金安桥水电站截流验收截流工程施工报告.docx
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金安桥水电站截流验收截流工程施工报告
一、截流工程概述
金安桥水电站位于云南省丽江市境内的金沙江中游河段上,是金沙江中游河段规划的第五级电站。
电站总装机容量4×600MW,枢纽主要有挡水大坝(坝高160m)、右岸溢流表孔及消力池、右岸泄洪(冲沙)底孔、左岸冲沙底孔、坝后厂房及交通洞等。
截流时的分水建筑物由布置在右岸1#、2#导流隧洞组成,隧洞断面为城门洞型,断面尺寸为16.0m×19.0m。
1#导流洞进口底板高程1289.90m,出口高程1287.182m;2#导流洞进口底板高程为1295.00m,出口高程为1291.394m。
根据金安桥水电站总进度计划和相关水文资料,截流时只有1#导流隧洞进行分流。
2#导流隧洞计划于2006年5月31日前具备分流条件,满足2006年度汛的要求。
截流戗堤设计标准为12月中旬重现期10年的旬平均流量Q=889m3/s。
截流戗堤轴线布置在上游围堰轴线下游80m,预进占段起始高程为1307.0m,戗堤顶宽为48m,龙口段高程为1303m,戗堤顶宽60m。
二、截流施工方法及进度计划
1、施工特点难点
(1)、气候条件复杂。
金安桥水电站位于高山峡谷区,河床相对狭窄,洪水峰高量大,洪枯水位变幅大。
根据相关会议和设计文件的要求,金安桥水电站截流标准采用12月中旬10年一遇旬平均流量Q=889m3/s。
(2)、场地交通条件
现场因左岸陡峭,不具备布置截流场地的条件,道路布置也十分困难,故截流主要场地和道路均布置于坝址右岸,左右岸交通在截流期间只有通过金安大桥连接。
(3)、截流时只有1#导流洞具备分流条件。
(4)、地质条件复杂。
上游围堰右岸地形平缓,左岸地形较陡,截流时对戗堤进占制约性大,只能从右岸单向进占;同时,玄武岩开挖料整体性较差,大、中块石料较少,爆破后以小于等于0.6m石渣混合料为主,增加了截流大块石备料的困难。
2、施工方案
本工程采用上下游土石围堰一次断流、右岸两条导流洞全年导流方式。
金安桥水电站计划在2005年12月中旬河床截流,截流期间由1#导流洞分流,截流设计流量为12月中旬重现期10年的旬平均流量889m3/s。
金安桥水电站截流拟采用1条导流洞分流、宽戗堤立堵进占的截流方式。
截流戗堤处右岸河床较缓,左岸岸坡较陡,由右岸单向预进占。
戗堤轴线位于围堰轴线下游80m处;戗堤顶宽48m,顶高程1307m。
预进占起始高程为1307.0m,预进占至70m范围时降至堤前水位2m以上,即1303.0m高程,顶宽60m。
为减少戗堤合龙时的抛填强度,加快合龙进展,合龙后再填筑至戗堤设计高程1307.0m。
戗堤迎水面坡比为1:
1.5,背水面坡比为1:
1.5,堤头推进边坡为自然坡。
戗堤分为非龙口段和龙口段,非龙口段为右岸单向预进占段,长度为72m,龙口段长度50m,分为3区,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区,其长度分别为18m、17m、15m。
上游围堰堰顶高程1345m,最大堰高61m,堰顶宽15m,高程1307m设置防渗墙施工平台,平台以下边坡坡比为1:
1.5,采用防渗墙防渗;平台以上边坡坡比为1:
1.8,堰基采用帷幕灌浆防渗、堰体采用土工膜心墙,土工膜两侧设过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ作为垫层。
下游围堰堰顶高程为1316m,最大堰高34m,堰顶宽15m,高程1298.2m设置防渗墙施工平台,平台以下边坡坡比为1:
1.5,采用防渗墙防渗;平台以上边坡坡比为1:
1.8,堰基采用帷幕灌浆防渗、堰体采用土工膜心墙,土工膜两侧设过渡料Ⅰ、过渡料Ⅱ作为垫层。
3、施工进度安排
根据合同要求和工期计划,截流预进占计划于12月1日开始,12月15日完成,龙口段计划12月20日进行,于12月22日完成,共计72小时。
具体合龙时间根据水文预报,在来流量小于889m3/s的实施龙口段合龙,完成大江截流。
截流具体的施工进度计划见表1。
截流施工进度计划表
表1
项目名称
单位
数量
开工日期
完工日期
备注
截流技术准备
项
1
2005.09.01
2005.11.05
截流施工风水电
项
1
2005.10.05
2005.11.25
截流备料平台平整
m2
55000
2005.10.10
2005.10.30
大块石爆破试验
次
3
2005.10.23
2005.11.09
右岸截流施工道路
1#
m
247
2005.11.15
2005.11.28
2#
m
232
2005.10.18
2005.11.25
3#
m
370
2005.11.01
2005.11.20
4#
m
270
2005.11.05
2005.11.25
左岸截流施工道路5#
m
308
2005.11.01
2005.11.28
备料
石渣料
m3
50000
2005.11.15
2005.12.15
中石料
m3
24750
2005.11.11
2005.11.30
大块石
m3
52500
2005.10.26
2005.11.30
四面体
个
150
2005.10.08
2005.11.20
钢筋石笼
个
2000
2005.10.18
2005.12.10
钢丝绳及卡子
m
4000
2005.11.01
2005.11.30
截流准备检查
项
1
2005.11.28
2005.12.15
截流戗堤预进占
m3
102600
2005.12.01
2005.12.15
龙口段进占至龙口合龙
m3
76661
2005.12.20
2005.12.22
含1.3流失系数
截流完成
项
1
2005.12.22
戗堤加高至1307m
m3
26400
2005.12.23
2005.12.26
三、截流施工准备工作情况
1、截流组织机构
大江截流拟定于2005年12月20日进行,截流前成立指挥领导小组,领导小组由业主、设计、监理、施工等单位的主要领导组成,其主要任务为:
下达截流命令、协调重大问题、四电四局成立截流指挥中心,直接实施截流整个过程。
截流指挥中心下设6个工作小组,1个装运队、1个机械抢修队和1个救助队。
接待组:
负责来宾接待;
宣传组:
负责现场施工等实况记录;
现场治安组:
维持现场交通等秩序;
信息组:
水位、流量及流速的观测、分析及反馈;
堤头指挥组:
负责堤头进展指挥及车辆编队,回车指挥、卸料、平整协调等;
后勤服务组:
保障现场施工人员的正常生活和急需材料的准备、供应以及医疗服务。
装运队:
负责截流上料;
械修抢修队:
负责截流机械设备的快速抢修、油料的供应等;
救助队:
负责以外事故的处理、救护。
承包人根据截流施工需要,成立截流指挥领导组织机构,详细的组织机构详见图2。
2、截流模型试验(截流试验)
截流前为了验证各种工况下截流方式的合理性,由业主委托武汉大学进行了截流模型试验,并提供了《金安桥截流模型试验数据》包括了较多工况,后根据现场布置情况和相关会议形成的意见,有针对性的进行了补充试验,并形成了《金安桥补充截流报告》。
截流试验模型重点对以下工况进行了详细的分析和研究:
、单戗堤双向立堵进占;
、宽戗堤双向立堵进占;
、双戗堤双向立堵进占;
、宽戗右岸单向进占、下游围堰尾随进占;
、宽戗单向立堵进占,左岸裹头;
、宽戗单向立堵进占。
通过研究成果分析和根据现场具体布置和机械设备等情况,结合目前国内外截流工程的实践经验,选用60m宽戗堤右岸单向进占立堵截流方案。
其水力学指标为:
宽戗堤单向立堵截流(留有3m岩埂)时龙口最大平均流速(戗堤轴线上)为5.54m/s,相应于龙口宽18m;龙口最大单宽流量为43.87m3/(s·m),相应于龙口宽35m;龙口最大单宽功率为141.28t·m/s·m,相应于龙口宽18m;截流最终总落差为6.12m。
3、备料工作情况
根据截流模型试验、戗堤的设计及水力学计算,计划在备料场预备截流混凝土四面体160个(20t的10个,15t的100个,10t的50个)、钢筋石笼2000个(每个2m3)、大块石52530m3、中石24750m3、石渣混合料50000m3。
计划12月15日前全部完成。
所有准备好用于截流的材料均按规格分类按划分好的备料场堆放好,并在堆场立牌,标出堆料场编号、料物名称、面积尺寸、堆料数量等,便于截流时指挥调度。
根据以往工程经验及模型试验结果,并参考国内外同类工程的实际截流备料情况,考虑流失系数为1.3,总备料系数为1.5。
4、设备、工况及准备情况
根据截流抛投强度要求,结合开挖所使用的设备,截流选用的主要设备及斗容量如下:
EX-400正铲1台(3m3),O&K正铲1台(3m3),PC650正铲1台(5.5m3),PC400正铲1台(3.2m3),CAT365BL反铲2台(3m3),CAT330反铲5台(1.6m3),CAT320反铲4台(1m3),CAT980F装载机1台(6m3),ZL50装载机4台(主要进行道路清渣和疏通作业),装载设备效率按65%考虑,实际总装载能力为1329m3/h,满足截流最大抛投强度1065m3/h的要求。
自卸汽车配置90辆,32t自卸车10台,25t自卸车45台,20t自卸车50台,主要进行渣料和四面体等特殊材料的拉运。
拉运设备平均按2车/s考虑,并按60%利用率考虑,则实际拉运能力为1416m3/h,考虑拉运大块石、四面体等材料和其它因素,拉运设备满足抛投强度的要求。
并配备大型推土机3台,中型推土机3台;另配置油罐车2台,洒水车1辆,吊车3辆,具体设备配置及规格型号见表3。
截流施工主要机械设备配置表
表3
机械分类
序号
机械名称
型号
数量
规格
进场时间
备注
挖装设备
1
正铲
EX-400
1
3.0m3
现有
备料场
2
正铲
PC650
1
5.5m3
现有
备料场
3
正铲
O&K
1
3.0m3
现有
备料场
4
正铲
PC400
1
3.2m3
现有
备料场
5
挖掘机
CAT365BL
2
3.0m3
现有
备料场
6
挖掘机
CAT330
5
1.6m3
现有
备料场
7
挖掘机
CAT320
4
1.0m3
现有
备料场
8
装载机
CAT980F
1
6m3
现有
备料场
9
装载机
ZL-50
4
3m3
现有
备料场/道路
运输设备
1
自卸汽车
包头
10
32t
现有
截流材料运输
2
自卸汽车
斯特尔
45
25t
现有
截流材料运输
3
自卸汽车
中环T20
50
20t
现有
截流材料运输
4
油灌车
东风
2
现有
供应油料
5
洒水车
东风
1
现有
养护道路
推土设备
1
推土机
TY220
2
现有
备料场/道路
2
推土机
TY320
1
现有
备料场/道路
3
推土机
D8R
1
现有
堤头
4
推土机
D9N
1
现有
堤头
5
推土机
D9L
1
现有
堤头
吊装设备
1
汽车吊
8t
1
8t
现有
吊装钢筋石笼
2
汽车吊
PY5280JQZ25
1
25t
现有
吊装钢筋石笼和四面体
3
汽车吊
QY50A
1
50t
现有
吊装四面体
5、坝肩开挖工作
根据合同要求和工期计划,JAQ/C3标于2005年10月1日交面,10月5日开工,至2005年12月20日截流仅有两个半月的时间,这一期间内主体工程主要进行左右岸坝肩的开挖,截流的备料与右岸坝肩开挖的施工程序与开挖分区密切相关。
由于截流备料场选在右岸,右岸于10月5日开工,承包人接面后约开挖施工2个月后进行截流。
根据接面时的情况和计划及开挖进度形象,右岸坝肩计划开挖强度为:
10月份开挖完成10.2万m3,完成EL1400m以上开挖及截流平台的施工;11月份开挖量20.8m3,完成EL1380m以上开挖;12月20日前开挖至EL1350m,工程量为15万m3。
故大石、中石和石渣料均可直接利用开挖料备料,在开挖过程中根据开挖高程及备料场的相对关系,开采大块石、中石,并堆存部分石渣料,少部分石渣料考虑利用直接采用开挖作业面的石渣料,即截流前在右坝肩作业面上进行一次较大规模的爆破,面积为1500m2,开挖高程为EL1360m~EL1350m,集渣量约为10000m3。
6、水情测报、监测及通讯组织体系安排情况
(1)、截流期间水情预报
水情预报对截流工程十分重要,影响和制约截流的成败,根据合同文件,施工期水情预报工作主要由业主负责,承包商按水情预报做好截流的各项安排工作。
(2)、水文气象预报
取得云南省气象台对金沙江流域金安桥坝址以上的气象预报,时间为11月中旬至12月中下旬,由业主委托气象台做电站的专项预报,每天将预报数据传至截流施工指挥部。
坝址流量变化≥50m³/s,每两小时报一次,坝址流量变化≥100m³/s,每小时报一次。
(3)、截流期间水位和水力观测
、水位观测
截流前在导流洞进、出口及截流戗堤的上、下游侧各设一组水尺,共四组水尺观并与围堰部位已有的水尺联测。
预进占及截流期间分别派专人观测水位,预进占每2小时观测一次;龙口合龙期间至少每1小时观测一次,需要时随时观测。
、龙口水力观测
截流时龙口流速大,流速的观测难度较大,拟采用常用的简易测算流速的方法“抛浮球”进行龙口流速的测算,即在龙口上游固定观测位置抛浮球,同时开始计时,浮球通过龙口至下游固定观测位置后,结束计时,同时推算出龙口的流速。
、观测河流流态及河床冲刷情况。
、观测抛投体被冲动的情况。
水位及龙口水力观测的结果要立即报到截流指挥部技术决策组,以便直接用于指导截流施工。
、戗堤轴线的测量及施工过程中的校正。
7、安全保证措施
大江截流工作必须确保万无一失,一次成功,为此截流实施前必须经过精心准备和安排,考虑各种不利情况的施工组织。
(1)、截流前首先要对截流施工组织进行复核,在业主提供截流模型前根据施工组织设计进行现场模拟演练,根据模拟结果对组织措施进行修正。
(2)、截流前会同监理工程师对截流准备材料进行检查,保证有足够的材料准备。
(3)、尽可能在来水量超过截流设计标准的情况下不进行截流,但所有材料必须有超量的储备,特别是大块石料和钢筋石笼的备料,要有30%以上的超量准备,确保施工准备工作有备无患。
(4)、所有参与截流的设备在截流前要进行全面检修,确保性能完好。
(5)、在截流前与工地其他承包商做好联系,落实意外情况下备用车辆,在必要时进行补充和帮助。
(6)、预先准备好可能从2#渣场取料的工作,以便及时启用渣场取料,满足龙口段可能出现的比计划大的抛投强度和抛投量的需求。
(7)、准备好足量的钢丝绳和卡环,在抛投量冲失较严重时,及时调整截流方法,采用钢筋石笼串和四面体串进行抛投填堵。
(8)、成立救援小组,对截流出现的有故障车辆及时拖出工作面修理,救援小组要配置足够的焊接设备和人员以及医疗救护设备和人员。
8、应急措施
为确保截流成功,在截流戗堤进占困难的情况下(出现超设计流量截流预案及超设计流量或意外情况),经1#和2#截流施工道路,结合围堰填筑,修路至上游围堰的上戗堤部位,从上游围堰上戗堤进行进占,结合截流戗堤,从围堰的上戗堤进行J进占,上、下戗堤配合,形成双戗堤以减小落差和流速,实现截流。
上戗堤顶宽24m,底宽96m,填筑方量约为18万m3,主要利用2#渣场和左岸开挖石渣料。
四、截流相关的工程完成(或移交使用)情况
1、左右岸边坡开挖与支护
左右岸边坡开挖与支护(JAQ/C2-01、02)标段于2005年9月30日向大坝土建及金属结构安装工程(JAQ/C3)标段移交工作面。
截止截流日期2005年12月20日,右岸坝肩10月份开挖量10.2万m3,完成EL1400m以上开挖;11月份计划开挖完成20.8m3,完成EL1380m以上开挖;12月20日前计划开挖至EL1350m高程,工程量为15万m3。
左岸边坡10月份开挖至1380m高程,完成开挖18.8万m3,11月计划开挖至EL1360m,开挖量约23.8万m3,12月份计划开挖至1350m高程,完成开挖量12万m3。
2、交通工程(R2公路、R5公路、R9公路、R6公路、R12公路、R14公路等)
场内交通主干道(除平安大桥2006年2月1日提供施工外)具备通车条件,现已提供使用,提供使用的场内道路路面状况为:
R2公路(K2+156)前为混凝土路面,R5公路为毛路面,R9公路泥结石路面,R6公路混凝土路面,R12公路美河渣场弃渣回车平台以前为混凝土路面,其余为泥结石路面,R14公路泥结石路面。
3、水下隐蔽工程
水下隐蔽工程主要为导流洞工程,目前承包人承建的1#、2#导流洞洞身段、出口明渠开挖支护已全部完工,1#导流隧洞混凝土施工于2005年10月15日已全部完工,截止2005年11月30日1#导流隧洞所有工序的施工和验收完成,并具备过流条件。
2#导流隧洞底板混凝土施工于2005年10月30日已全部完工,1+231.989~0+853.989段边顶拱混凝土浇筑已完成。
计划于2006年5月1日前具备过流条件。
截止2005年10月30日已完成主要工程量见表4。
导流洞完成主要工程量表
表4
序号
工程项目
单位
工程量
备注
1
石方洞挖
万m3
43.5
2
土石方明挖
万m3
67.4
3
喷混凝土
m3
16866
4
混凝土浇筑
m3
91480
5
钢筋制安
t
4083
4、水保工程(边坡开挖处理)
(1)、右岸导流洞出口明渠喷锚支护工程
承包人承建的1#、2#导流洞出口明渠边坡开挖支护工程于2005年3月30日已全部完工。
(2)、左岸坝肩边坡喷锚支护工程
EL1400~EL1467段边坡锚喷支护已完成。
(3)、3#渣场现存渣量、防护及排水工程
3#渣场植被已全部清除(28000m2),干砌石完成1016m3,已堆渣部分防护在12月20日前全部完成。
(4)、左岸缆机平台后边坡支护工程
左岸缆机后边坡A、B、C区开挖已全部完成,后边坡除部分锚索外基本完成。
(5)、左岸坝区排水系统支护工程
坝区左岸排水系统工程截水沟工程已完工,1#、2#截水坝除预留泄洪口外已全部完成,3#、5#、7#冲沟拦碴坝均已完工。
完成主要工程量见表5。
主要完成工程量
表5
施工项目
施工部位
工程项目
单位
工程程量
施工时段
右岸导流洞出口明渠喷锚支护工程
1#导流洞出口明渠EL1285.18~EL1385m边坡
各类砂浆锚杆
根
6197
2004年2月20日~2005年3月30日
锚喷砼
m³
2157
锚筋桩
根
168
锚索
根
46
钢筋
吨
83.38
混凝土
m³
1904
2#导流洞出口明渠EL1382~EL1289.39m
各类砂浆锚杆
根
2253
2003年12月30日~2005年3月30日
锚喷砼
m³
1936
排水孔
m
3405
锚索
根
44
钢筋
根
15.9
混凝土
m³
586
左岸坝
肩边坡
喷锚支
护工程
EL1424~EL1467m段土石边坡
锚喷砼
m³
700
2005年7月~10月份
锚筋桩
根
22
砂浆锚杆
L=9.0m
根
830
L=6.0m
根
130
L=4.5m
根
878
钢筋网
吨
6
排水孔L=5.0m
m
670
网格梁
砼
m³
126.2
2005年7月份~10月份
钢筋制按
吨
4.2
槽挖
m³
80
3#渣场现存渣量、防护及排水工程
EL1307m~EL1390m
堆渣
m³
1771677
2005年4月~10月份
干砌石
m³
420
植被清除
m²
28000
砍树
根
320
左岸缆机平台后边坡支护工程
EL1579m~EL1507m
锚喷砼
m³
575
2005年6月~10月份
砂浆锚杆
L=9.0m
根
356
L=4.5m
根
339
钢筋网
吨
14.45
排水孔
m
950
五、后续施工计划
1、围堰工程施工
截流期间围堰工程施工计划见表6。
围堰工程施工工期计划表
表6
部位
施工项目
单位
工程量
施工时段
施工强度
石渣料来源(万m3)
左岸
右岸
备料
上
游
围
堰
截流戗堤预进占
万m3
10.26
2005.12.1~2005.12.15
0.68万m3/d
10.26
戗堤合龙
万m3
7.67
2005.12.20~2005.12.22
2.56万m3/d
7.67
戗堤加高
万m3
2.64
2005.12.23~2005.12.26
2.56万m3/d
1.3
1.34
水下部分填筑(不含戗堤)
万m3
39.00
2005.12.3~2005.12.18
0.58万m3/d
7.56
1.74
2005.12.23~2005.12.31
0.99万m3/d
3.52
5.37
2006.1.1~2006.1.31
0.67万m3/d
6.94
13.87
堰基土石方开挖
万m3
1.31
2005.12.23~2006.1.10
690m3/d
岸坡帷幕灌浆
m
5639
2006.1.11~2006.3.10
96m/d
防渗墙施工
m2
2933
2006.1.1~2006.3.11
42m2/d
齿墙、盖帽及盖板砼浇筑
m3
678.7
2006.2.20~2006.3.20
25m3/d
水上部分填筑
万m3
53.44
2006.3.15~2006.3.31
0.55万m3/d
3.04
6.02
2006.4.1~2006.4.30
0.56万m3/d
5.6
11.2
2006.5.1~2006.5.31
0.58万m3/d
5.98
12.00
下
游
围
堰
水下部分填筑
万m3
13.59
2005.12.23~2005.12.31
0.30万m3/d
0.90
1.80
2006.1.1~2006.1.31
0.30万m3/d
5.86
2.93
2006.2.1~2006.2.7
0.30万m3/d
0.70
1.40
钢筋石笼
万m3
1.07
2006.1.1~2006.3.4
170m3/d
堰基土石方开挖
万m3
1.38
2006.1.10~2006.1.30
690m3/d
岸坡帷幕灌浆
m
743
2006.2.1~2006.3.2
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