水库除险加固施工组织设计

简介：主体工程除险加固分为挡水建筑物加固、泄水建筑物加固、引水建筑物加固及坝区防汛公路建设。挡水建筑物加固包括主坝、一副坝、孙家湾副坝、挡坝；泄水建筑物加固包括溢洪道加固；引水建筑物加固包括东灌溉洞加固、新建西灌溉洞；交通工程；还包括相应的金属结构安装以及临时工程。
1概述
　1.1工程概述
　　××水库位于××镇，距市区26km，拦截长江一级支流府河的漂水东支，是一座以灌溉、防洪为主，兼有发电、养殖、城镇供水等综合效益的大（II）型水库。水库承雨面积450km2，原总库容2.748亿m3，本次复核总库容2.408亿m3。
　　水库枢纽工程由一座主坝、六座副坝、挡坝、溢洪道、发电洞和输水洞组成。
　　主体工程除险加固分为挡水建筑物加固、泄水建筑物加固、引水建筑物加固及坝区防汛公路建设。挡水建筑物加固包括主坝、一副坝、孙家湾副坝、挡坝；泄水建筑物加固包括溢洪道加固；引水建筑物加固包括东灌溉洞加固、新建西灌溉洞；交通工程；还包括相应的金属结构安装以及临时工程。
　　除险加固主要工程项目有主坝坝顶修混凝土路面，上游坝坡混凝土护坡，下游坝坡植草皮及修排水沟；一副坝坝顶加高，上游护坡、外坡导渗；孙家湾副坝斜墙粘土填筑，坝顶加高；溢洪道改建；东灌溉洞加固、进水口改建、设置检修和工作闸门；新建西灌溉洞；修建防汛公路；闸门及埋件的安装。
　　招标文件要求，本工程开工日期为2003年10月1日，完工日期为2004年9月30日，溢洪道改造、东灌溉洞加固、西灌溉洞新建工程要求完工日期为2004年3月31日。我公司计划开工日期为2003年10月1日，完工日期为2004年8月25日，比招标文件要求工期提前36天。
　1.2水文、气象条件
　　××水库位于湖北省水文气象分区第IV区，本流域气候带有南北过渡特征，受季风影响，雨季较迟，多集中在6~8月间，其降雨量占全年的56%，且多以暴雨出现，年降雨量614mm~1344mm，多年平均降雨量975mm，多年平均径流深350mm。年平均相对湿度81.4%，多年平均气温15.7℃，极端最高气温42.5℃，极端最低气温-15℃。年平均风速为2m/s，最大风力可达10级。
　1.3地形、地质条件
　　××水库的控制河流漂水位于东径113?15′~113?45′，北纬31?40′~32?10′发源于桐柏山南麓，流域面积1109km2，河流长度76km。水库流域属桐柏山与大洪山的山间后地，为桐柏山延伸余脉而成的丘陵地带，坝址地面高程80.00~140.00，相对高差40~60m，流域地形由北东向南向西倾斜，山势平缓，山顶呈浑圆状，河谷切割较深，河宽20~60m，河床比降1/200~1/500。
　　本区域属南秦岭褶皱系，II级构造单元为南秦岭印支冒地槽褶皱带，位于III级随应复背斜的IV级构造单元，即应山褶皱束的中部，褶皱强烈，断裂发育，不同方向的断裂相互交切，形成较为复杂的构造形迹。本工程库区地层出露最广泛的为中元古界随县群变质岩，水库坝址基岩为震旦系上统岔河组，在现代河床、河漫滩及一级阶地由全新统第四系冲积层构成。根据国家地震局《中国地震烈度区划图》划分，本区地震基本烈度小于VI度。
　1.4施工条件
　　1.4.1对外交通
　　工程距××市26km，××市区距武汉市180km，有公路、铁路相通。对外交通道路为316国道，路面状态良好。
　　施工区现有多级公路通过，主坝及各副坝、溢洪道、挡坝之间均有公路相连，有比较完善的公路网。
　　另外修建跨溢洪道的临时公路1km，采用泥结碎石路面，路基宽6m。对施工区中现有的长5km的公路进行整修，改造后将其投入使用，现有交通条件即可满足工程建设要求。
　　1.4.2建筑材料
　　拟选取距大坝36km处的厉山镇购买砂料，从距大坝36km的××白桃山购买石料。所需代料就近在
　　刘家湾料场和徐店副坝料场开采，粘土可在距孙家湾副坝约2公里处的指定料场开采。
　1.5施工规划
　　1.5.1施工总平面布置规划
　　施工总体布置遵循因地制宜，因时制宜，利于生产，方便生活，快速安全，经济可靠，易于管理的原则外，并应综合考虑地形、地质条件、场内外交通布置、供水、供电、供风、防洪等要求，尽量选择地形平坦宽阔，靠近工程现场，地质条件好的场地。
根据以上原则，鉴于本工程战线较长，工作面较多，可以多工作面同时施工的特点，本工程临建设施分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个区布置：
　　（1）施工区布置
　　①施工区I：布置在孙家湾副坝坝后平地，主要布置项目经理部等职能科室、住房及生活福利用房、
　　五金工具及油料仓库。拌和站I也布置在I区，主要解决副坝及溢洪道砼供应。
　　②施工区Ⅱ：布置在溢洪道左岸坡地上，主要设置钢筋厂、木工厂、机修车间和空压站等辅助设施。
　　③施工区III：布置在主坝的右坝肩，主要设置主坝及东灌溉洞的砼及砂浆拌和站及砂石料场。
　　④施工区Ⅳ：布置在西灌溉洞附近，主要布置为西灌溉洞施工服务的风、水、电供应系统。
　　（2）交通布置
　　①场外交通：利用现有的乡村公路、316国道和襄渝铁路联成的交通网。
　　②场内交通：主坝和一号副坝利用现有坝顶公路和坝后二级平台公路作为施工运输干道，溢洪道施工则修建一条跨溢洪道临时道路，并在生活区往溢洪道右岸下游端修筑一条施工道路，即可满足施工运输要求。溢洪道等施工部位及土料场等处再修筑施工便道，解决施工运输问题。
　　（3）混凝土生产系统
　　本工程拟设置两套不同规模的混凝土生产系统，分别设在主坝右坝肩（Ⅲ区）和孙家湾副坝坝后平地（Ⅰ区）。主坝右坝肩生产系统采用1台0.5m3强制式拌和机，负责供应东灌溉洞及主坝施工区坝料，孙家湾副坝坝后平地砼生产系统采用1台0.5m3砼拌和机和1台1m3砼拌和机，供应除主坝以外其它施工点砼。
　　1.5.2施工总工期规划
　　1、溢洪道改建工程
　　溢洪道改建工程：2003年10月1日进场，施工准备工作开始进行，边进行临时工程的建设，边进行围堰填筑施工，计划10天内，溢洪道具备开挖条件，开始施工。至2004年3月31日溢洪道土建、安装工程全部完工，总计180个日历天。
　　2、引水工程
　　2003年10月1日进场后，2003年10月20日开始进行西灌溉洞的施工。2003年12月10日开始施工东灌溉洞，至2004年3月31日，西灌溉洞、东灌溉洞全部完工，计163个日历天。
　　3、主坝除险加固工程
　　主坝除险加固工程2003年10月20日开始施工，至2004年6月30日完工。计254个日历天。
　　4、1#副坝除险加固
　　1#副坝除险加固2003年11月10日开始施工，至2004年6月30日完工。共计264个日历天。
　　5、孙家湾副坝除险加固
　　孙家湾副坝除险加固2003年10月20日开始施工，至2004年3月10日完成。共计142个日历天。
　　6、交通公路
　　防汛公路2004年6月1日开始施工，至2004年8月3日完工。计91个日历天。
　　7、房屋建筑
　　生产维修车间、设备材料仓库2003年12月1日开始施工，至2004年2月10日完工，计70个日历天。
　　生产危房改造2003年11月1日开始施工，至2003年12月30日完工，计60个日历天。
　　8、监测设备建筑工程
　　监测设备建筑及安装工程随着主体工程施工同步进行。
　　1.5.3主要施工方法
　　1、施工导流、围堰规划
　　××水库枢纽加固工程计划开工日期为2003年10月1日，穿坝建筑物工程于2004年3月31日完工。施工期库水位可控制在▽101.0m高程内，为实施东、西灌溉洞及溢洪道改造工程施工，需修筑三条围堰：
　　1）溢洪道加固工程施工围堰布置在上游，距泄洪闸轴线约160m，采用土石围堰、粘土斜墙闭气。考虑到围堰上有行车要求，堰顶修筑宽度取6m，坡度1：2.5。
　　2）西灌溉洞施工围堰布置在进水口侧，该处水深约5m，采用土石围堰，粘土斜墙闭气，戗体坡度1：
　　2，斜墙坡度1：3～1：5。
　　3）东灌溉洞进水口处水位较深，围堰形成较难，且工期紧，成本高，拟对现有闸门采取更换止水材料并派潜水员进行水下堵塞等防渗处理措施解决。由于原闸门止水损坏程度尚不清楚，施工时若上述措施未有理想效果，我们将采用橡胶气囊堵水方案，该方案我公司在武汉市鹦鹉湖泵站工程施工中有成功经验。
2、土石方开挖工程
　　本工程土石方开挖主要包括主坝、1#副坝、孙家湾副坝坝顶、下游坝坡土方开挖，溢洪道改建工程石方开挖，新建西灌溉洞进出口明槽石方开挖，竖井石方开挖，西灌溉洞和东灌溉洞石方洞挖。
　　土方开挖采用挖掘机直接挖除，用自卸汽车将土料运至弃料场。
　　石方明挖采用潜孔钻钻孔、深孔毫秒微差梯段爆破的方法进行施工，保护层采用手风钻钻孔、浅孔爆破，配合人工撬挖。设计边坡轮廓面的开挖，采用预裂爆破技术，爆破过程中对质点振动速度进行跟踪监测。
　　石方洞挖采用光面爆破技术，先在中间打超前导洞，然后进行轮廓面的光面爆破成型。
　　3、砼拆除
　　本工程砼拆除主要包括溢洪道改建工程控制段钢筋混凝土拆除、启闭室拆除、侧墙混凝土拆除、东灌溉洞混凝土拆除、启闭机室拆除。采用控制爆破的方法进行拆除，拆除的砼碴料直接用挖掘机挖除，自卸车运至料场堆放。
　　4、钻孔及灌浆工程
　　本工程灌浆主要包括洞身回填灌浆、固结灌浆、化学灌缝裂缝灌浆。回填灌浆、固结灌浆采用地质钻机钻孔，裂缝灌浆预先用手风钻打孔，然后预埋φ50套管。灌浆采用浆液搅拌机拌和浆液，用灌浆泵将浆液灌至灌浆孔内的方法。
　　5、东灌溉洞喷护
　　喷护施工时，首先将喷射面清除干净，用水冲洗，晾干后用砂浆喷射机将丙乳砂浆喷至洞身表面。
　　6、混凝土工程
　　本工程砼料分两处集中拌制，主坝右坝肩设置1台0.5m3强制式拌和机，供应主坝及东灌溉洞所需砼料；孙家湾副坝坝后平地设置1台1m3和1台0.5m3强制式砼拌和机，供应其他部位砼料。砼运输采用3m3砼运输搅拌车，砼入仓在溢洪道控制工程泄槽段和各坝砼坝坡浇筑中采用溜槽，其它部位采用HBT60砼泵。
　　各坝体内护坡和溢洪道改建工程泄槽段砼采用拖模法施工，新建西灌溉洞采用预埋导管法进行砼浇筑。其它部位砼采用平仓浇筑法，软轴插入式振捣器振捣密实，人工收光。
　　7、砌体工程
　　本工程砌体工程主要为上游坝坡干砌块石平整、下游坝坡干砌块石护坡及排水沟等项目。砌体工程块石采用5T自卸汽车运至坝顶或坝脚平台，然后抬运至施工作业面，砂浆采用0.2m3砂浆搅拌机拌制，1T机动翻斗车运至施工现场。
　　8、代料及粘土填筑
　　本工程土石方填筑主要包括1#副坝坝体加高代料填筑，孙家湾副坝斜墙粘土填筑、坝体代料填筑。代料、粘土填筑主要采用1m3反铲挖掘机挖装，5T自卸汽车运料至填筑部位，802KT推土机整平，18T振动碾分层碾压的方法进行。局部机械碾压不到的部位，采用电动振动夯夯实。
　　9、坝顶公路和防汛公路
　　坝顶公路和防汛公路施工含路基整平碾压、砂砾石基层及砼路面等工作内容。路基采用人工配合推土机整平，再用18T振动碾压实，砂砂石基层料采取场拌，5T自卸汽车运至施工现场，人工整平，18T振动碾压实。路面砼采用0.5m3强制拌和机集中拌和，5T自卸车运输入仓，人工平仓振捣密实。
　　10、金属结构制作、安装
　　闸门金属结构在我公司金结加工厂加工成半成品，用平板载重汽车经316国道运往工地。现场安装的顺序为：门叶、支铰座、支臂及花架，根据现场安装条件，拟采用下述方案吊装：分节门叶采用停放在进水口的20t汽车吊吊装就位；支铰座支臂及轮架采用停放在公路桥112.2m高程的20t汽车吊至闸底板上，然后用卷扬机进行拼装、安装。
　　1.5.4原材料及中间产品检测
　　1.5.4.1混凝土工程原材料的质量检验
　　（1）水泥检验。检测的项目包括：水泥标号（胶砂强度）、凝结时间、体积安全性、细度和比重等。
　　（2）外加剂的检验。应有厂家的质量证明书，并在保质期内方可使用。
　　（3）水质检查。送检测部门试验合格后方可使用。
　　（4）骨料质量检验。检测内容包括骨料的超逊径、含泥量、砂的细度模数和含水量等。
　　（5）钢筋的材质。检查每批钢筋的外表质量及代表直径，合格后，取一组拉力试件（含屈服点、抗拉强度和延伸率试验）和一组冷弯试验，合格后方可使用。
　　1.5.4.2坝体填筑质量检验
　　坝体填筑前对料场进行复查，做土料碾压试验和石料碾压试验。
　　（1）土料碾压试验主要进行铺土方式、铺土厚度、碾压机械的类型及重量、碾压遍数、填筑含水量、压实土的干密度、渗透参数、压缩系数和抗剪强度等试验。
（2）石料碾压试验主要进行铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数，铺料过程中的加水量、压实层的孔隙率和干密度等试验。
　　坝体每填筑完一层后，现场进行压实度的检验，合格后方可进行下一层施工。
　　3、金属结构及设备检测
　　包括闸门及埋件、启闭机设备制造安装检测。所有设备分产品中间检测、产品出厂检测、工地安装检测，按规范DL/T5018-94、DL/T5019-94要求进行。
　　4、灌浆施工试验
　　（1）浆液试验
　　包括浆液配制程序、拌制时间、比重测定、流动性、沉淀稳定性、凝结时间和浆液结石的容重、强度、弹性模量和渗透性等。
　　（2）现场灌浆试验
　　选一灌浆试验区，确定布孔方式、孔深、灌浆分段、灌浆压力等试验参数。