白鶴灘施工期泄洪洞工程水流控制

1、第十章 施工期水流控制 10.1 概述10.1.1水文氣象主要特征（1）水文氣象白鶴灘水電站位于金沙江下游四川省寧南縣和云南省巧家縣境內，上游距烏東德壩址約182km，下游距溪洛渡水電站約195km，控制流域面積 43.03 萬 km2，占金沙江以上流域面積的91%。根據白鶴灘壩址1939年6月2009年5月徑流資料，計算白鶴灘壩址年徑流如下：多年平均流量：4190m3/s、多年平均年徑流量：1321億m3。金沙江洪水一般發(fā)生在6月下旬至10月下旬，年最大的洪水過程可歷時3050天，峰型多為復峰。根據云南省巧家縣氣象站19812010年觀測資料和白鶴灘氣象站19942009年統(tǒng)計資料，白鶴灘工

2、程壩址區(qū)多年平均氣溫20.9、極端最高氣溫42.7、極端最低氣溫-0.3、多年平均降水量838.3mm，多年平均相對濕度60%。（2）水文地質左岸泄洪洞地下水類型主要為基巖裂隙水，其潛水面埋深一般為100150m，變幅在1.721.0m之間。無壓上平段主要位于地下水位以下，龍落尾段基本位于地下水位以上。泄洪洞出口邊坡上部高高程有兩條水渠，渠水引自衣補河。易公大堰，沿高程1800m水渠，渠寬1m，水深0.5m，流速0.4m/s，常年徑流。金江大堰，沿高程1300m水渠，渠寬1m，水深0.7m，流速0.4m/s，常年徑流。泄洪洞圍巖以微、弱透水巖體為主，構造發(fā)育段，巖體的透水性增大。地表水水質類型

3、主要為HCO3-Ca2+Mg2+，隨著埋深增大，水質類型逐漸過渡為硫酸鹽型水，主要為CO32-SO42-K+Na+類型、PH值大于9的強堿性極軟水。地表水及淺部的地下水不具腐蝕性，可作為混凝土拌和及養(yǎng)護用水。地下水對混凝土具分解類溶出型弱腐蝕性，局部具分解類溶出型中等腐蝕性。詳細的水文氣象資料參見招標文件 參考資料1.5節(jié)。10.1.2水流控制的主要內容本合同工程的施工期水流控制工程，其工程項目包括（但不限于）：（1）地下洞室施工期滲漏排水；（2）11#堆積體處理防淘墻施工圍堰工程；（3）河道防護施工圍堰工程；（4）其它部位施工排水；（5）施工期安全度汛與防護工程。上述工程項目的工作內容包括水

4、流控制工程建筑物的設計和施工；材料、設備的供應和試驗檢驗；設備的安裝、運行、監(jiān)測和維護；臨時建筑物及其設施和設備的拆除以及本合同規(guī)定的質量檢查和驗收等工作。10.2 施工水流控制總布置設計規(guī)劃（1）本合同工程泄洪洞工程進口高程為768m，出口鼻坎外側高程為645m，均高于泄洪洞施工期洪水位，不需要施工導流。（2）11#堆積體處理防淘墻施工，其施工平臺高程為605m，選擇在枯期施工，根據招標文件水位流量關系，該施工平臺遠高于此部位枯期水位高程。因此，防淘墻枯期施工不需要設置圍堰。（3）下游河道防護工程需要進行水下開挖澆筑施工，需要進行施工導流。根據招標文件資料及現(xiàn)場考察資料，結合本工程施工特點，

5、經詳細方案論證確定本工程下游防護工程施工圍堰采用枯期圍堰?？萜谔钪┕邍o下游的左、右岸河道防護工程，汛期進行河道防護工程水上部分護坡施工。10.311#堆積體處理防淘墻施工圍堰工程11#堆積體處理防淘墻施工，其施工平臺高程為605m，選擇在枯期施工，按P=10%、Q=8446m/s導流標準，根據招標文件水位流量關系，此部位水位高程為598m。因此，防淘墻枯期施工不需要設置圍堰?？紤]其施工平臺較寬，僅僅對其施工平臺進行防沖防護，施工平臺迎水面采用大塊石護腳作為基礎，上部堆碼鋼筋石籠防沖。10.3.1 平臺防護設計考慮防淘墻施工設施布置和現(xiàn)場施工要求，擬在防淘墻頂部高程605.0m設置施工平

6、臺，寬19.5m，平臺迎水面鋼筋石籠防護布置高程范圍為EL601mEL605m，平臺軸線總長680.0m，鋼筋石籠護坡坡比設定為1:0.5。單個鋼筋籠規(guī)格相同，鋼筋籠骨架為20螺紋鋼，分布筋為12螺紋鋼，單個尺寸為：長寬高=2.0m1.0m1.0m，自下而上逐層貼坡填裝，各層應錯位搭接，直至防淘墻施工平臺高程。鋼筋石籠基礎平臺為大塊石護腳。11#堆積體處理防淘墻平臺施工道路擬在左岸506#公路修筑施工道路至圍堰，道路長度450m，寬度6m，最大縱坡坡比10%，泥結石路面。道路填筑料從荒田有用料堆存場回采。圖10-1 11#堆積體處理施工平臺防護剖面圖10.3.2 平臺防護施工（1）測放點線：測

7、量人員按圖紙放線，人工基礎平整，基礎的形狀、位置和高程均滿足設計要求。（2）鋼筋石籠基礎施工：鋼筋石籠基礎平臺設置在拋石護腳頂部高程601.0m，并保證基礎寬度在6.0m以上。采用長臂反鏟平整鋼筋石籠基礎平臺，局部位置采用人工碼砌塊石、回填及平整，以保障鋼筋石籠基礎的穩(wěn)定。（3）鋼筋籠安放：采用長臂反鏟將鋼筋籠安放于既定位置。（4）鋼筋石籠填筑：鋼筋石籠塊石裝填采用人工配合長臂反鏟裝塊石入籠。塊石粒徑需滿足規(guī)定要求。（5）碎石回填：鋼筋石籠內側石料填筑采用人工配合長臂反鏟裝碎石回填。（6）鋼筋石籠加固：每完成一層鋼筋石籠，應及時進行層間鋼筋石籠的加固處理，擬定采用20mm螺紋鋼進行搭接加固。（

8、7）鋼筋石籠封蓋：再進行下一層鋼筋石籠施工前，鋼筋石籠臺階朝天面需進行封蓋處理，采用12mm螺紋鋼鋼筋封閉。10.3.3 平臺拆除防滲墻施工完成、驗收合格后，即可組織拆除施工平臺，拆除遵循由上到下、從上游向下游退挖。平臺拆除采用長臂反鏟進行挖裝，用自卸汽車運輸，裝載機輔助作業(yè)，棄渣運至矮子溝渣場。迎水面鋼筋石籠護坡挖除采用人工配合反鏟進行施工，首先用氧氣乙炔焊將鋼筋石籠鋼筋網格全部割除，之后再采用液壓反鏟挖除鋼筋石籠內石渣，最后將鋼筋籠鋼筋裝車運輸至廢舊物資回收中心堆存。10.4 下游河道防護施工圍堰工程10.4.1 圍堰設計下游河道防護施工由于此部位建筑物結構簡單，建筑物等級為4級，但按照建

9、筑物等級進行導流標準選擇，圍堰工程量相當大。鑒于河道防護工程結構簡單，且不屬于關鍵施工項目，可以擇機對其進行施工。根據招標文件要求，本標工程按照枯期（11月次年5月）五年一遇標準進行圍堰的設計和施工，通過查白鶴灘壩址枯水期設計洪水成果表得出下游河道護坡施工枯期最大流量Qmax=5060m3/s（發(fā)生在11月份），對應的水位高程約為588.96m。由此確定下游河道防護施工圍堰堰頂高程為589m，堰頂寬6m。圍堰堰體及堰基防滲采用土工膜。背水面坡比均為1：1.5，迎水面拋填大塊石護坡至1:1.75。下游河道防護施工圍堰分為左岸河道防護施工圍堰和右岸河道施工圍堰，其堰體結構斷面均采用開挖的石渣料填筑

10、+土工膜防滲+迎水面大塊石護坡的形式。左岸河道防護施工圍堰全長702m，右岸河道防護施工圍堰全長883m。圖10-2左岸河道防護施工圍堰典型剖面圖圖10-3右岸河道防護施工圍堰典型剖面圖10.4.2 圍堰施工下游河道防護施工圍堰填筑總量約4.96萬m3，填筑用石渣料優(yōu)先從開挖料中選取，不足的部分擬從荒田有用料堆存場回采。采用CAT330反鏟挖裝25t自卸汽車運輸直接上堰填筑，T220推土機平料，18t自行式振動平碾碾壓。護坡大塊石從開挖料中選取人工配合機械施工。（1）圍堰施工道路，左岸河道開挖施工道路擬在左岸506#公路修筑施工道路至圍堰，道路長度750m，寬度6m，最大縱坡坡比10%，泥結石

11、路面；右岸河道開挖施工道路擬在右岸604#公路修筑施工道路至圍堰，道路長度380m，寬度6m，最大縱坡坡比10%，泥結石路面。道路填筑料從開挖區(qū)開采，CAT330反鏟挖裝，25t自卸汽車運輸，3m3裝載機平整。（2）圍堰填筑前，在圍堰軸線的位置開挖深1.5m的防滲槽，埋入土工膜。在施工過程中加強對土工膜的保護，確保土工膜兩側粗砂過度區(qū)的填筑厚度0.5m。（3）圍堰填筑采用進占法填筑。自卸汽車運至現(xiàn)場，利用推土機平整，振動碾分層壓實，單層填筑高度30cm40cm。土工防滲心墻與石渣填筑同步上升，首先進行土工膜施工，然后在土工膜兩側填筑粗砂料，最后進行石渣料填筑，完成單層填筑后整體逐層上升。在施工

12、過程中注意對土工膜的保護，確保的粗砂填筑厚度。（4）為防止水流沖刷影響圍堰穩(wěn)定，擬對下游河道防護圍堰迎水面采用拋石護坡。石渣填筑坡為1:1.5，拋填大塊石護坡至1:1.75，塊石粒徑大于200mm。自卸汽車運至現(xiàn)場，利用長臂反鏟拋填。10.4.3 圍堰拆除下游河道防護混凝土面板水下部分施工完成、驗收合格后，即可組織拆除圍堰，圍堰拆除遵循由上到下，從上游向下游退挖。水上部分圍堰拆除采用大型反鏟挖掘機進行挖裝，水下部分圍堰拆除采用長臂反鏟進行挖裝，用自卸汽車運輸，裝載機輔助作業(yè)，棄渣運至矮子溝渣場。10.5 施工排水10.5.1 施工排水措施根據本標段施工特點，在施工過程中，根據各部位的特點，施工

13、期間排水主要按照“高水高排,自流匯水抽排、截水溝引排”的原則進行布置，確保施工工作面及施工區(qū)地面無積水。同時所有生產廢水、地下滲水必須經處理達到有關排放標準后才能排放。自流排水方式主要是在施工過程中結合永久設計排水或臨時排水設施，將工作面附近的積水用污水泵抽至排水設施內，以自流的方式排放至洞外污水處理池內。泵站抽排水方式是在各施工支洞與主洞或支洞與支洞岔口處設置集中排水泵站，每個泵站設置集水池，施工廢水和滲水通過污水泵或潛水泵抽至附近泵站，配備足購的抽排水設備，確保工作面不積水。隧道排水溝設專人維護疏通，各泵站的廢水抽排至洞外的污水經沉淀池處理合格后排放。施工場地、營地排水主要采用截、排水溝形

14、式，確保施工工作面和營地地面無積水。各部位施工廢水均排至污水沉淀池經處理合格后進行排放。10.5.2 地下洞室施工排水泄洪洞1#施工支洞上游側上平段為順坡段，洞內積水主要通過臨時排水溝匯入1#排水泵站集水坑，然后由水泵抽排至布置在泄洪洞1#施工支洞口的1#沉淀池處理合格后排入金沙江。泄洪洞1#施工支洞下游側上平段和龍落尾的上彎段為反坡，按照施工總進度安排其施工時段相對龍落尾段較早，不能采用自流排水方式排水。在掌子面布置活動泵站采用低揚程大流量水泵抽水，通過DN100的排水管匯入1#排水泵站集水坑，然后由水泵抽排至布置在泄洪洞1#施工支洞口的1#沉淀池處理合格后排入金沙江。泄洪洞進口和泄洪洞出口

15、均在工作面布置臨時抽水泵站，采用低揚程大流量水泵抽水排至布置在泄洪洞進、出洞口的2#、3#沉淀池處理合格后排入金沙江。洞內的施工期排水主要由土石方開挖施工廢水、混凝土澆筑及養(yǎng)護棄水、灌漿施工廢水、圍巖滲水等施工生產棄水和滲水。多臂鉆施工廢水按10m3/h計算、潛孔鉆施工廢水按1m3/h計算、手風鉆施工廢水按0.8m3/h計算、混凝土澆筑及養(yǎng)護棄水按每方混凝土2m3計算、灌漿施工廢水按150m3/h計算，考慮圍巖滲水、混凝土噴射機及自卸汽車等設備棄水和施工時段的分布。地下洞室施工期最大排水量約為280m3/h。10.5.3 施工場地截排水主要包括泄洪洞出口邊坡土石方明挖及11#堆積體處理施工排水

16、。（1）邊坡開挖工程開始前，盡可能結合永久性排水設施的布置，規(guī)劃好開挖區(qū)域內外的臨時性排水措施。（2）泄洪洞出口邊坡土石方明挖工程施工中，為保護其開挖邊坡免受雨水沖刷，在邊坡開挖前，按施工圖紙的要求開挖并完成邊坡上部永久性坡頂截水溝、擋墻的施工，并對局部坡頂截水溝進行完善和延伸。另外擬在邊坡EL690m馬道內側沿坡腳新增設置一道截水溝，將上部邊坡來水全部引排至開挖區(qū)以外。（3）11#堆積體處理施工中，為保護其開挖邊坡免受雨水沖刷，在邊坡開挖前，按施工圖紙的要求開挖并完成邊坡上部永久性山坡截水溝、擋墻的施工。對其未設置永久性坡頂截水溝的邊坡面，自行加設坡頂截水溝，并經監(jiān)理工程師批準后，在邊坡開挖

17、前予以實施。另外擬在506#公路內側設置排水溝，將施工期上部坡面來水全部沿公路內側截排水溝引排出施工區(qū)。（4）在場地開挖過程中，做好臨時性地面排水設施，包括按監(jiān)理工程師要求保持必要的地面排水坡度、設置臨時坑槽、使用機械排除積水以及開挖排水溝排走雨水和地面積水等。（5）采取的臨時排水措施，注意保護已開挖的永久邊坡面、附近建筑物及其基礎免受沖刷和侵蝕破壞。（6）截水溝和邊坡沖溝跨506#公路采用埋設涵管（直徑不小于300mm）進行引排水。10.5.4 其它施工部位排水生產輔助加工廠及營地區(qū)域的排水，排水項目主要包括生產棄水、生活廢水、雨水及其它來水的排放。主要按溝渠匯流、集中處理、統(tǒng)一排放的原則實

18、施，排水設施與場地建設同時完成，雨季期間采取場外堵截、疏通場內排水溝、加高溝幫等方案加強水流疏排。場地內排水溝主要采用標磚砌筑或預制涵管，主排水溝斷面尺寸30cm40cm，其余排水溝20cm20cm，溝底坡降2，溝內M5砂漿抹面。進行基坑開挖施工時，截斷基坑周邊地表或山體水源，防止其流入基坑。考慮到圍堰堰頭及山體滲水、天然降水和施工廢水，在靠近圍堰內坡坡腳處設置一集水溝，尺寸為1.01.5m，將水直接排至相應泵坑內。排水溝根據開挖分層高度，于開挖坡腳處層層領先設置，將水引至相應高程臨時泵坑內，降低水位，以保證基坑開挖的順利進行。排水溝采用CAT320液壓挖掘機開挖形成。排水泵坑隨開挖、混凝土澆

19、筑施工進度，結合基坑高程情況，分別于相應部位設置。泵坑尺寸按排水強度設計，水泵停機15分鐘水不至于溢出泵坑，泵坑底部高程低于排水溝底2.03.0m。10.6 安全度汛及防護工程10.6.1 防洪度汛主要措施（1）按施工承包合同條款的規(guī)定和設計單位提供的年度度汛要求，編制年度度汛計劃和技術措施；（2）根據批準的度汛計劃，落實度汛器材和物資；（3）疏通和清除本區(qū)域地下建筑物和岸坡沖溝內外的障礙物；（4）施工期內，抓緊度汛項目施工，力爭提前和按計劃達到度汛要求；（5）安排落實度汛工程項目的汛期（施工）觀測，遇有險情發(fā)生采取有效措施予以排除，確保工程安全；（6）組織搶險隊，當洪水超過警戒水位時立即上崗

20、，巡查監(jiān)視或投入搶險；（7）施工區(qū)域內所有交通道路、施工場地的地面排水設施和排水涵洞安排專人負責經常檢查和疏通，以免淤塞，影響排水；（8）充分估計水情地質災害，異常天氣情況要加強巡視檢查，出現(xiàn)險情及時處理；（9）加強汛期氣象、水情預報工作。10.6.2 工程建筑物的防護及安全度汛措施（1）泄洪洞進出口安全度汛及邊坡防護在泄洪洞進出口整個施工時段內，汛期洪水對進出口的施工無大的影響，進出口區(qū)域水流控制及度汛規(guī)劃主要考慮其施工期排水及區(qū)域內的降雨匯集形成的山洪的防范措施。施工期排水主要以截排施工區(qū)外地表水和工作面集水及時引排至施工區(qū)外的排水溝內，并避免其施工排水進入邊坡下部施工區(qū)域內。由于邊坡地形

21、較陡，在雨季防范山洪和邊坡穩(wěn)定是其施工期水流控制的重點，以確保施工期人員、設備安全，保證施工順利進行，擬定以下防洪度汛措施：根據現(xiàn)場實際情況，結合設計要求，施工前形成開挖區(qū)外坡頂?shù)挠谰媒嘏潘到y(tǒng)，施工過程中及時形成區(qū)內排水系統(tǒng)，避免地表水對邊坡產生較大的沖刷。結合當?shù)厮轭A報，每年汛期來臨前，做好充分的汛前準備，組織專人對施工區(qū)域各沖溝和沿途公路排水溝進行排水、疏干，保證汛期來水時水流暢通，避免山洪的發(fā)生。在水流匯集部位設置集水井（池）、攔水壩（坎）等設施將水流導入沿途永久截（排）水溝中流走。結合邊坡觀測，及時進行邊坡穩(wěn)定分析處理，以策汛期安全。汛期成立防洪度汛領導小組進行統(tǒng)一指揮、協(xié)調，及時

22、撤離設備及人員的應急措施。（2）11#堆積體施工安全度汛11#堆積體施工安全度汛主要考慮，在正常度汛期間的應急度汛措施。具體措施如下：汛前修復、完善11#堆積體坡頂和馬道截排水溝以攔截山洪等地表水。對11#堆積體邊坡進行巡查，對于汛期可能發(fā)生邊坡掉塊、滾石等的部位及時進行支護處理或掛設主動網防護，也可采取在邊坡一定高程位置設置被動網防護。對于施工重點保護區(qū)（如防淘墻施工），擬在防淘墻施工平臺內側邊坡設置一道鋼筋石籠擋墻，防止邊坡滾石對下方施工人員和設備的損傷。結合邊坡觀測，及時進行邊坡穩(wěn)定分析處理，以策汛期安全。（3）下游河道防護施工安全度汛下游河道防護施工安全度汛主要考慮，在正常度汛期間和發(fā)

23、生超標洪水時的應急度汛措施。具體措施如下：汛前組織對左右岸河道護坡進行巡查，并劃定重大危險源，組織相關單位定期對危險源區(qū)域邊坡進行監(jiān)測。遇到異常情況及時通知人員設備撤離。對于汛期經常發(fā)生邊坡掉塊、滾石等部位采取掛設主動網，并在其下方一定高程位置設置被動網防護。結合邊坡觀測，及時進行邊坡穩(wěn)定分析處理，以策汛期安全。汛期成立防洪度汛領導小組進行統(tǒng)一指揮、協(xié)調，及時撤離設備及人員的應急措施。10.6.3 防汛器材設備和勞動力配置（1）物資準備汛前按照任務分工充分做好防洪材料準備，如編織袋、彩條布、各種雨具、工具等物資器材儲備，設置專人保管，并定期檢查保養(yǎng)，使其處于良好狀態(tài)，確保足夠的防洪應急物資準備

24、到位，以便隨時突擊搶險。（2）人員、設備配備成立防洪搶險突擊隊，防洪度汛指揮部成員、專業(yè)人員應按照專業(yè)分工，本專業(yè)對口、便于領導、便于集結和開展防洪度汛工作的原則，建立組織，落實人員，每年根據人員的變化進行組織調整，確保度汛工作的落實。防洪搶險設備，尤其裝載機、反鏟、自卸汽車等，汛前要保證完好。10.6.4 施工區(qū)和生活區(qū)安全防護（1）在防洪度汛期間，尤其搶險期間，要有專人負責對電源、水源等重要部位實施防范性監(jiān)護。（2）對輔助廠區(qū)和生活區(qū)電、水及供風設施，汛前、汛期每月均要進行至少每天一次的巡視維護，確保防汛及搶險動力供應正常。（3）輔助廠區(qū)和生活區(qū)等工程建筑物的排水設施保持暢通。檢查建筑物周邊邊坡穩(wěn)定情況，視必要采取漿砌石或鋼筋石籠擋墻加固，防止山體滑坡。10.6.5 發(fā)生超標洪水時的應急度汛措施（1）汛期施工中，根據水情預報，如洪水在設計標準內，則安排專人巡查，一有險情，立即向項目部防汛領導小組辦公室報告，同時以最快速度和簡潔的報警方式，通知工作面施工人員撤出，避免發(fā)生安全事故。當有可能發(fā)生超標準洪水時，立即撤出施工人員和不能被水淹沒的電氣設備，