水庫導流洞土建及安裝工程施工特性

水庫導流洞土建及安裝工程施工特性1.1工程概況科克塔斯水庫位于伊寧市北部的匹里青河出山口水文站上游0.5km處，水庫距伊寧市約30km，距國投伊犁電廠3.2km，水庫是以工業(yè)和城鎮(zhèn)生活供水、灌溉兼顧防洪和發(fā)電等綜合利用的水利樞紐工程。樞紐主要建筑物由混凝土面板堆石壩、溢洪道、引水發(fā)電洞、灌溉洞及電站廠房等建筑物組成?；炷撩姘宥咽瘔螇雾敻叱?64.0m，壩頂長度295.0m，壩頂寬度10.0m，壩基開挖最低高程878.0m，最大壩高86.0m，壩頂上游設(shè)3.7m高的“L”型混凝土防浪墻。上游壩坡1:1.4，在921.0m高程以下的面板上游，設(shè)頂寬6.0m、坡度為1:2的土石壓坡體。下游壩坡在944.0m高程以上為1：1.5，在944.0m高程以下為1：1.4，并分別在944.00m高程和921.0m高程設(shè)5m寬的馬道。開敞式溢洪道布置于河床右岸，緊鄰右壩肩，按3孔布置，由引渠段、控制段、泄槽段和挑流鼻坎段組成。引水發(fā)電洞布置于河床左岸，進口高程923.0m，采用混凝土壓力洞，進口設(shè)置攔污柵和事故檢修閘門，最大引水量10.28m3/s。引水發(fā)電洞后接電站廠房。電站廠房采用地面廠房布置型式，廠房坐落在較完整的基巖之上，電站主要建筑物包括引水發(fā)電洞、主廠房、副廠房、安裝間及尾水渠等。電站為臥式機組，電站總裝機容量為4MW，布置2臺2MW的臥式水輪發(fā)電機組，額定流量3.84m3/s，額定水頭61.44m，最大凈水頭70.06m。本標主要為導流洞工程土建及金結(jié)安裝工程。1.2本標承擔的項目和工作范圍1.2.1本標承擔的主體工程項目本標承擔的項目主要包括（不限于）：導流洞工程包括進口引渠、進水塔、洞身、出口明渠、閘門、啟閉機安裝等；主要工作內(nèi)容包括導流洞進出口土石方明挖、混凝土回填、支護、混凝土護坡、混凝土邊墻及底板；進水塔鋼筋混凝土澆筑、隧洞開挖與襯護、灌漿、鋼筋籠護底、石渣回填、封堵閘門金屬結(jié)構(gòu)埋件埋設(shè)、閘門及啟閉機采購與安裝等。1.2.2本標承擔的臨時工程項目本標承擔的臨時工程項目包括：施工風、水、電系統(tǒng)以及其他施工輔助工程；施工期水流控制（包括導流洞進出口圍堰、導流洞內(nèi)外排水等）；場內(nèi)所使用施工道路的維修養(yǎng)護及自身需要修建導流洞出口、進口經(jīng)壩址通往4#渣場的10#-1道路等。1.2.3發(fā)包人承擔的工程項目及工作內(nèi)容1、35/10kV變電站建設(shè)，并于變電站提供10kV出線一回供承包人引接；2、修建場內(nèi)2#、3#、10#施工道路；3、征地移民（包括伐樹）。1.2.4主要工程量本標主要工程量包括土石方明挖25458m3，導流洞石方洞挖12499m3，混凝土澆筑工程量5238m3，鋼筋工程410.9t。噴混凝土901m3，鋼筋網(wǎng)安裝7.6t，各種錨桿1430根，固結(jié)灌漿448m，回填灌漿3162m2；排水孔941m。1.2.5本標段控制性工期本標計劃開工日期：2011年12月22日，計劃完工日期：2012年8月31日，總工期：254天。1.3施工條件1.3.1水文氣象1.3.1.1氣象條件匹里青河流域地處歐亞大陸腹地中緯度地帶，屬大陸性溫帶氣候。氣候特點是：光照豐富，冬夏冷熱懸殊，春溫回升快而不穩(wěn)定，秋溫下降迅速，溫差大；夏季多陣性天氣和暴雨，降水量垂直帶分布比較明顯。根據(jù)匹里青水文站實測氣溫統(tǒng)計結(jié)果，工程區(qū)多年年平均氣溫為10.0℃，氣溫的年際變化較平穩(wěn)，而年內(nèi)變化十分明顯。一般來說，全年氣溫以1月最低，7月最高，實測年最低氣溫為-27.0℃，年最高氣溫為39.5℃，見表1.3-1。本區(qū)域無霜期為149d，最大凍土深一般為80～110cm，工程區(qū)最大凍土深為110cm，凍土深一般平原區(qū)大于山區(qū)。本區(qū)域日照充足，年日照時數(shù)一般在2550h~3000h，年日照百分率為56%~75%；其中，夏季6月~8月日照時數(shù)最長，超過10h/日；日照時數(shù)最短出現(xiàn)在冬季。本區(qū)域降雪時間一般在10月下旬至次年4月上旬，常年最大積雪深山區(qū)均大于平原地區(qū)。本區(qū)域多年平均風速為2.0m/s，多年平均最大風速為14.5m/s，最大瞬時風速可達24m/s。一年中以春季風大，夏季次之，冬季最小。春、秋、冬盛行東北風，夏季以東南風為主。表1.3-1匹里青水文站月、年平均氣溫統(tǒng)計表氣溫：℃項目1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年統(tǒng)計值平均極端最高極端最低月均值-5.8-3.33.811.816.719.22322.616.99.42.5-3.410.039.5-27.0月最低-17.5-14.7-8.4-1.04.610.613.312.06.1-0.9-9.2-16.01.3.1.2水文條件匹里青河春季水量最大，占年徑流量的43.3%。4～8月份為汛期，以降雨和季節(jié)性積雪融水補給為主，徑流量主要集中在本時段，占年徑流量的69.8%。，匹里青河最大月徑流多出現(xiàn)在5月，占年徑流量的22.1%，最小月徑流多出現(xiàn)在2月，僅占年徑流量的3.2%。匹里青河洪水主要的類型是融雪洪水的退水過程疊加暴雨洪水。其洪峰特征是洪水全過程有明顯的日變化峰谷，且伴有降雨天氣；或前期數(shù)日有高溫天氣過程，出現(xiàn)逐漸遞增的日變化峰谷，后期遇降雨天氣，疊加暴雨洪水而形成最高洪峰，一般多發(fā)生在4~5月。匹里青河設(shè)計洪峰流量成果見表1.3-2。表1.3-2匹里青河匹里青水文站設(shè)計洪峰流量頻率計算成果表統(tǒng)計參數(shù)不同設(shè)計頻率（%）的設(shè)計洪峰流量（m3/s）均值CvCs/Cv0.050.1123.335102063.70.983.056450631526022018913890.7匹里青水文站多年平均來沙量為36.3萬t，汛期4～7月輸沙量占年輸沙量的88.8%，其中4～5月輸沙量占年輸沙量的62.9%。來沙年際變化也較大，最大年來沙量為最小來沙量的74.8倍。匹里青水文站多年平均懸移質(zhì)含沙量為1.92kg/m3，實測最大含沙量為373kg/m3（1965年7月31日），年平均含沙量最大為最小值的27.5倍?？瓶怂顾畮炷耆霂炜偵沉繛?3.56萬t。匹里青水文站平均初冰日期為11月18日，最早初冰日期是11月2日（1989年），最晚初冰日是12月4日（1965年）；平均終冰日為3月2日，最早終冰日是1月31日（2001年），最晚終冰日是4月2日（1960年）；平均冰期118天，最長冰期146天。匹里青水文站平均流冰開始日為11月21日，最早流冰開始日11月4日（1966年），最晚開始流冰日12月21日（1960年）；平均流冰終止日3月5日，最早流冰終止日2月10日（1967年），最晚終止流冰日3月31日（1976年）；平均流冰天數(shù)104天，最長流冰天數(shù)147天（發(fā)生于1975年~1976年）。1.3.2工程地質(zhì)導流洞沿線地層巖性為玄武巖、安山巖和覆蓋層。導流洞進口引渠段表層覆蓋有崩坡積物和河床沖洪積砂礫石層，其他洞段基巖裸露，零星分布有坡積物和沖洪積物。導流洞沿線構(gòu)造簡單，沿線僅出露斷層f7、f9。導流洞進口位置基巖為安山巖，在高程910m以下覆蓋坡積層，根據(jù)物探資料，坡積層厚約0～9m，進口邊坡高約20m，由強風化卸荷巖體組成，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。強風化卸荷巖體較破碎，穩(wěn)定性差，邊坡開挖時易發(fā)生掉塊、塌滑等邊坡失穩(wěn)問題，應采取防護措施；進口位置構(gòu)造簡單，未見斷層出露，節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀為300°～350°/NE（少量SW）∠45°～89°的節(jié)理組走向與邊坡坡面走向（318°）小角度或近平行相交，開挖時易發(fā)生邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，應對結(jié)構(gòu)面與開挖坡面所形成的不穩(wěn)定體及時消除或加固處理。導流洞出口位置基巖為玄武巖，高程904m以下覆蓋0～3m厚的坡積層，出口邊坡高約10m，由強風化卸荷巖體組成，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。強風化卸荷巖體較破碎，穩(wěn)定性差，邊坡開挖時易發(fā)生掉塊、塌滑等邊坡失穩(wěn)問題，應采取防護措施；出口位置節(jié)理發(fā)育，產(chǎn)狀為300°～350°/NE（少量SW）∠45°～89°的節(jié)理組走向與邊坡坡面走向（318°）小角度相交，對邊坡穩(wěn)定不利，開挖時應及時采取防護措施。樁號0-016.71～0-010段：導流引渠段，設(shè)計渠底高程893.4～894.0m，埋深0.0～9.1m，渠底基礎(chǔ)和渠坡為新近沉積砂礫石層和坡積碎石土，結(jié)構(gòu)松散，為強透水層，自然邊坡穩(wěn)定性差，易發(fā)生坍塌、塌滑等現(xiàn)象，存在渠道滲漏和邊坡穩(wěn)定性問題，坡積碎石土主要由碎石和壤土組成，壤土具有凍脹性，邊坡可能因凍脹性發(fā)生破壞，需進行抗凍脹處理。根據(jù)工程類比及參考臨近工程邊坡開挖實際情況。樁號0-010～0+000段：塔架段，設(shè)計最低建基面高程888.42m，基坑最大開挖深度19.4m，基坑上部為厚7.1～9.4m坡積物，下部為安山巖，建基面位于弱風化卸荷安山巖中。根據(jù)實驗資料，弱風化卸荷安山巖單軸飽和抗壓強度平均值36.1MPa，承載力基本能夠滿足工程要求，受構(gòu)造裂隙影響，局部巖體強度較低，需進行基礎(chǔ)加固處理。該段節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體完整性較差，建議對基礎(chǔ)進行固結(jié)灌漿，以提高基礎(chǔ)巖體整體強度。樁號0+000～0+039段：洞身段，設(shè)計底板高程893.4m，埋深7.9～27.2m，圍巖為弱風化卸荷安山巖，圍巖類型為Ⅲ類圍巖，圍巖穩(wěn)定性較差，弱風化卸荷安山巖內(nèi)節(jié)理較發(fā)育，多組節(jié)理相互作用易形成不穩(wěn)定塊體，發(fā)生巖塊松動、掉落，施工時需進行防護。此洞段位于地下水位以下，需注意防水排水問題。樁號0+039～0+094段：洞身段，設(shè)計底板高程893.4m，導流洞埋深27.2～75.2m，位于微風化～新鮮安山巖內(nèi)，屬Ⅱ圍巖，圍巖體較完整，節(jié)理輕度～中等發(fā)育，圍巖基本穩(wěn)定，局部節(jié)理發(fā)育部位圍巖穩(wěn)定性較差，需加強支護。此洞段位于地下水位以下，受其影響，圍巖穩(wěn)定性會有所減弱，破碎帶附近尤為明顯，且沿構(gòu)造可能發(fā)生滲水現(xiàn)象，需注意防水排水問題。樁號0+094～0+166段：洞身段，設(shè)計底板高程892.5～893.4m，埋深58.6～84.1m，位于微風化～新鮮玄武巖內(nèi)，屬Ⅱ類圍巖，圍巖體較完整，節(jié)理輕度～中等發(fā)育，圍巖基本穩(wěn)定，局部節(jié)理密集部位圍巖穩(wěn)定性較差，需加強支護。斷層f7、f9從該段穿過，其中f7斷層與導流洞小角度相交，受其影響，斷層位置圍巖穩(wěn)定性較差，巖體透水性較大，沿斷層可能發(fā)生掉塊、滲水等現(xiàn)象，施工時應根據(jù)現(xiàn)場情況及時進行支護、排水。樁號0+166～0+402.3段：洞身段，設(shè)計底板高程891.0～892.5m，埋深33.8～73.4m，位于微風化～新鮮玄武巖體內(nèi)，屬Ⅱ類圍巖，圍巖較完整，基本穩(wěn)定，該段構(gòu)造節(jié)理較發(fā)育，受其影響，局部巖體破碎，圍巖穩(wěn)定性差，應采取防護措施。此洞段位于地下水位以下，需注意防水排水問題。樁號0+402.3～0+533.35段：出口段，設(shè)計底板高程890.2～891.0m，埋深5.7～44.1m，主要位于弱風化卸荷玄武巖體內(nèi)，局部為微風化～新鮮玄武巖，屬Ⅲ～Ⅱ類圍巖，圍巖體較破碎，圍巖穩(wěn)定性較差，易發(fā)生掉塊、松動等現(xiàn)象，需進行支護。導流洞出口附近，節(jié)理發(fā)育，350°～360°/NE∠54°～89°一組節(jié)理與洞向（8°）小角度相交，不利于邊坡穩(wěn)定，應引起重視。樁號0+533.35～0+568.74段：出口明渠段，設(shè)計渠底高程890.0～890.2m，邊坡由強風化～弱風化卸荷玄武巖、坡積物和河床覆蓋層組成，坡積物和河床覆蓋層為新近沉積物，松散，自然邊坡穩(wěn)定性差，開挖易發(fā)生塌滑、坍塌等現(xiàn)象，強風化～弱風化卸荷巖體較破碎，開挖時易發(fā)生掉塊、塌方，開挖時應注意邊坡清理和支護。1.3.3交通條件1.3.3.1場外交通條件科克塔斯水庫工程位于伊寧市北部的匹里青河水文站上游0.5km處，水庫壩址距伊寧市約30km。伊寧市至水庫壩址有縣級公路相通，瀝青路，路面寬6.5m左右，其中從伊寧市至喀拉亞尕奇移民新村段道路路況較好，喀拉亞尕奇移民新村至水庫壩址段局部路況較差。伊寧市是伊犁哈薩克自治州州府，也是伊犁河谷的政治、經(jīng)濟、文化、交通中心。由清伊高速（清水河—伊寧）上連霍高速可直接到達烏魯木齊市，也可由G218上G312或G218上G216分別至烏魯木齊市。市區(qū)周邊有S313、S212、S220及S314多條省道通過，縣鄉(xiāng)道路四通八達。飛行區(qū)等級為4C的伊寧機場位于伊寧市，同時精霍伊鐵路（精河—霍城—伊寧）已建成通車。伊寧市距離霍城45km、距離霍爾果斯口岸70km、距離精河275km，距離烏蘇市435km、距離石河子市560km、距離烏魯木齊市710km。工程對外交通條件總體很好。1.3.3.2場內(nèi)交通工程共布置場內(nèi)干線交通道路13條，干線路等級為礦Ⅱ級，開挖干線路等級為礦Ⅲ級，采用泥結(jié)碎石路面結(jié)構(gòu)。路面寬分別為7m、6.5m、4.5m，道路總長約22.2km，跨河施工橋1座、長約50m，施工交通隧洞1條、長約40m、斷面尺寸為6.5m×5.0m。場內(nèi)2#、3#、10#道路為本標主要施工的道路，根據(jù)工程施工需要，在導流洞出口施工區(qū)至進口施工區(qū)修建臨時施工道路10#-1經(jīng)壩址通往4#渣場。場內(nèi)、外干線道路詳見第三章：施工總平面布置。1.3.4供電條件發(fā)包人將在本工程的右岸壩肩開挖范圍線100m范圍內(nèi)配置一個10kV的施工電源接口向承包人提供施工和生活用電，提供電源接口時間為2012年3月31日；發(fā)包人將于2012年3月31日前，在本工程擬定臨時生產(chǎn)區(qū)（發(fā)電廠房右側(cè)）200m范圍內(nèi)提供一個1250kVA箱式變電站作為接線點。本標施工及生活用電由發(fā)包人施工電源輸出端的接口處至所有施工區(qū)和生活區(qū)的輸電線路、配電所及