小型水庫施工組織設(shè)計(jì)初步探討(7頁).doc
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2023-07-10
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1、小型水庫施工組織設(shè)計(jì)初步探討本文在總結(jié)小型水庫的施工組織設(shè)計(jì)的根底上,提出了采用抽排的方式進(jìn)行山區(qū)小型水庫的施工導(dǎo)流,并通過工程實(shí)例分析知,采用抽排的方式可以節(jié)約大量的資金,為小型水庫的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供切實(shí)可行的施工方案。1引言小型水庫問題多,資金少,在資金有限的情況下,盡可能的完成病險(xiǎn)水庫的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì),給設(shè)計(jì)人員帶來了極大的挑戰(zhàn),特別是施工導(dǎo)流方案,幾乎每個(gè)小型水庫的施工組織設(shè)計(jì)都遇到這個(gè)難題,在設(shè)計(jì)的過程中,作者根據(jù)幾個(gè)小型水庫的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。主要存在2個(gè)方面的問題:一是庫容曲線較為平坦,施工期水庫水位上升小,這種情況一般采用圍堰的方式較為經(jīng)濟(jì);二是庫容曲線較陡,施工期水庫水位上升快,2、如果按照傳統(tǒng)的導(dǎo)流方案,采用圍堰的型式,是小型水庫總投資300多萬不能承受的,遇到這種情況,作者認(rèn)為采用抽排的方式較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本文以竹山縣古家溝水庫施工組織設(shè)計(jì)為實(shí)例重點(diǎn)闡述第二種情況的施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)。2工程概況古家溝水庫位于湖北省竹山縣擂鼓鎮(zhèn)西河村,水庫大壩攔截西河上游古家溝和武昌廟溝來水,水庫壩址以上承雨面積3.2km2,河道長2.9km,分水嶺至壩址主河道平均坡降為115.2,地勢較高。壩址距擂鼓鎮(zhèn)10km,距竹山縣城60km。是一座以灌溉為主,兼有防洪和供水等綜合利用功能的小1型水庫樞紐工程。水庫樞紐工程現(xiàn)有建筑物包括:粘土心墻大壩、溢洪道和輸水涵管組成。水庫總庫容171.0萬m3,其3、中興利庫容140.7萬m3,死庫容6.3萬m3。水庫為下游灌區(qū)0.3萬畝農(nóng)田提供灌溉用水,同時(shí)還擔(dān)負(fù)著下游擂鼓鎮(zhèn)及305省道等設(shè)施的防洪任務(wù),保護(hù)農(nóng)田0.30萬畝、人口1.0萬人。古家溝水庫樞紐屬等工程,小1型規(guī)模,其擋水、泄水、輸水建筑物為4級建筑物。水庫除險(xiǎn)加固初步設(shè)計(jì)工程主要包括:對大壩心墻部位采用充填灌漿法進(jìn)行處理,解決心墻滲透系數(shù)不滿足要求的問題;對大壩和溢洪道基巖中等透水層采用帷幕灌漿處理;針對壩坡變形和護(hù)坡風(fēng)化破碎情況,對上游壩坡翻修,采用30cm厚的干砌塊石護(hù)坡,下游壩坡在整平的根底上種植草皮護(hù)坡,完善壩面構(gòu)造;封堵原輸水涵管,于大壩右岸上游新開泄洪隧洞,兼作灌溉輸水。將原溢洪4、道封堵,撤除重建進(jìn)水渠和控制段左邊墻,新建長21m的擋水土壩;更新啟閉設(shè)備,增設(shè)進(jìn)口檢修閘門和出口工作閘門。3.施工組織設(shè)計(jì)古家溝水庫所在流域地區(qū)屬亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候,具有溫暖濕潤,四季清楚,雨量充分,光照充足等特點(diǎn)。無霜期為250天左右,年平均氣溫10.215.6,極端最底氣溫零下9.9,極端最高氣溫43.4。區(qū)域庫區(qū)多年平均降雨量849.5mm,多年平均逕流深353mm,多年平均來水量429萬m3。流域內(nèi)洪水由暴雨產(chǎn)生,暴雨發(fā)生時(shí)間一般為710月,暴雨形成多為低渦切變線和鋒雨面,臺風(fēng)深入形成大暴雨次數(shù)極少。暴雨歷時(shí)一般13天,大暴雨范圍一般普及整個(gè)流域,降雨特點(diǎn)是雨量集中、強(qiáng)度大,洪水峰5、高量大、陡漲陡落。壩址處多年平均最大風(fēng)速13m/s,風(fēng)向一般為東北風(fēng)。3.1施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)本工程永久建筑物屬4級建筑物。根據(jù)?水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?SL30320XX和本工程的具體條件,導(dǎo)流臨時(shí)建筑物級別定為5級。結(jié)合本工程的導(dǎo)流要求,選用枯水期5年一遇洪水作為導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)。3.2施工組織設(shè)計(jì)根據(jù)本工程工程量及工程特點(diǎn),利用1個(gè)枯水期完成大壩樞紐工程的加固及管理設(shè)施建設(shè),即施工總工期定為12個(gè)月。第一年7月為施工準(zhǔn)備期,準(zhǔn)備期內(nèi)修筑、完善施工道路,做好料場的準(zhǔn)備工作,保證施工期有合格的土料和良好的施工道路。第一年8月上旬主體工程全面開工,首先進(jìn)行輸水隧洞0+0100+080段的開挖,該工程是6、控制工期的關(guān)鍵工程。先進(jìn)行隧洞出口明挖,明挖結(jié)束即進(jìn)行洞挖,利用3個(gè)月的時(shí)間完成隧洞0+0100+080段石方洞挖,然后利用3個(gè)月時(shí)間完成隧洞砼襯砌和隧洞洞頂回填灌漿施工。第一年11月上旬隧洞進(jìn)口段0+0000+010段施工待庫水位降低后立即開始,至第二年2月中旬,完成泄洪隧洞的全部施工。同時(shí)可完成進(jìn)、出口閘室、出水渠施工。第一年11月上旬也可進(jìn)行大壩壩頂整治、上、下游壩坡平整和護(hù)砌的施工。同時(shí)完成壩體帷幕灌漿施工。在第二年2月中旬隧洞襯砌工作全部結(jié)束后可進(jìn)行原低輸水涵管的封堵,利用1.5個(gè)月時(shí)間完成全部封堵工作。同時(shí)非常溢洪道加固等工程也可進(jìn)行。至第二年4月底,完成大壩上游坡護(hù)坡、下游坡整治7、和大局部主體工程以及金屬結(jié)構(gòu)、啟閉設(shè)備的安裝調(diào)試工作等施工;第二年5月完成全部施工、壩頂?shù)缆肥┕ず痛髩喂芾碓O(shè)施建設(shè);第二年6月進(jìn)行工程收尾及清場工作。3.3施工洪水根據(jù)對流域內(nèi)的降雨特性情況分析,古家溝水庫的汛期在每年的410月,枯水期在每年的11月到次年的3月。根據(jù)本次施工組織設(shè)計(jì),需要施工導(dǎo)流的時(shí)段為枯水期11月3月,導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。根據(jù)堵河流域四級區(qū)19562000年共45年徑流深排頻計(jì)算出各月相應(yīng)頻率的徑流總量。根據(jù)竹山氣象站198020XX年共27年實(shí)測枯水期逐年逐月24小時(shí)最大降水量資料,得施工期設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果。枯水期徑流計(jì)算成果見表1、施工期設(shè)計(jì)洪水成果見表2。38、.4施工導(dǎo)流方式根據(jù)本次除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)要求,大壩上游壩坡翻修、隧洞進(jìn)口段、非常溢洪道施工需要進(jìn)行施工導(dǎo)流。原涵管開挖撤除及回填封堵等施工還必須將庫水放空后才能施工。據(jù)此施工特點(diǎn),結(jié)合工程的實(shí)際布置情況,本工程的施工導(dǎo)流采用二期施工導(dǎo)流。第一期直接利用原低輸水涵管放水、泄水。在第一年10月下旬通過原輸水涵管將庫水位降低到原死水位549.49m高程,在第一年11月上旬利用低水位進(jìn)行上游壩坡干砌塊石護(hù)坡翻修的施工和泄洪隧洞進(jìn)口段施工。第二期在隧洞施工過程中采用必要的方式進(jìn)行施工導(dǎo)流,進(jìn)行泄洪隧洞的開挖襯砌、原涵管開挖撤除與封堵等工程施工。根據(jù)本工程取水口規(guī)模及施工安排,本次設(shè)計(jì)施工期間第一年11月9、第二年3月共5個(gè)月的來水考慮兩套施工導(dǎo)流方案進(jìn)行比擬:方案一:水泵排水方案,即第一年11月第二年3月的來水全部通過水泵進(jìn)行抽排。根據(jù)表2知:施工期間洪水頻率P20的一場暴雨的洪峰流量為5.1m3/s,其洪水總量為5.8萬m3。隧洞進(jìn)口段施工前期可先將原死庫容抽排5.8萬m3作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)P20的一場洪水預(yù)留的防洪庫容。來水總量按逐月徑流量排頻P=20計(jì)算,5個(gè)月來水總量約為22.28萬m3。即本工程需要抽排的總水量為22.28萬m3設(shè)計(jì)水泵揚(yáng)程16m按600m3/h0.167m3/s的流量進(jìn)行抽排,按2臺水泵考慮,可以滿足施工抽排的要求。經(jīng)計(jì)算,每臺水泵按45Kw的功率,抽水期間共需用電105310、0Kwh,該方案投資0.96萬元。方案二:圍堰擋水方案,即利用圍堰擋水,水庫調(diào)蓄施工期全部來水,查庫容曲線,得到相應(yīng)設(shè)計(jì)水位556.3m,考慮平安加高等,取圍堰頂部高程556.8m。圍堰圍繞取水口布置,并與壩址附近山體相連接形成封閉的防洪體系。圍堰采用石渣混合料為堰體,粘土斜墻防滲的圍堰結(jié)構(gòu)型式,堰頂高程556.8m,堰高14.25m,堰頂寬3.5m,迎水面邊坡采用1:3,背水面邊坡采用1:1.5,圍堰長50m。主要工程量:填筑土石圍堰12150m3,粘土7123m3,施工道路0.3km。該方案投資39.38萬元。方案一比方案二更加有效地利用現(xiàn)有死庫容,防止了填筑圍堰造成較大方量開挖和填筑工作11、,從而減少了施工風(fēng)險(xiǎn)和工期,且無施工道路,不受上游壩坡施工影響。兩者比擬直接投資方案一較方案二節(jié)約38.42萬元,因此推薦選用方案一作為第二期施工導(dǎo)流方案。根據(jù)表1和表2知:在整個(gè)泄洪隧洞和原輸水涵管封堵工程的施工期間11月3月洪水頻率P20的一場暴雨的洪峰流量為5.1m3/s,而期間洪水總量為22.28萬m3。考慮到資金限制及上游不便修建施工道路及圍堰,在進(jìn)行整個(gè)泄洪隧洞的開挖襯砌、原涵管開挖撤除與封堵工程施工過程中,不修建施工圍堰,直接采用潛水泵將庫水通過新建輸水隧洞排至下游,利用5個(gè)月的時(shí)間完成泄洪隧洞和原涵管開挖撤除與封堵的施工。4.結(jié)語小型水庫除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)由于受到自身地理位置條件和配12、套資金的限制,在進(jìn)行施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)中,特別是山區(qū)小型水庫絕大多數(shù)情況下不能采用常規(guī)的圍堰導(dǎo)流的方式進(jìn)行施工導(dǎo)流,而采用抽排的方式既節(jié)約投資又能很好的實(shí)施。內(nèi)容總結(jié)1小型水庫施工組織設(shè)計(jì)初步探討本文在總結(jié)小型水庫的施工組織設(shè)計(jì)的根底上,提出了采用抽排的方式進(jìn)行山區(qū)小型水庫的施工導(dǎo)流,并通過工程實(shí)例分析知,采用抽排的方式可以節(jié)約大量的資金,為小型水庫的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供切實(shí)可行的施工方案2先進(jìn)行隧洞出口明挖,明挖結(jié)束即進(jìn)行洞挖,利用3個(gè)月的時(shí)間完成隧洞0+0100+080段石方洞挖,然后利用3個(gè)月時(shí)間完成隧洞砼襯砌和隧洞洞頂回填灌漿施工內(nèi)容總結(jié)(1)小型水庫施工組織設(shè)計(jì)初步探討本文在總結(jié)小型水庫的施工組織設(shè)計(jì)的根底上,提出了采用抽排的方式進(jìn)行山區(qū)小型水庫的施工導(dǎo)流,并通過工程實(shí)例分析知,采用抽排的方式可以節(jié)約大量的資金,為小型水庫的除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)提供切實(shí)可行的施工方案(2)針對壩坡變形和護(hù)坡風(fēng)化破碎情況,對上游壩坡翻修,采用30cm厚的干砌塊石護(hù)坡,下游壩坡在整平的根底上種植草皮護(hù)坡,完善壩面構(gòu)造
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