大型水库施工组织设计

1 施工条件

1.1 工程概况

某水库位于沙颍河的主要支流澧河上游的干江河上，坝址位于河南省叶县某镇某村某水文站下游1km处。坝址距叶县县城约30km，西距叶县某镇约10km，东距叶县某乡约6km，坝址位于两乡镇交界处。

某水库属大（Ⅱ）型工程，工程等级为二等，主要建筑物为2级，采用500年一遇洪水设计、5000年一遇洪水校核。水库控制流域面积1169km2，多年平均径流量3.64亿m3。根据流域规划的要求，某水库的开发任务是以防洪为主，结合供水、灌溉，并兼顾发电等综合利用。

水库主要永久建筑物有大坝、溢洪道、泄洪洞、输水闸，另外在输水洞后还有小型水电站一座。各建筑物概况简述如下：

(1) 大坝

大坝全长约4070m，南起小某，北至牛庄北，坝顶高程117.8m，防浪墙顶高程119m，最大坝高34.3m，坝顶宽8m，坝顶路面采用混凝土路面结构型式。大坝上游坡为1∶3和1∶3.5，下游坡为1∶2.25和1∶2.5。大坝防渗体为粘土斜墙，粘土斜墙后设排水带和任意料，坝体上、下游坡均采用干砌石护坡。坝基防渗采用混凝土防渗墙和帷幕灌浆结合的垂直防渗型式。

(2) 泄洪洞（前期为施工导流洞）

泄洪洞为无压洞，洞径6.0m，进口洞底高程89.0m，洞长210.0m。进口闸室长25.0m。闸室内设弧形工作闸门及平面事故闸门各一扇，竖

井上部设启闭机室。出口设消力池，消力池池深5.3m。

(3) 溢洪道

溢洪道为岸边式溢洪道，溢洪道控制闸底板顶高程102.0m，闸室总净宽90.0m，共6孔，单孔净宽15.0m，设弧形工作闸门。消能型式采用挑流消能。

(4) 输水洞和电站

输水洞为有压洞，进口闸室长18.5m。主洞洞径3.5m，进口洞底高程91.0m，洞长307.0m；闸室内设拦污栅及事故检修闸门各一扇，进水塔上部设启闭机室。输水洞出口通过岔管接电站，结合向河道和渠道输水灌溉发电，总装机1890kW。

本标段工程内容包括各建筑物（除溢洪道控制段桩号4＋844.2～4＋984.2）的钻孔和灌浆（帷幕灌浆和固结灌浆）；永久和临时水工建筑物的松散透水地基的防渗处理工程，其防渗结构型式包括永久工程的混凝土防渗墙和临时工程的高压旋（摆、定）喷注浆防渗墙。

本标段工程施工跨2个年度，安排在非汛期施工。

1.2 水文气象、工程地质及水文地质条件

1.2.1水文气象

澧河是沙颍河右岸的重要支流，发源于方城县四里店以北的柳树沟，全长163km，流域面积287km2。干江河是澧河的主要支流，流域面积1280km2，占澧河流域面积的46％，干流全长98.7km。干江河发源于方城县小史店乡西南山区，上游河道比降在古庄店以上为12500，

以下为110000，河槽一般宽100～200m。水库坝址以上河道呈三干型，即东沙河、西沙河、贾河。上游河床呈“V”型，中、下游呈“U”型，由于流域内山丘区无森林覆盖，坡陡流急，河床土质多为砾石及砂组成。

本流域属温带季风气候区，气候变化受季风影响，冬季少雨干燥，夏季西伯利亚高气压衰退，暖湿气团由东南方向内移，在700m高空形成切变线、台风、三合点，降落暴雨。多年平均降雨量885mm，年际变化大，最大1504mm，最小472mm。年内分配不均，汛期6～9月的降雨量占全年的60％左右，尤以7、8两月为最多。

本流域平均多年平均气温约14.5℃，极端最低气温－15℃，在元月份，极端最高气温45℃，在7月份。年平均无霜期为221天，年平均相对湿度约为69％，年平均水面蒸发量为769.4mm，月蒸发量随随气温变化，其中以5～8月较大，约为129～175mm，元月及12月最小，约为40mm左右。

因受季风影响，冬春季多西北及东北风，夏秋季多东南及西南风，年最大风力为8级。

本流域由于冷湿气团的锋面位置常在南北向摆动，故坝址上游经常为暴雨中心所在地。大暴雨中心位置常位于金汤寨、独树、治平、吴沟一带。由于流域上宽下窄，似扇形，故集流快，一场孤立暴雨形成的洪水，在下游往往是峰形尖瘦的孤峰，如全流域连降暴雨则在干流汇合的下游形成峰缓、量大、持续时间长的复式洪峰，这样的洪峰往往会给下游带来较大的洪涝灾害。

1.2.2 工程地质及水文地质条件

某水库坝址以上流域上宽下窄，形状似扇形，四周为山丘区，中部为陵间盆地，总的地形是西南高、东北低，流域平均高程为175m，分水岭最高（五峰山）海拔高程为872.4m，一般在400～700m高程之间，唯方城缺口地势较低，高程仅140m。

坝址处于某槽地之东南边缘部位，其北部为漫岗，南部为丘陵，中间为平缓开阔的河流冲洪积阶地。北部漫岗高程122～154m，南部丘陵高程一般在100～150m之间，局部达170～200m，干江河河底高程为84～85m，河槽宽度130～240m。两岸发育两级不对称阶地和漫滩，左岸二级阶地由Q2、Q3地层组成，阶地前缘Q3地层和Q2地层间为内迭埋藏关系，在地形地貌上形成为一个统一阶地，阶面宽3500～4000m，向干江河缓倾，坡度为7％～8％，阶面高程95～122m，前缘高出现代河床约10～12m。一级阶地左、右岸均有发育，由Q4地层组成，阶面宽200～800m，阶面高程90～93m，高出现代河床约5～8m。Ⅰ、Ⅱ级阶地之间为上迭关系。河漫滩不发育，与河床间界线亦不明显。

流域内山丘区岩石裸露，出露基岩以粗粒斑状花岗岩为主，其特点是含钾长石斑晶，节理发育，结构疏松，易风化，抗蚀弱。陵间盆地地表为厚层浅红棕色亚粘土，土质粘重，由于地面坡度较陡，地表岩性抗蚀力差，加之植被较差，故水土流失较严重。

本工程地震基本烈度小于Ⅵ度，可不考虑地震设防。

1.2.2.1工程地质条件

(1) 左岸二级阶地、漫岗段

桩号0＋000～0＋500段，地貌上构成漫岗，地面高程136～122m，

上部岩性为Q1卵石混合土层，厚5～8m。

桩号0＋500～3＋740段，长度为3240m，地面高程122～100m，地貌上为二级阶地，由Q2地层组成，中、上部低液限粘土北部（大约2＋150桩号以北）厚度2～7m，南部厚7～15m；下部卵石混合土层相应北部厚度一般0.5～2m，南部多为5～9m，最大达16m以上。卵石混合土层渗透系数4.6×10－5cms～1.33×10－3cms，为弱到中等透水。

桩号3＋740～4＋275段为左岸二级阶地前缘地段，地面高程一般100～95m，由Q3地层组成，具二元结构，中、上部为土黄、褐红色低液限粘土，厚度7～13m，该层标贯击数4～15击，平均7击；下部为卵石混合土层，厚2.6～12m，层顶面高程80～89m，其渗透系数为3.57×10－4～7.04×10－2cms，为中等到强透水。两者间夹有一灰色低液限粘土层，由南至北逐渐变厚，其厚度为0.5～6.0m，空间分布不均匀，局部相变为含细粒土砂。据现场标贯试验，该层标贯击数4～10击，平均6击。卵石混合土层分布在80～89m高程以下，厚2.6～16m，渗透系数3.57×10－4～7.04×10－2cms，属中等～强透水层，透水性与河槽卵石混合土层相差无几。由于该层卵石混合土与河槽卵石混合土层相连通，坝基下游部分直接出露，存在渗漏及渗透稳定问题。

(2) 河槽、一级阶地段

桩号4＋275～4＋540段为现代河槽（包括河床、漫滩），宽240m 地面高程一般85～88m，本段第四系地层上部为Q41－2卵石混合土层，厚度河床处为3～4m，漫无边际滩为5～7m；下部为Q3卵石混合土层，厚度一般为4～6m，在其顶部及中部夹灰色粉土软土夹层，厚0.3～2m。