三級水電站工程施工組織設(shè)計方案173p

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1.1、工程簡介
白水江三級水電站為橫江右岸一級支流，三級電站位于昭通市鹽津縣境內(nèi)的白水江下游河段，三級電站距鹽津縣城7km，距昭通市154km。內(nèi)昆鐵路沿橫江右岸通過，鹽津轉(zhuǎn)運站距三級電站廠房約500m，對外交通十分方便。
本工程以發(fā)電為唯一目的，采用跨流域混合開發(fā)，壩址以上集雨面積3154km2，水庫校核洪水位481.40m，正常蓄水位480.00m，相應(yīng)庫容1373.8萬m3，調(diào)節(jié)庫容655萬m3，電站裝機(jī)48MW。
1.2、主要建筑物特性
工程樞紐由攔河壩、發(fā)電引水系統(tǒng)和發(fā)電廠房等組成。
1.2.1、攔河壩
擋水建筑物主要為非溢流壩，泄水建筑物包括泄洪閘和沖砂閘。從左岸至右岸“一”字形布置，依次為左岸非溢流壩、兩孔泄洪閘、兩孔沖砂閘和右岸非溢流壩。
擋水建筑物包括左、右岸非溢流壩，非溢流壩為C15砼重力壩，壩體橫縫間距12m～18.5m。
擋水壩正常蓄水位480.00m，設(shè)計洪水位475.5m（P＝3.33%），校核洪水位481.4m（P＝0.5%）。壩頂高程483.40m，不設(shè)防浪墻，左、右岸壩頂寬分別為11.5m和7.0m。非溢流重力壩壩頂總長59.5m，其中左岸重力壩長35.5m（壩縱0+000.0m～壩縱0+035.5m），右岸重力壩長24m（壩縱0+098.5m～壩0+122.5m）。
左岸重力壩上游壩坡在高程464.0m以下采用1:0.3的邊坡，以上為鉛直。壩頂寬11.5m，下游壩面高程469.025m以上直立，469.025m以下采用1：0.8的邊坡。壩體采用90dC15W4F50砼；上游面設(shè)C25W6F50砼防滲面板，厚1.0m。在②號壩段設(shè)門庫。
右岸重力壩上游壩坡在高程470.0m以下采用1:0.1的邊坡，以上為鉛直。壩頂寬7m，下游壩面高程474.65m以上直立，以下采用1：0.8的邊坡。壩體采用90dC15W4F50砼；上游面設(shè)C25W6F50砼，厚1.0m。
壩基要求挖至弱風(fēng)化基巖，建基面最低高程442.5m，最大壩高40.9m。壩基要求進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿，固結(jié)灌漿孔梅花形布置，孔距、排距均為3.0m，深入基巖內(nèi)5.0m。
為防止壩基滲漏和繞壩滲漏，兩岸非溢流重力壩壩基均需進(jìn)行帷幕灌漿，并與泄洪閘和沖砂閘帷幕連成一整體，且向兩岸山體延伸，形成一道封閉的防滲系統(tǒng)，左岸延伸至樁號壩縱0-034.60m，右岸延伸至樁號壩縱0+139.50m。帷幕灌漿孔設(shè)一排，孔距2.0m，孔深要求深入相對不透水層（q≤5Lu）以下5m，局部斷層或破碎帶處須加密加深。
泄洪閘共設(shè)兩孔，每孔凈寬14.0m，總寬38.0m（壩縱0+035.50m～壩縱0+073.50m），由閘室、消力池和海漫等組成。
閘室長45m（壩橫0-001.00m～壩橫0+044.00m）。堰體型式為開敞式實用堰，堰頂高程465.0m，上設(shè)14.0m×15.50m（寬×高）的露頂式弧形鋼閘門。每孔閘室為獨立結(jié)構(gòu)單元，閘墩采用縫墩結(jié)構(gòu)，閘墩厚度為2.5m，墩頂高程483.4m，每孔閘寬為19m。在工作閘門上游側(cè)設(shè)一道檢修閘門門槽。
溢流堰堰面曲線為WES型，堰頂上游堰頭采用1/4圓弧，半徑為1m，為便于檢修閘門的結(jié)構(gòu)布置，后接長5.5m直線水平段與堰頂下游堰面連接，堰面曲線方程為，堰面曲線下接1：1.46的斜坡，末端以一半徑30m的圓弧與消力池底高程水平銜接。泄洪閘泄洪時流速較大，為防止水流和泥砂對堰體的沖刷及磨損，堰面采用C40W8F50硅粉砼，厚1.5m，堰體采用C15W4F50砼。溢流堰基礎(chǔ)（一般高程455.0m以下）采用C15碾壓砼。
閘室下游側(cè)設(shè)置長60m的C25F50砼消力池。池底高程為451.5m，底板厚2 m～3m，末端設(shè)高2.5m的尾坎。消力池下游段設(shè)置間距2m×2m梅花型布置的排水孔。消力池基礎(chǔ)設(shè)置一層厚10cm的C10素砼墊層。消力池下游連接長30m、厚1m的M10漿砌塊石海漫，基礎(chǔ)設(shè)C10素砼墊層，厚10cm，海漫的末端為拋石防沖槽，表面以合金鋼網(wǎng)兜加以保護(hù)。
交通橋布置于閘室上游側(cè)，橋面頂高程483.4m，寬5m，與左岸非溢流壩及沖砂閘相連。泄洪閘啟閉平臺高程491.0m。工作閘門和檢修閘門采用卷揚式啟閉機(jī)啟閉。
閘室建基面座落在弱風(fēng)化基巖上部，在樁號壩橫0+001.00m位置布置一排帷幕灌漿孔，孔距2m，孔深要求深入相對不透水層（q≤5Lu）以下5m以上。斷層破碎采用砼置換法處理。消力池和海漫基礎(chǔ)直接建立在經(jīng)碾壓處理后的砂礫石基礎(chǔ)上。
沖砂閘共設(shè)兩孔，每孔凈寬9.0m，總寬25.0m（壩縱0+073.50m～壩縱0+098.50m），由閘室、消力池和海漫等組成。
沖砂閘采用平底閘的結(jié)構(gòu)型式。閘室長45m（壩橫0-001.00m～壩橫0+044.00m），閘室底板頂高程為455.0m，底板采用1m厚的C40W8F50硅粉砼和1m厚C20W6F50砼結(jié)構(gòu)。中墩厚3m，邊墩厚2m，砼底板、中墩與邊墩為一整體式結(jié)構(gòu)。在工作閘門上游側(cè)設(shè)一道事故檢修閘門門槽，工作門和事故檢修門均為9m×10m（寬×高）平板式閘門。
閘室下游側(cè)設(shè)置長60m的C25F50砼消力池，池底高程為451.5m。消力池水平段長45m，池底以1：4的反坡與閘底板連接。消力池底板厚2m～3m，末端設(shè)高2.5m的尾坎。消力池下游段設(shè)置間距2m×2m梅花型布置的排水孔。消力池基礎(chǔ)設(shè)一層厚10cm的C10素砼墊層。消力池下游連接長30m、厚1m的M10漿砌塊石海漫，基礎(chǔ)設(shè)C10素砼墊層，厚10cm，海漫的末端為拋石防沖槽，表面以合金鋼網(wǎng)兜加以保護(hù)。
交通橋面高程483.4m，寬5m，布置于閘室上游側(cè)。啟閉平臺高程491.0m。工作閘門和檢修閘門采用卷揚式啟閉機(jī)啟閉。
沖砂閘基礎(chǔ)處理和防滲處理與泄洪閘相同。
1.2.2、發(fā)電引水系統(tǒng)
發(fā)電引水系統(tǒng)布置在白水江右岸，由進(jìn)水口、發(fā)電引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道組成。
進(jìn)水口位于攔河壩右岸上游約13m，為塔式進(jìn)水口，由進(jìn)口擋墻、攔污柵、閘室段、漸變段、啟閉機(jī)房和交通橋等組成。
進(jìn)水口起點樁號為0-029.5m，閘室段長14.5m，進(jìn)口底高程462.0m，孔口寬7.0m，進(jìn)水塔內(nèi)設(shè)攔污柵和事故檢修門各一道，孔口尺寸7.0m×7.0m；門后設(shè)0.5m×7.0m的通氣孔。
進(jìn)水塔后接漸變段，樁號0-015.00m～0-005.00m，長10m，始端為7.0m×7.0m的方形斷面，末端為直徑7.0m的圓形斷面，與發(fā)電引水隧洞銜接。
檢修平臺高程483.4m。檢修平臺上游側(cè)設(shè)交通橋與壩頂公路相通。啟閉平臺高程493.4m。
自進(jìn)水口漸變段末端至調(diào)壓井中心引水隧洞長2506.807m（樁號0-005m～2+501.807m），底高程462.0m～444.45m，縱坡為0.7％。發(fā)電引水隧洞斷面為圓形，開挖洞徑8.0m，全部采用C20鋼筋砼襯砌，厚50cm，襯后洞徑7.0m。隧洞最大引用流量125.2m3/s，最大流速為3.253m/s。
引水隧洞（樁號2+436m附近）下穿內(nèi)昆鐵路手扒巖隧道段由鐵道第二勘查設(shè)計院設(shè)計，范圍自手扒巖隧道線路中線處沿引水隧洞軸線方向兩側(cè)各延伸30m，共60m。該段采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)特殊加強襯砌，采用中壁法施工，弱爆破開挖，獨頭掘進(jìn)，錨桿噴鋼纖維砼和鋼架支護(hù)等施工措施。
砼襯砌段全部進(jìn)行回填灌漿，在圍巖較差段進(jìn)行固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿孔距3m，每排6孔，孔深3m，灌漿壓力0.5～1.0MPa；在洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，灌漿壓力0.3MPa。
在樁號0+075.386m和樁號2+501.807m處各布置一施工支洞，斷面為5.0m×5.0m的城門洞型，1＃施工支洞長約130m，2＃施工支洞長約260m。
根據(jù)本工程的地形地質(zhì)條件，將調(diào)壓井設(shè)在施工支洞上，距離主隧洞25m，此處地面高程560m，從地質(zhì)資料看，弱風(fēng)化底界線高程535m左右。調(diào)壓井選用帶雙室的溢流式調(diào)壓井，上室為城門洞型，中心線與施工支洞成30°夾角偏向下游。上室襯砌厚度1.0m，襯后寬度7.0m，直立邊墻高11.0m，長70.0m，頂高程為483.5m，底高程為469.0m，間隔設(shè)0.8×1.0m的撐梁。豎井段開挖洞徑6.0m，襯后直徑5.0m，底高程為463.0m。下室為圓形斷面，中心線與施工支洞成15°夾角偏向上游，距鐵路隧洞水平投影約64m。下室開挖洞徑6.0m，襯后直徑5.0m，長60.0m，底高程459.0m，頂高程464.0m。調(diào)壓井溢流采用兩個襯后洞徑4.0m×4.0m的城門洞形斷面，中心距25m，均經(jīng)一段斜洞后引入施工支洞，施工支洞進(jìn)口處進(jìn)廠公路可在現(xiàn)有公路基礎(chǔ)上加高，公路下設(shè)涵管將溢流水排入關(guān)河。為給調(diào)壓井補氣，在溢流洞頂部設(shè)一個2.5m×2.5m的城門洞形隧洞作為通氣孔，通往山坡，出口底高程514.0m。調(diào)壓井最低涌浪水位459.20m，高出隧洞頂8.75m。
調(diào)壓井上室開挖過程中須根據(jù)地質(zhì)情況采取錨噴掛網(wǎng)和固結(jié)灌漿的邊坡支護(hù)措施，Φ25系統(tǒng)錨桿，長4.5m，間距2.0m，梅花形布置；C25噴砼厚0.15m，固結(jié)灌漿孔距3m，孔深3m，灌漿壓力0.5MPa；在頂拱進(jìn)行回填灌漿，灌漿壓力0.3MPa。
自調(diào)壓井中心2+501.807m至樁號2+700.0m處為上平洞，段長198.193m，其中樁號2+501.807m～2+651.00m段隧洞開挖洞徑7.0m，襯砌后洞徑6.0m，C20鋼筋砼襯砌厚50cm，底坡為0.7%。樁號2+651m～2+661m為漸變段，襯后洞徑由6.0m變?yōu)?.4m，2+663m為鋼管起襯點，16MnR鋼板厚18mm，開挖洞徑6.6m，襯后內(nèi)徑5.4m，最大流速5.47m3/s。樁號2+700.0m為出洞口，之后為鋼管（外包砼）。出洞后接上彎段，通過斜鋼管再接下彎段與下平管連接，上下彎段轉(zhuǎn)彎半徑均為20m，斜管段坡度為1:2，鋼管內(nèi)徑均為5.4m，采用60cm厚鋼筋砼外包。下平洞底坡為0%。岔管為月牙肋對稱“Y”型結(jié)構(gòu)，中心樁號為2+760.0m，中心高程為426.0m，主管、支管直徑分別為5.4m、4.0m，分岔角為60°，管壁厚25mm。岔、支管均以60cm厚鋼筋砼外包。為抵抗外水壓力，鋼襯段外壁設(shè)加勁環(huán)。
壓力管道需進(jìn)行回填和固結(jié)灌漿，鋼襯埋管段還需進(jìn)行接觸灌漿。固結(jié)灌漿孔距3m，每排6孔，孔深3m，灌漿壓力1.0MPa；在洞頂拱120°范圍內(nèi)進(jìn)行回填灌漿，灌漿壓力0.3MPa；接觸灌漿壓力0.2Mpa。
廠房采用引水地面式，位于大壩下游河道右岸。主、副廠房順河呈“一”字型布置，副廠房在主廠房的右側(cè)。廠區(qū)地坪高程為435.0m，沿廠區(qū)周邊設(shè)有0.8m寬的排水溝，進(jìn)廠公路位于廠區(qū)左側(cè)，交通便利。
升壓站采用半挖半填形成，地面高程447.0m，位于副廠房的右側(cè)。在平臺右側(cè)設(shè)有5m 寬的交通道路，自進(jìn)廠公路分支引進(jìn)。
本工程曾于2004年4月招標(biāo)，中標(biāo)人已完成了發(fā)電引水隧洞1#、2#施工支洞的開挖及進(jìn)口1010m和出口190m開挖的施工任務(wù)，后由于各種原因，雙方終止了合同，現(xiàn)承包人已撤出工地。
1.2.3、發(fā)電廠房
廠房的校核洪水位為446.6m。為保證廠房、升壓站的防洪安全，在進(jìn)廠公路、廠區(qū)、升壓站、的臨河一側(cè)設(shè)置防洪墻并與尾水平臺相連，防洪墻頂部高程447.0m。
主廠房內(nèi)裝二臺混流式水輪發(fā)電機(jī)組和一臺電動橋式吊車，機(jī)組安裝高程426.0m，機(jī)組間距12.5m，發(fā)電機(jī)層高程435.2m，水輪機(jī)層高程429.08m。主機(jī)間長28.64m，寬17.9m，安裝間位于主機(jī)間左側(cè)，長16.1m，設(shè)結(jié)構(gòu)縫與主機(jī)間分開。
副廠房位于主廠房右側(cè)，與主廠房同寬，長12m,共三層,布置有高、低壓開關(guān)室、中控室、電纜夾層、值班辦公室等，地坪高程435.2m。
升壓站長46m，寬32m，內(nèi)設(shè)二臺SF9-31500/110戶外主變壓器和二回110kv出線間隔。
尾水渠位于主廠房下游，為矩形斷面，寬22m，底板高程用長16.25m的1：2.5的反坡段自418.86m變?yōu)?25.36m。由于地形地質(zhì)等條件限制，尾水渠出口位于河漫灘，須將其開挖整治，以免淤積影響尾水順暢出流和發(fā)電出力。
1.3、水文氣象條件
由于流域位于低緯度、海拔高差相對較大地區(qū)，又處于云南高原到四川盆地邊緣的過渡地帶，地形復(fù)雜，因此立體氣候明顯。在云南省年降水地區(qū)劃分圖上屬多雨區(qū)，表現(xiàn)為降水量大，蒸發(fā)量小。多年平均降雨量在1000～1400mm之間，流域北部邊緣高達(dá)2200mm。流域上游威信一帶降雨量相對較小，多年平均降雨量在800～1400mm之間；河流左岸，流域南部，多年平均降雨量在1000～1600mm之間；河流右岸，流域北部邊緣，多年平均降雨量在1200～2200mm之間，降水量豐沛。受西南季風(fēng)的影響，降水季節(jié)性強，一般6～10月為雨季，降雨量占全年降雨量的約80%。由于受昆明準(zhǔn)靜止鋒的影響，11月～次年5月常有陰雨天氣出現(xiàn)，該期間降雨量較其它流域相對較多，形成“夏雨春濕、上游高寒”的氣候特點。流域暴雨主要集中在6～9月，尤以7、8月份出現(xiàn)次數(shù)為多。流域所處的位置是北方冷空氣侵入云南的通道地帶，隨北方冷空氣南侵，往往將匯集于四川盆地邊緣的濕潤空氣南推移至流域迎風(fēng)坡，形成橫江流域濕潤空氣強烈抬升，造成暴雨，其最大一日暴雨量在150～200mm之間。流域總體屬暖溫帶季風(fēng)氣候，平均氣溫12℃；下游河谷地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，平均氣溫19℃。
流域內(nèi)植被以落、闊葉林及云南松為主。由于氣候濕潤，植被較好，多屬輕度土壤侵蝕區(qū)。但局部地方山坡陡峻，毀林開荒造成土層裸露，加之單點暴雨較多、較大，形成水土流失嚴(yán)重。