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1、下游土石圍堰設計與施工措施1工程概況下游圍堰位置河谷開闊，兩岸地形較平緩，地形坡度3032，原設計堰頂高程處谷寬約118m，河床枯水位431m，相應江水面寬70m，最大水深約13m。根據下游圍堰地形特點及堰體材料能就地取材的實際情況，擬定下游圍堰為土石圍堰，下游圍堰布置在二道壩與1#、3#導流洞出口之間，其軸線位于二道壩軸線下游約120.0m，圍堰布置需考慮下游碾壓混凝土圍堰施工時基礎開挖出渣和混凝土入倉要求。下游圍堰投標設計頂高程為442.0m，由于兩岸壩肩開挖石碴下河造成河床水位抬高，根據9月底我單位在下游土石圍堰處測得水位資料為441.1442米，擬將原防滲墻作業平臺高程（437.5m）2、抬高為442米高程，堰頂高程抬高到447米與河邊公路平齊，堰頂處軸線長從118m變成150m，堰頂寬8.0m（考慮若發生超標洪水可能設置子堰的要求），圍堰高程442m以下采用防滲墻，442m以上采用粘土心墻防滲，水面以下上下游邊坡坡比為堆體自然坡，水面以上上下游邊坡均按1:1.5坡度填筑。2工程地質條件圍堰區除右岸堰肩部分基巖裸露外，左岸及河床部位均為第四系松散堆積層覆蓋。其中：左岸覆蓋層主要由崩坡積粘土夾塊石、碎石組成，厚1020m；河床覆蓋層為漂石、塊石夾砂礫石及少量細粒土組成，厚28m。覆蓋層透水性較強，其滲透系數為i102cm/s。河床基巖面高程為416430m。出露或覆蓋層下伏基巖為3、S1sh1層灰巖及S1l層泥質粉砂巖、粉砂質粘土巖。堰基巖體中斷層不發育，巖體完整性中等；S1l層風化較強，風化厚度1015m。堰基巖體透水性較弱，巖體單位吸水量值小于0.02L/minmm。3下游土石圍堰設計3.1土石圍堰設計原則及標準3.1.1圍堰形式選擇原則：圍堰要求安全可靠、能滿足穩定、抗滲及抗沖要求；結構要求簡單，施工方便，宜于拆除并能充分利用當地材料及開挖料碴，同時能滿足工期要求。根據上述原則及實地情況擬采用土石圍堰作RCC圍堰的臨時擋水建筑物。3.1.2設計標準 下游土石圍堰設計洪水標準為11月15日至次年4月30日的五年一遇洪水，相應流量為2030m3/s。土石圍堰使用年限小于4、一個施工年度，堰高大于15米，小于50米。根據水利水電工程施工施工組織設計規范（SDJ338-89）施工標準規范確定本工程土石圍堰級別為級。3.2下游土石圍堰平面布置下游土石圍堰的布置應有利于碾壓砼圍堰的基坑開挖，根據實際地形，擬將下游土石圍堰的軸線放在下游碾壓砼圍堰軸線向下120米位置，下游土石圍堰右下角臨近3號導流洞，該位置需用大塊石作護面處理。由于施工中石碴滾入河床，下游圍堰位置現河床比原河床有所抬高，下游圍堰堰高也相應抬高，堰頂寬增加到150米。3.3 圍堰結構設計3.3.1土石圍堰斷面設計 （1）堰頂高程 下游土石圍堰堰頂高程按擋水標準為11月至次年4月份五年一遇洪水區間設計洪峰流量5、2030m3/s，根據1#導流洞出口在河床抬高后測得的水位流量關系曲線，流量在2030m3/s時導流洞出口水位為441.5米，下游圍堰堰趾位置此時水位為445.5米,考慮堰頂安全超高1.0米,浪高0.5米,堰頂高程取447.0米。 （2）防滲施工平臺高程 根據施工總進度要求，2004年11月上旬進行下游土石圍堰預進占，此時11月份5年一遇設計洪水流量為1626m3/s，根據目前實際情況，來水量均在1220m3/s以下，故按1219m3/s進行計算，結合下游圍堰與兩導流洞的相對位置關系進行考慮，取防滲平臺頂高程為442米。 （3）堰頂寬度及構造堰頂寬度滿足防汛搶險與交通運輸要求，下游土石圍堰堰頂6、寬度設為8米，面層填鋪50cm碎石壓平。（4）圍堰細部構造下游圍堰分兩部分組成，第一部分為442米以下，采用帷幕防滲，中間填含泥級配料，兩邊用大中塊徑石碴護面；坡面水下采用自然堆堆，水上坡度設為1:1.7。第二部分為EL442m至EL447m高程，該層采用級配石灰巖混合石碴填筑，用粘土心墻進行防滲，坡面設為1：1.7。3.3.2 下游土石圍堰的防滲設計圍堰442高程以下部份的防滲，先對壩肩開挖落碴層進行固結填實處理，再采用防滲帷幕；442高程以上部份的防滲采用粘土芯墻。3.3.3 土石圍堰材料及主要工程量（1）石碴料石碴料要求石質堅硬、遇水不易軟化。含泥級配料中石頭粒徑不宜超過30cm，且207、cm30cm的石頭含量宜為30%左右。石碴料利用邊坡開挖料，也可以在螃蟹溪棄碴場取用。（2）塊石下游圍堰中所用大塊石主要用于下游側護面，塊徑0.4米至1.2米，要求石質堅硬，截流施工前在尾水出口平臺上預先儲存。施工時用機械拋填。（3）土料圍堰防滲土料從業主提供的土料場取用，或在尾水邊坡開挖中按土質要求選用。3.3.4、圍堰工程量圍堰工程量見下表表3-1 圍堰工程量表項 目單位工程量備 注石渣填筑m325160粒徑30cm石渣填筑m314300MY-60鉆機鉆孔m6080孔徑120mm 地質鉆機鉆孔m28800孔徑91mm，包括重復造孔自流式注漿m4344雙排孔,孔排距1.5m、間距1m,孔深大8、于18m帷幕灌漿m5792雙排孔,孔排距1.5m、間距1m,孔深大于25m粘土m35250梯型斷面PVC花管m4344100（4344米）PVC花管m579280（5792米）4圍堰的施工4.1施工布置4.1.1場內外交通下游圍堰根據目前工程情況擬定從右岸進占，施工時以右岸9#、1#及7#公路對外連接，從9#公路經3#導流洞出口圍堰到下游圍堰右堰肩（3#導流洞不參加分流情況下），或從E支洞洞口664高程沿右岸邊坡修一條泥結石公路接右岸堰肩（3#導流洞參加分流情況下）。下游圍堰備料主要考慮在螃蟹溪碴場，部分有級配要求的和黏土在尾水邊坡出口備料。 4.1.2施工用電下游圍堰的施工沿用尾水邊坡施工中9、所用的1000VA變壓器，施工時直接從尾調公路內側尾水出口邊坡使用的1000KVA變壓器上接用。4.1.3施工用風下游圍堰的施工用風，采用20立方英格索蘭移動式空壓機2臺供風，空壓機房設在3#導流洞出口左側468米高程平地上，用鋼管接至場內各工作場面。 4.1.4施工用水下游圍堰的施工用水，從530高程施工用水水池引用，用100mm鋼管引至各施工場面使用。4.1.5施工通訊沿用現項目部所安裝的有線通訊設備及配備的無線通訊設備。4.1.6廢水廢渣施工中產生的廢漿經沉淀后，廢水采用排污泵抽排至指定部位排放，廢渣采用自卸汽車運至指定棄渣場。4.1.7制漿系統本工程采用固定制漿站，布置在3#導流洞出口10、左側468高程平臺，采用鋼管蓬布結構。制漿站設2臺ZJ-800型高速制漿機和2臺2200L型攪拌桶，制漿站設1000噸的水泥、粉煤灰臨時存放平臺，采用鋼管和木板搭設，距地面1.5m。4.2、施工方法4.2.1施工程序下游圍堰在上游截流戧堤合龍后在靜水中施工，首先填筑至灌漿平臺442m高程，再進行防滲墻施工，在基坑閉氣結束后利用黏土、級配料填筑加高到447高程。4.2.2施工措施(1) 土石圍堰的填筑下游圍堰的施工分兩部分進行，第一部分為442米以下，填筑時，中間先填含泥級配料，兩邊用大中塊徑石碴護面；第二部分為EL442m至EL447m高程的施工，該層采用級配石灰巖混合石碴填筑，用粘土心墻進行11、防滲。第一部分的填筑施工，在上游截流戧堤合龍前作部分進占。在上游圍堰截流后，從右到左在相對靜水中填筑。填筑料在螃蟹溪棄碴場和尾水邊坡開挖中選用；防滲墻區域采用粒徑小于30cm的混合料，采用端進法填筑，自卸汽車運料至圍堰工作面卸料后，由推土機將渣料推趕至水中，水上部分渣料分層填筑，分層碾壓，兩側坡面按1:1.7的坡度進行控制，水下部分堰體的兩側坡比按水中碴體自然堆坡，下游側坡面用40cm至100cm的大塊石進行護面。(2)下游土石堰體442高程以下部分的防滲圍堰442高程以下部份的防滲，先對壩肩開挖落碴層進行處理；用MY-60鉆機跟管造孔，自流注漿的方法進行處理后，再對圍堰進行帷幕灌漿，帷幕灌漿12、自上而下進行。具體施工方法為：1）施工材料和灌漿漿液水泥水泥采用普通硅酸鹽水泥，水泥標號不低于32.5級。每批水泥按要求進行檢測，符合設計要求方可使用。水水泥漿用水水質按 JGJ63-89第3.0.4條的規定執行。摻和料各種摻合料質量須符合DL/T 5148的有關規定，使用前報監理工程師批準。 在壩肩開挖落碴層的處理中使用水玻璃，其參量按水泥漿水泥用量的15%30%控制，其質量必須符合要求。外加劑各種外加劑的質量須符合DLT 5l48 的有關規定，其摻量通過室內試驗和現場試驗確定，使用前報監理工程師批準。灌漿漿液灌漿漿液一般采用純水泥漿液，根據施工實際情況需采用其它漿液或加摻合料時，報經監理工13、程師批準并經試驗確定，純水泥漿液擬定水灰比為0.5:1。2）壩肩開挖落碴層的處理。鉆孔。土石圍堰442高程以下部份填筑完畢，進行防滲軸線施工放樣，沿防滲軸線兩側各距軸線75cm錯位布置兩排灌漿孔，孔距1米，采用MY-60鉆機跟管造孔，孔徑120mm，待鉆孔穿過壩肩開挖落碴層后用100PVC花管下插到底，取出套管。注漿。采用雙管注漿，雙管同時伸入孔內隨注入的漿液上升而上升，其中一管注0.5:1的水泥漿,另一管注水玻璃（水玻璃注入量為水泥漿水泥用量的15%30%），孔內采用自流的方式，注漿的同時在孔口直接加入細砂；直到漿液注到孔口為止。3）圍堰防滲帷幕的施工。鉆孔。壩肩開挖落碴層的處理結束后，進行14、圍堰防滲帷幕的施工。圍堰防滲帷幕從442高程防滲處理平臺開始從上向下按5米一層進行；施工中采用地質鉆，孔徑91mm，孔間距1米、孔排距1.5米，孔間錯位布置，施工時先對防滲帷幕進行軸線放樣，根據放樣軸線將地質鉆機就位，下游圍堰的防滲工程施工采用6臺地質鉆及相應配套灌漿設備同時作業，第一層按5m深造孔，孔成形后下80mmPVC花管護壁，對第一層5米深孔灌漿；第一層5米深帷幕作完，進行第二層5米深帷幕造孔、灌漿，依次鉆孔灌漿直至伸入基巖0.51米。第二、第三層帷幕鉆孔時，上層已形成帷幕部份孔不再用PVC花管護壁。防滲帷幕灌漿。按排將帷幕灌漿孔分為兩序，靠下游排為第一序孔，靠上游排為第二序孔，對一層15、帷幕的施工，先鉆孔灌漿一序孔，后鉆孔灌漿二序孔；層間采用自上而下分層施工的施工順序；灌漿采用純壓式灌漿工藝。漿液配合比根據設計及試驗確定。灌漿壓力一序孔擬定灌漿壓力（進漿壓力）為0.20.5MPa，二序孔灌漿壓力（進漿壓力）為0.51.0MPa，對單個孔的灌漿，灌漿壓力采用先恒定后加壓的施法，并根據灌漿試驗情況進行確定。結束灌漿，當灌漿注入率不大于1.0L/min或每米耗灰量（水泥）達2000kg時結束灌漿。每個灌漿孔結束灌漿后，采用濃水泥漿將鉆孔回填密實。在漿液終凝干縮后，自原孔位掃孔至干縮漿液頂面，采用原配比漿液進行回填，防止鉆孔上部會出現脫空現象，確保防滲帷幕與上部結構物的連接及防滲效果16、。4）特殊情況處理施工中河床覆蓋層如遇粉砂層，采用高壓注漿泵注水泥漿將砂層切割沖破，再進行灌漿。鉆孔過程中，如遇大塊石和孤石，做好詳細記錄，當地層孔隙大，漏水嚴重時，在灌漿前，先回填礫石、砂、粘土及灌摻速凝劑的水泥砂漿，再反復灌漿，直至達到結束標準。灌漿過程中如遇吸漿量大，采用間歇灌漿的方法處理。(3)下游土石圍堰442m以上部分的防滲下游圍堰堰體442m以上采用粘土心墻防滲，粘土在尾水邊坡開挖中取用，心墻呈“等邊梯形”型上升，填筑時粘土先填，兩側堰體交替上升，分層厚度50cm。粘土心墻與堰體的斷面尺寸見附圖。5資源配置5.1施工機械設備配置根據下游圍堰施工特點、施工方法和施工總進度安排，結合17、各施工設備的實際施工能力以及本單位的施工管理水平，對堰體填筑、灌漿施工設備進行選擇和配置，選用的施工設備見下表。表5-1 主 要 施 工 設 備 表序 號名稱型 號單 位數 量功率（kW）總功率（kW）1潛孔鉆古河臺32挖掘機CAT-365臺23挖掘機CAT-330臺34推土機CAT-D9N臺15碾壓機臺26裝載機CAT-966F臺27自卸汽車25t輛208錨固鉆機MY60臺89地質鉆機XY-2PC臺12224410制漿機ZJ-800臺211貯漿桶1m3臺531512灌漿泵BW250/50臺2224413灌漿泵SGB-6-10臺2224414攪拌桶2200L臺215空壓機英格索蘭20立方臺3118、6拔管機最大起拔力70t臺217測斜儀KXP-1臺21518自動記錄儀GY-臺419比重稱BZC-2.5R臺220排污泵SB-10臺85405.2施工人員配置根據下游圍堰填筑、灌漿的特點及施工進度安排情況，圍堰填筑、灌漿高峰期需管理及施工人員155人，其中管理人員12人，鉆灌技工80人，普工30人、重機工48人、汽車駕駛員40人。6 質量控制措施下游圍堰防滲墻施工, 我聯營體九局方1994年在廣東韶關萌洲壩電站施工過類似工程，韶關電站下游圍堰堰長165米，流水速度0.8m/s，堰基為灰巖，有地下暗河，當時采用粘土心墻、粘土鋪蓋都沒有達到效果，后采用水玻璃砂漿對河床堆碴層進行處理后再進行控制性灌19、漿形成防滲帷幕，防滲效果極好；經試驗證明，河水流速在2米/秒內都能達到很好的防滲效果。構皮灘電站下游圍堰位置河床較平緩，截流后下游圍堰位置處于相對靜止狀態，加上圍堰堰趾處為灰巖，堰長150米，與已成功施工的萌洲壩電站圍堰條件極其相似。防滲施工質量具體控制如下：（1）制度控制建立嚴格的質量管理制度，施工前由技術負責人對施工操作人員進行技術交底，使施工操作人員充分領會設計意圖及有關技術要求，關鍵崗位的人員須持證上崗，建立質量獎懲制度，獎優罰劣，避免偷工減料，盲目施工的現象。（2）施工材料控制施工材料均要符合質量標準，并附有生產廠家的質量證明。每批水泥入庫前按有關規定進行檢驗驗收；施工現場的水泥倉庫20、作好防潮的設施建設，經檢驗不合格或受潮結塊水泥堅決不用。（3）檢測、計量設備控制所有施工用的檢測、計量儀表、設備均送檢測單位進行率定，合格后方可使用。（4）施工過程控制1）為了保證工程質量，工程開工前將施工方案、施工工藝、施工程序和質量控制標準呈報給監理人，經批準后，按批準的文件執行，在施工過程中，質檢人員的檢查驗收貫穿于整個過程，以質量檢查程序和檢測手段來保證工程質量。施工過程中加強施工工序之間的銜接，每道工序按照三檢制的程序進行檢查。在檢查資料完備的前提下，經項目部三級檢查合格后，報請業主、設計單位、監理人終檢。2）嚴格把好質量關。對施工中發生的質量事故，堅持“三不放過”原則，深入現場，認21、真分析，嚴肅處理。重大的質量事故立即報告項目經理和總工程師，并同建設單位、監理人、設計單位共同研究專門的處理措施，經設計人員、監理人同意簽字后再組織實施。3）在施工過程中，做好原始資料的記錄，現場工程師跟班對施工全過程進行控制，及時對資料及時整理分析，以指導施工的順利進行。4）鉆孔完成后，采用KXP-1測斜儀進行測斜，超過設計允許范圍，進行糾偏處理直至達到要求。5）灌漿過程中，對灌漿漿液比重、灌漿段長、灌漿壓力和結束標準等項目進行檢查。6）灌漿完畢，按要求進行封孔質量檢查，達不到要求的，進行處理直至達到要求。 （5）質量檢查和驗收塑性灌漿施工完成后，一般采用鉆孔取芯和壓水試驗的方法進行檢查，并22、采用監理人指定的其它檢查方法以及對監理人指定的項目進行檢查。防滲工程完工后，將施工記錄、各項檢查監測資料和施工報告報監理人，申請驗收，對于驗收中提出的問題，按監理人批準的方法處理直至通過驗收。7 安全保證措施(1)、 施工現場設置安全標志，溝、坑等邊緣設安全護欄，場地狹小、行人和運輸繁忙地段設專人維護交通。(2)、施工人員進入施工區域必須戴安全帽，嚴禁穿高跟鞋、拖鞋等進入施工現場。(3)、施工現場的臨時設施應避開懸崖、陡坡等危險區域，易燃易爆倉庫、發電機等采取必要的安全防護措施。(4)、場內道路經常維護，保持暢通，急彎、陡坡、靠近河流和陡壁處的道路地段設置明顯的警告標志。(5)、做好洪水和氣象23、災害的防護工作。一旦發現有可能危及工程和人身財產安全的洪水和氣象災害的預兆時，應立即采取有效的防洪和防災措施，確保工程和人員、財產安全。(6)、在施工過程中，安全生產措施不落實不準動工，安全員必須掛牌上崗，實行安全生產一票否決制，并實行嚴格的安全獎懲制度。(7)、成立安全管理領導小組，定期和不定期對安全生產實施全面檢查，發現問題及時糾正。8 施工進度（1） 施工進度見施工進度表。表8-1 進 度 計 劃 表序號任務名稱工期（d）開工日期完成日期1施工人員及設備進場232004/9/142004/10/62下游圍堰備料382004/9/202004/10/283水上、堰肩覆蓋層開挖202004/24、10/102004/11/24圍堰填筑與防滲施工(1)442高程以下填筑102004/11/102004/11/20(2)442高程以下防滲252004/11/212004/12/16(3)442高程以上填筑202004/12/172004/1/7(4)442高程以上防滲202004/12/172004/1/7(2)防滲工程工期分析自流式灌漿總共4344米，采用MY-60鉆機，單機臺班產量50米，同時采用8臺套機械施工，考慮機械及其它地質不確定因素，單機臺班產量按50%考慮，自流式灌漿8天可全部完成；帷幕灌漿用地質鉆機，考慮鉆機的檢修、維護、遇空洞的處理等其它不確定因素，平均單機臺班產量只按最低產量考慮，每臺班鉆灌10米，先投入6臺套地質鉆機，平均每天最低產量為：180米。下游圍堰總長180米，灌漿帷幕的施工機械可全線鋪開，待自流式灌漿結束，增加6臺套鉆機鉆灌施工，平均每臺班最低產量可達360米。下游圍堰帷幕灌漿總共5792米，正常情況下20天可以全部完成，能滿足施工進度要求。