水利施工組織設(shè)計(jì)施工組織設(shè)計(jì)

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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(xiǎn)加固工程內(nèi)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(zhì)
壩址區(qū)地處辛莊河上游，地形上呈兩側(cè)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(zhì)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(zhì)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(jiān)硬或硬塑狀，局部粘性較強(qiáng)。心墻壤土干密度平均值為1.70g/cm3；上游砂殼主要由礫質(zhì)粗砂構(gòu)成，局部為細(xì)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(zhì)粗砂構(gòu)成，局部為細(xì)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(zhì)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(zhì)粗砂構(gòu)成，局部為細(xì)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(biāo)準(zhǔn)，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(zhì)粗砂層、含砂質(zhì)壤土層、礫質(zhì)粗砂層、細(xì)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(fēng)化后灰黃色，中粗粒結(jié)構(gòu)，條紋及條帶狀構(gòu)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(diǎn)，夾較多暗色礦物條帶，有小規(guī)模長英巖脈穿插。受構(gòu)造影響，巖體破碎易風(fēng)化，多數(shù)巖體具片麻狀構(gòu)造。一般全風(fēng)化厚度為1.0～2.0米，強(qiáng)風(fēng)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(zhì)粗砂，下伏二長花崗巖，條紋及條帶狀構(gòu)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(zhì)脈構(gòu)成的淺色條帶兩種。巖石多具輕微～中等變質(zhì)，風(fēng)化劇烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，片麻狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造、腸狀構(gòu)造發(fā)育，局部巖體內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)，該處巖石屬Ⅳ～Ⅷ類巖石。
二、 水文地質(zhì)
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(zhì)粗砂、細(xì)礫及砂卵礫石。含水層透水性強(qiáng)，補(bǔ)給充沛，徑流暢通，富水性強(qiáng)。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(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙中，大氣降水為其主要補(bǔ)給來源，受地貌及巖性、構(gòu)造控制，裂隙發(fā)育程度不均一，多為細(xì)微裂隙，富水性弱，水位埋深1～10m不等。
壩址區(qū)地下水水質(zhì)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(yīng)
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(fēng)化能力尚可，運(yùn)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(fēng)化能力強(qiáng)，運(yùn)距在20～50km，以上石料場貨源充足，質(zhì)量符合要求，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。土料場擬定在后峪村北部、萊蕪～沂源公路北側(cè)，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(shí)道路，溢洪道石方外運(yùn)需修筑一條石方運(yùn)輸專用路。同時(shí)需修筑幾條場內(nèi)施工臨時(shí)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(shè)高壓線路至溢洪閘，并分區(qū)安設(shè)臨時(shí)變壓器，再經(jīng)臨時(shí)低壓線路向各用電點(diǎn)供電。為提高用電保證率，各施工點(diǎn)配備50kw柴油發(fā)電機(jī)，作為備用電源。
七、施工供水
本工程庫內(nèi)和地下水水源豐富，水質(zhì)較好。施工期間，利用離心泵或潛水泵，自庫內(nèi)取水作為施工用水。生活用水可在生活區(qū)內(nèi)就近打井解決。
第一節(jié) 施工導(dǎo)流
本工程壩前工程項(xiàng)目包括：南北放水洞洞口加固、溢洪閘、上游護(hù)坡石翻修、上游壩腳壓重等，其中南放水洞進(jìn)口底高程271.2米，北放水洞進(jìn)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(gè)，分別為南放水洞、北放水洞和溢洪道，三個(gè)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(dǎo)流。
一、 導(dǎo)流方式選擇
根據(jù)施工進(jìn)度安排，工程跨汛期施工，因此施工導(dǎo)流方式應(yīng)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(jìn)度計(jì)劃安排。為減少導(dǎo)流工程量，確定汛前導(dǎo)流采用騰庫調(diào)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(diào)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(dǎo)流。
二、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)確定
根據(jù)《山東省水利工程施工組織設(shè)計(jì)編制辦法(試行)》，根據(jù)保護(hù)對象、失事后果、使用年限和臨時(shí)工程規(guī)模等綜合因素確定，導(dǎo)流建筑物級別為Ⅴ級，其相應(yīng)洪水重現(xiàn)期為5～10年。根據(jù)本工程特點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)。
三、導(dǎo)流設(shè)計(jì)
非汛期壩前工程項(xiàng)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(tái)填筑工程等。按照施工進(jìn)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(yīng)盡量降低水位，確保施工安全，根據(jù)本工程特點(diǎn)，該時(shí)段內(nèi)按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)計(jì)算，在此時(shí)段內(nèi)洪水總量為150.7萬立方米，按起調(diào)水位264.95米計(jì)算，相應(yīng)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。考慮到風(fēng)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(shí)施工，如果發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水，應(yīng)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(yīng)盡量降低水位。可利用已改造加固好的北放水洞進(jìn)行導(dǎo)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(shè)計(jì)
北放水洞圍堰設(shè)于洞口前30米以外，整個(gè)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(shè)兩布一膜復(fù)合膜防滲，編織袋裝石碴護(hù)坡。由于南放水洞進(jìn)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(yīng)盡快排除堰內(nèi)積水。先期進(jìn)行基坑內(nèi)排水，然后進(jìn)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(nèi)設(shè)一眼集水井，用電動(dòng)潛水泵將基坑滲水排至庫區(qū)內(nèi)。
為保證施工安全和安全度汛，汛期除可進(jìn)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(jī)開挖，配8.0噸自卸車運(yùn)輸，推土機(jī)推運(yùn)整平，拖拉機(jī)壓實(shí)。圍堰填筑自兩側(cè)向中間進(jìn)占，合龍后，上部圍堰填筑與復(fù)合土工膜鋪設(shè)、編織袋裝石碴護(hù)坡及初期排水同時(shí)施工。復(fù)合土工膜采用人工鋪設(shè)，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(hù)坡采用人工拋填。
放水洞洞口加固完畢應(yīng)立即拆除圍堰，拆除料全部運(yùn)至主壩壩后堆存。庫水位以上采用1.0立方米反鏟挖掘機(jī)配8.0噸自卸車挖運(yùn)。根據(jù)現(xiàn)有施工設(shè)備情況，開挖水下石碴采用長臂反鏟挖掘機(jī)，并采用自卸車運(yùn)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(diào)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(cè)，距主壩平均距離約為1.5公里。本料場場區(qū)土料成因?qū)偕角捌潞榉e堆積層，可用層含砂質(zhì)壤土厚度3.5米，總儲(chǔ)量估算為42.35萬立方米。根據(jù)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)階段勘察儲(chǔ)量不得少于設(shè)計(jì)需要量的2倍，即設(shè)計(jì)需要7.0萬立方米。因此勘察儲(chǔ)量滿足設(shè)計(jì)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(yīng)或由埠東、茶葉口及章丘等石料場提供。以上料場儲(chǔ)量及質(zhì)量均能滿足施工要求。