白莲崖水库工程施工组织设计

白莲崖水库工程施工组织设计

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目 录

1 施工组织设计的作用及主要内容 ...................................................................................................... 1

1.1 施工组织设计的作用 ............................................................. 3 1.2 主要内容 ....................................................................... 3

2 白莲崖水库工程施工组织设计 .......................................................................................................... 4

2.1 施工条件 ....................................................................... 4 2.2 施工导流 ....................................................................... 6 2.3 料场选择与开采 ................................................................ 12 2.4 主体工程施工 .................................................................. 14 2.5 施工交通运输 .................................................. 错误！未定义书签。 2.6 施工工厂设施 .................................................. 错误！未定义书签。 2.7 施工总布置 .................................................... 错误！未定义书签。 2.8 施工总进度 .................................................... 错误！未定义书签。 2.9 主要技术供应 .................................................. 错误！未定义书签。

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1 施工组织设计的作用及主要内容

1.1 施工组织设计的作用

水利水电工程施工组织设计是工程设计文件的重要组成部分；是编制工程投资估算、设计概算及招、投标文件的主要依据；是工程建设和施工管理的指导性文件。认真做好施工组织设计对正确选定水利水电工程设计方案、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价都有十分重要的作用。

水利水电工程施工组织设计在不同的设计阶段其内容、深度、要求、目的及所发挥的作用各不相同：

1）初步设计及以前阶段的施工组织设计对象为整个水利水电工程，尚未考虑具体的招投标和合同管理因素，相对比较宏观，是确定枢纽总布置方案和编制总概算的重要依据。但还不能满足工程分标及据此编制招标文件的需要，相对可操作性较差；

2）施工详图阶段以单项工程或工种、工序为对象编制的施工组织设计或施工措施设计，由于仅涉及工程的某一局部，其编制对象具体内容较详实，仅可作为单项工程施工的依据；

3）《基本建设大中型项目开工条件的规定》其中一项要求施工组织设计大纲已经编制完成，该大纲以整个水利水电工程为研究对象，是在已经批准的初步设计阶段施工组织设计的基础上，根据设计所掌握更为精确的基础资料、市场信息、工程招投标和承包建设的经验及业主对工程项目实施和管理的要求，结合工程具体特点，以工程合同组合与划分为主线，以为业主服务为目的，对具体工程合同方面的问题进一步进行优化和落实，它是编制招标文件的重要依据，是业主组织工程建设和施工管理的内部指导性文件，由项目法人或项目法人委托设计单位编制。

1.2 主要内容

根据水利水电工程项目的工程特点及施工条件（工程条件、自然条件），确定合理的施工顺序和总进度，选择适当的施工方法、施工工艺和相应的施工设备，选定原材料和半成品的产地、规格和数量，确定施工总布置，估算所需劳动力、能源，对工程项目在人力和物力、时间和空间、技术和组织上达到全面合理的安排，是施工组织设计的主要内容。

按照《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）规定，水利水电工程

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初步设计阶段施工组织设计编制内容为：

1）施工条件； 2）施工导流； 3）料场选择与开采； 4）主体工程施工； 5）施工交通运输； 6）施工工厂设施； 7）施工总布置； 8）施工总进度； 9）主要技术供应。

施工组织设计的编制应遵从《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的各项规定。

2 白莲崖水库工程施工组织设计

2.1 施工条件 2.1.1 工程条件

(一) 工程位置、对外交通及场地条件

白莲崖水库枢纽工程位于安徽省霍山县大化坪镇白莲崖村境内，在佛子岭水库大坝上游约26km的淠河西支流漫水河上，控制流域面积745 km2。工程对外交通运输全部依靠公路运输。目前坝址下游约3 km的白莲崖乡有通往霍山县城及大化坪的营运公路，白莲崖大桥头至坝址约3 km路段尚未修通。坝址至合肥的公路里程为179 km，其中合肥至六安段79 km路段已改建为一级公路，六安至霍山迎驾厂58 km路段已改建为二级公路，迎驾厂至白莲崖大桥有两条路径：一条路径是经黑石渡大桥、落儿岭镇、鹿吐石铺至白莲崖大桥，公路全长约30km，其中黑石渡至鹿吐石铺10km路段为S318线、山区三级路、沥青碎石路面，鹿吐石铺至白莲崖大桥约20km路段为乡村间山区四级路、沥青碎石路面，但路窄、坡陡、弯道半径小，冰雪天难以通行；另一条路径是由迎驾厂经佛子岭水库坝上至白莲崖大桥，公路全长约38km，其中迎驾厂至佛子岭水库坝上11km为山区三级路、沥青路面，坝上至白莲崖大桥约27km路段为山区

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三级路，大部分已铺沥青碎石路面，小部分为泥结碎石路面。

（对外交通见图1）。

坝址附近可供施工布置的场地较少，考虑可作为施工场地的区域主要有：坝址左岸下游长约1.5 km地段为一级台地梯田，宽约40m，地表坡度20°左右，另有部分山冲沟槽内的梯田可利用, 坝址右岸下游2.5 km处吴家呼后山坡地表坡度约15°左右，大部分为茶园、菜地，面积约70亩，必要时亦可利用；发电厂房距大坝的公路里程约6km，厂房处左岸叶家河一带为凸岸冲积台地，地势较平缓，125m高程（废黄高程系，下同）以下为河滩地，125m高程以上有坡度为20°左右的梯田，可供施工布置的地段长度约400m。

（施工场地条件见图2及图3）。 (二) 枢纽建筑物概况 （枢纽布置图见图4）。 水库工程枢纽主要建筑物有：

1） 碾压砼拱坝：一座，最大坝高104.6m，坝顶弧长 422.988m，坝顶宽 8m，拱冠处坝底厚29.4m，坝身设泄洪中孔共3孔（单孔断面7m×8.8m），其中左岸1孔、右岸2孔，泄洪中孔均下接滑雪道式泄洪道。坝体砼总量.51万m3(含泄洪中孔)，其中碾压砼57.42万m3；

2) 泄洪隧洞：系利用导流隧洞采用“龙抬头”方式改建而成，进口设工作门及事故检修门，主洞为5.9m×8.5 m（宽×高）城门洞型断面，全长194.051m；

3） 发电引水系统：主要由进口段、闸门后渐变段、上平洞、调压井、水平及竖向转弯段、下平洞、岔洞以及两条支洞、出口压力管道段等组成。引水洞总长度1783.94m,闸室后渐变段以下至调压井前断面形式为城门洞形，断面尺寸为6m×7m（宽×高）；调压井后主洞洞径6.0m，钢筋混凝土衬砌；调压井采用阻抗式，直径11m。

4） 地面式发电厂房：一座，装机容量为2×25MW；

5） 变电开关站：一座，安装SF9-31500/110主变压器2台。

枢纽工程主要工程量：土石方开挖69.19万m3（其中石方洞挖9.40万m3）、石方填筑2.18万m3、砼浇筑72.08万m3、帷幕灌浆1.62万m、固结灌浆2.03万m、回填(接触)灌浆1.21万m2、接缝灌浆1.39万m2、钢筋制作安装5010.20t、金属结构制作安装3001.22t。

(三) 主要建筑材料及水、电供应条件

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当地建筑材料：砂石料（后述）。

主要外来建筑材料：工程需外购的主要建筑材料有水泥、粉煤灰、钢材及木材。水泥由巢东水泥厂供应，采用汽车运输至工地，公路运输里程260km；粉煤灰由合肥电厂、淮南平圩电厂供应，采用汽车运输至工地，公路运输里程分别为170km、232 km；钢材及木材、油料分别在合肥、六安及霍山等地采购供应；火工材料在合肥市、淮南市采购供应。外购的材料均采用公路运输至工地。工程施工通讯可利当地现有的电信网络解决。当地无机修及机械零配件加工能力，距现场100 km外的六安市及合肥市的修配加工能力均较强，可提供相关的服务。

水、电源：工程所在地附近现有35kV变电所5座，其中烂泥坳变电站35kV输电线路已接至大化坪镇。工程现场已有10 kV输电线路，但容量较小，不能满足本工程施工的需要。施工用水可直接由河道中抽取，当地河水无污染，水质较好。本工程施工期河道无通航要求，少量毛竹过坝可由人工翻运。

2.1.2 自然条件

(一) 地形、地质

地形、地貌 ：拦河坝工程地处高山峡谷地区，河谷呈U型，河床宽70～90m，河床底高程133m左右，砂砾石覆盖层厚约1.5m，枯水期水深1～2m。左、右岸山峰峰顶高程为280～420m，岸坡一般45°～50°，近河床处岸坡一般约35°。厂房位于坝址下游约6km的右岸，岸坡一般约45°左右，左岸叶家河一带地势较平缓。

地质：地质条件较好，以细粒花岗岩和角闪斜长片麻岩为主。 (二) 气象、水文

坝址处不同时段不同重现期洪水洪峰流量见下表。 时 段 10月～5月 10月～3月 10月～2月 1月～4月 2月～5月 6月 全 年 洪 水 重 现 期 （年） 5 10 20 950 1280 1800 287 516 774 165 440 680 3 610 795 940 1260 1650 1078 19 1872 2370 3713 5208 6

2.2 施工导流 2.2.1 大坝施工导流

(一) 大坝施工导流标准及导流、度汛方式的选择 1）导流标准

本枢纽工程属二等工程，大坝为2级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）规定，相应导流建筑物为4级，在采用土石围堰时，设计洪水标准为重现期10～20年。根据本工程情况，施工时段选择第一个枯水期10月至翌年3月，采用重现期为10年的洪水设计，洪峰流量为516 m3/s。

2）导流方式

考虑可结合利用永久建筑物左岸泄洪隧洞导流，故采用上下游围堰一次截断河流、隧洞导流方式导流。

3）度汛方式

从第三年4月份开始由坝体临时挡水度汛，坝体临时挡水度汛的设计洪水标准为重现期20年的洪水，时段为1~4月、2~5月、6月及全年的洪峰流量分别为795 m3/s、1650 m3/s、1872 m3/s、5208 m3/s。当来水流量等于或小于导流隧洞下泄能力时，由导流隧洞泄流；当来水流量大于导流隧洞下泄能力时，由导流隧洞及坝上预留的缺口共同泄流。

第四年7月下旬导流隧洞封堵后，坝体度汛设计洪水标准采用重现期50年的洪水，洪峰流量为7290 m3/s；校核洪水标准采用重现期100年的洪水，洪峰流量为20 m3/s，由坝体3个泄洪中孔泄流。

(二) 大坝施工导流建筑物设计 1）导流隧洞

大坝施工导流隧洞（导流结束后改建为泄洪隧洞）布置于左岸，为 6.7m×8.9m（宽×高）城门洞型断面，洞长217.698m，进口底高程134.63m，出口底高程133.621 m，洞底坡0.005。进口处设封堵闸门槽，采用钢筋砼叠梁门下闸蓄水。

2）施工围堰

根据水力计算结果，设计施工时段的上游水位为149.40m，下游水位为135.60m，最大下泄流量419.4m3/s。大坝施工导流挡水建筑物上游围堰采用土工膜心墙碾压堆石堰型，下游围堰选用土工膜斜墙碾压堆石堰型。上游围堰堰顶高程150.20 m，最大堰

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高17.20 m，堰顶宽6.0 m，堰体边坡为1:1.5。下游围堰堰顶高程136.60 m，最大堰高4.1 m，堰顶结合施工道路布置，将堰顶加宽至8.0 m，迎水面边坡为1:2.0，背水面堰体边坡1:1.5。

（大坝施工导流平面布置见图2，导流建筑物结构见图5） (三) 截流

上、下游截流戗堤为堆石堰体的一部分。首先在戗堤迎水面粘土斜墙位置采用1m3液压反铲挖掘机清基，然后由左向右采用立堵法进占填筑上游戗堤截流，抛填砂砾石反滤层及粘土斜墙闭气，截流后填筑下游戗堤。上、下游截流戗堤堤顶高程分别为137.0 m、134.0 m，截流时段选择在9月底至10月上旬，截流标准采用重现期为5年的月平均流量20 m3/s设计。经估算，龙口最大落差约1.2m，采用直径大于50cm块石、车载集中抛投截流。

(四) 施工期坝体临时挡水度汛及下闸蓄水 1) 施工期坝体临时挡水度汛

施工期坝体临时挡水度汛时利用坝上预留缺口与导流隧洞共同泄流，预留缺口设于大坝4＃、5＃两个坝块，缺口下游宽96.42m，缺口高程168.0m。计划第三年3月底坝体筑至162m高程，4月底筑至168m高程，5月上旬完成度汛要求断面。据对4月、5月逐月5％频率洪水核算，洪水位分别为156.52m、167.40m，均不高于坝面，一般不致产生洪水漫坝情况。经计算，当发生全年时段设计标准洪水时，最大下泄流量3840m3/s，其中坝上预留缺口与导流隧洞的下泄流量分别为2957m3/s、883m3/s，大坝上游水位为175.38m，下游水位为140.90m。

2) 导流隧洞封堵后坝体度汛

第四年7月下旬导流隧洞封堵时，坝体已筑至坝顶，坝体接缝灌浆至195m高程，坝体3个泄洪中孔及下游滑雪道式泄洪道已具备泄洪条件，但泄洪隧洞尚不能投入运行。

3) 下闸蓄水

导流隧洞下闸时间初选在第四年7月20日，下闸流量采用7月份10年一遇月平均流量108m3/s设计。进口封堵叠梁门采用预应力钢筋砼结构，门块尺寸1.69m×0.95m×6.4m（高×宽×长）,每块重约19.5t，共6块。采用汽车起重机逐块吊放。

水库蓄水期按保证率为75％的月平均流量并减去向下游供水量计算水库蓄水量，

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9月下旬水库蓄水位可超过最低发电水位180m。

(五) 施工导流设计变更

1）一枯导流（2005年12月~2006年4月）

由于各种原因，大坝工程开工比原计划推迟数月。前期工程的滞后导致各节点工期和总工期的改变，河床截流时间由原招标时的9月底推迟至12月中下旬，对控制节点工期和工程完工时间产生了较大的影响。

为了加快工程进度，将原设计围堰挡水施工时段由枯水期10月~次年3月延长为10月~次年4月，施工时段的改变导致围堰挡水高程变化。由于2006年汛前已不可能将大坝碾压混凝土浇筑到原设计的挡水度汛高程，因而出现汛期围堰挡水、过水问题，需重新论证施工围堰型式。经综合分析比较，上游围堰最终选定混凝土围堰方案，下游围堰维持不变。

坝址处10月～次年4月5年一遇洪峰流量为3m3/s，围堰设计挡水位为145.53m，上游围堰堰顶高程146 m，最大堰高15.0m，堰顶宽4.0 m，堰体上游面为垂直面，下游面坡度为1:0.6，下游坡脚增加2m长的防冲段。枯水期堰顶可兼作左右岸交通道。上游混凝土围堰施工采用土石子堰（兼作截流戗堤）挡水，子堰挡水时段为1~2月，5年一遇设计流量77 m3/s，设计水位138.7m，子堰顶高程取139.0m。

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2）2006年汛期度汛

汛期基坑过水，见图片，时间2006年7月27日。

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3）二枯导流（2006年10月~2007年4月） 导流洞泄流，坝体挡水。 4）2007年汛期度汛

为保证工程进度，考虑在初汛期5月20日之前碾压混凝土拱坝全断面施工，5月20日以后进行两侧常态混凝土施工，在主汛期来临之前形成度汛缺口。根据施工组织安排，碾压混凝土拱坝在2007年4月底碾压至163.3m~166.1m高程左右，5月20日碾压至168.9m高程，6月15日之前两侧常态混凝土浇筑至174m高程。因此，度汛方案在166.1m高程按5月份20年一遇洪水标准全断面过流考虑，6月份以后在168.9m高程按全年20年一遇洪水标准缺口过流考虑（缺口包括4号、5号、6号、7号、8号共5个坝段，总宽度215.58m）。

2.2.2 厂房施工导流

(一) 施工导流标准及导流、度汛方式的选择

发电厂房为3级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）规定，相应导流建筑物为5级，施工时段选择枯水期10月至翌年3月，设计洪水标准采用相应时段重现期为5年的洪水，洪峰流量291m3/s。下游水位以佛子岭水库汛后蓄水位120m控制，采用围堰圈围基坑方式导流；施工度汛采用全年时段20年一遇的洪峰流量5208 m3/s、并经大坝拦蓄调节后下泄的流量3945m3/s设计，洪水位124.20m，由厂房四周墙体（封堵与度汛有关的所有孔洞并下放2扇尾水检修闸门）挡水度汛。

(二) 厂房施工导流建筑物

厂房施工导流采用围堰圈围基坑方式导流，束窄河床约20％，设草袋土围堰（施工期间改为混凝土围堰，见图）。下游水位120m、上游水位120.55m，堰顶高程120.50～121.05 m，最大堰高约4.5 m。

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2.3 料场选择与开采 2.3.1 料场选择规划

(一) 砂砾料料场的选择 （砂砾料场分布见图6）

当地砂砾料资源较丰富。坝址处上、下游河滩均有砂砾料分布，自上游3.5km的将军庙至下游8.5km大王庙沿河共10个料场，砂砾料总储量约62万m3；黑石渡料场距坝址的公路里程为34 km，砂砾料总储量约92万m3。

坝址附近砂砾料场较分散，储藏厚度一般在1.5~3m左右，砂料级配较差，70~85%的颗粒集中于1.2~0.3mm粒径之间，目前均尚无交通道路。1～7号料场为砂砾料场，大于5mm的砾石和小于5mm的砂料分别占砂砾料总重量的53%、47%，其中超径（>80mm）砾石占砾石总量的一半。8～10号料场为中细砂料场，只能在佛子岭水库水位低于113m高程时方可开采，表层可采厚度0.5～2.5m，每次洪水过后，砂滩形态都有较大的变迁，储量不甚稳定，砂层下部为厚度在1m以下的淤泥层，其下又为青灰色中细砂。黑石渡料场总储量约92万m3，以砂料为主，砂料含量约占95％，细度

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模数为2.47～3.02，质量良好。黑石渡料场现有成品砂出售，已有进入料场的道路，但运距较远。

本工程需砂料约36万m3，所需砂料全部采用天然砂，在近区料场开采量根据开采、运输条件，初拟选择2～8号料场进行开采，按52％的开采率计算，可开采砂砾料共17.59万m3，其中可获取砂量约9.69万m3，不足的部分砂料在黑石渡料场开采，计划采砂量约26.31万m3。近区料场开采的砂砾料经筛分可直接作为砼粗骨料的砾料约8.5万m3，需经破碎筛分加工的粒径大于80mm的超径砾石料约15.0万m3。

(二) 石料场的选择 （石料场分布见图7）

本工程需砼粗骨料约85.5万m3，经筛分可直接利用的砾石料8.5万m3，其余77万m3砼粗骨料需用石料加工。石料可利用超径砾石料约15万m3，利用工程开挖石渣18万m3（自然方），尚需在石料场开采石方约15万m3（自然方）。

坝址附近花岗岩储量较大,可满足本工程的需要。初拟选择的块石料场位于坝址左岸上游直线距离约700~900m的大黑沟山头，山顶高程290.83m，山坡自然坡角一般30°～40°，局部形成高差不大的陡坡，料场山体出露岩性均为燕山期细粒花岗岩。地表坡积覆盖层浅薄，一般0~1.0m，仅局部沟谷中达1.0~3.5m，地表花岗岩一般风化不深，多为弱风化，储量在100万m3 以上。选择高程250～280m段开采。

2.3.2 料场开采

（略）

2.3.3 施工期间料场调整

施工期间根据现场调查，黑石渡砂料场的开采性质和方式发生了较大的变化，该砂料场的开采权已被个人承包经营，白莲崖水库工程施工单位将不具有工程用砂的自主开采权，只能组织采购，然而受制于砂料供应商的生产能力以及对料场的占有，价格看涨，尤其砂料生产的质量和数量不能满足白莲崖水库工程碾压混凝土大坝的施工进度和质量要求，将直接影响该工程正常施工。从工程质量和投资角度考虑，碾压混凝土考虑采用人工砂。

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2.4 主体工程施工 2.4.1 大坝施工

(一) 坝基开挖施工

坝基最大开挖高度20m左右，采用自上而下、分层、建基面预裂、深孔梯段爆破方式开挖，YQ-100型潜孔钻及风钻钻孔，2m3液压正铲挖掘机挖装石碴，10~15t自卸汽车运输出碴。左、右岸出碴道路共布置7条。坝基土石方开挖施工期 8个月，平均施工强度约3.3万m3/月，高峰施工强度约4万m3/月。

(二) 基础处理施工

1） 固结灌浆：采用风钻钻孔、SNS200/10型灌浆泵二序孔一次加密法施灌。由于固结灌浆按常规方法施工将直接影响大坝直线施工期，为使其影响尽可能减少，采用随开挖面自上而下、二次灌浆法施工，即在不受开挖爆破影响的建基面首先对孔口1~2m以下的岩体进行第一次灌浆；孔口1~2m的地表岩体固结灌浆用埋注浆管（采用镀锌钢管或HPED塑料管）的方法引至下游坝外，在垫层和坝体砼浇筑后进行第二次灌浆。二次固结灌浆可与接触灌浆同时进行。

2） 帷幕灌浆：高程169m以下施工在灌浆廊道内进行；高程169m以上施工在浇筑砼垫层后在砼垫层上进行，或在坝顶及坝顶灌浆平洞内进行。钻灌采用孔口封闭、自上而下分段循环、三序孔逐次加密方法施工，XU-100型钻机或MK-3型坑道钻机造孔，SNS200/10型灌浆泵施灌。

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