某水利工程施工组织设计.docx

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某水利工程施工组织设计

施工组织设计

批准：

核定：

审查：

校核：

编写：

设计人员：

施工条件1

自然条件4

施工导流9

设计条件9

导流标准9

导流方式及导流规划10

导流建筑物设计15

导流工程施工20

截流与基坑排水21

下闸蓄水22

料场选择与开采22

料场选择22

料场规划24

料场开采24

主体工程施工25

施工方案选择25

挡水建筑物（闸坝）施工25

引水系统建筑物施工26

厂区建筑物施工29

厂、坝砼温度控制29

施工交通运输30

对外交通运输30

场内交通运输31

施工工厂设施33

混凝土拌和系统33

砂石料加工系统34

风、水、电、通信35

施工总布置39

布置条件及布置原则39

施工分区规划40

碴场规划41

主要临建工程量41

施工总进度41

编制依据及原则41

施工进度计划43

工程筹建期43

施工准备期43

工程完建期44

工程的主要施工特点45

主要技术供应46

主要建筑材料46

风水电供应46

劳动力供应46

施工条件

8.1.1工程条件

（1）工程位置

如吾水电站位于甘肃省甘南州卓尼县麻路镇如吾村附近的洮河干流上。

在洮河干流开发规划报告中，洮河青走道～古城河段共规划了33个梯级，如吾水电站为其中规划范围内的第12个梯级电站。

推荐坝址位于如吾村上游约300m洮河拐弯处，距卓尼县城约57km，厂房位于枢纽下游洮河右岸，距卓尼县城约55km，沿洮河右岸有乡级公路贯通并通往卓尼。

卓尼县城至兰州310.9km，至陇海铁路陇西站187km。

对外交通比较便利。

（2）工程特性

如吾水电站是以发电为主的低坝（无调节）引水式电站。

枢纽工程主要由拦河闸坝、发电引水系统和地面厂房三部分组成。

水库正常蓄水位2742.00m，总库容223万m3。

坝址处多年平均流量59.9m3/s，发电引用流量为112.4m3/s，最大水头19.1m，平均水头17.6m，额定水头15.5m，装机容量15MW，多年平均发电量5834万kW·h，年利用小时数3889h。

根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）中的规定，工程规模为Ⅳ等小

（1）型，主要建筑物级别为4级，次要建筑物及临时建筑物为5级。

如吾水电站主体工程主要工程量汇总见表8.1.1。

（3）拦河闸坝

拦河闸坝由三孔泄洪闸、一孔冲砂泄洪闸坝段、浆砌石左副坝等建筑物组成。

最大坝高14.3m，坝前沿总长269.9m（其中副坝长231.1m）。

泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段为钢筋混凝土结构。

闸顶高程2743.50m，闸室总宽为38.8m，闸段最长处为23.6m。

泄洪闸、冲砂泄洪闸闸墩齿墙基础面高程2728.20m。

泄洪闸内设平板检修门一扇，孔口尺寸6.2m×11m（宽×高）；设平板工作门三扇，孔口尺寸6.2m×11m（宽×高）。

底板高程2731.00m，底板厚度1.8m。

出口为底流消能，消力池长34m，底板厚度1.5m，下设0.2m厚的反滤层与0.2m厚的碎石垫层，底板高程2728.50m。

其后接铅丝笼块石。

基础为砂砾石基础，泄洪闸前河床设置50m长的混凝土水平铺盖。

表8.1.1如吾水电站主体工程主要工程量汇总表

序号

项目

单位

大坝

引水隧洞工程

厂房

尾水渠

开关站

合计

泄洪冲砂闸

浆砌石副坝

进水口

引水

隧洞

调压井

压力

管道

1

砂砾石覆盖层开挖

m3

17795

17172

1831

3429

5130

11024

5787

62168

2

石方明挖

m3

3017

2001

4720

9738

3

石方洞挖

m3

22360

2148

24508

4

石方井挖

m3

3233

3233

5

回填石渣

m3

3365

4460

2321

10146

6

砼浇筑

m3

9486

2785

4521

5214

918

1664

5695

450

1242

31975

7

喷混凝土

m3

179

574

19

47

819

8

浆砌石

m3

1267

10413

2623

14303

9

干砌石

m3

4951

4951

10

钢筋

t

349

56

164

207

119

72

284

18

26

1295

11

钢材

t

190

190

12

金属结构

t

382

292

13

锚杆

根

249

1104

170

146

1669

14

固结灌浆

m

2926

856

426

4208

15

回填灌浆

m2

3853

1973

5826

16

接触灌浆

m2

冲砂泄洪闸闸顶高程2743.50m，闸室段宽为23.6m（顺水流方向）。

闸内设平板检修门一道，孔口尺寸6.2m×11m（宽×高）；设弧形工作门一道，孔口尺寸6.2m×11m（宽×高）。

闸底板末端为消力池，池底板高程2728.50m，池长28m。

左副坝为浆砌石重力坝，坝顶宽为4m，长231.1m，坝顶高程2743.50m，。

左副坝上游垂直，下游坡为1：

。

坝基为砂砾石基础，副坝前河床设置35m长的干砌石面层水平铺盖，水平铺盖采用复合土工膜防渗。

发电引水系统

发电引水系统由进水口、压力引水隧洞、调压井、压力管道四部分组成。

电站进水口布置采用塔式进水口，取水口底板高程2733m，闸顶高程2743.5m，进水口前缘宽度20m，中墩厚度3.0m，边墩厚度2.0m，设拦污栅两孔，单孔孔口尺寸×9.5m（宽×高），拦污栅后设一孔事故检修门，孔口尺寸为×8.5m（宽×高），进水口后为一方变圆渐变段与引水隧洞相接，渐变段长10m。

引水隧洞洞长488.18m，隧洞衬砌段内径6.5m，衬砌段厚度：

类围岩为30cm，

类围岩为40cm。

隧洞进水口底板高程2728.50m，隧洞末端底板高程为2714.95m，纵向坡度%。

调压井为阻抗式，上室高20.00m，上室内径12m，阻抗孔内径3.0m，上室开挖直径13.8m。

压力钢管为地下埋管，在进厂前一分为二，岔管分岔形式为"卜"形。

钢管主管直径为5.5m，主管段长度39.61m，外包混凝土厚度60cm，支管直径为4.2m。

③厂房系统

厂房系统由电站地面主厂房、副厂房、尾水渠、开关站等组成，副厂房布置在主厂房的上游，主厂房长度46m，副厂房长度40.6m，总宽度32.4m（其中主厂房宽度20.4m，副厂房宽度12m），主厂房高31.8m，机组段长度13.5m，安装间长度17m。

尾水渠按1：

的反坡与洮河相接。

尾水渠长30m，宽29m，底板混凝土衬砌50cm，并按梅花型布置φ20的排水孔，间排距为2.0m，尾水渠边墙采用的浆砌石重力式挡墙。

开关站采用开敞式开关站，布置在主副厂房左侧，平面面积29.5m×18.4m。

（4）施工特性

本工程所处河段属于中高山区，相对高差100～500m，河谷较宽阔，两岸植被较好。

沿河两岸有不对称的阶地，且多为耕地，工程施工可利用的场地有限。

施工期间环保要求严格。

拦河闸坝首部枢纽区位于如吾村上游约0.3km洮河拐弯处，厂址区位于如吾村下游约0.7km处作娄村西侧长隧洞出口的洮河右岸坡麓地带，发电引水隧洞长488.18m。

各水工建筑物布置相对独立，相互间施工干扰较小。

工程计划总工期24个月，第一台机发电工期个月。

工程经2个月筹建后，于第一年8月开工，第三年3月第一台机组发电，第三年6月底竣工。

电站对外交通比较方便，施工期所需的钢材、水泥、炸药、生活及生产物资等均可采用公路运输直抵工地，木材可在当地解决。

现有乡级公路经过拓宽可满足电站施工期外来物资的运输要求。

枢纽区附近天然砂石骨料较充足，质量满足工程需要。

本工程地处洮河干流上游，坝址区及厂址区附近无大、中型工业企业，河水清澈，水量丰富，水质较好，含沙量小，基本无污染，可直接提取作为生产用水，经沉淀、消毒处理后可作为生活用水。

工程区有10kV农用输电线路通过，可作为本工程施工用电电源。

洮河流域属中纬度内陆高原，属典型的高原大陆性气候，高寒阴湿。

具有冬春长而夏秋短、气温日差较大和无霜期短的特点。

根据本地区气候条件，砼施工要求进行温度控制，以防止砼裂缝。

控制砼原材料，低温季节加强砼表面保护，高温季节砼浇筑降温等温度控制措施，即可满足施工要求。

8.1.2自然条件

（1）水文条件

洮河是黄河上游右岸最大的一级支流，发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山东麓。

洮河干流全长673.1km，流域面积为25527km2，河道平均比降‰，水力资源较为丰富。

如吾水电站距上游下巴沟水文站约17km。

根据1：

50000地形图量算，电站坝址和厂址以上控制流域面积分别为9094.9km2和9238.3km2，多年平均流量为59.9m3/s，多年平均降水量499mm，其中在4月～10月降水量占年降水量的%，6月～8月降水量占全年降水量的54%。

如吾水电站设计洪水成果是依据∑下巴沟站和岷县站洪水设计成果，按其坝址、厂址流域面积采用内插法求得；分期洪水设计成果是依据下巴沟站和岷县站各分期洪水设计成果，按坝址、厂址面积采用区间内插法求得。

坝址、厂址设计洪水、分期洪水成果表见表8.1.2和。

表8.1.2如吾水电站坝址、厂址设计洪水成果流量：

m3/s

名称

设计值P（%）

1

2

5

10

坝址

1930

1760

1630

1400

1180

1020

893

684

厂址

1950

1780

1650

1420

1190

1030

906

695

表8.1.3如吾水电站坝址分期洪水成果流量：

m3/s

名称

时段

设计值（%）

10

20

100/3

50

坝址

12～3月

4～5月

228

176

136

104

月

239

184

142

109

月

684

486

350

255

10月

243

188

148

115

11月

113

厂址

12～3月

4～5月

233

179

139

107

月

244

188

145

111

月

695

495

358

262

10月

247

192

151

117

11月

114

（2）气象条件

洮河流域地处中纬度的内陆高原，属典型的大陆性气候，具有冬春长而夏秋短，气温日较差、年较差大和无霜期短的特点。

因流域地形变化幅度较大，海拔高程由4400m的河源降至1400m的入黄河口，纬度由河源的34°增至入黄口的36°，气候在上、中、下游有一定的差异。

上游地区高寒阴湿，冬季漫长，基本无夏天；中游地区高寒湿润，四季不分明；下游地区为温带半干旱地区。

如吾水电站位于洮河中游的高山地区，气候高寒阴湿，冰雹和暴雨是主要灾害性天气。

据临潭县气象站1971～2000年共30年气象要素资料统计，多年平均气温3.4℃，极端最高气温30.6℃，极端最低气温-27.1℃。

多年平均风速2.6m/s，多年平均相对湿度64%，多年平均降水量499mm，其中4月～10月降水量占年降水量的%，6月～8月降水量占全年降水量的54%，实测最大日降水量48.3mm。

最大冻土深度147cm，最大积雪深度18cm。

由于如吾水电站工程距临潭县县城最近，海拔高程相近，因此采用临潭县气象站做为如吾水电站工程气象设计代表站，临潭县气象站各气象要素见表8.1.4。

表8.1.4临潭县气象站气象要素统计表

项目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

全年

平均气温（℃）

极端最高气温（℃）

极端最低气温（℃）

平均地表温度（℃）

平均5cm地温（℃）

平均10cm地温（℃）

平均15cm地温（℃）

平均20cm地温（℃）

平均降雨量（mm）

最大日降雨量（mm）

降雨量≥0.1mm日数

降雨量≥10mm日数

0

0

0

0

降雨量≥25mm日数

0

0

0

0

0

0

0

降雨量≥50mm日数

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

蒸发量（mm）

平均总云量（成）

平均日照时数（h）

平均相对湿度（%）

48

52

60

62

66

72

76

77

77

72

58

47

64

平均风速（m/s）

大风日数（天）

雷暴日数（天）

0

0

0

最大积雪深度（cm）

8

14

18

12

14

4

0

0

1

13

12

8

18

最大冻土深度（cm）

145

147

146

131

3

0

0

0

3

10

49

105

147

（3）泥沙

如吾水电站坝址位于植被良好、含沙量相对较小的洮河中上游，距上游下巴沟水文站17km，距下游岷县水文站157km。

如吾水电站年内悬移质输沙量分配不均匀，主要集中来汛期6～9月，汛期输沙量约占年沙量的％，8、9月份来沙分别占年沙量的％和％。

如吾水电站坝址控制流域面积9095km2，多年平均悬移质入库沙量万t，入库推移质沙量为其悬移质的10％，推移质沙量万t，约合万m3。

坝址年平均流量59.9m3/s，年平均含沙量0.308kg/m3。

汛期平均流量94.1m3/s，汛期平均含沙量0.498kg/m3。

（4）冰情

建库后河道冰情将较天然河道发生明显变化。

由于建库后库区产生明显壅水，库内水面比降变缓、水流流速减小，有可能在库区形成冰盖。

河流封冻后冰盖逐渐增厚，影响冰厚的主要因素是气温，在其他条件相同时，气温愈低及负气温的历时愈长，则冰盖也愈厚，即冰厚与累积负气温成正比。

洮河中上游，冬季气候寒冷，每年自10、11月开始至翌年3、4月为冰期。

据临潭气象站30年资料统计，累积月平均负气温为–22.3℃，以此估算的如吾电站冰期平均冰厚约为0.91m。

（5）工程地质条件

首部枢纽区工程地质条件

洮河以NW358o方向流进下坝线区，经NW316～323o转向后，以NW312o方向流出坝线区。

河流平面型态呈“S”型，平水期河水位为2733～2734m，水面宽12～19m，水深～1.5m。

河谷呈不对称“U”型，谷宽50～60m；正常蓄水位2742m时，坝前水面宽约300m。

左岸为Ⅰ级阶地，地表平坦。

右岸为基岩岸坡，坡度40～50°。

坝线Ⅰ、Ⅲ级堆积阶地呈不对称分布。

Ⅰ级阶地连续分布在左岸，前缘分布高程在2735～2736m之间，高出河水面2～3m；Ⅲ级基座阶地连续分布在左岸坝线右端头，阶地前缘分布高程为2747～2749m，高出河水面13～15m；基座分布高程2739m，高出河水面6m，其上覆漂石砂卵砾石层，可见厚度3～5m，表部被薄层冲积粉土覆盖。

坝址区右岸坝前发育2#冲沟，切割深度大于100m，延伸长度大于2km，沟底纵向坡降10～18%，沟谷呈不对称的“V”型，两岸松散堆积物以崩坡积、冲洪堆积为主，沟口及两岸台地的堆积物以块碎石土为主，厚10～20m，沟底为洪积堆积，组成物质为大孤石、块石、碎石夹少量砂土。

坝线出露三叠系中统地层（T2d）及第四系堆积物（Q）。

坝址区左岸Ⅱ级基座阶地上部为砂卵砾石层，厚度～1.5m。

下部为Td2中厚层—巨厚层状砂岩夹板岩；坝址区左岸Ⅰ级阶地及河床砂卵砾石层厚约21.0m，属极强透水层；坝址区右岸为裸露基岩山体，岩性以砂岩为主，夹页岩或板岩。

库区两岸岸坡大部分较平缓，局部基岩裸露，岸坡较陡，岸坡相对高差一般在100m以上，河谷不对称呈“U”型。

崩坡积物或冲洪物等松散堆积物覆盖的岸坡坡度一般小于45°,基岩岸坡一般为50°～70°，较陡，局部为陡崖。

左右岸均零星有漫滩，少部分河段有河心滩发育，高出河水面～3.3m；两岸断续分布有Ⅰ、Ⅲ级阶地，拨河高度分别为2～4m、30～35m。

其中Ⅲ级阶地为基座阶地，基座高出河水面3～5m，阶面高程为2749～2772m，在纵横方向，阶地表面起伏较大，且向河谷方向倾斜，坡度10o～20°。

根据国家地震局颁布的《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306—2001），工程区50年超越概率10％的地震动峰值加速度为0.10g，相应的地震基本烈度为Ⅶ度。

引水系统工程地质条件

引水洞线位于洮河右岸低山区，山顶海拔2903～2972m，高出河水面250m。

隧洞顶板埋深15～163m，坝址最大埋深163m。

河流流向总体为NE18°。

河流在此段转了一个“Ω”形的弯，流向由进入坝址时的SE128°转过大弯后又恢复为SE128°方向。

本河段河谷宽250m左右，坝址区谷宽达260余米。

隧洞轴线主要出露三叠系中统地层（T2d），岩性以变质砂岩.、砂质板岩为主，新鲜岩石致密坚硬。

隧洞沿线岩层产状变化较小，进水口附近为NE75°NW∠56°，出口段为NW276°NE∠54°，沿线断层不发育。

引水洞线地下水类型为基岩裂隙水。

地下水埋深20～100m，最大埋深200m，接受大气降水补给，贮存和运移于基岩裂隙及断层破碎带内，向洮河及支流或向第四系松散地层中排泄，地下水和地表水对混凝土无腐蚀性。

引水洞沿线物理地质现象主要表现为岩体风化、卸荷拉裂、松动倾倒、崩塌、泥石流等方面。

引水洞线进、出口基岩岸坡平缓，经受了长期的侵蚀、堆积作用，岩体风化、卸荷强烈。

基岩岸坡就坡度而言，达到了自然稳定坡角。

据坝址、厂址勘探资料，椐地质调查及勘探资料，坝址区岩性为变质砂岩和砂质板岩分段出现。

砂岩段厚度一般25～34m。

板岩段岩层厚度一般50～80m。

由于变质砂岩岩性较坚硬，而砂质板岩岩性较软弱，两种岩性抗风化能力的不同，形成了不同的地貌现象。

砂岩段形成山脊，而板岩段形成山谷。

岩体表部以强风化为主。

变质砂岩强风化水平厚度一般1～3m，弱风化水平深度15～20m，纵波速度Vp=1370～2520m/s；微风化岩体RQD值平均大于50％，纵波速度Vp=3060～3490m/s。

砂质板岩强风化水平厚度一般3～5m，弱风化水平深度15～20m，纵波速度Vp=1370～2520m/s；微风化岩体RQD值平均大于50％，纵波速度Vp=3060～3490m/s。

崩塌主要发生于高陡岸坡中上部，堆积于岸坡中下部，常呈现倒石锥地貌，组成物质为块石、碎石及碎石土，厚度变化较大，中部薄，下部厚。

一般厚3～5m，较大者厚达10m。

此类地质现象常发生于引水洞线板岩段凹地形，凹地形接受两侧山坡及山顶岩体崩塌物形成崩塌堆积体。

岩体松动、倾倒主要分布在单薄山梁、厚3～5m，规模小，一般对引水建筑物影响小。

引水洞线全线未跨越大型、深切冲沟，所跨越小型冲沟对建筑物无影响。

厂房区工程地质条件

电站厂房位于如吾村下游700m处的洮河右岸坡麓地带上，阶面宽阔。

厂址区洮河较为顺直，流向为SE152～178°，河水位高程2725～2723.40m，平水期河水面宽47～63m，谷宽180～280m，厂房尾水区以下河水面宽60～65m，谷宽320～338m，河谷呈不对称的“U”形，左岸大部为第四系堆积体，岸坡坡度较缓，坡度25～30°；右岸为高山斜谷地貌，部分段基岩裸露，坡度45～60°。

两岸断续发育Ⅰ级阶地，前缘高程一般为2726～2727m，拨河高度为3～4m，左岸局部残留有Ⅲ级基座阶地，阶地主体为坡度较缓的Q3堆积粉土地层，前缘高出河水面30～40mm，基座顶面高程2732～2734m，高出河水面7～10m。

厂址区及其上、下游没有规模较大的冲沟发育。

厂址区出露三叠系中统地层，岩性为薄层砂质板岩夹变质砂岩，第四系（Q）不同成因的堆积物分布在河床、漫滩、阶地和坡脚及缓坡地带。

冲积砂卵砾石层（Q4Sgr）主要分布于漫滩、河床及Ⅰ、Ⅲ阶地中下部，组成物为砂卵砾石，砂卵砾石层厚15～20m。

崩坡积块碎石土（Q4col+dl）分布在调压井、压力钢管附近坡脚和岸坡缓坡地带，一般厚3～5m，局部厚度大于10m，由孤石、块石、碎石土等组成，松散，局部架空。

冲洪积块碎（卵）砾石层（Q4al+pl）主要分布在冲沟口，组成物为砂卵砾石，块碎石油土交互状出现。

施工导流

8.2.1设计条件

坝址区河道略弯曲，沟谷开阔，呈不对称的“V”型，右岸为基岩山坡，坡度较缓。

左岸为Ⅰ级阶地，地表平坦；右岸为基岩岸坡，坡度40o～50°。

经水文资料分析可知：

每年的5～10月，水量相对较大，划为汛期，每年的11月～翌年4月，水量相对偏小，划分为枯水期。

8.2.2导流标准

本工程为Ⅳ等小

（1）型工程，工程枢纽主要建筑物按4级建筑物设计，次要建筑物按5级建筑物设计。

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）的规定，其导流建筑物级别为5级。

根据本工程所处河流的水文特点、首部枢纽的布置及现场地形特点，本工程首部枢纽采用明渠导流方式。

导流标准：

选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=486m3/s。

厂房导流标准选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=495m3/s。

8.2.3导流方式及导流规划

（1）导流方式

枢纽导流方式

根据坝址处地形、地质、水位等实际情况，本阶段对三种导流方案进行了比较，见表8.2.1。

方案Ⅰ（推荐方案）：

河床一次断流，明渠全年导流方式。

导流标准：

选用5年一遇洪水重现期（全年），相应导流流量为Q20%=486m3/s。

方案Ⅱ（备用方案）：

河床一次断流，明渠枯水期导流方式。

导流标准：

选用5年