1工程概况水库坝址区位于浙南中低山区,地势高峻,峰峦突起、绵延不断、被河流深切呈V形的狭谷、谷底基岩出露较好,山坡林木茂密。本工程枢纽建筑物主要由水源工程的拦河坝大坝、溢洪道、防空洞,供水系统的樟岭隧洞、岭北溪管桥、岭泰隧洞、加压泵站、下游压力管道等部分组成。拦河坝为混凝土面板堆石坝,坝顶长196.00 m,最大坝高80.5 m,坝顶宽6.0 m,坝顶高程587.00 m,防浪墙顶高程588.00 m,上下游坝坡均为1∶1.4。泄水建筑物结构采用岸边溢洪道,布置于拦河坝左岸,为有闸门控制的正槽溢洪道,由进水渠、控制段、泄槽、挑流消能段等组成,泄洪闸为3孔正堰,每孔净宽8.00 m,堰顶高程582.00 m。本工程为Ⅳ等工程,主要建筑物(拦河坝、溢洪道、放空洞、供水隧洞、管桥、加压泵站等)为4级建筑物。混凝土面板堆石坝坝高超过70 m,根据规范《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2017)。对于2级、3级的永久性水工建筑物,水库大坝建筑物提高一级,但洪水标准可不提高。设计时,由于拦河坝较高,且较重要,故将拦河坝建筑物级别提高至3级建筑物,洪水标准不予提高,次要建筑物(如施工导流等临时建筑物)为5级建筑物。2坝址区原施工导流方案坝址区采用“围堰一次断流、隧洞导流”方式,非汛期上游天然来水由上下游围堰挡水,导流隧洞过流;汛期上游天然来水则由坝体填筑断面挡水,导流隧洞过流。根据导流水利成果,结合施工控制性进度安排,拦河大坝工程的导流方案及施工期临时度汛方案可分为几个阶段。(1)第一阶段。2019年汛期,为溢洪道基础开挖、施工及导流隧洞开挖期,期间上游天然来水由“原河床过流”。(2)第二阶段。2019年10月16日~2020年4月15日,为坝体基础开挖、基础处理、趾板混凝土浇筑及坝体堆石填筑初期,来水由围堰挡水,导流隧洞过流,期间上游天然来水由导流隧洞过流,上下游土石围堰挡水,导流标准按非汛期5年一遇(P=20%)洪水设防。(3)第三阶段。2020年4月16日~2020年7月15日,为坝体堆石填筑期,期间的上游天然来水可由坝体填筑断面挡水,导流隧洞过流,因坝前拦洪库容小于0.1 亿m3,故坝体施工期临时度汛标准采用梅汛期20年一遇(P=5%)洪水,梅汛期最高库水位分别为522.50 m。汛期来临之前,坝体堆石梅汛期必须填筑至高程524.00 m以上,故施工期临时度汛采取“坝体填筑断面挡水、导流隧洞过流”的方式。坝体垫层料表面采用混凝土挤压边墙(或砂浆护坡),以确保坝体临时度汛安全。(4)第四阶段。2020年7月16日~2020年10月15日,为坝体堆石填筑期,期间的上游天然来水可由坝体填筑断面挡水,导流隧洞过流,因坝前拦洪库容小于0.1 亿m3,故坝体施工期临时度汛标准采用台汛期20年一遇(P=5%)洪水,台汛期最高库水位分别为541.20 m。汛期来临前,坝体堆石台汛期必须填筑至高程543 m以上,故施工期临时度汛采取“坝体填筑断面挡水、导流隧洞过流”的方式。坝体垫层料表面采用混凝土挤压边墙(或砂浆护坡),以确保坝体临时度汛安全。(5)第五阶段。2020年10月15日后,完成坝体填筑及面板等工程施工。由于某些原因造成施工进度滞后,按照原施工导流方案,难以实现在2020年4月15日大坝填筑至524 m(梅汛期度汛高程,填筑量约20 万m3),为了保证工程能够按期完工,需要研究施工导流调整方案以及保证大坝安全度汛措施。3坝址区施工导流调整方案研究3.1调整思路在隧洞导流方式及坝体施工期度汛标准不变的前提下,适当调整施工导流程序,以满足施工总进度、主要关键节点及其施工度汛形象面貌要求。延长大坝上、下游围堰挡水时段,提高上游围堰高程,满足梅汛期围堰挡水,大坝在围堰保护下施工,台汛期由大坝临时断面挡水度汛。3.2施工导流调整方案(1)梅汛期度汛方案调整。延长大坝上、下游围堰挡水时段,提高上游围堰高程,满足梅汛期围堰挡水,大坝在围堰保护下施工,台汛期由大坝填筑断面挡水度汛。梅汛期度汛可采用加高上游围堰至梅汛期度汛高程的方案,减缓大坝填筑至524 m度汛高程的工期压力。上游围堰按照过水围堰设计,以确保发生超标准洪水时仍可确保围堰不溃,保证大坝施工时间,将上游土石围堰改为C7.5W4胶凝砂砾石围堰。胶凝砂砾石因其有着经济、安全、便捷、环保等特点,所以在国外的水利工程中应用广泛,胶凝砂砾石是由胶凝材料和砂砾石拌和而成,是一种抗压耐剪的新型筑坝材料[1-2]。因骨料是连续级配的砂砾石,因此需要随时监测骨料变化以调整配合比。胶凝砂砾石配料用量(kg/m3)可考虑暂定为水97 kg、水泥77 kg、粉煤灰33 kg、砂砾料2 200 kg,砂砾料最大粒径25 cm,砂率不小于20%。碾压遍数暂定为静碾两遍、动碾6遍,具体指标要求通过现场工艺试验确定以满足强度C7.5、抗渗等级W4的要求,碾压前两侧采用C20混凝土预制块作为模板,预制块尺寸为1 m×1 m×1 m,吊机安装。因导流洞进口位置及高程调整(进口高程由原511 m调整为513.5 m),梅汛期度汛高程应相应调整为526.5 m。上游围堰两边坡比取1∶0.7,上下游最大宽度31.5 m,大坝趾板距离导流洞距离为90 m。上游围堰在填筑前,于上游坡脚处设一处4 m高的C20混凝土挡渣坎,以防止上游施工道路开挖产生的石渣顺河道下冲对围堰产生破坏。(2)台汛期度汛方案调整。台汛期度汛与原方案略有区别,采用坝体临时填筑断面挡水、导流隧洞过流的方案。(3)调整后的导流时段分析。根据导流水力计算成果和施工进度安排,调整后的导流时段可分为4个阶段。①2019年汛期至2019年12月5日前,为库区道路施工、溢洪道基础开挖、导流隧洞衬砌,期间上游天然来水由“原河床过流”。②2019年12月6日~2020年7月15日,为坝体基础开挖、基础处理、趾板混凝土浇筑及坝体堆石填筑初期,来水由围堰挡水,导流隧洞过流,上下游采用胶凝砂砾石围堰挡水,度汛标准采用梅汛期20年一遇(P=5%)洪水,梅汛期最高库水位分别为525.0 m。③2020年7月16日~2020年10月15日,为坝体堆石的填筑期,期间的上游天然来水可由“坝体临时填筑断面挡水,导流隧洞过流”,因坝前拦洪库容小于0.1 亿m3,故坝体施工期临时度汛标准采用台汛期20年一遇(P=5%)洪水,台汛期最高库水位分别为543.70 m。汛期来临之前,坝体堆石临时断面台汛期必须填筑至高程545.50 m以上。④2020年10月15日以后,围堰+挡水,导流洞过流,完成坝体填筑及面板等工程施工。4安全防护措施充分利用已贯通的导流洞,2019年8月完成混凝土浇筑,具备过流和过车条件。在导流洞出口上游的河道内分级修筑挡渣坎,拦挡上游库区道路及坝肩、溢洪道必须提前开挖的落渣,做到洪水时不启动,保证度汛安全[3]。4.1坝肩安全防护根据调整后的坝址区施工方案及进度计划,坝址区各工作面同步开工,交叉干扰大,特别是边坡开挖对下部人员、设备通行造成极大安全隐患,需要在左右岸坝肩边坡中部各设置钢筋笼防护墙两道[4-5]。每层钢筋石笼防护墙防护范围约150 m,设置高程约为580、540 m,具体位置根据现场实际地形条件调整。钢筋石笼铺2层,高2 m,石笼规格1 m×1 m×5 m,下层铺2个,上层铺1个,钢筋石笼防护墙通过钢筋全部连接形成整体。4.2开挖河床渣料防护2019年9月底道路具备运输条件前,坝肩及溢洪道的部分开挖料会落至坝区基坑内。为了防止洪水时造成冲刷,确保度汛安全,需要在河道内分级做钢筋石笼拦渣坎对渣料进行防护,防止启动,按每100 m设置一处,防护长约800 m,约4 000 m3(包括坝区)。4.3导流洞底板混凝土保护在溢洪道开挖前期,因上游道路未通,渣料堆积于坝址基坑位置,造成上下游交通中断,只能从导流洞通行,需要对导流洞底板混凝土进行保护,计划采取的措施为铺设钢板,钢板面积暂估500 m2,厚度0.8 mm,防护时段3个月。5结语(1)导流工程是本工程的关键线路之一,实施成功与否直接影响后续工程项目的实施。(2)该导流调整方案在做好各项安全措施的情况下,能够较大限度提前本工程延误的工期,对本工程采取何种方式保障工期具有参考和借鉴意义,对类似工程施工导流方案优化、节约工期等具有一定参考意义。(3)该导流调整方案在缩短工期的同时会造成工程投资成本的大幅增加,需要根据各方意见综合考量。(4)施工导流方案是水库工程建设实施的重要环节,确定工程开工节点日期、施工时段、施工程序时,应结合设计规划的导流方案,以降低施工期安全风险、节省工程投资。
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