水利施工組織設計施工組織設計

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工程概況
水庫位于邯鄲市辛莊鎮(zhèn)河支流辛莊河上,流域面積85km2,興建于1965年。水庫上游控制流域面積85km2，水庫總庫容2430萬m3，興利庫容1400萬m3，死庫容90萬m3，是集防洪、城鄉(xiāng)工農(nóng)業(yè)用水等于一身的一座綜合利用的中型水庫。水庫主要包括主壩、溢洪道、南北放水洞及電站等工程。本次除險加固工程內容包括：主壩加固工程、副壩新建工程、新建溢洪閘工程、南北放水洞加固工程等。
一、 地形、地貌與工程地質
壩址區(qū)地處辛莊河上游，地形上呈兩側高中間低的箕形洼地，地貌形態(tài)以丘陵地貌和河谷地貌為主。
主壩、溢洪道地質情況簡述如下：
(一）主壩
主壩分北壩段和南壩段兩段，北壩段座于辛莊河主河床，南壩段座于剝蝕殘丘、殘山之上。
北壩段心墻填筑土為含砂礫質壤土，呈淺棕褐色～棕褐色，局部有少量呈灰褐、灰黑等雜色，濕～飽和，可塑～硬塑狀態(tài)，上部局部呈堅硬或硬塑狀，局部粘性較強。心墻壤土干密度平均值為1.70g/cm3；上游砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，干密度平均值為1.50g/cm3，呈松散～稍密狀態(tài)；下游砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，干密度平均值為1.47g/cm3，呈松散～稍密狀態(tài)。南壩段心墻為含砂質壤土，濕～飽和，可塑狀態(tài)。壤土干密度平均值為1.58g/cm3；砂殼主要由礫質粗砂構成，局部為細礫砂，呈松散～稍密狀態(tài)。 字串2 根據(jù)一般工程土類分級標準，上下游砂殼屬Ⅳ類土，心墻屬Ⅲ類土。
(二）壩基
壩基下伏巖土層主要為第四系松散堆積層及條帶狀二長花崗巖。第四系松散堆積層自上而下分為含土礫質粗砂層、含砂質壤土層、礫質粗砂層、細礫砂層和砂卵礫石層。壩基下伏基巖為條帶狀中粗粒二長花崗巖，淺灰～灰白色，風化后灰黃色，中粗粒結構，條紋及條帶狀構造。
(三）副壩
副壩壩基下伏巖層均為條帶狀中粗粒二長花崗巖，灰白色局部夾黑色斑點，夾較多暗色礦物條帶，有小規(guī)模長英巖脈穿插。受構造影響，巖體破碎易風化，多數(shù)巖體具片麻狀構造。一般全風化厚度為1.0～2.0米，強風化層未揭穿，厚度超過11.5米，巖體透水率值為14.91～29.50Lu，具中等透水性。
(四)溢洪道
溢洪道出露表層為礫質粗砂，下伏二長花崗巖，條紋及條帶狀構造發(fā)育，條帶可分為由暗色包體組成的暗色條帶或由長英質脈構成的淺色條帶兩種。巖石多具輕微～中等變質，風化劇烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，片麻狀構造、眼球狀構造、腸狀構造發(fā)育，局部巖體內部含大量暗色包體，大小不一，成分以斜長角閃巖、輝綠巖為主。根據(jù)巖石分級標準，該處巖石屬Ⅳ～Ⅷ類巖石。
二、 水文地質
壩址區(qū)地下水類型主要有：松散巖類孔隙水、碳酸巖類裂隙巖溶水、碎屑巖類、巖漿巖類裂隙水。松散巖類孔隙水賦存于第四系沖積、沖洪積、坡洪積地層中，沖積、沖洪積含水層主要分布于辛莊河河床及漫灘，巖性為礫質粗砂、細礫及砂卵礫石。含水層透水性強，補給充沛，徑流暢通，富水性強。水位埋深1～3m，年變幅1～2m。
碳酸巖類裂隙巖溶水主要賦存于庫區(qū)東部的寒武系、奧陶系灰?guī)r中，富水性受灰?guī)r淺部巖溶發(fā)育程度影響，具不均一性。
碎屑巖類、巖漿巖類裂隙水主要賦存于晉寧期二長花崗巖構造裂隙及風化裂隙中，大氣降水為其主要補給來源，受地貌及巖性、構造控制，裂隙發(fā)育程度不均一，多為細微裂隙，富水性弱，水位埋深1～10m不等。
壩址區(qū)地下水水質良好，對砼無腐蝕性。
三、水文氣象
庫區(qū)屬于黃河下游的暖濕帶，半濕潤區(qū)。四季分明，降雨主要集中在7、8兩月，這兩月降雨量占全年總降雨量的53.5%，多年平均降雨量723.10毫米，最大年降雨量1404.6毫米，最小年降雨量264.1毫米。多年平均氣溫12.6℃，年平均最高氣溫18.6℃，年平均最低氣溫７℃，多年極端最高氣溫39.2℃，多年極端最低氣溫-22.5℃。多年平均蒸發(fā)量1574毫米，最大月蒸發(fā)量286.8毫米，最小月蒸發(fā)量28.4毫米，最大凍土深度0.44米。
根據(jù)以上資料，考慮到降雨、低溫等對工程施工的影響，年有效施工天數(shù)約250天。
四、天然建材及土料供應
砂料料場位于壩址區(qū)下游右岸村南，相距主壩約800m。水庫周圍分布若干石料場，主要為二長花崗巖，抗風化能力尚可，運距5～10km。另外，可由埠東、茶葉口及章丘等地提供石灰?guī)r料石，抗風化能力強，運距在20～50km，以上石料場貨源充足，質量符合要求，能夠滿足設計要求。土料場擬定在后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側，距主壩平均距離約為1.5km。
五、施工交通
萊馬公路在水庫以北山坡上通過，可作為本工程的施工對外交通路。工程施工期間，需修筑一條通往土料場的臨時道路，溢洪道石方外運需修筑一條石方運輸專用路。同時需修筑幾條場內施工臨時道路。
六、施工供電
水庫現(xiàn)有供電電源來自水庫管理局。主體工程開工前，擬將10千伏高壓線自管理局接線，先行架設高壓線路至溢洪閘，并分區(qū)安設臨時變壓器，再經(jīng)臨時低壓線路向各用電點供電。為提高用電保證率，各施工點配備50kw柴油發(fā)電機，作為備用電源。
七、施工供水
本工程庫內和地下水水源豐富，水質較好。施工期間，利用離心泵或潛水泵，自庫內取水作為施工用水。生活用水可在生活區(qū)內就近打井解決。
第一節(jié) 施工導流
本工程壩前工程項目包括：南北放水洞洞口加固、溢洪閘、上游護坡石翻修、上游壩腳壓重等，其中南放水洞進口底高程271.2米，北放水洞進口底高程264.95米,溢洪閘閘前底高程276.75米,主壩上游翻壓底高程為275.00米。水庫泄水出口有三個，分別為南放水洞、北放水洞和溢洪道，三個泄水出口全部需加固處理。為確保工程安全施工，必須做好施工導流。
一、 導流方式選擇
根據(jù)施工進度安排，工程跨汛期施工，因此施工導流方式應根據(jù)泄水建筑物底高程和壩前工程工作面頂高程以及施工總進度計劃安排。為減少導流工程量，確定汛前導流采用騰庫調蓄方式，即工程開工前先將庫水位放至死水位，然后同期施工南、北放水洞，在北放水洞前修筑圍堰，利用騰出的庫容調蓄上游來水,南放水洞施工無需修筑圍堰。溢洪道安排在汛后施工，其間可利用北放水洞敞泄放水導流。
二、導流標準確定
根據(jù)《山東省水利工程施工組織設計編制辦法(試行)》，根據(jù)保護對象、失事后果、使用年限和臨時工程規(guī)模等綜合因素確定，導流建筑物級別為Ⅴ級，其相應洪水重現(xiàn)期為5～10年。根據(jù)本工程特點及以上綜合因素，確定本工程洪水重現(xiàn)期為非汛期10年一遇洪水標準。
三、導流設計
非汛期壩前工程項目主要為南北放水洞洞口加固工程、溢洪道開挖、上游壩腳壓重臺填筑工程等。按照施工進度安排，南、北放水洞施工期定于1～5月，即汛前完工。施工期間應盡量降低水位，確保施工安全，根據(jù)本工程特點，該時段內按10年一遇洪水標準。經(jīng)計算，在此時段內洪水總量為150.7萬立方米，按起調水位264.95米計算，相應上游水位為268.5米，由此確定北放水洞圍堰控制水位為268.5米?？紤]到風浪爬高和安全超高，確定北放水洞圍堰頂高程為269.6米。南北放水洞同時施工，如果發(fā)生超標準洪水，應提前安排抽水泵抽取圍堰前的水，以降低水位，確保施工安全，防止事故發(fā)生。
溢洪閘工程、溢洪道工程安排在汛后10月～第二年6月，為確保施工安全，施工期間應盡量降低水位。可利用已改造加固好的北放水洞進行導流控制。由于溢洪閘閘前底板高程為276.75m，因此溢洪閘及溢洪道的施工不用修筑圍堰，施工期間可利用北放水洞控制放水即可滿足施工要求。
四、 圍堰設計
北放水洞圍堰設于洞口前30米以外，整個圍堰呈弧形布置，兩端與主壩相接，總長約140米。堰頂寬度確定為5.0米，堰高4.65米，圍堰自然邊坡定為1∶2.5，背水坡定為1∶2.0，迎水坡鋪設兩布一膜復合膜防滲，編織袋裝石碴護坡。由于南放水洞進口底板高程為271.2m，因此南放水洞施工期間不需再修筑圍堰。
北放水洞圍堰填筑后，應盡快排除堰內積水。先期進行基坑內排水，然后進行經(jīng)常性排水。經(jīng)常性排水采用明排方案，即在基坑四周開挖排水溝，排水溝內設一眼集水井，用電動潛水泵將基坑滲水排至庫區(qū)內。
為保證施工安全和安全度汛，汛期除可進行溢洪道部分石方開挖及部分拆除工程外將不安排主體工程施工。
五、圍堰筑、拆施工
北放水洞洞前圍堰填筑利用溢洪道尾水渠段開挖的石方填筑，擬采用1.0立方米反鏟挖掘機開挖，配8.0噸自卸車運輸，推土機推運整平，拖拉機壓實。圍堰填筑自兩側向中間進占，合龍后，上部圍堰填筑與復合土工膜鋪設、編織袋裝石碴護坡及初期排水同時施工。復合土工膜采用人工鋪設，并在上游圍堰坡腳處采用編織袋裝石碴壓牢，編織袋裝石碴護坡采用人工拋填。
放水洞洞口加固完畢應立即拆除圍堰，拆除料全部運至主壩壩后堆存。庫水位以上采用1.0立方米反鏟挖掘機配8.0噸自卸車挖運。根據(jù)現(xiàn)有施工設備情況，開挖水下石碴采用長臂反鏟挖掘機，并采用自卸車運至主壩壩后堆存。
第二節(jié)    施工方法
一、 料場規(guī)劃
根據(jù)土方平衡與調配，本工程主壩心墻281.20米高程以上翻壓、主壩兩端齒槽回填、副壩齒槽回填、副壩心墻填筑等工程共需在料場開挖土料3.5萬立方米。擬采用的土料場位于后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側，距主壩平均距離約為1.5公里。本料場場區(qū)土料成因屬山前坡洪積堆積層，可用層含砂質壤土厚度3.5米，總儲量估算為42.35萬立方米。根據(jù)設計需要防滲土料用量約為3.56萬立方米。按《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（SL 251-2000）第4.3.4條規(guī)定，初步設計階段勘察儲量不得少于設計需要量的2倍，即設計需要7.0萬立方米。因此勘察儲量滿足設計要求。 字串1
本工程上游拋石擠淤需外購塊石25896m3，可由庫區(qū)周圍石料場供應或由埠東、茶葉口及章丘等石料場提供。以上料場儲量及質量均能滿足施工要求。