土石坝施工组织设计指导书

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1、湖南水利水电职业技术学院Hunan Technical College of Water Resources and Hydro Power课题名称:云南省雨果水电站土石坝施工组织设计适用专业：水利工程班 级：10 级施工技术一班指导老师：李小芳教研室： 水 建任务下达日期：20xx年05月07日设计完成日期：20xx年05月11日水利工程系一、工程概况雨果水电站工程位于云南省峨山、双柏县境内，距峨山县城县 121km,为元江 右岸一级支流绿汁江规划河段第二个梯级水电站,坝址控制流域面积6963km,设计正常蓄水位963.0m,相应库容1022万m3,电站总装机75MW年发电量3.3817 亿

2、KW h0是一座以发电为主，综合灌溉及环保效益的枢纽工程。大坝坝轴线长 184.0m,最大坝高39.0m,最大坝基底宽 163.4m,坝顶高程 965.0m,顶部设4.5m宽交通桥贯穿两岸。见附图一二、施工条件1 .水文气象绿汁江流域地处高原季风气候区，夏、秋两季受西南暖气流及东南暖湿气流影 响，湿热多雨，冬春季节受西风干暖气流控制，降水量较小。通过对流域内气象站 的雨量资料分析：本流域一般 5月份即进入雨季，7、8月份降雨量最大，占全年 降雨量的40%右，其后的各月的降雨量呈逐月回落的过程，12月至次年4月为干 早期，连续5个月的降水不足全年的10%流域内降水量分布不均，多年平均降雨 量与其

3、它地区比较属中等偏低区域， 如流域内双柏、易门、禄丰气象站的多年平均 降雨量分别为940、824、925mm由于流域内降雨量相对少及人类活动等因素的影 响，本流域的产水模数也较小，根据资料分析，绿汁江干流中、下游的产水模数在1519万m3/km2之间。上游地带也仅在 2030万m3/km2之内。坝址多年平均降雨量为 813.7mm多年平土气温为15.9 C,多年平均蒸发量 1868.4mm多年平均相对湿度76%多年平均风速为1.7m/s ,汛期多年平均最大风 速为10.7m/s,坝址处各水文成果表如1.2-11.2-5所示。表1.2-1坝址设计洪水成果表单位:m3/sP(%)0.5123.33

4、5102033.350Qffi2939260122622010181114681122835656表1.2-2坝址分期洪水成果表单位：m3/s时段11月次年5月11月次年4月12月次年5月12月次年4月P=5%477395345180P=10%349276233115P=20%22917013662P=33.3%1511068034表1.2-3 坝址水位Z流量Q成果表Z(m)929930931932934936938939940Q（m/s）108222539898419343809501264112.地形地质坝址位于峨山县稻香村河段，河谷多呈上部变宽的 U字形，河流流向近东 南，主河道在河床右

5、侧，枯季河水位约931.7m时，水面宽约为28ml水深1.53ml 河床左侧为漫滩堆积，漫滩高程 934.0935.5m。两岸地形不对称，左岸地形较为 平缓地形坡度30045 ,右岸地形坡度500左右。右岸发育冲沟3条，切割较 浅。河床砂砾石厚1231.8m。坝区地层基岩为三叠系上统舍资组下段 （丁3口：灰色中厚层长石石英砂岩夹 泥岩及粉砂岩。坝址岩性以长石石英岩为主，强度较高，抗风化能力强。另外在河床还分布有全新统河漫滩及河床冲积堆积（Q4-2al）的砂卵砾石，厚1232ml砂砾卵石含量约占70%-80%砂卵石级配差，无明显分选性，表部 2 3m多为块径较大的块石、卵石，块石最大块径达1.2

6、m,成分多为强度高的砂岩、石英砂岩、灰岩等，结构松散，孔隙率高。两岩山坡分布有残坡积堆积（CT）的含碎石粉质粘土，厚18ml坝区岩层产状N350 W- SW /8590 ,倾向下游。坝址区地形构造较为简 单，未发现断层，坝区主要分布有两条泥岩软弱夹层，宽度分别为3.5m和2.5m,产状N350 VW- SW /8590 。节理较发育。斜坡表部覆盖有残破积层，主要为含碎石粉质粘土，厚度 1023.3m。下伏基 岩岩性主要为侏罗系中统张家河组（J2。紫红色厚层泥质粉砂岩、砂岩夹泥岩，为 弱风化，岩体完整性较好。岩层产状：N27 W- SW： 24 ,厂区内地质构造简单，断层不发育，节理裂隙发育一般

7、。主体工程上、下游围堰距坝轴线分别为 58mA 102.4m,河床高程928935m主体工程上游围堰左侧为薄层残破积加崩坡积碎石夹块石，厚25m,结构松散，透水性强；右侧岸坡为厚层崩坡积体，崩坡积碎块石呈弱胶结状，结构松散， 透水性强。河床有F3断层顺河通过，附近岩石较为破碎，透水性较强，河床砂卵 石层厚1232m.渗透系数在2.3X10-3cm/s左右，为强透水带。主体工程下游围堰左岸基础为碎石土夹块石， 结构松散，土的粘性含量低；右 岸大部分基岩裸露。河床砂卵砾石层渗透在4.5X10-3cm/s左右，为强透水带，且 河床有F3断层顺河通过。3.料场分布及特性，见附图二3.1 土料由于雨果水

8、电站附近土料场山坡陡峻， 水土流失严重，土料普遍缺乏，不能满 足设计要求，且有用厚薄，厚度在 23m问，表部有0.2m0.8m无用层。本次初 步选定富良棚土料场，共探明储量 40X104m3,可通过富良棚、Y勒至坝址。土料场表部无用层厚0.5m,下部为风化残坡积土，平均厚约18m,主要质量指 标均满足要求，质量好。主要质量指标推荐值为：天然含水量1820%湿密度1.911.95g/cm3 ,渗透系数 3.0 x 10-4cm/s ,内摩擦角1822 ,凝聚力8 10Kpa。3.2 石料坝址区石料较为富足，本阶段初步选定稻香石料场。料场山体雄厚，山顶高程 为1250m相对高差300m，地表为荒地

9、，有少量树木。覆盖层厚 0.51.5m,岩性 为前震旦系昆明群绿汁江。3.3 砂砾石料各莫料场房左岸边滩，表部有0.3-5.0m无用层，其中砾石以细砾为主，约65.4% 的大于5mm含砂量34.6%,细度模数为2.52。含泥量约4.2%。骨料的质量指标检测 结果均合格，质量较好，开采方便，有简易公路通到厂房，运距近。余果一砂砾料场位于坝址左岸，表层有0.3-1.0m无用层，砾石以细砾为主，大 于5mrim占68.3%,含砂量约为18.7%,含泥量3.8%,细度模数2.05。骨料的质量 指标检测结果均合格，质量较好，开采方便，直接就地取料 .5mm的约占余果二砂砾料场位于坝址上游左岸边滩，砾石以

10、细砾为主，大于38.3%,含砂量约61.7%,含泥量约1.2%,质量较好，开采方便，需修路，运距较 近。天然建筑材料各料场综合成果表序 号料场 回料场 名称勘察 级别至坝址（kmD无用层平 均厚度有用层 平均厚 度无用层方量（万 mi）有用层方量 （万m1砾砂 料各莫至厂房0.15-0.23.0513.526.22余果0.2-0.31.0201.5353余果0.3-0.51.0152.235.3合计17.296.74土料信法详查0.3-0.50.540.43.35富良 棚40-430.5181.039.3合计:1.442.66块石 料稻香详查0.3-0.65101836合计18364.工程枢纽

11、布置工程枢纽布置的主要建筑物有：大坝、溢洪道、导流兼冲沙洞、发电引水隧洞、调压井、引水式发电厂房。大坝为粘土心墙砂砾石坝，坝轴线长 184m最大坝高 39m引水发电隧洞进水口及导流兼冲沙洞均位于大坝右岸上游处。调压井为阻抗 式，调压井衬砌后直径12.0m。引水发电厂房位于坝址下游 20.3km绿汁江右岸斜 坡处，装机为3台25MW8流式机组。大坝段布置在河床中心及右侧，坝体设计分为五个区：I区为粘土心墙料区， n区为心墙前反滤料和心墙后反滤料区；m区为心墙前后过渡料区；iv区为上、下游坝壳料区；v区为排水棱体区。大坝防渗分为基础防渗和坝体防渗， 大坝基础防 渗采用乌卡斯防渗墙和防渗帷幕联合防渗

12、，河床坝基及右岸岸坡覆盖层段采用乌卡 斯防渗墙防渗，左坝肩基岩采用帷幕灌浆防渗。乌卡斯防渗墙采用悬挂式，顶部插 入粘土心墙内部2.0m,墙顶高程928.0m。帷幕灌浆深入基岩相对隔水层，透水率 不大于5Lu。坝体防渗采用粘土心墙，粘土心墙顶宽3日底部最大宽度25.8m,上、 下游坡比均为1: 0.3 ,底板高程926.0m,墙顶高程964.0m。心墙上、下游侧依次 为反滤层、过渡层，层厚均为 3.0m,上、下游坡比均为1: 0.3。反滤层最大粒径40mm过渡层最大粒径50mm。心墙底部在坝基防渗墙下游设厚度各为 1.5m的水 平反滤层和过渡层，与心墙下游反滤层和过渡层连接。坝下游排水棱体，顶宽

13、 3m, 顶部高程940.0m,上游坡比1: 1.5,下游坡比1: 1.8。三、施工进度计划表安排如下：第1年12月开工，第2年5月完成大坝右岸土石方开挖及基础处理。第 2年12月开始主体工程围堰施工，第3年5月底完抢修大坝高程至950.2m。第3年 10月完成大坝填筑，12月完成上、下游护坡。见附图三。四、施工特性3.1 基础工程围堰和主体工程围堰采用土石围堰可行，建议采用土工膜心墙防 渗。主体工程导流标准为10年一遇。3.2 本工程位于绿汁江中游，绿汁江无通航、过木要求，工程施工期间不存在 通航、过木问题。3.3 本枢纽工程属田等工程，主要建筑物为 3级，次要建筑物为4级。根据 水利水电工

14、程施工组织设计规范(SL303-2004)规定，相应导流建筑物级别为 5级建筑物。3.4 导流方式本工程施工导流设计的基本原则是：在满足有关规程规范要求的前提下尽量节 约投资；尽量减少对周围环境和居民生活的影响及水库库区施工期临时淹没损失； 尽可能使工程提前发挥效益；尽量简化导流程序，减少施工难度。根据地形条件和水工建筑物的布置特点，本工程适宜分期导流和一次性拦断河 床隧洞导流两种方式导流，经技术经济比较选择分期导流方案。3.5 导流时段和导流方案的选择1)导流时段：枯期时段比较11月次年4月、12月次年5月、12月次年5月和12月 次年4月四个时段。选择导流较经济的时段。2)导流方案基础工程施工，进度安排。主体工程施工，进度安排。3.6 导流建筑物设计本工程导流建筑物主要包括左岸导流明渠、基础工程围堰、主体工程围堰和导流洞。考虑到主体工程开挖量较大，为充分利用开挖料， 同时简化施工，围堰均采 用土石不过水围堰。又考虑到库区内有一定的土料可满足基础工程围堰要求， 故基 础工程围堰采用粘土心墙防渗，主体工程围堰采用土工膜防渗。3.7 大坝施工方案土石方开挖：大坝土石方开挖分为岸坡开挖和河床开挖。