1、广东省惠州剑潭水利枢纽工程方案工程广东省惠州剑潭水利枢纽工程初步设计报告8施工组织设计核定：李敬俊审查：李瑜校核：雒庆惠编写：张进郑娟目录8.1施工条件8.2施工导流8.3料场的选择与开采8.4主体工程施工8.5施工交通运输8.6施工工厂设施8.7施工总布置8.8施工总进度8.9主要技术供应附表：施工临时工程量汇总表附 图 目 录序号图 名图 号1对外交通图DZ57B-17-012施工总布置图DZ57B-17-023一期施工导流平面布置及结构图DZ57B-17-034一期导流明渠剖面图DZ57B-17-045一期导截流工程截流设计图DZ57B-17-056二期施工导流平面布置及结构图DZ57B
2、-17-067二期导截流工程截流设计图DZ57B-17-078施工总进度表DZ57B-17-088 施工组织设计8.1 施工条件8.1.1 工程条件8.1.1.1 地理位置及对外交通惠州剑潭水利枢纽位于广东省惠州市境内的东江干流上，距惠州市城区约10km，距广州市132km。坝址右岸目前已有324国道和惠（州）博（罗）一级公路通过，广（州）惠（州）高速公路即将通车，工程右岸只需修建部分对外交通道路便可与上述公路相连。坝址左岸已有防汛公路通往惠州市区。此外，尚有惠（州）河（源）高速公路和京九铁路通过工程所在地区；东江为本省主要通航河道之一，直接连通本工程坝址和黄埔新港。因此，本工程对外交通条件较
3、为方便。8.1.1.2 水工枢纽布置及其施工特点本工程为低水头的闸坝枢纽。枢纽主要由电站厂房、闸坝段、船闸、两岸连接段及库区两岸防护工程等组成。电站装机容量为4.6万kW（41.15万kW），厂房位于右河汊左侧、泗湄洲右侧。船闸位于右河汊河道右侧，按级航道标准设计，为单线单级船闸，最大通航船舶吨位为300t，闸室尺寸（长宽槛上最小水深）为130m116m3.0m，上、下游引航道底宽38m，长各为355m。拦河水闸为闸门控制的平底开敞式水闸，左河汊布置10孔，右河汊布置14孔，共24孔泄洪闸，每闸孔净宽14m。闸顶高程为18m，闸底板顶高程为3.4m，与河床基本齐平，拦河闸高度为14.6m。泄流
4、前缘总宽度为393.4m（其中左河汊164m，右河汊229.4m）。主要建筑安装工程量汇总见表8-1。表8-1主体工程主要工程量汇总表项 目单位电站厂房船闸泄洪闸厂区泗湄洲防护连接建筑物合 计土方开挖m321769032223537565831492849874285321664030石方开挖m34225156865116848111118911粘土回填m338501814117856123520其它土方回填m3567672044384690244047810207791411942073钻孔灌注桩砼m342724272沉井砼m352245224地下连续墙砼m31529298545829096
5、砼浇筑m39643510114012246733370570326808385923浆砌石m31636494820718655干砌石m329113377324031188547174抛石m32035135583197847571振冲密实桩m3219122518647098振冲碎石桩m334654881252277碎石垫层、反滤填料m3302913112341827758砂垫层、反滤填料m330387659269040钢筋、钢材t34434508332913771283157215512金属结构安装t197088924125271本工程主要施工特点有：(1) 坝址处河道为左、右两河汊，河床总宽约
6、700m，采用分河汊分期导流方式较为经济合理；(2)厂房、船闸两个主要水工建筑物均布置于右河汊，左河汊仅布置有10孔泄洪闸。应优先考虑施工右河汊工程项目，力争在二期左河汊基坑施工时，利用二期围堰挡水，尽早发电。(3) 坝址附近两岸上、下游地势平坦开阔、较利于施工营造布置。(4) 由于电站采用贯流式机组，其过水流道属大孔口框架结构，深切河床，纵向尺寸较长，开挖量大。8.1.1.3 施工期间的通航要求坝址上下游河道属东江干流通航河段。水运及航道管理部门要求在施工期间除短期特殊情况外，一般不允许断航。施工期间通航标准为300t级以下船只。8.1.1.4 主要建筑材料来源、水电供应及修配加工条件(1)
7、主要建筑材料来源1)天然建筑材料东江河道砂料储量丰富，以中细砂为主，坝址附近的东江河岸边有商品砂料供应场，料场运输条件较好，运距较近。本工程的砂料考虑在当地市场就近购买。惠州市郊的小金镇距坝址约16km，有正在开发经营的石料场，质量好，储量大，产量高，但运距稍远，可作为工程的主要石料场。坝址左岸附近也有正在开采的石料场，质量好，但产量稍低，可作为砼粗骨料和块石料使用。坝址右岸有质量稍逊的石料场，可作为临时工程的石料来源。在坝址左岸、右岸附近处各有一个土料场，储量丰富，各项质量指标均符合均质坝土料及临时围堰防渗土要求。2) 主要外来材料木材、钢材、燃油及火工材料均由惠州市场供应；水泥由惠州市水泥
8、厂供应。(2) 电源、水源1) 电源施工用电全部利用系统电，位于坝址右岸上游约3km的风门坳加油站附近目前已有10kV输电线路通过，可就近T接为本工程提供施工电源，另外工地自备柴油发电机组，作为一级负荷的施工备用电源。2) 水源施工生产及生活用水均取自东江水，其水质良好。生活用水需作必要的消毒和净化处理。(3) 当地可提供的机械加工及修配能力工程机械设备及汽车的大、中修及零部件加工，可委托惠州市有关专业厂家承担。8.1.2自然条件8.1.2.1 气象、水文工程地处亚热带，高温多雨，具有雨量充沛、湿度大、夏季长的特点。降雨以南北冷暖气团交会的锋面雨为主，多发生在46月份。其次是台风雨，多发生在7
9、9月份。降水年内分配不均，冬春干旱，夏秋洪涝，49月降水量占全年总降水量80以上，降水面上分布一般是西南多，东北少。以博罗站为代表的工程地点各气象特性如下：气温：据博罗气象站19651996年资料统计，多年平均气温21.8，极端最高气温38.2，极端最低气温-2.4。湿度：多年平均相对湿度80。蒸发量：多年平均蒸发量1663mm。风向、风速：据博罗气象站19572002年资料统计，多年平均风速1.6m/s，最大风速25.2m/s，历年最大风速平均值为14.33m/s，汛期（49月）历年最大平均风速14.08m/s，春夏多吹东南风，秋冬吹西北风。降水量：据博罗站19542000年资料统计，多年平
10、均降水量1816mm，最大年降水量2680mm，最小年降水量1026mm。坝址以上集水面积25325km2，坝址处东江多年平均流量为778m3/s，施工期间不同频率的洪峰流量值及相应水位见表8-2表8-3。表8-2施工洪水（泗湄洲头部处）时 段5%10%20%33.30%平均流量水位流量水位流量水位流量水位流量水位(m3/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)全 年741312.55674212.06599211.44536310.87495110.5094月515010.6839669.5430828.6128568.3793月507310.613
11、7509.3127928.3026518.15104月465010.2134378.9925608.0524307.90103月40709.6426118.1118617.2118507.19912月487010.6035189.2525668.2324768.131012月26578.3417687.2812976.6412396.5591月493810.6735689.3026038.2825118.17101月27468.4318287.3513416.7112806.61表8-3施工洪水（泗湄洲尾部处）项 目5%10%20%33.30%平均流量水位流量水位流量水位流量水位流量水位(m3
12、/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)(m3/s)(m)全 年741312.43674211.94599211.32536310.75495110.3894月515010.5639669.4230828.4928568.2593月507310.4937509.1927928.1826518.03104月465010.0934378.8725607.9324307.78103月40709.5226117.9918617.0918507.07912月487010.3035188.9525667.9324767.831012月26578.0417686.9812976.3
13、412396.2591月493810.3735689.0026037.9825117.87101月27468.1318287.0513416.4112806.318.1.2.2 地貌、地质条件坝址河流流向约呈北西70，河道平直宽阔，宽约600700m。河中发育江心洲泗湄洲，其地面高程一般1014m，宽约200m，长约1.5km。左汊河床宽约150m，河床高程一般35m；右汊河床宽约350m，由于受采砂影响凹凸不平，高程一般在05.5m间，靠上坝线右坝头位置附近河底较低，高程约-2-3m。坝址两岸大部分为级阶地断续分布，一般宽100200m。左岸级阶地高程910m；右岸级阶地高程1215m。级阶
14、地以上为低山，左岸山顶高程80140m，边坡坡度3540；右岸山顶高程5070m，边坡坡度3040。两岸山坡多为坡积层、全风化覆盖，局部见弱风化状基岩裸露，植被茂盛。坝址区地层岩性较为简单，主要为第四系、燕山四期花岗岩和燕山二期二长花岗岩。8.2 施工导流8.2.1 导流标准本工程为等工程，主要建筑物为2级，根据部颁标准水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338-89）的规定，导流建筑物级别为4级。考虑到上游梯级电站水库的影响和调节，故选择10年一遇洪水重现期作为本阶段土石结构导流建筑物设计洪水标准。根据河道水文特点，每年58月为洪水期；10月翌年3月属枯水期；9月为汛后期、4月为汛前期，这两
15、个月划分为平水期。工程处的东江河段为平原河床，流量对水位的影响相对较小，采用全年洪水流量对施工围堰的工程量影响较小，工程投资增加不多，但可以增加较多的施工时间。从工程进度上研究，厂房和船闸布置于右河汊，其工程量在一个枯水期内难以完成，需采用全年导流方式。而左河汊10孔泄洪闸的工程量相对较小，可在半年左右施工完毕，因此选择104月平枯水期作为其施工时段。据此，选择全年施工时段的导流流量为Q6742m3/s，相应泗湄洲头部、尾部原河床水位分别为H=12.06m、H=11.94m；选择104月平枯水施工时段的导流流量为Q4650m3/s，相应泗湄洲头部、尾部原河床水位分别为H=10.21m、H=10
16、.09m。施工期间不同频率的洪峰流量值及相应水位见表8-2表8-3。8.2.2 导流方式的比较与选定坝址处有一个天然的泗湄洲岛，将东江分为左右两个河汊，其中右河汊为主河道。泗湄洲地面平均高程约为11.0m，长约1500m，是施工导流方案必然要充分考虑的有利条件。根据工程建筑物分左、右两河汊布置的特点，本阶段只作分期导流比较，并拟定了两个方案：(1)方案一先围右岸（右岸船闸、厂房、右岸14孔泄洪闸及右岸连接坝段）、后围左岸河床（10孔泄洪闸及相邻连接坝段）的二期二段分期导流方案，其分期程序为：左河汊疏浚、护砌工作：于第1年8月第2年2月完成，为一期截流作好准备。左河汊经疏浚后成为一期导流明渠。一
17、期截流前，还需完成泗湄洲头部14.53m高程以下的部分永久工程项目，包括沉井、钻孔灌注桩、挡土墙、抛石护岸等。一期导流（第2年1月第3年9月）：利用枯水时段中后期修筑右河汊施工围堰，形成右岸基坑，进行船闸、厂房、14孔泄洪闸及右岸的连接坝段施工，洪水由疏浚后的左河汊泄流，并利用左河汉解决一期施工期间的通航问题。第3年9月前拆除右岸围堰。二期导流（第3年10月第4年4月）：第3年10月，左河汊河道截流，形成二期基坑，进行左岸10孔泄洪闸和相邻连接坝段的施工，洪水则由右岸已建成的14孔泄洪闸渲泄，船只由已建成的右岸船闸通航。第4年5月，拆除二期围堰，洪水由24孔泄洪闸导流。(2)方案二先围左岸（左
18、岸10孔泄洪闸和相邻连接坝段），后围右岸（船闸、厂房、14孔泄洪闸和右岸连接坝段）的二期二段分期导流方案，其分期程序如下：一期导流（第1年10月第2年4月）：利用枯水期修筑左河汊施工围堰，形成左岸基坑。进行左岸10孔泄洪闸及连接坝段的施工，洪水由右河汊泄流，并利用右河汊解决一期施工期间的通航问题。第2年5月拆除一期纵向围堰。二期导流（第2年10月第4年6月）：第2年10月，对右河汊进行截流，形成二期基坑，进行右岸14孔泄洪闸、厂房、船闸和相邻连接坝段的施工，洪水则由左岸已建成的10孔泄洪闸渲泄，船只也由已建成的左岸泄洪闸通航。两导流方案优缺点比较见表8-4。表8-4两方案优缺点比较表优缺点方
19、案 一方 案 二优 点1、可较好解决施工期间的通航；2、厂房可提前发电。初期施工强度不高，有利于安排。缺 点施工初期施工强度较高。1、需利用泄洪闸闸孔通航，风险大；2、工期较方案一长半年；经综合分析比较，由于方案一可以提前发电、能较好地解决施工期通航问题，因此本工程推荐方案一。方案一施工导流特性见表8-5。8.2.3 导流建筑物设计据地质钻孔揭示，坝址处河床部位自上而下为第四系冲积层、花岗岩等。其中冲积层厚度一般1025m，岩性为冲积粘土、粉质粘土，表8-5 施工导流特性表（采用方案）编号项 目单位导 流 分 期一 期二 期1洪水过流部位疏浚后左河床（导流明渠）右岸14孔泄流闸2导流时段第2年
20、1月第3年9月第3年10月第4年4月3导流设计频率P10104导流设计流量Qm3/s674246505束窄河床的平均流速Vm/s3.52.6（闸下游）6河床束窄后上游水位壅高值Zm1.770.437堰前水位上游横向围堰m13.8310.64下游横向围堰m11.9410.098堰顶高程上游横向围堰m14.5311.34下游横向围堰m12.6410.799最大堰高上游横向围堰m11.98.4下游横向围堰m10.77.910堰顶长度上游横向围堰m537200下游横向围堰m675225细中粗砂、含砾中粗砂和砂卵砾石层等。花岗岩岩性分为全风化、强风化及弱风化带等，全风化带厚度一般0.511.3m，强风化
21、带厚度多在0.33m，弱风化带厚度大于15m。8.2.3.1 施工围堰(1) 施工围堰型式主要考虑就地取材、施工简便快速、运行安全可靠等因素。根据坝址处地形条件、水工建筑物的布置及水文特点，均采用土石围堰。围堰堰顶高程的确定：围堰堰顶高程设计洪水静水位波浪高度安全超高。围堰安全超高取0.7m；经计算一期、二期上游围堰堰前波浪高度分别为0.6m、0.4m，考虑到围堰堰基软弱，围堰越高，堰基失稳的风险越大，加之设计洪水静水位安全超高均已高于设计洪水静水位波浪高度，因此本阶段堰顶高程的确定暂不考虑波浪高度。在施工中如遭遇设计洪水时，可在堰顶修筑约0.5m高的子堰以防风浪。一、二期导流，其上下游横向围
22、堰均需首先在水中修建低水堤堰或截流戗堤，为便于机械化施工和堰基高喷灌浆，堤堰顶宽度采用710m，堰基防渗处理后，利用基坑开挖弃渣加高、培厚至围堰堰顶，堰体采用粘土心斜墙防渗。一、二期导流上游围堰堰顶宽5m，下游围堰堰顶宽6m（有交通要求），迎水坡1:2.5，背水坡1:2.0，迎水面干砌石或抛石护坡，下部铺设300g/m2土工布一层作为反滤。各期围堰的布置和结构型式见图：DZ57B-17-03、06。(2) 围堰基础、岸坡的地质条件和防渗措施1) 围堰基础的防渗措施由于各期低水围堰多数是在水中抛投修建且河床覆盖层较深（平均约22m）、渗透系数较大，故采用高喷防渗板墙作为围堰基础和水中抛填堰体部分
23、的防渗结构。2) 岸坡的地质条件及防渗措施一期上游围堰右堰头地基主要为砂卵石层，采用向上游延长高喷防渗墙方式防渗，一期下游围堰右堰头所接岸坡为粘土层，岸边不存在大的渗漏问题。二期上游、下游围堰左堰头所接岸坡为粘土层，岸边不存在大的渗漏问题。(3) 围堰的防冲刷措施一期导流时段内，疏浚后的左岸河床段平均流速在3.5m/s左右（发生设计流量时），上游围堰左堰头坡脚需采取防冲措施，采用10002000mm厚抛石护坡。二期导流的上下游土石围堰的迎水面均采用厚3001000mm的块石护坡护脚。8.2.3.2 一期导流明渠设计(1) 设计原则过水能力达导流设计标准：Q6742m3/s；最大限度地控制上游水
24、位壅高对左岸沿线及公路的淹没影响；通航保证率为83%时，要求明渠水深2.5m，以保证船只的吃水深度；尽量要求明渠内水流速V2.0m/s，以保证船只的正常通航；明渠护砌结构应满足水流的抗冲要求，并充分考虑与泗湄洲永久防护结构相结合；满足水工布置对导流明渠及岸边防护的要求；(2) 一期导流明渠设计根据以上设计原则，设计导流明渠长1660m，其中坝轴线上游460m，坝轴线下游1200m。明渠纵坡：桩号0-190以上为0%，桩号0-1901200为3.6。两侧边坡均为1:2.5。明渠底宽168m，其中中间40m比两侧略深0.5m，确保在小流量时通航。由于河床是深厚的砂质河床，其抗冲流速约为0.61.0
25、m/s，因而必须有可靠的防冲措施，才能保证泗湄洲和左岸公路的安全。为此，参考已建工程的防冲经验，并结合剑潭工程的具体情况，其防冲设计主要为：沿明渠两侧坡脚线，抛填厚10002000mm块石以稳定坡脚，抛石下部为厚300mm的石渣。左侧防护底宽28m，右侧40m。两侧边坡采用厚6001600mm的干砌石和抛石保护。明渠上游裹头是受冲刷最严重的部位，水流受上游围堰的阻挡，拐弯绕过泗湄洲头部裹头，汇入左河汊，绕流流速大，流态紊乱，所以必须重点防护。防护措施采用1000的钻孔灌注桩护脚。一期导流明渠防护详见图：DZ57B-17-04。8.2.3.3 导流工程量本工程各期导流工程量汇总见表8-6。表8-
26、6导流工程量汇总表序号工 程 项 目单位一期二期合计一上游围堰1粘土心斜墙填筑m3152594404196632石渣反滤料m34011152055313基坑砂土料回填m3120194229271431214粘土心斜墙清基m3207791829955护脚抛石m3140692087161566抛填石渣m3110411047干砌石m3394579847438土工布（300g/m2）m2200754744248199砂垫层m33037950398710尼龙砂袋护坡m33273327311围堰拆除m31907414537523611612截流戗堤石渣、抛石、钢筋笼块石m3336341704150675续上表序号工 程 项 目单位一期二期合计二下游围堰1粘土心斜墙填筑m3152893572188612基坑砂土料回填m3127516245491520653粘土心斜墙清基m3263173533664护脚抛石m3507250725干砌石m3277527756土工布（300g/m2）m2143254500188257砂垫层m3286328638尼龙砂袋护坡m34756261573719围堰拆除m315827130736189007三左岸导流明渠1河道疏浚、土方开挖m3132
