水布垭水电站面板堆石坝施工-组织设计-方案书—-毕业论文设计

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实测最大流量
m3/s
12400
实测最小流量
m3/s
26
调查历史最大流量
m3/s
14500
正常运用（设计）洪水标准及流量 m3/s （P=0.1%）
20200
非常运用（校核）洪水标准及流量 m3/s （P=0.01%）
24400
施工导流标准及流量 （P=5%或 3.3%）
10800
m3/s
或
11600
1. 前 言
水布垭工程位于清江中游河段巴东县境内，是清江梯级开发中的龙头电 站，正常蓄水位 400m，总库容 46.14 亿 m3，系多年调节水库，工程的主要任 务是发电、防洪，兼顾航运及其他，电站装机容量为 1600MW。
水布垭水利枢纽有世界最高的混凝土面板堆石坝，地下洞室工程多，加之其 地质地形条件复杂，施工条件较差。为保证工程施建设顺利进行，清江水布垭 工程建设公司的委托长江委勘测规划设计研究院并会同水布垭工程建设公司， 对水布垭工程枢纽建筑物进行系统的施工组织设计。
（筋） (根) 进尺 灌浆 灌浆 灌浆 (t) （根） （束） (万 m) (万 m) (万 m) (万 m2)
3800
3.18
溢洪道 35.1 1144.87 7.86
地下电站 31.36 189.82
系统 围堰工程 10.76 0.12
76.10 0.34
0 11.0
71
65.55 56.78 7.05
本施工组织设计以水布垭水利枢纽可行性研究报告及审查意见、有关专题报 告及审查意见、施工规划阶段报告及审查意见、业主建设目标、现场实际情况 为设计依据，以优化施工方案及进度，优化资源配置及土石方平衡，优化分标 方案及场地布置为目标，试图编制出一份全面、系统、符合实际的施工组织设 计报告，作为今后水布垭工程施工建设中的指导性文件。
水布垭水利枢纽主要建筑物为：混凝土面板堆石坝、溢洪道、地下式电站、 放空隧洞以及导流洞。
面板堆石坝坝顶高程 409.0m，最大坝高 233.0m，是世界同类型坝的最高坝。 坝顶宽 12.0m，坝轴线长 660.0m，坝顶设“L”型防浪墙，高 5.2m；上游坝坡 1:1.4，下游综合坝坡为 1:1.4，局部坡 1:1.25，设置“之”字型马道，宽 4.5m； 上游混凝土面板厚度为 0.3～1.1m。坝体填筑工程量为 1677.7 万 m3。
清江水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县境内，下距隔河岩水利枢纽 92km，上距恩施市 117km，为清江干流三个梯级开发的龙头电站。工程的主要任
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务是发电，兼顾防洪、航运及其它。枢纽正常蓄水位 400m，总库容 45.80 亿 m3， 电站装机容量为 1600MW，为一等大（１）型水利水电工程，永久主要建筑物级 别为１级，次要建筑物级别为３级。
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鄂西地区对外交通不便，不仅丰富的矿产资源得不到开发，而且优质的土特 产也很难运出，制约了当地的经济发展和生活条件改善。随着清江三个梯级开 发项目的上马，极大地改善了流域内六个贫困县的对外交通条件，促进地区的 经济发展。大坝建成后，不仅改善了航运条件，而且带动库区内地方航运及旅 游事业的发展。
（４）其它 水库形成后，水库水面面积 64km2，不仅为渔业发展提供了良好条件，而且 可以充分利用坝址以上丰富的旅游资源，带动旅游业的发展。
此外，坝址区共有 14 处危岩体需处理。 水布垭水利枢纽主要工程量为：土石方开挖 2219.22 万 m3，土石方填筑 1760.21 万 m3（含大坝坝前粘土铺盖 5.4 万 m3，盖重区 94.9 万 m3 ），混凝土 199.3 万 m3，钢筋 8.74 万吨，固结灌浆 20.63 万 m，帷幕灌浆 39.2 万 m2 ，金 属结构 22476 吨。 枢纽主体工程量见表 1-1。
马崖 0 221.1 1.93 0 1.30 11.63 0
高边坡
0 0.03 0 920t 430 5.79 0
渗控工程 0
0.6 Байду номын сангаас8.04 0 11.00 0
0
0 0.3251 0 42.47t 0 0.75 5.44 39.2 28.37
放空洞 7.91 63.34 19.70 0 9.53 5.40
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1.4. 1.4 主要技术经济指标
水布垭工程主要技术经济指标见表 1-2。
表 1-2
水布垭工程主要技术经济指标
序号及名称
单位
数量与 型式
一、水文
1.流域面积
全流域
km2
17000
坝址以上
km2
10860
2.利用水文序列年限
年
33
3.多年平均年迳流量
亿 m3
94.4
4.代表性流量
多年平均流量
m3/s
由于水布垭工程有关单项施工组织正在紧锣密鼓地进行，有关结构形式及工 程量在不断变化，因而给本次工作带来很大难度。因此，本报告中的工程量等 不作为结算依据。
2. 1 工程概况
1.1. 1.1 枢纽布置
清江干流分三级进行水电工程开发，隔河岩水利枢纽、高坝洲水利枢纽已先 后建成投产发电，目前，水布垭水利枢纽已开始施工。
34.45 12.73
2645 1.28
1579t 569 8.24 0
16757 3.60 1998 1479.3t 3316 12.56 8.02
0.56
导流洞
17.83 63.52 0.51 22.63 7.41 0.02 1593 1.46 216 35301 89 4.35 1.52
滑坡 73.92 0.56 4.04 0 9.46 21.13 2.21 0 0.55 0 33782 66 12.84 0
地下电站布置在右岸，电站主要建筑物由引水渠、进水塔、引水隧洞、主厂 房、安装场、尾水洞、尾水渠、母线洞、500KV 变电所、交通洞及通风洞等组成。 引水渠利用坝子沟开挖而成，底高程 329.0m，底宽 60.0～96.0m（顺水流向）， 长 350.0m。进水塔垂直水流向长 125m，顺水流向长 30m，塔顶高程 407.0m。引 水隧洞为一机一洞，4 条隧洞平行布置，隧洞中心间距 24.0m，单洞长度 1#～4# 机分别为 380.25m、389.19m、397.69m、406.42m，洞径由 8.5m 渐变至 6.9m。 主厂房洞室断面型式为圆拱直墙式，长 102.0m，高 62.0m；岩壁吊车梁以下净 宽 21.5m，岩壁吊车梁以上净宽 23.0m；安装场主要布置在主厂房右端，长 41.5m， 与主厂房同宽；集水井布置于主厂房左端 4#机组左侧，该段长度为 6.5m。4 条 母线洞断面尺寸为 8.006.0018.76m（宽高长），母线洞断面平面尺寸为
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表 1-1
水布垭水利枢纽主要工程量汇总表
项目 大坝
土石方开挖(万 m3)
土石 混凝土
填筑 覆盖层 岩石明挖 岩石洞挖 (万 m3)
(万 m3)
喷锚
金属
浆砌石
混凝土 (万 m2)（万
m3）
结构 (t)
钢筋 (万 t)
119.9 110.5
0 1677.7 16.0 10.60
0.65
锚杆 锚索 排水 固结 帷幕 回填 钢材
5.洪量
实测最大洪量(72h)
亿 m3 18.36
设计洪量(72h)
亿 m3 26.71
校核洪量(72h)
溢洪道布置在左岸，由引水渠、溢流坝、泄槽和下游防冲段组成。引水渠中 心线长 895.98m，渠底宽 90.0m，底高程 350.0m；溢流坝分 6 个溢流堰坝段和 4 个非溢流坝段，坝顶高程 407.0m，溢流堰顶高程 378.2m，设 5 个表孔，表孔孔 口尺寸 14.0×21.8m（宽×高）。泄槽段长 170.25～238.75 m，宽 92.0m，用纵 向隔墙把整个泄槽分为 5 个区，陡坡段坡度 1:1.2。泄槽下部的挑流鼻坎为窄缝 台阶式布置，鼻坎高程 251.70～308.72m。下游消能采用护岸不护底方式，两岸 高程 200m 以下设置混凝土防淘墙，墙厚 3.0m，墙底高程 160.0～193.0m，墙体 用预应力锚索锚入山体内，高程 200.0～230.0m 设混凝土护坡。
2
5.06.0m。尾水洞为一机一洞平行布置，中心距 25.5m，1#～4#尾水洞长度分别 为 304.04m、300.29m、296.53m、292.77m。尾水平台尺寸为 100.012.0m，底 板高程 186.0m，顶高程 230.0m。尾水渠底宽 100.0m，水平段长 35.0m，其后以 1:1 的反坡与下游河床相接。出线场布置于地面，高程 315m。
（1）2001 年 3 月导流洞工程开工。 （2）2002 年 11 月初截流； （3）2004 年汛期，放空洞参与导流； （4）2006 年 10 月导流洞下闸封堵； （5）2007 年 5 月底放空洞下闸蓄水； （6）2007 年汛期溢流堰底板过流； （7）2007 年 7 月第一台机组发电； （8）2007 年 10 月底大坝填筑到坝顶高程； （9）2009 年 6 月底枢纽工程全部竣工。
4510 45.78 20.63 39.2 28.37
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1.2. 1.2 主要工程效益
水布垭水利枢纽开发的主要任务是发电、防洪、航运，并兼顾其它。工程所 在地鄂西地区为老、少、边、穷地区，工程的兴建，将带动坝区的就业、交通、 信息、科技等的发展；库区移民的搬迁，也可改善库区交通和住房条件；工程 建成后，每年的工程用水费和发电地方税收给鄂西经济发展注入新鲜血液；随 着库区矿产、土特产、渔业的开发，特别是旅游业的发展，将使鄂西地区经济 上一个大的台阶。
1481 0.84 0 345t 40 1.25 1.91
合计 278.95 1748.74 191.53 1760.21 199.3 103.35 2.23 22476 8.74 2214
注：1）地下电站系统金结工程已包括了桥机、发电设备及变电所设备的金结工程量 13040t 。 2）回填灌浆工程量 28.37m2。
坝址下游有大岩淌、马岩湾、台子上三个滑坡需进行处理。大岩淌滑坡处理 措施包括削方减载、地表防渗排水、地下排水、临江前缘护坡、抗滑桩支挡加 固等；马岩湾滑坡处理措施包括抗滑桩支挡加固、地表防渗排水、地下排水、 前缘护岸等；台子上滑坡处理措施包括地表排水、地下排水、前缘护岸等。
大坝右岸下游马崖高陡边坡需进行处理，处理措施包括：危岩体和极强卸荷 带开挖、边坡锚固、坡面喷护、坡面和地下排水、坡脚护岸等。
放空洞布置在右岸，由进水渠、有压洞、事故闸门井、工作闸门室、无压洞、 交通洞、通风洞以及出口明渠段等组成。有压洞洞径 11.0～9.0m，断面为圆形； 事故闸门井内设一孔口尺寸 511.0 的事故检修门；工作闸门室内设一孔口尺寸 6.07.0m 的弧形工作闸门；无压洞为城门洞型，为一陡坡洞，断面尺寸为 7.213.5m；出口段设有挑流鼻坎，以挑流消能的型式与下游相接。
14表21坝址区岩层分布和性状简表质量分平均厚度硬岩厚软弱层厚系统组段厚度m岩石名称岩性描述结构分类岩性级mmm15残坡积层棕黄色粘土加碎石31015崩坡积层碎石块石局部夹棕黄色粘土880滑坡堆积物碎石块石局部夹粘土堆积洪积层块石碎石夹少量粘土q218冲积层砂孵砾石层人工采煤及长水道路勘探路开挖之弃石堆人工堆积积p2137页岩页岩夹泥质灰岩r35软7p212117泥质灰岩泥质灰岩与钙质页岩互层r35软12p2p21p213185硅质页岩灰黑色薄层硅质页岩r35软18p1m5965微中晶灰岩灰深灰色厚层块状微中晶灰岩r1r42硬6262上部灰黑色泥质生物碎屑灰岩下部灰黑色p1q1545碎屑灰岩r34上硬下软43515含炭泥质生物碎屑灰岩上部为灰黑色泥质生物碎屑灰岩下部为中p1q14711微晶灰岩r234硬9901厚层微细晶灰岩灰黑色含炭泥质生物碎屑灰岩或中厚层微p1q1378碎屑灰岩r545软77细晶灰岩p1q124755灰岩中上部为厚层灰岩下部为深灰色泥质灰岩r234软硬相间515012p1q111015细晶灰岩碎屑灰岩灰深灰色厚层微晶灰岩生物碎屑灰岩r13硬121201pp1p1q中上部为灰色瘤状灰岩泥质灰
1.3. 1.3 施工控制性进度
1.3.1. 1.3.1 施工总工期 水布垭工程 2000 年以前为筹建期，2001 年～2002 年为施工准备期，2003
年～2007 年 6 月为主体工程施工期，2007 年 7 月～2009 年 6 月底为工程完建期。 工程总工期为 8.5 年。
1.3.2. 1.3.2 控制性进度
（１）发电 水布垭大坝正常蓄水位 400m，库容为 43.12 亿 m３，装机容量为 1600MW，年 发电量 39.2kW.h，并可增加下游隔河岩、高坝洲等水电站年发电量 2.37 亿 kW.h。 水布垭电站是华中地区具有多年调节性能的水电站，投入运行后，可承担华 中电网调峰，成为华中电网举足轻重的调峰电源，并在系统中发挥巨大的调频 和补偿作用。水布垭工程又是清江干流梯级开发的龙头枢纽，由于其调蓄，可 增加下游隔河岩、高坝洲枢纽的保证出力和发电量，增加的电量中约 90%具调峰 性能，相当于增一座中小型调峰电站的能力。 （２）防洪 清江流域面积 17000km2，位于鄂西暴雨区，汛期洪峰流量较大，约占长江枝 江洪水比重的 2.2%，而且洪水频繁，暴涨暴落。当清江洪水与长江干流洪水遭 遇时，将加重长江荆江段的洪水威胁。水布垭水库预留了 5 亿 m3 防洪库容，可 提高荆江地区的防洪标准，在荆江遇百年一遇以上洪水时，可推迟荆江分洪时 间及减少该地区的分洪损失。 水布垭工程建成后，与下游隔河岩水利枢纽联合调度，拦蓄洪水，使下游清 江河道的洪水灾害得到根本治理，防洪效益十分显著。 （３）交通