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三峡截流施工组织设计方案.doc

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三峡 截流 施工组织设计 方案
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第一章 施工规划总说明1.1 概述长江三峡水利枢纽由大坝、电站厂房、船闸及升船机组成,采用“三期导流、明渠通航”的施工导流方案。第一期围右岸,一期导流时段为 1993 年 10 月至 1997 年 11 月,历时 4 年。右岸一期土石围堰围护中堡岛,形成一期基坑,开挖导流明渠,修建砼纵向围堰,预建三期 RCC 围堰基础部分,江水从左侧主河槽下泄,船舶照常通航。第二期围左岸,二期导流时段为 1997 年 11 月至 2002 年 11 月,历时 5 年,在二期土石围堰和砼纵向围堰保护下修建河床泄洪坝段、左岸厂房坝段和电站厂房,江水由导流明渠宣泄,船舶从导流明渠和左岸已建成的临时船闸通航。第三期再围右岸,三期导流时段为 2002 年至 2009 年,共计 6.5 年,在导流明渠内进行三期截流,先施工三期上、下游土石围堰,在其保护下浇筑三期碾压砼围堰。在三期碾压砼围堰、三期下游土石围堰和砼纵向围堰围护下修建右岸厂房坝段,右岸电站厂房及右岸非溢流坝,江水从二期修建的泄洪坝段设置的临时导流底孔和永久深孔宣泄。三期上游土石围堰为 IV 级临时建筑物,设计洪水标准为 4 月份实测流量最大值 17600m3/s(1877 年1990 年资料),相应上游水位 81.05m,围堰呈直线布置,位于坝轴线上游 340270m,围堰轴线全长约 427m,左接砼纵向围堰上纵段第 7 堰块,右接导流明渠右边坡。围堰主要由风化砂、反滤料、石渣、石渣混合料和块石填筑而成。围堰顶高程 83.0m,顶宽 15m,水上边坡(高程 72.0m 以上)为:迎水侧1:2.5,背水侧 1:2.0;水下边坡为:迎水侧 1:1.5,背水侧 1:1.3。围堰防渗采用单排高压旋喷灌浆上接土工合成材料心墙型式,高喷墙施工平台高程为 72.0m,墙厚0.8m,其上土工合成材料心墙呈“之”字形铺设至高程 82.0m。高喷墙下部设帷幕灌浆钻灌至岩体透水率 q≤50Lu 为止。三期下游土石围堰按 III 级临时建筑物设计,设计洪水标准为 2%,相应设计流量79000m3/s(1877 年1990 年资料),相应下游水位 78.3m。围堰轴线呈直线布置,位于坝轴线下游 890595m。围堰轴线全长 447.5m,左接砼纵向围堰下纵段第 20 块堰块,右接导流明渠右边坡。围堰由风化砂、反滤料、石渣、石渣混合料和块石填筑而成。围堰顶高程 81.5m,顶宽 15m, 69.0m 以上为水上填筑,上游边坡为 1:2,下游边坡为 1:2.5;69.0m 以下为水下抛填,上游边坡为 1:1.5,下游边坡为 1:1.3。围堰防渗采用双排高压旋喷墙上接土工合成材料心墙型式,高喷墙高程为69.0m ,墙厚 1.0m,其上接土工合成材料“之”字形心墙至 79.0m。对基础透水岩体及右岸坡透水带采取防渗帷幕灌浆处理。三期导流明渠截流,采用双戗双向(下戗单向)立堵截流方式,截流合拢时段选在 2002 年 11 月下半月,截流设计流量为 10300m3/s,相应截流设计总落差为4.11m。三期截流从 2002 年 11 月 1 日开始非龙口段进占,导流明渠断航, 11 月下半月截流合拢。上、下游截流龙口宽分别为 150m 和 140m,上、下游龙口部位均设置垫底加糙拦石坎。右岸导流明渠截流与三期土石围堰工程控制性工期为:2002 年 8 月开始准备工作;2002 年 11 月 1 日,三期上、下游土石围堰截流戗堤进占填筑,导流明渠断航,11 月 12 日形成截流龙口;2002 年 11 月 15 日25 日,龙口合拢,导流明渠截流;2002 年 12 月 20 日,上、下游土石围堰闭气;2003 年 1 月 15 日,基坑抽干;2003 年 1 月 31 日三期上、下游土石围堰完工。1.2 主要工程项目及工程量1.2.1 本标段主要工程项目(1) 龙口垫底加糙;(2) 截流戗堤及围堰堰体填筑;(3) 围堰防渗;(4) 围堰料源复核及开采;(5) 安全监测;(6) 基坑排水;(7) 临时工程。1.2.2 本标段主要工程量(见表 1-1) 1.3 现场自然条件1.3.1 水文气象资料(1) 基本水文资料宜昌站分月及时段最大日平均流量计算成果见表 1-2。各月月平均流量频率计算成果见表 1-3。105 月分旬最大日平均流量频率计算成果见表 1-4。三斗坪水位流量关系见表 1-5。二期导流水位流量关系见表 1-6。(2) 基本气象要素① 风速:宜昌多年平均最大风速 9.5m/s,实测定时最大风速为 18m/s(风向北北东) ,实测最大瞬时风速为 34m/s。② 气温:宜昌多年平均气温 16.9C,多年旬平均最高气温(7 月下旬)28.0C,多年旬平均最低气温(1 月上旬)4.6C,极端最高气温 43.9C,极端最低气温-9.8C。三峡坝址区气温实测资料统计(1960 年1968 年)见表 1-7。③ 降雨:坝址区雨量充沛,多年平均降雨量 1147.0mm,主要集中在 68 月。坝址区雨量实测资料统计(1960 年1968 年)见表 1-8,宜昌站历年各月降雨特征值统计见表 1-9 。(3) 导流底孔单独全敞泄流能力导流底孔单独全敞泄流能力见表 1-10。表 1-1 三期截流及围堰填筑主要工程量表工 程 量项 目 单位上游围堰 下游围堰 合计 备注石渣混合料 万 m3 48.80 55.60 104.4风化砂 万 m3 46.60 50.83 97.43碎石 万 m3 0.37 0.39 0.76 用于堰顶面干砌块石 万 m3 0.64 0.72 1.36 用于护坡垫层料 万 m3 0.26 0.29 0.55反滤料 万 m3 6.76 7.08 13.84石渣料 万 m3 7.30 7.45 14.75截流戗堤 万 m3 35.85 41.54 77.39土石方填 筑合 计 万 m3 146.58 163.90 310.48土工膜 万 m2 0.95 1.08 2.03土工膜伸缩节 个 4 4 8 每 100m 设一个高压旋喷墙 万 m2 1.02 0.99 2.01帷幕灌浆 万 m 0.20 0.10 0.30预埋钢管 万 m 0.55 0.30 0.85混凝土 m3 250.0 300.0 550.025 锚杆 根 70 50 120 单根长 2m钢架石笼 个 288 288 25t/个垫层加糙合金钢网石兜 万 m3 0.6 0.6纵向围堰拆除 万 m3 1.20 1.20浆砌石 万 m3 0.08 0.08碎石 万 m3 0.08 0.08施工道路回填料 万 m3 0.66 0.66注:填筑量未包括加糙垫底工程量。表 1-2 宜昌站分月及时段量大日平均流量频率计算成果(18771990 年) 单位:m3/s月份 1 2 3 4 5 6 7-9 10 11 12 10-5 11-4 12-30.01 9300 9590 16000 27500 62900 79000 113000 65000 42000 15700 65700 43300 160000.1 8300 8290 13600 23500 50800 67600 98800 57400 35300 13800 57900 35500 141000.5 7550 7330 11800 20800 42300 59700 88400 51500 30400 12400 51800 30500 127001 7250 6920 10900 19500 38800 55900 83700 48400 28300 11800 49000 28400 121002 6900 6500 10100 18100 35200 51200 79000 45600 26100 11200 46100 26200 115005 6400 5920 8950 16300 30100 46800 72300 41400 23100 10300 42000 23300 1050010 6000 5460 8070 14700 26500 42700 66600 37800 20800 9500 26800 20900 980020 5600 4980 7080 13100 22500 37900 60800 33900 18300 8790 34800 18400 901050 4900 4240 5560 10300 17400 30300 2740 14600 7510 28200 14700 7660频率%75 4450 3810 4620 8560 14700 25600 22400 12400 6710 23600 12600 6870表 1-3 各月月平均流量频率计算成果表(18771990) 单位:m3/s月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12CV 0.12 0.14 0.17 0.24 0.22 0.22 0.22 0.24 0.26 0.22 0.17 0.12CS/CV 4 6 3 2.5 2.5 2 2 2 2 2 2 20.01 6830 7130 8240 15000 25200 37900 61200 60900 60600 40400 18900 91700.1 6350 6410 7420 13200 22300 33800 54600 53900 35300 36000 17200 85600.5 5920 5870 6480 11800 20200 30900 49800 48800 47900 32900 15900 80801 5740 5640 6570 11200 19200 29400 47400 46200 45200 31300 15400 78402 5570 5830 6300 10600 18100 27900 45000 43700 42600 29700 14800 76005 5260 5040 5850 9610 16700 25800 41700 40300 38800 27500 13900 730010 4780 4750 5540 8870 15500 24000 38700 37200 35600 25500 13100 699020 4310 4440 5130 8000 14200 21900 35400 33600 32200 23400 12200 663050 3900 3920 4410 6590 11800 18200 29400 27600 26100 19400 10600 603075 3800 3590 3960 5530 10100 15600 25200 23400 21300 16600 94200 555080 3700 3520 3830 5330 9680 14900 24100 23200 20700 15900 9100 541085 3570 3440 3690 5080 9280 14300 23000 21200 19500 15200 8770 527090 3350 3350 3560 4840 8880 13600 21900 20000 18400 14400 8450 512095 4350 3230 3380 4370 8160 12500 20100 18000 16500 13300 7920 488099 3570 3040 3020 3700 6960 10400 16800 14900 13300 11100 6950 4460均值 4350 4000 4500 6720 12000 18600 30000 28200 26600 19800 10700 6030表 1-4 10-5 月分旬最大日平均流量频率计算成果 单位:m3/s分旬时间 均值 2% 5% 10% 20% 80%上旬 4670 6620 5800 5450 5320 4350中旬 4300 6030 5340 5040 4880 4020一 月下旬 4110 5670 5260 4930 4600 3610上旬 4110 5670 5260 4930 4600 3610中旬 4150 6310 5730 5270 4770 3630二月下旬 4210 6400 5810 5350 4860 3600上旬 4590 7250 6560 6020 5420 3740中旬 4890 7730 6990 6410 5770 3950三月下旬 5670 9980 8790 7080 6860 4220上旬 6780 12500 11000 9760 8490 4830中旬 8220 14600 13000 11700 10200 6060四月下旬 10500 18100 16200 14600 12800 7330上旬 12700 21200 18900 17100 15200 9700中旬 15000 26900 23600 21100 18400 10800五月下旬 18000 33400 29200 25800 22200 13200上旬 27500 47000 42400 38500 34100 20400中旬 23400 38800 35100 32100 28500 17600十月下旬 19100 30200 27700 25400 22900 15000上旬 14800 24600 21900 19800 17500 11700中旬 12200 22700 19400 17100 14500 9220十一月下旬 9450 16000 14000 126000 11100 7510上旬 7030 11100 9010 8520 8090 6500中旬 5950 8450 7500 7140 7060 5630十二月下旬 5170 7400 6520 5200 6090 4850表 1-5 三斗坪水位流量关系表流量(m3/s)坝址水位(m) 0 5000 10000 150000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 110000南津关水位(m)葛洲坝蓄水前 55.08 60.05 64.65 67.94 70.94 73.61 76.10 78.51 80.85 83.1060 60 60.25 60.60 61.30 62.26 64.82 66.98 69.26 71.72 74.17 76.58 78.7562 62 62.28 62.50 63.09 63.86 65.85 68.01 70.19 72.46 74.83 77.03 79.24 81.24 83.2264 64 64.15 64.40 64.90 65.51 67.18 69.14 71.28 73.40 75.61 77.68 79.82 81.80 83.7366 66 66.13 66.35 66.80 67.30 68.72 70.51 72.45 74.50 76.48 78.43 80.45 82.40 84.3068 68 68.11 68.30 68.74 69.20 70.41 71.98 73.77 75.68 77.45 79.32 81.25 83.10 84.95表 1-6 二期导流水位流量关系曲线表流量(m3/s) 5920 6400 8950 10300 16300 23100 25000 30100 41400 46800 72300 83700 86000 88400水位 H 上(m) 66.18 66.24 66.53 66.73 67.82 69.31 69.75 71.05 74.15 75.54 82.28 85.00 85.63 86.21水位 H 下(m) 66.10 66.15 66.25 66.40 66.90 67.70 68.01 68.74 70.80 71.83 76.95 79.20 79.65 80.15表 1-7 坝址区气温实测资料统计表(1960 年1968 年)月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年各月平均气温 6.1 7.4 12.3 16.8 21.9 25.9 28.6 27.8 23.2 18.0 11.7 6.9 17.2表 1-8 三斗坪站降水特征统计表月份项目 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 资料年限多年平均月降水(mm) 16.2 26.1 63.4 103.6 143.7 160.9 235.9 192.3 129.5 98.6 50.0 21.3 1241.8 1959~1987历年最大月降水(mm) 43.7 53.8 131.6 166.7 293.7 331.8 690.1 491.2 365.2 295.2 134.4 64.5 1593.1 1959~1987出现年份 1971 1967 1977 1977 1963 1971 1968 1963 1973 1983 1967 1984 1963 1959~1987历年最小月降水(mm) 0 3.1 18.4 43.0 46.3 50.6 19.2 50.5 9.0 1.9 6.0 0.9 797.0 1959~1987出现年份 1963 1978 1979 1979 1965 1968 1971 1959 1966 1980 1973 1980 1966 1959~1987历年最大日降水(mm) 20.1 23.8 19.4 55.8 76.5 97.3 238.8 113.4 101.2 84.3 36.6 30.3 238.3 1959~1987出现年份 1971 1976 1959 1966 1960 1987 1968 1978 1983 1983 1967 1965 1968 1959~1987表 1-9 宜昌站历年各月降雨特征值统计表月份项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年≥0.1mm 天 7.1 8.2 10.9 12.2 13.7 12.5 13.5 11.8 10.6 10.8 8.1 6.7 126.1≥10mm 天 0.5 0.8 1.8 3.6 4.6 4.9 5.9 5.0 3.3 2.6 1.1 0.4 34.4≥50mm 天 0.1 0.2 0.5 1 0.9 0.4 3.2一日最大(mm) 29.6 32.0 38.2 74.2 96.6 152.0 386.0 166.6 176.5 63.4 50.8 25.9 386.0一小时最大(mm) 44.1 45.7 52.3 101.6 71.7 69.1 12.2 7.8 101.6连续降雨(天) 10.0 6.0 9.0 9.0 11.0 11.0 13.0 15.0 16.0 15.0 11.0 9.0 16.0表 1-10 导流底孔单独敞开泄流水位流量关系表流量(m3/s) 4200 7500 9010 10300 12000 16300 17600 25000 30000 35580 38000 37650茅坪一水位(m) 66.98 68.59 69.52 70.43 72.02 78.40 80.64 97.16 112.14 131.32 141.55 140.301.4 现场施工条件1.4.1 对外交通条件(1)公路:从三峡坝区至宜昌市区的三峡工程对外专用公路里程 29km,为准一级公路,与宜黄高速公路相接。桥涵荷载为汽-36,可通行 100t 重件平板挂车,沿线建筑限界 8.55.0m(宽高)。(2)铁路:国家铁路通至宜昌花艳火车站。花艳车站起重件起吊能力为 36t。(3)水运:三峡坝区至宜昌长江水运里程 40km,最大通航净高宽 18m,可通1000t1500t 的驳船。三峡坝区左岸重件码头桥机的最大起吊能力为 2300t 级,吊钩能作 360 度旋转。右岸杨家湾港口为 250m 长的栈桥式码头,可装卸 20 英尺的集装箱,码头起重机起吊能力为 40t。(4)空运:三峡机场可起降 B737 机型,三峡机场至三峡工地里程为 60km。1.4.2 场内交通条件(1)三峡右岸建有杨家湾码头,左岸建有重件码头,重大件货物一般由长江水运至重件码头起岸。(2)坝区建成主要干道为江峡大道、西陵大道、上坝公路等大道和西陵长江大桥,连通对外交通专用公路。右岸上坝公路与西陵大道、三让路、让茅路相连形成截流环形主干道。(3)西陵长江大桥的行车标准为:汽—36、挂—200,行车道宽为 14m。1.4.3 施工场地本标段所需生产、生活、办公用地及料场由业主提供。承包人在发包人提供场地上负责施工基地的规划、设计、建造、维护和管理。在施工基地建设前需经监理工程师审查批准。1.4.4 施工用电、用水和通信(1)供水:业主提供右岸白庙子水厂至西陵大道与上坝路路口的供水干管。(2)供电:供电接口为右岸浸水湾、白庙子、高家冲变电所 6KV 出线构架。各施工区可由该网路接线用电。(3)接口至施工现场供电、供水设施由承包人负责建造和维护。(4)三峡坝区已形成完整的通信体系,业主提供 10 部电话接口供承包人使用。1.5 工程施工特性(1)工程规模大,工期紧。右岸导流明渠截流与三期土石围堰填筑工程量为 310.48 万 m3,其中水下抛填占填筑总量 85%以上,从明渠封堵截流到土石围堰具备挡水条件,基坑抽水,仅一个多月时间,上、下游围堰防渗施工仅一个月工期,要完成高压旋喷墙 2.01 万 m2和帷幕灌浆 0.3 万 m,工期非常紧张。(2)合拢工程量大,强度高。导流明渠截流合拢时段日平均抛投强度近 8 万 m3(上、下戗堤合计量),高于葛洲坝大江截流。左岸为孤岛,上游左侧备料数量有限,以右岸单进抛投为主。合拢期间以下戗右堤头抛投强度最大,达 4.12 万 m3/d。(3)截流水力学指标高,难度大。导流明渠截流最大落差达 4.11m(截流流量 10300m3/s 时),龙口平均流速为:
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