厂房围堰施工方案

1 概述 本工程属跨地域引水工程，供水对象为厦门市，引水流量10.0m3/s，涉及漳州市长泰县和厦门市集美区两个县（区）。工程枢纽主要由上存碾压混凝土重力坝、上存水库～尚吉引水系统、尚吉厂房以及溪口闸坝、溪口～许庄引水系统等建筑物组成。 上存至尚吉引水系统总长约1019m（进水口至岔管中心），隧洞进口中心高程为145.65m，调压井至隧洞出口中心高程为143.00m，纵坡i=3.24‰，引水隧洞为开挖直径4.1m底宽2.5m的扩底圆形断面，本标段负责引水隧洞引0+600～引0+838.04，压0+00.0～压0+86.0，隧洞长为324.04m，调压井由阻抗孔和竖井组成，阻抗孔直径1.8m，高度9m，竖井内半径为4.1m，高度为55m，竖井采用60cm厚钢筋砼衬砌。 发电厂房布置为地面式，主厂房主机段内安装两台混流式发电机组，厂区主要建筑物有主厂房、副厂房、尾水建筑物、35kV升压开关室等，主厂房长度方向大致平行于山坡地形，电气副厂房布置在主厂房后侧，与主厂房同高程布置，水机副厂房布置在安装场段。35kV升压开关室布置在安装场段右侧，开关站与主厂房之间用防爆墙分隔。主厂房总长度34.7m，其中主机段长21.6m，安装场段长13.1m。主厂房主机段内安装两台混流式发电机组，单机容量为6MW，主厂房主机段由蝶阀层、水轮机层及发电机三层组成。 主要工程量为：土石方明挖约8.9万m3,石方洞挖3797m3,竖井石方开挖3658m3，常态砼总计1.67万m3，其中洞身衬砌砼1170m3，竖井衬砌砼1038m3，工期为28个月。 1.1 水文气象资料 龙津溪流域面积924km2，坝址以上控制流域面积214km2，多年平均流量8.0m3/s，年径流量2.53亿m3。工程所在流域属于亚热带海洋性季风气候，温暖湿润，雨量充沛。流域受锋面雨和台风雨影响，降雨集中在4-10月，年平均雨量为1500～1900mm，从上游向下游递减。多年平均气温21℃，极端最高气温38℃，极端最低气温-1.7℃，多年平均风速1.7m/s；多年平均相对湿度80%。 厂址全年及不同时段洪水成果表 单位：m3/s 频率 时段 2% 5% 10% 20% 33.33% 50% 10月～12月 / / 167 90.9 43.6 30.0 10月～2月 / / 170 90.9 57.6 43.7 10月～3月 / / 176 124 82.5 57.6 10月～4月 / / 204 149 120 79.6 11月～1月 / / 41.9 32.9 20.6 15.0 11月～3月 / / 105 71.7 51.7 42.1 11月～4月 / / 168 120 84.2 60.4 全 年 1830 1470 1200 874 714 575               厂址多年月平均流量表 单位：m3/s 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 P=10% 3.15 5.97 6.38 12.2 17.45 27.4 25.8 40.7 25.9 11.6 5.17 3.14 P=20% 2.59 3.46 4.9 7.38 13.5 24.3 20.8 31.1 22.6 6.85 4.18 2.87 P=33.33% 2.08 2.46 4.03 6.03 8.42 19.9 15.8 21.3 15.4 6.03 3.79 2.40 P=50% 1.69 2.18 2.88 4.63 7.37 14.6 11.6 14.3 9.23 3.87 2.92 1.95 平均 1.86 2.59 3.81 6.17 8.67 16.1 14.6 18.1 13.3 5.44 3.14 2.06                           厂址水位流量关系表 水位(m) 122 122.5 123 123.5 124 124.5 125 125.5 126 126.5 127 流量(m3/s) 0 10.7 25.3 52.9 91.5 137 191 253 322 396 478 水位(m) 127.5 128 128.5 129 129.5 130 131 132 133 134 135 流量(m3/s) 572 675 783 902 1040 1190 1510 1870 2250 2680 3140                         1.2 地形地质 厂房围堰位于现尚吉厂房外侧河道，最远处离厂房约22m，河床地表高程100m～102m，河床表层为7m～12.2m厚的冲洪积砂卵石层，下部为全～强风化花岗斑岩。 厂房围堰基础砂卵石层较厚，完全开挖至强风化岩体的难度较大，因此采用卵石作为基础，但河卵石层为强透水层，施工时做好围堰基础的防渗处理，并做好加强基坑排水措施。 1.3 引用标准和规程规范 （1）《防洪标准》（GB 50201-1994）；（2）《水利工程建设项目验收管理规定》（水利部第30号令）；（3）《水利水电建设工程验收规程》（SL 223-2008）；（4）《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2004）；（5）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL 251-2000）；（6）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252-20001）；（7）《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》（SL 174-1996）；（8）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（SL 62-1994）；（9）导流工程项目的专项技术涉及其它章节引用的标准和规程规范。 1.4 施工导流和水流控制工作范围 本工程施工导流和水流控制主要工作内容如下： （1）河道截流的设计和实施；（2）围堰的设计、施工、维护和必要的拆除；（3）厂址区安全度汛和防护工程；（4）建筑物的基坑排水；（5）协助发包人安排好施工期下游供水。 2 导流程序 2.1 导流标准和导流方式 本工程采用的导流方式、各阶段导流标准及导流程序如图表 各阶段导流标准及导流程序 施工的 水工建筑物 导流 （度汛）方式 导流（度汛）标准 导流（度汛）程序 厂房 束窄河床过流 5年一遇，时段11-4月，Q=123m3/s 通过厂房临河侧设置围堰围护厂房基坑，水流从束窄河床过流         2.2 施工导流进度计划 根据施工总进度计划安排，本工程导流围堰施工如下： 围堰填筑：2014年11月21日～2014年12月5日; 围堰拆除：2016年10月21日～2016年10月31日。 3 围堰设计 3.1 围堰功能 通过厂房临河侧设置围堰围护厂房基坑，水流从束窄河床过流，厂房采取枯水期进行基坑施工，在汛前完成尾水段闸门井及尾水平台施工，并具备下闸挡水条件。导流标准采用枯水期11-4月5年一遇挡水标准设计，对应的洪水流量Q=123m3/s。 3.2 围堰平面布置 围堰防护范围必须满足主体工程施工时的基础开挖线和砼浇筑轮廓线及施工场地机械、设备、人员活动要求。围堰轴线根据招标图纸中的设计建议线进行围堰布置，围堰可以满足施工要求，并保证围堰填筑后，厂房下游左侧灌溉渠道的正常用水要求，围堰堰体采用土石围堰和粘土心墙防渗，围堰基础采用挖槽回填粘土和单排高压旋喷桩进行防渗处理。围堰的平面位置见下图。 施工围堰平面布置图 3.3 围堰挡水高程 导流标准为枯水期（11月~4月）5年一遇洪水Q20%枯=123m3/s，对应的厂址处水位为103.2m，河道束窄后厂址处水位为103.5m。初步拟定围堰顶高程为104.0m。 根据截流时段，拟定截流流量标准为2年一遇(10月～12月、P=50%)枯水期平均流量Q=31m3/s作为截流设计标准，对应的厂址处水位为102.3m。相应的截流戗堤高程102.8m。 3.4 围堰结构 围堰顶高程为104.0m，最大堰高4.0m，堰顶宽度为5m，迎水、背水堰面坡度均为1:1.5；迎水面为大块石护坡和钢筋笼护坡。围堰堰体防渗采用粘土心墙防渗，由于河床表层为7m~12.2m厚的冲洪积砂卵石层，透水性强，以围堰轴线为中心，在河床面往下开挖一道上宽4m下宽2m深度3m的梯形防渗槽，如遇渗水量较大的部位则采用双排高压旋喷桩进行防渗处理。具体结构见下图。 大块石护坡围堰断面结构图 钢筋笼护坡围堰断面结构图 3.5 围堰工程量 围堰工程的主要工程量见下图表。 围堰工程量表 项目名称 单位 数量 备注 堰体石渣填筑 m3 2762   粘土心墙 m3 1315   大块石护坡 m3 282   钢筋笼 个 84   φ800旋喷桩 m3 500           4 围堰施工 4.1 围堰施工道路布置 围堰填筑施工的施工道路采用旧尚吉厂房进场道路，同时基坑出渣料作为围堰填筑的直接上堰料，需要修筑基坑上堰道路。 4.2 围堰填筑材料技术要求 4.2.1 石渣堆石料 在围堰体堆筑风化石渣，要求填料粒径不得大于300mm。 4.2.2 大块石 块石要求石质坚硬，全强风化块石不得用作钢筋石笼内的填料，且不允许使用薄片、条状、尖角等形状的块石，风化岩石、泥岩等亦不得用作填充石料。要求块石天然密度不小于2.4g/cm3，抗压强度应大于50MPa。 4.2.3 围堰填筑料 粘土：业主指定的取土场 石渣：利用厂房基坑开挖石渣直接上堰 大块石：从开挖石渣中选取 4.2.4 其它材料 石渣料从开挖石渣或从渣场弃渣中选取，粘土从厂房附近业主指定山坡处挖取。 4.3 围堰填筑施工 4.3.1 施工测量 在围堰填筑施工前，测量工程师首先按照监理部门测量工程师所提供的测量控制网点技术参数，结合围堰工程技术设计图纸要求，首先设置围堰测量控制点，对原始地表工程状况进行测量，绘制围堰原始地表工程断面图，同时针对围堰结构设计要求分别对围堰控制座标、高程及各控制轴线进行测量核实。在围堰所处的左、右岸山体上设置工程施工测量控制点，并将其标识清楚，为围堰工程各施工阶段提供便利的施工服务控制网点。 4.3.2 石渣填筑施工 (一) 围堰填筑分层碾压 围堰填筑取料除基坑出渣料直接上堰外，其余从堆料场或渣场选取。施工采用反铲挖掘机精选开挖取料，20t装渣自卸汽车运输至围堰填筑施工区，D85推土机、装载机配合平整施工，水上部分采用20t振动碾逐层进行振动碾压，每层碾压厚度不大于80cm，往返碾压遍数为6～8遍。粘土防渗心墙的施工跟随堰体填筑进行，自卸汽车上堰堤后侧向卸料，铺筑层厚45～55cm，并压实、压实度达90%。 填筑碾压施工时必须特别注意围堰防渗轴线区的操作工艺，确保防渗墙施工质量。 (二) 围堰上、下游面坡比修整 围堰填筑完成后，将对围堰边坡进行修整，使其达到设计要求的坡比，修坡用1.2m3挖掘机从下到上逐层进行，坡面碾压后，对填筑料进行密实度抽样检测。 4.4 粘性土填筑施工 本工程粘性土填筑施工主要为围堰粘土心墙，粘土工程量为1315m3。 (一) 测量放线 根据厂房施工测量控制网，定位控制桩在施工区域外沿围堰的一侧或两侧布设高程控制网点、导线控制桩、施放中心线、铺筑边线。测量设备采用全站仪和水准仪进行。 (二) 粘土料含水量控制 粘土的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时，应根据土料开挖方式、装运卸流程以及气象等条件对料场土料含水量进行调整，调整方法以翻晒或洒水为主。一般情况下，料场土料含水量与最优含水率允许偏差为+2％，土堤压实度≥0.90，干密度≥15.5KN/㎡，具体应通过现场试验确定。