堰,其土石方部分用于补给水管沟的回填,多余部分利用自卸运输车外运至建设方指定位置堆放。
8.3因地制宜,巧妙化解施工临建用地不足的矛盾
取水口工程施工场地狭小,地势高差较大,在进行场地平整后,可使用的施工面积无法有效布置施工临建设施。
为此,现实逼迫我们只好采取化整为零的动态布置。
即在取水泵房、冲砂闸、配电室之间布置一台塔吊,便于施工材料的垂直运输;将钢筋木工加工场(650m2)及预埋件加工棚(20m2)先设置在后期施工的配电室位置;待冲砂闸下游消力池、岸墙施工完成土石方回填后,将钢筋木工加工场再二次转移到回填区域;钢筋半成品利用塔吊堆放在南侧围墙外侧和后期完工的溢流坝冲砂闸后方(即消力池)或前方铺盖底板上;把施工临时办公室(24m2)及预埋件加工棚(10m2)设置在围墙大门外侧的坡地上,把沟道盖板预制场地(15m2)设置在办公室北侧。
生产和现场办公临建设施布置详见“附录三”。
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