大型水库施工组织设计.docx

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大型水库施工组织设计

1施工条件

1.1工程概况

某水库位于沙颍河的主要支流澧河上游的干江河上，坝址位于河南省叶县某镇某村某水文站下游1km处。

坝址距叶县县城约30km，西距叶县某镇约10km，东距叶县某乡约6km，坝址位于两乡镇交界处。

某水库属大（Ⅱ）型工程，工程等级为二等，主要建筑物为2级，采用500年一遇洪水设计、5000年一遇洪水校核。

水库控制流域面积1169km2，多年平均径流量3.64亿m3。

根据流域规划的要求，某水库的开发任务是以防洪为主，结合供水、灌溉，并兼顾发电等综合利用。

水库主要永久建筑物有大坝、溢洪道、泄洪洞、输水闸，另外在输水洞后还有小型水电站一座。

各建筑物概况简述如下：

（1）大坝

大坝全长约4070m，南起小某，北至牛庄北，坝顶高程117.8m，防浪墙顶高程119m，最大坝高34.3m，坝顶宽8m，坝顶路面采用混凝土路面结构型式。

大坝上游坡为1∶3和1∶3.5，下游坡为1∶2.25和1∶2.5。

大坝防渗体为粘土斜墙，粘土斜墙后设排水带和任意料，坝体上、下游坡均采用干砌石护坡。

坝基防渗采用混凝土防渗墙和帷幕灌浆结合的垂直防渗型式。

（2）泄洪洞（前期为施工导流洞）

泄洪洞为无压洞，洞径6.0m，进口洞底高程89.0m，洞长210.0m。

进口闸室长25.0m。

闸室内设弧形工作闸门及平面事故闸门各一扇，竖井上部设启闭机室。

出口设消力池，消力池池深5.3m。

（3）溢洪道

溢洪道为岸边式溢洪道，溢洪道控制闸底板顶高程102.0m，闸室总净宽90.0m，共6孔，单孔净宽15.0m，设弧形工作闸门。

消能型式采用挑流消能。

（4）输水洞和电站

输水洞为有压洞，进口闸室长18.5m。

主洞洞径3.5m，进口洞底高程91.0m，洞长307.0m；闸室内设拦污栅及事故检修闸门各一扇，进水塔上部设启闭机室。

输水洞出口通过岔管接电站，结合向河道和渠道输水灌溉发电，总装机1890kW。

本标段工程内容包括各建筑物（除溢洪道控制段桩号4＋844.2～4＋984.2）的钻孔和灌浆（帷幕灌浆和固结灌浆）；永久和临时水工建筑物的松散透水地基的防渗处理工程，其防渗结构型式包括永久工程的混凝土防渗墙和临时工程的高压旋（摆、定）喷注浆防渗墙。

本标段工程施工跨2个年度，安排在非汛期施工。

1.2水文气象、工程地质及水文地质条件

1.2.1水文气象

澧河是沙颍河右岸的重要支流，发源于方城县四里店以北的柳树沟，全长163km，流域面积287km2。

干江河是澧河的主要支流，流域面积1280km2，占澧河流域面积的46％，干流全长98.7km。

干江河发源于方城县小史店乡西南山区，上游河道比降在古庄店以上为12500，以下为110000，河槽一般宽100～200m。

水库坝址以上河道呈三干型，即东沙河、西沙河、贾河。

上游河床呈“V”型，中、下游呈“U”型，由于流域内山丘区无森林覆盖，坡陡流急，河床土质多为砾石及砂组成。

本流域属温带季风气候区，气候变化受季风影响，冬季少雨干燥，夏季西伯利亚高气压衰退，暖湿气团由东南方向内移，在700m高空形成切变线、台风、三合点，降落暴雨。

多年平均降雨量885mm，年际变化大，最大1504mm，最小472mm。

年内分配不均，汛期6～9月的降雨量占全年的60％左右，尤以7、8两月为最多。

本流域平均多年平均气温约14.5℃，极端最低气温－15℃，在元月份，极端最高气温45℃，在7月份。

年平均无霜期为221天，年平均相对湿度约为69％，年平均水面蒸发量为769.4mm，月蒸发量随随气温变化，其中以5～8月较大，约为129～175mm，元月及12月最小，约为40mm左右。

因受季风影响，冬春季多西北及东北风，夏秋季多东南及西南风，年最大风力为8级。

本流域由于冷湿气团的锋面位置常在南北向摆动，故坝址上游经常为暴雨中心所在地。

大暴雨中心位置常位于金汤寨、独树、治平、吴沟一带。

由于流域上宽下窄，似扇形，故集流快，一场孤立暴雨形成的洪水，在下游往往是峰形尖瘦的孤峰，如全流域连降暴雨则在干流汇合的下游形成峰缓、量大、持续时间长的复式洪峰，这样的洪峰往往会给下游带来较大的洪涝灾害。

1.2.2工程地质及水文地质条件

某水库坝址以上流域上宽下窄，形状似扇形，四周为山丘区，中部为陵间盆地，总的地形是西南高、东北低，流域平均高程为175m，分水岭最高（五峰山）海拔高程为872.4m，一般在400～700m高程之间，唯方城缺口地势较低，高程仅140m。

坝址处于某槽地之东南边缘部位，其北部为漫岗，南部为丘陵，中间为平缓开阔的河流冲洪积阶地。

北部漫岗高程122～154m，南部丘陵高程一般在100～150m之间，局部达170～200m，干江河河底高程为84～85m，河槽宽度130～240m。

两岸发育两级不对称阶地和漫滩，左岸二级阶地由Q2、Q3地层组成，阶地前缘Q3地层和Q2地层间为内迭埋藏关系，在地形地貌上形成为一个统一阶地，阶面宽3500～4000m，向干江河缓倾，坡度为7％～8％，阶面高程95～122m，前缘高出现代河床约10～12m。

一级阶地左、右岸均有发育，由Q4地层组成，阶面宽200～800m，阶面高程90～93m，高出现代河床约5～8m。

Ⅰ、Ⅱ级阶地之间为上迭关系。

河漫滩不发育，与河床间界线亦不明显。

流域内山丘区岩石裸露，出露基岩以粗粒斑状花岗岩为主，其特点是含钾长石斑晶，节理发育，结构疏松，易风化，抗蚀弱。

陵间盆地地表为厚层浅红棕色亚粘土，土质粘重，由于地面坡度较陡，地表岩性抗蚀力差，加之植被较差，故水土流失较严重。

本工程地震基本烈度小于Ⅵ度，可不考虑地震设防。

1.2.2.1工程地质条件

（1）左岸二级阶地、漫岗段

桩号0＋000～0＋500段，地貌上构成漫岗，地面高程136～122m，上部岩性为Q1卵石混合土层，厚5～8m。

桩号0＋500～3＋740段，长度为3240m，地面高程122～100m，地貌上为二级阶地，由Q2地层组成，中、上部低液限粘土北部（大约2＋150桩号以北）厚度2～7m，南部厚7～15m；下部卵石混合土层相应北部厚度一般0.5～2m，南部多为5～9m，最大达16m以上。

卵石混合土层渗透系数4.6×10－5cms～1.33×10－3cms，为弱到中等透水。

桩号3＋740～4＋275段为左岸二级阶地前缘地段，地面高程一般100～95m，由Q3地层组成，具二元结构，中、上部为土黄、褐红色低液限粘土，厚度7～13m，该层标贯击数4～15击，平均7击；下部为卵石混合土层，厚2.6～12m，层顶面高程80～89m，其渗透系数为3.57×10－4～7.04×10－2cms，为中等到强透水。

两者间夹有一灰色低液限粘土层，由南至北逐渐变厚，其厚度为0.5～6.0m，空间分布不均匀，局部相变为含细粒土砂。

据现场标贯试验，该层标贯击数4～10击，平均6击。

卵石混合土层分布在80～89m高程以下，厚2.6～16m，渗透系数3.57×10－4～7.04×10－2cms，属中等～强透水层，透水性与河槽卵石混合土层相差无几。

由于该层卵石混合土与河槽卵石混合土层相连通，坝基下游部分直接出露，存在渗漏及渗透稳定问题。

（2）河槽、一级阶地段

桩号4＋275～4＋540段为现代河槽（包括河床、漫滩），宽240m地面高程一般85～88m，本段第四系地层上部为Q41－2卵石混合土层，厚度河床处为3～4m，漫无边际滩为5～7m；下部为Q3卵石混合土层，厚度一般为4～6m，在其顶部及中部夹灰色粉土软土夹层，厚0.3～2m。

桩号4＋540～4＋660段为残留一级阶地，阶面高程88～89m，无明显陡坎，上部为Q41卵石混土层，厚3～7m；下部为Q3卵石混合土层，厚度为1～4m。

Q41与Q3之间有一灰色粉土夹层，厚0.5～0.8m。

据1958和1989年多孔抽水试验结果，河床Q3、Q4卵石混合土层混合渗透数值为5.2×10－2cms～1.6×10－1cms，属强透水。

第四系覆盖层以下岩性特征及构造情况如下：

桩号4＋395以左为上第三系灰绿（白）、褐红色粘土质砂（岩）互层，性质同大某坝址。

桩号4＋395～4＋520段为断层F100破碎带，宽125m，构造岩原岩成分主要为石英砂岩、页岩及细晶灰岩等，断层F100破碎带以弱～极微透水为主。

桩号4＋520～4＋665段属F100断层影响带，岩性为X1安山岩，上部属全、强风化，全风化带中2段压水试验透水率分别为13.75、35.32Lu，属中等透水；强～弱风化带中8段压水试验，微透水（0.1～1Lu）1段占12.5％、弱透水（1～10Lu）5段占62.5％、中等透水（10～100Lu）2段占25％。

（3）右坝头（肩）及附属建筑物区基岩段

坝头区段（桩号4＋665～5＋213.8）：

本段长500余m，泄洪洞、溢洪道、输水洞线位于其间，地面高程一般为120～140m，大约在5＋060桩号以北，岩性：

上部主要为m1、m2石英砂岩、石英砂岩夹页岩，下部为X1安山岩；桩号5＋060以南，上部为y1－2石英砂岩、页岩互层及y1－1页岩夹石英砂岩，下部为m3安山岩。

石英砂岩岩性坚硬，风化轻微，页岩则岩性软易风化，安山岩上部多呈全～强风化状态、下部呈微风化状态。

本段小断层虽较多，但规模多较小。

岩体相对较完整，岩层透水性多数较小，在175段压水试验成果中，弱～极微透水占80％，中等透水占19.4％，强透水占0.6％。

1.2.2.2水文地质条件

在河谷阶地含水层主要为全新统Q41、Q42地层，地貌上属河床、漫滩及一级阶地，主要组成物质为冲洪积卵石混合土层、砂土类，所组成的透水层厚度5～15m，富水性及透水性能均好，其渗透系数K＝2.11×10－1～3.83×10－3cms。

如范庄位于一级阶地砂层中一眼井，井深10m，砂、砾石层厚1.53m，日涌水量为271t，水质好，是当地居民生活用水的主要水源。

库区地下水类型虽有不同，贮藏补排条件也有差异，但水质分析结果地下水类型比较简单，多为HCO3－Ca－Mg型水。

矿化度0.10～0.391gl，均属淡水。

PH值6.5～8.2，属中性～弱碱性水。

地下水的化学特征与地下水类型关系比较密切。

河水主要受降水、泉水及侧向迳流补给，由于上游工矿业很少，没有什么污染，水质较好，均属HCO3－Ca型或HCO3－Ca－Na型水，pH值7.45～7.86，矿化度为0.15～0.182gL。

根据水质分析成果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287－99）附录G评价，坝址区地下水、河水对混凝土无腐蚀性。

1.3对外交通条件

本工程所在地对外交通方便，坝址距平顶山火车站约65km，距叶县站约40km。

目前发包人修建的对外交通道路全长约5km（三级公路标准，为C30混凝土路面）与许昌～南阳省道连接；坝后施工道路及临时过河道路全长约4.8km，为泥结碎石路面，其中过河道路为可漫水临时路，路面以下过流能力为350m3s，在施工期间要充分考虑因漫水路过水而可能影响的工期因素。

外来物资除生活用品可部分有当地供应外，其余物资考虑由公路运至工地。

1.4本标合同项目和工作范围

1.4.1本合同的主要工程项目和工作内容如下

1.4.1.1永久工程项目和工作内容

大坝基础的钻孔和灌浆；大坝基础的混凝土防渗墙；右岸单薄山体钻孔和灌浆；原型观测（发包人已对本工程的观测仪器埋设与安装通过招标委托其他承包人进行，本工程承包人必须按施工图纸规定及监理人指示配合其他承包人进行本项工作，本工程承包人在施工中应按监理人和其他承包人的要求进行施工）。

1.4.1.2临时工程项目和工作内容

（1）施工场地平整及场内施工道路；

（2）场内施工供电工程；

（3）施工排水（浆）；

（4）施工仓库；

（5）施工生产、生活用房（发包人已为本标段提供了建筑面积约1000m2的临时房屋和院场面积4000m2施工大院，承包人须完成水电等配套设施建设，若投标人认为提供的面积不足，可再进行增加临时房屋面积和配套设施建设，发包人提供的房屋所有权归发包人）；

（6）施工期地下水位观测；

（7）其它临时设施（如进场道路维修、工程完工后施工场区内的场地平整与清理等）。

1.4.1.2主体工程主要工程量

本工程主体工程主要工程量见表1.1。

表1.1主体工程量表

项目编号

项目名称

单位

工程量

备注

1

钻孔和灌浆工程

1.1

帷幕灌浆孔钻孔

含先导孔

1.1.1

4＋100.0～4＋430.0段帷幕灌浆孔

m

2490

1.1.2

4＋430.0～4＋655.0段帷幕灌浆孔

m

2278

1.1.3

4＋655.0～4＋683.9段帷幕灌浆孔

m

822

1.1.4

4＋683.9～4＋801.0段帷幕灌浆孔

m

2743

1.1.5

4＋801.0～4＋844.2段帷幕灌浆孔

m

1074

1.1.6

4＋984.2～5＋124.2段帷幕灌浆孔

m

3537

1.1.7

帷幕检查孔

m

1295

1.1.8

防渗墙中帷幕检查孔造孔

m

1120

1.1.9

备用孔深（3％）

m

388

1.2

帷幕灌浆

含先导孔

1.2.1

4＋100.0～4＋430.0段帷幕灌浆孔

m

2490

1.2.2

4＋430.0～4＋655.0段帷幕灌浆孔

m

2278

1.2.3

4＋655.0～4＋683.9段帷幕灌浆孔

m

822

1.2.4

4＋683.9～4＋801.0段帷幕灌浆孔

m

2743

1.2.5

4＋801.0～4＋844.2段帷幕灌浆孔

m

1074

1.2.6

4＋984.2～5＋124.2段帷幕灌浆孔

m

3537

1.2.7

帷幕检查孔

m

1295

1.2.8

防渗墙中帷幕检查孔造孔

m

1120

1.2.9

备用孔深（3％）

m

388

1.3

固结灌浆孔钻孔

1.3.1

右坝肩固结灌浆孔

m

1110

含先导孔

1.3.2

右坝肩固结灌浆检查孔

m

60

1.3.3

备用孔深（3％）

m

34

1.4

固结灌浆

含先导孔

1.4.1

右坝肩固结灌浆孔

m

1110

1.4.2

右坝肩固结灌浆检查孔

m

60

1.4.3

备用孔深（3％）

m

34

2

基础防渗工程

2.1

造孔与成墙

2.1.1

3＋725～3＋775二级阶地坝段

入基岩深5m

2.1.1.1

粘土部分

m2

482.8

2.1.1.2

卵石部分

m2

302.1

2.1.1.3

基岩部分

m2

221.9

2.1.2

3＋775～4＋100二级阶地前缘坝段

入基岩深5m

2.1.2.1

粘土部分

m2

3502.7

2.1.2.2

卵石部分

m2

2312.9

2.1.2.3

基岩部分

m2

1745.0

2.1.3

4＋100～4＋275二级阶地前缘坝段

入基岩深10m

2.1.3.1

地上部分

m2

41.5

2.1.3.2

粘土部分

m2

1709.5

2.1.3.3

卵石部分

m2

2228.5

2.1.3.4

基岩部分

m2

1837.3

2.1.4

4＋275～4＋522河槽坝段

入基岩深≥15m

2.1.4.1

地上部分

m2

1549.3

2.1.4.2

粘土部分

m2

2.8

2.1.4.3

卵石部分

m2

2779.0

2.1.4.4

基岩部分

m2

4025.0

2.1.5

4＋522～4＋655一级阶地段

入基岩深≥15m

2.1.5.1

地上部分

m2

546.8

2.1.5.2

粘土部分

m2

460.0

2.1.5.3

卵石部分

m2

1186.9

2.1.5.4

基岩部分

m2

1865.0

2.2

混凝土防渗墙帽

2.2.1

3＋725～4＋655段防渗墙体顶部剔除

m3

427.8

2.2.2

3＋725～4＋655段防渗墙帽素混凝土

m3

604.5

1.4.2其它工程

属于本工程但本合同未包括的工程项目，由发包人另行组织招标实施。

本工程承包人按监理及招标文件做好配合工作。

1.5材料供应条件

1.5.1天然建筑材料

1.5.1.1砂砾石料场

砂砾料主要分布在干江河及其支流文井河、古城河的滩地，均属第四系冲积层，地层简单，岩性单一。

由于筑坝区粗料缺乏，所以调查范围较远，根据各料场地层岩性及分布位置将料场划分为4个区，现分述如下：

（1）干江河上游砂砾料区：

分布于尚洞—坝址区，距坝址区最远11.5km，现存砂砾料滩地8个。

（2）干江河下游砂砾料区：

分布于坝址区—下游刘湾禄，距坝址区最远8.0km，现存砂砾料滩地6个。

（3）文井河砂砾料区：

自入干江河口至上游某（许南公路东），距坝坝址区2.5～10.0km，现存砂砾料滩地8个。

（4）城河砂砾料区：

自入干江河口至上游某（许南公路东），距坝址约3.5～10.0km，现存砂砾料滩地11个。

料区均分布在沿河床左右的狭长滩地内，由于干江河汛期水量较大和当地近年来筑路、采砂等常年无序开采，现料区岩性及储量较之原来变化较大。

从调查资料看，料场分散性大且多数距坝址较远，无论开采和运输均不方便，不利于集中大型开采。

各料场产地位置及运距见表1.2。

表1.2砂砾料分布及储量表

料源

分区

料区

编号

建材产地

料物类别

水上方

（104m3）

水下方

（104m3）

合计方量（104m3）

运距

（km）

备注

干

江

河

上

游

砂

砾

料

区

上2滩

河套寨

卵石混合土

8.24

7.73

15.97

6.2

88开头的为1988年增加料区，88－4滩已不存在，88－5滩往上游移动了400m左右。

上3滩

河套庄

级配不良砾

3.20

4.80

8.00

8.0

上4滩

三间房南

级配不良砾

3.60

3.60

7.20

10.0

上5滩

尚洞东北

卵石混合土

4.50

4.50

9.00

11.5

88－1滩

某西北

卵石混合土

2.52

8.40

10.92

88－2滩

某北

卵石混合土

2.64

4.80

7.44

1.0

88－3滩

范庄

卵石混合土

3.60

12.00

15.60

2.0

88－5滩

寨王西

卵石混合土

4.80

4.80

4.2

合计

33.1

45.83

78.93

干

江

河

下

游

砂

砾

料

区

下1滩

英李

卵石混合

18.00

30.00

48.00

1.0

下4滩已不存在，下8滩位于水下。

下2滩

常派庄

级配不良砾

12.80

16.00

28.80

1.7

下3滩

陈湾

级配不良砾

2.16

5.40

7.56

2.5

下5－6滩

辛店北

级配不良砾

1.50

1.75

3.25

5.0

下7滩

湾禄西滩

级配不良砾

1.44

1.44

6.5

下8滩

刘湾禄

级配不良砾

0.50

0.50

8.0

合计

35.90

53.65

89.55

文井

河砂

砾料

区

文滩

小常庄

卵石混合土

2.10

2.10

4.20

2.5

文1滩，文2滩，文3滩，文4滩，文8滩，文9滩已不存在。

文6滩

文井村东

卵石混合土

0.72

0.60

1.32

2.7

文7滩

西王庄

卵石混合土

2.64

3.30

5.94

3.0

文10滩

暴沟西北

卵石混合土

5.82

4.16

9.98

6.0

文11滩

路庄南

卵石混合土

10.30

10.30

6.8

文12滩

赵庄

卵石混合土

5.04

5.04

8.0

文13滩

沈庄

卵石混合土

1.16

2.16

8.5

文14滩

吕楼

卵石混合土

4.40

4.40

10.0

合计

33.18

10.16

43.34

古

城

河

砂

砾

料

区

古3滩

张杰庄西

卵石混合土

1.80

4.50

6.30

3.50

古4滩

马庄

卵石混合土

1.43

4.29

5.72

4.00

古5－6滩

小杨庄

卵石混合土

4.50

5.62

10.12

4.50

古7滩

余庄西

卵石混合土

1.94

1.50

3.44

5.00

古9滩

张淹西

卵石混合土

2.70

2.25

4.95

6.00

古10滩

冯庵

卵石混合土

0.99

0.90

1.89

6.50

古11滩

前古城

卵石混合土

3.36

4.20

7.56

7.00

古13滩

车河砦

卵石混合土

0.70

0.70

10.00

古14滩

张文庄

卵石混合土

2.10

3.00

5.10

5.50

古15滩

张焕庄

卵石混合土

0.72

0.72

6.00

古16－19滩

周庄

卵石混合土

2.50

2.50

7.50

合计

22.74

26.26

49.00

总计

126.52

135.9

262.42

文井河、古城河砾料区，均以卵石混合土为主，卵砾石成分以紫红色、肉红色石英砾岩、石英岩为主，次为安岩及少量泥岩，磨圆度较好，呈亚圆形。

卵石含量25％，砾石约占50％，含少量漂石，充填物以中粗砂为主，含量约22％，其次为少量泥质。

干江河上、下游砂砾料区，以卵石混合土和级配不良砾为主，卵砾石成分以紫红色、肉红色石英砂岩、石英岩为主，次为安山岩及少量炭岩、页岩，磨圆度较好，呈亚圆形，卵石含量约17％，砾石含量约48％，少见漂石，充填物以中粗砂为主，含量约33％。

根据勘察资料分析，干江河上、下游砂砾料区由于多年人工弃砾取砂，现多以卵石混合土和级配不良砾为主。

1.5.1.2砂料场

砂料区位于干江河上游滩地，主要分布于方城县小毛庄—马庄一带，距坝址区14.2～26.0km，现存砂料滩地5个。

另外，干江河上、下游砂砾料区和文井河、古城河砂砾料区也蕴藏有砂料。

由于砂料均分布在沿河床左右的狭长滩地内，特别是当地近年来常年无序采砂，砂料区储量变化较大，砂料滩区距坝址均较远，且水位埋深一般小于2.0m，无论开采和运输均不方便。

各料场产地位置及运距见表1.3。

表1.3砂料分布及储量表

料源

分区

料区

编号

建材

产地

料物类别

水上方

开采方量

（104m3）

水下方

开采方量

（104m3）

合计方量

（104m3）

运距

（km）

备注

干

江

河

上

游