施工导流及水流控制措施

第1节施工导流及水流控制
5.1 导流建筑物施工
该工程导流建筑物主要由上、下游围堰和导流明渠构成，已由其它承包商承建完毕并投入正常使用。

5.2 基坑经常性排水
本项目是指施工期基坑的经常性排水，排水时段为2002 年4 月至2003 年11 月15 日河床电站下闸。

5.2.1 排水强度计算
基坑施工期的经常性排水，积水来源主要有上、下游围堰渗水，施工期弃水，雨季地表汇流水和基坑开挖渗水，分别计算如下：
1. 围堰渗水
围堰渗水根据技术规范要求，上游围堰总渗水不大于300 m3/h，下游围堰总渗水不大于100 /h。

截流龙口位置在左岸，C1 标上游围堰渗水按上游围堰总渗水量的2/3 考虑，下游围堰渗水按下游围堰渗水总量的1/2 考虑，上、下游围堰渗水分别取200/h 和50/h，则Q1=250 /h。

2. 降雨
根据坝区多年降水资料，日降雨量最大值为q=68.3 mm，基坑汇水面积F 约为8.6 万，取φ=0.9，日最大降雨排水量为：
Q2=F. q.φ/(1000.H)=86000×68.3×0.9÷1000÷20=265 /h
3. 施工弃水
施工弃水主要是砼养护弃水，砼浇筑高峰期月强度N 为31000，每方砼冲洗及养护用水q 按1.0 估算，汇水强度计算如下：
Q3=N. q.K1.K2/(K.H)=31000×1.0×1.2×1.5÷30÷20=93 /h
4. 基坑开挖渗水
参考我局中标承建的导流明渠Ⅰ标开挖施工渗水，初定为Q4=40 m3/h，综合以上四项计算成果，总计经常性排水强度为Q= Q1+Q2+Q3+Q4=648 m3/h
5.2.2 排水设施布置
为施工方便，考虑布设二个排水系统，分别设在上、下游围堰坡底处。

基坑上游排水总强度约为240m3/h，基坑下游排水总强度约为408m3/h。

在上、下游围堰内坡底处附近各挖一条
截水槽，根据地形在最低处挖集水池，布设泵站，集中排水，将水抽到黄河。

具体见《供水供电及排水布置图》(图号：****-TB-SPT/C1-02)。

为防止雨季基坑外部雨水流入基坑，必须在靠近基坑范围以外开挖截水沟以拦截水流，自流入上、下游围堰外的黄河。

5.2.3 主要排水设备配置
基坑上、下游排水根据围堰高度和排水总强度，上游选用1 台排水能力约为100m3/h 的4"离心泵 (型号为IS125-100-315) 和 1 台排水能力约为200m3/h 的5"离心泵 (型号为IS150-125-315)；下游选用1 台排水能力约为200m3/h 的5"离心泵 (型号为IS150-125-250) 和一台排水能力约为400m3/h 的6" 离心泵 ( 型号为IS200-150-250)，进行基坑经常性排水作业，泵站内各配一台2"潜水泵，以利离心泵的启动。

5.2.4 设备材料
主要设备和材料见表5-1。

设备和材料表
表5-1
流量
/h
5.3 施工期渡汛
5.3.1 防汛措施
本标段施工总工期41 个月，工程从2002 年4 月1 日开工至2004 年9 月30 日竣工，共
有3 个汛期。

该标段施工一直在上、下游围堰的防护下进行，运行期长；为确保上游围堰在汛期安全运行，将在左岸1241m 高程以上选择适当地段 (交通方便、场地相对开阔)，准备防汛材料；预先制定切实的防汛措施，报现场监理工程师批准后实施。

对可能发生有冰凌凌汛的河流采取有效的排凌措施，并在每年凌汛前备足必要的排凌材料和设备，确保上游围堰在凌汛期安全运行。

5.3.2 防汛组织机构
(1) 建立防汛指挥机构，明确防汛责任人。

(2) 根据防汛任务，建立若干支防汛抢险队伍。

(3) 设立专职水情预报人员，随时和业主、监理工程师及上游电站或水文站取得联系，及时掌握水情情况，分析上游来水趋势及可能发生的流量情况，为工程施工安全防汛提供详细的决策依据。

(4) 建立专用防汛通讯系统及水情报警系统。

(5) 随时检查、维护上游围堰的运行情况，确保基坑不进水，安全度汛。

5.4 下闸
5.4.1 下闸前工程主体形象
本标段工程自开工至2003 年7 月31 日，主体一期砼全部浇筑完毕；至2003 年9 月30 日，各门槽二期砼全部浇筑完毕。

2003 年11 月15 日前上下游进出水口拦污栅、闸门、启闭机安装完毕，并进行试运行检查验收。

5.4.2 闸门和启闭机的检查
下闸前，对电站进口拦污栅、进口检修闸门、尾水出口事故闸门及门槽、坝顶2×1000kN 双向门机和2×1000kN 单向门机进行全面详细的检查，并做详细的记录报送监理。

若发现有不合格部件将采取有效措施及时进行修复或更换。

5.4.3 施工区内的清理
下闸前，对施工区域的水库淹没范围进行清理工作，拆除坝前和坝后的门机，并及时处理门机基础使其达到要求；拆除淹没区内的一切临时建筑物，施工道路，排水设施；清除一切有碍水电站运行安全的施工废弃物和建筑垃圾。

废弃物和垃圾采用一台TY220 推土机集料、一台CAT-980F 装载机，20t 自卸汽车5 台，运到左岸C1 标弃碴场。

5.4.4 电站临时封堵
本项目是发电机组上游检修闸门和下游尾水事故闸门在下闸蓄水前的临时封堵。

上游电站进
水口检修闸门临时封堵采用业主提供的四套永久检修闸门及四套预制混凝土叠梁门，下游电站尾水事故闸门临时封堵采用业主提供的两套永久事故检修门及两套钢结构叠梁门封堵。

5.4.4.1 上游检修闸门临时封堵
预制钢筋混凝土箱梁在预制厂先期预制，达到强度后运至现场安装。

预制混凝土箱梁的运输、堆放、吊运、安装等严格按施工图纸和技术规范施工。

5.4.4.2 下游尾水事故闸门临时封堵
下游尾水事故闸门临时封堵，由业主提供两套 (14m×16.8m、14m×7.8m) 叠梁门，根据招标文件要求，需承包商制造一节 (14m×6.2m) 钢结构叠梁门组合成两套尾水闸门。

叠梁门的制造按施工图纸及监理工程师的指示，在金结构加工厂进行加工，合格后运至现场，现场利用已安装就位的尾水门机逐节进行安装。

5.5 上游围堰拆除布置及施工
5.5.1 拆除布置
在河床电站下闸蓄水前，对上游围堰进行拆除，拆除方量约81000。

根据本标段技术规范要求，上游围堰右岸拆除高程为1228m，左岸拆除高程为1232m，拆除日期为2003 年11 月中旬至12 月下旬，共一个半月。

围堰自上而下分两层拆除，同时考虑宁、蒙灌区冬灌黄河下泄流量较大，拆除分为三个区域。

1234m 高程以上部分
为一层 (Ⅰ区)；1234 m 高程以下部分为一层，截流戗堤为Ⅱ区，其余部分为Ⅲ区。

上游围堰拆除工程量见表5-2，分区及拆除方式见《上游围堰拆除分层分区示意图》。

上游围堰拆除工程量表
表3-2
编号名称单位工程量
1 干砌石拆除m3 4605
2 铅丝笼子拆除m
3 1000
3 砂卵石拆除m3 74372
4 混凝土防渗墙拆除m2 914
5 混凝土四面体拆除个40
6 铅丝笼防护m3 540
5.5.2 上游围堰拆除方法
上游围堰堰顶高程为1241.00m，堰顶长约220m，顶宽为11m，上游侧坡比为1:2，下游侧坡
比为1:1.75，最大拆除深度13m。

Ⅰ区拆除，采用两台CAT-980F 装载机，20t 自卸汽车20 台，自左岸至右岸挖碴运到左岸C1 标弃碴场。

Ⅱ区拆除，同Ⅰ区拆除方法，砼防渗心墙、混凝土四面体及大块石采用手风钻造孔，装药爆破松动后再进行挖碴作业；钢筋铅丝笼先用气焊割除后再进行挖碴作业。

Ⅲ区拆除，配一台PC-400 小松反铲和一台CAT-240C 反铲、20t 自卸车20 台，自右岸至左岸退挖装车出碴到左岸C1 标弃碴场。

第2节第六章坝基开挖、支护及土石方回填
6.1 施工特性
本标段坝基开挖主要有覆盖层开挖及基岩开挖。

其中覆盖层包括 (Q4) 冲积、风积和人工堆积松散堆积物，砂砾石及(C1q) 泥岩，基岩主要由泥、页岩等软岩组成，局部夹泥质灰岩、灰岩、泥质粉砂岩、砂岩等。

受区域构造持久挤压破碎带、节理裂隙发育。

岩体中裂隙、隐微裂隙发育，完整性差。

除靖远组下部砂岩集中段以次块状或碎裂结构外，坝基其它部位岩体以散体结构为主，局部地段碎屑结构。

坝基开挖及支护主要工程量有：砂砾石开挖27.561 万，岩石开挖48.358 万，土石方回填19720，锚杆安装3107 根，钢筋网制安22t，喷混凝土C203965。

主要工程量见表6-1。

坝基开挖及支护主要工程量表
表6-1
项目序号项目名称单位工程量
1 砂砾石(弃料) 255610
2 砂砾石(可用料) 20000
3 岩石开挖453220
4 岩石撬挖22260
5 岩石齿槽开挖8100
6 土石方填筑19720
6.2 施工布置
6.2.1 施工道路
场外施工道路由上下游围堰、进场道路互相连通，经导流明渠桥、美丽渠桥、进场道路通往C1 标弃碴场及左岸砂砾料场。

进场道路北端与C1 标弃碴场相接。

一期砂砾石开挖时由上、下游围堰左端头沿原美丽渠1232m 高程各修一条施工道路至开挖面，坡比≤10%，路宽8m，泥结石路面。

施工初期尽量使用上游施工道路，以减少出碴运距，在上游道路不能满足施工要求时再使用下游施工道路。

二期基坑开挖时可在基坑上、下游方向各布置一条主干施工道路，泥结石路面，路宽8m。

在开挖区内，根据工作面的需要分别形成S 形的临时出碴支路。

路端高程可随开挖面的降低而延伸，满足坡度≤10%。

基坑开挖道路布置见《基坑开挖道路布置图》。

在出碴路两侧修建临时排水沟，以利于边坡的稳定及排除坡底的积水。

6.2.2 碴场
碴场有二处，分别为C1 标弃碴场及左岸可利用砂砾料场。

(1) C1 标弃碴场
该碴场从导流明渠桥头开始沿进场道路至弃碴场，其运距约2.6km。

此料场为基坑一期开挖弃料堆放和其坑二期开挖料堆放场地。

堆碴前将碴场推平，保证运输车辆顺利通过。

(2) 左岸可利用砂砾料场
左岸可利用砂砾料场位于筛分用混凝土拌合区西侧，其运距约1.5km，主要为基坑一期开挖可用料存放场地。

可用料分层堆起，并在料场区设置临时排水设施，以防可用料被污染和侵蚀。

以上碴场由专人负责管理，保证满足弃碴和自卸车辆运行要求。

6.2.3 施工供风
供风设备选用4 台英格索兰20m3/min 移动式油动空压机，主要供4 台CM351 潜孔钻机进行本标段内的岩石开挖，另在左岸坝头布置2 台25 min 空压机及2 台移动式18m3/min 电动空压机，主要用于手风钻钻孔、基础开挖、基础锚杆、北干电站左岸和隔墩坝段右岸喷锚支护、临时边坡锚杆支护及开挖边坡的临时支护，施工用风从空压机站布设一趟4″焊接钢管到施工工作面。

6.2.4 施工用电及照明
基坑开挖主要用电设备有排水泵、电动空压机、电焊机和现场施工照明。

施工用电利用基坑左岸上下游已布设的两台变压器供电，施工照明利用左岸架设的太阳灯照明。

6.2.5 施工用水
施工用水主要为喷混凝土用水。

从左岸已布置的施工用水系统水管接2″钢管至施工场地，提供施工用水，水压、水量均可满足施工要求。

6.2.6 基坑抽排水
基坑抽排水主要考虑开挖时的岩石渗水。

在开挖时使开挖面保持一定的坡度，结合永久排水设施的布置设置临时集水坑槽，设4 台1″泵将基坑内零星积水抽到临时集水坑槽，然后用1 台3″泵将集水坑槽内的积水排到永久集水坑。

6.3 开挖程序及开挖方法
6.3.1 施工程序
基坑开挖施工采用自上而下，分层分段多工作面进行，其开挖施工程序为：表层土方开挖—→砂砾石层(含可利用料) 开挖—→基岩开挖—→保护层开挖。

6.3.2 开挖方法
6.3.2.1 表层土方开挖
土方开挖主要位于北干安装间及北干电站，在开挖时将其作为一层开挖。

开挖设备主要采用PC-400 反铲和CAT980F 装载机挖装，20t 中环自卸车运输的施工方法，设计边坡利用反铲修整，人工配合，以确保坡面平整，坡比符合设计要求。

6.3.2.2 砂砾石开挖
砂砾石层的开挖按弃料与可利用料分为两层开挖，弃料层作为一次开挖，可利用料主要分布在北干电站及安装间，分两层开挖，在施工时根据现场挖探坑确定分层厚度，开挖自上而下进行。

河床电站砂砾石层一次性开挖完成。

开挖采用PC-400 反铲和CAT980F 装载机挖装，20t 自卸汽车配合运输。

边坡部位人工配合反铲按照设计坡比要求及时进行削坡。

6.3.2.3 基岩开挖
根据基坑开挖断面图及地质资料附图，基岩顶部高程为1233.0~1224.0m，基坑开挖最低处高程为1202.5m，为了充分利用机械，使机械发挥最大的效率，对基岩开挖采取分区分层开挖，多工作面同时施工，将基坑开挖区域分为两个区 (Ⅰ区和Ⅱ区)。

每个区内根据左岸边坡建基面台阶高度分为5 层，层厚一般为5m 左右，其中Ⅱ区第一层最大厚度为8m。

开挖分区分层见《开挖分区分层图》(图号：****-TB- SPT/C1-10)。

考虑到上游出碴路较近，所以Ⅱ区开挖时第一层以坝0+70.00 为中心线从左岸向右岸方向开挖出先锋槽，然后以先锋槽为临空面向上下游同时扩挖。

第二层以坝0+56.00为中心线，第三层以坝0+44.00 为中心线，第四层以坝0+34.00 为中心线从左岸向右岸方向开挖出先锋槽，然后以先锋槽为临空面向上下游同时扩挖。

(1) 基岩大面开挖
开挖采用CM351 型潜孔钻机造孔，爆破挖除，边坡及底部均预留保护层，保护层为建基面以上1.5m 的一层。

保护层以上1.5m 的一层，采用手风钻造孔，毫秒导爆雷管分段起爆，钻孔不能穿入保护层内，其最大一段起爆药量由现场爆破试验确定。

弃碴用正铲及CAT980F 装载机挖装，自卸汽车拉运至弃碴场。

(2) 保护层开挖
开挖分两层进行。

表层0.8m 采用推土机犁挖，推土机集碴，下层泥岩采用人工用风镐和撬挖相结合的方法挖除。

弃碴用正铲及CAT980F 装载机挖装，自卸汽车拉运至弃碴场。

保护层分层开挖完成后，及时采用塑料薄膜覆盖，保持泥岩的天然含水量不发生变化。

撬挖完成后6 小时内泥岩建基面浇筑10cm 厚混凝土覆盖。

(3) 基岩边坡保护层开挖
基岩边坡开挖采用预裂爆破进行控制，由于岩性特殊，在开挖前需要进行爆破试验，以取得合理的爆破参数。

1) 预裂爆破试验
试验目的：通过预裂爆破试验，结合现场实际地质情况，确定预裂爆破的最佳爆破参数，满足设计及施工要求。

试验内容：首先选一处或二处岩石边坡部位，按照初拟爆破设计和图纸设计边线，进行布孔、钻孔、装药。

试验过程中必须严格按照爆破设计要求控制，记录试验数据。

爆后对现场爆破效果进行分析记录，如：不平整度合格率，残留炮孔痕迹保存率，1mm以上裂隙条数等，二处试验可作对比分析。

最后对初拟爆破设计参数进行修正或进一步确定预裂爆破方案。

预裂爆破效果，必须符合如下要求：残留炮孔痕迹保存率根据岩体地质情况的不同有不同要
求，相邻两炮孔间岩面的不平整度不大于15cm，孔壁表层不产生明显的爆破裂隙。

2) 爆前爆后纵波检测试验
测试目的：通过爆破试验测定爆前、后岩体内不同深度的纵波速度变化，来判断破坏范围，选择最优的爆破参数，采取有效的防护措施，保证施工质量，加快施工进度。

试验内容：纵波检测共分6 组 (每组3 孔)，单孔孔深6m，爆前由药包底部标高算起，向下每隔0.5m 测量一次水平方向纵波速度，一直测到孔底。

爆破后扫通原孔，在相同部位重复爆破前的测量，从而求出爆破前后纵波速度变化率，随深度的变化曲线图。

3) 边坡保护层开挖
边坡保护层开挖自上而下进行，设计边线预裂孔采用潜孔钻造孔，其余孔为手风钻造孔，非电毫秒导爆雷管微差爆破。

在不适宜用爆破方法挖除的地方，预留的保护层采用人工用风镐和撬挖相结合的方法挖除。

每层边坡开挖完后立即进行喷锚支护，以保证下一层的开挖安全顺利进行，然后再进行下一层的边坡开挖。

在造孔时严格控制钻孔角度，每开挖完一层，立即对坡面进行测量检查，如发现偏离设计开挖线，及时处理并达到设计要求。

(4) 岩石齿槽开挖
岩石齿槽最大顶宽17.1m，最小顶宽10.85m，最大底宽11.25m，最小底宽5m，深度6.2m。

开挖时先沿齿槽中心线用潜孔钻开挖出先锋槽，在边坡和底板预留保护层，预留的保护层按照保护层开挖的方法施工。

6.4 钻爆参数选择及爆破设计
6.4.1 基岩大面积开挖
基岩大面积开挖，采用CM351 潜孔钻机钻孔，导爆管毫秒微差爆破开挖。

根据开挖面是否有水分别采用2#岩石硝铵炸药及乳化防水炸药。

考虑边坡台阶高差，开挖分层厚度为5m 左右。

紧邻建基面一层的开挖时，严格控制钻孔孔底不能低于建基面以上3m 的高程。

为减少开挖爆破对基岩造成的震动，在爆破过程中严格控制最大单响药量。

根据我局承建***导流Ⅰ标岩石开挖施工经验取爆破参数见表6-2。

在先锋槽及齿槽开挖时单耗可适当扩大，初步定为0.5 Kg/m3。

爆破设计见《开挖开挖爆破设计图》。

岩石大面积开挖爆破参数表
表6-2
kg/
6.4.2 保护层以上一层的开挖
爆破采用浅孔密孔少药量导爆管毫秒微差爆破，并在现场做爆破试验，通过试验确定最佳爆破参数，以满足设计及施工要求，同时控制最大单响药量，使爆破对基岩的震动降低到最低点。

初拟爆破参数见表6-3，爆破设计见《开挖开挖爆破设计图》。

手风钻开挖爆破参数表
表6-3
6.4.3 岩石边坡的控制爆破
为了保持开挖出的岩石边坡基岩的完整性和开挖面的平整度，对边坡部位预留的1.5m 保护层采取手风钻造孔，预裂爆破的方法进行控制，爆破参数见表6-4，爆破设计见《开挖开挖爆破设计图》。

岩石边坡开挖爆破参数表
表6-4
kg/
6.4.4 齿槽开挖
齿槽开挖的先锋槽采用潜孔钻造孔，非电毫秒导爆破雷管微差爆破。

具体爆破参数见表6-5。

齿槽开挖爆破参数表
表6-5
以上爆破参数均需经现场爆破试验验证并做适当调整后再用于施工。

6.5 岩石支护施工措施
本标段内的岩石支护主要包括基础锚杆、北干电站左岸和隔墩坝段右岸混凝土喷锚支护及开挖边坡的临时支护。

6.5.1 喷射混凝土
6.5.1.1 喷混凝土施工程序
6.5.1.2 喷混凝土施工方法
按喷混凝土部位不同分为喷素混凝土和挂钢筋网喷混凝土。

喷射混凝土采用水泥裹沙法施喷，施工作业分段分层依次进行，每层边坡喷护自下向上进行。

喷射混凝土在保护层开挖完后立即进行。

喷射前，要清除开挖面的浮石、坡脚的石碴和堆积物，对岩石面使用压风进行全面清理，对于土质边坡在喷护前将边坡整平、压实，并按岩石基础开挖验收标准进行验收。

在指定部位挂钢筋网，并埋设检验钢筋条，然后用喷混凝土机分两层进行喷护，后一层在前一层混凝土终凝后进行。

自喷混凝土终凝后2小时开始洒水养护7 天以后进行验收。

喷混凝土混合料采用现场搅拌机按设计配合比配料、拌料。

为减少回弹，施喷前进行特性喷射试验，以进一步优化混凝土喷护料的配合比、调整喷射角度、喷射口与岩面之间距离、一次喷射厚度等参数。

6.5.2 锚杆施工
6.5.2.1 锚杆施工程序
水泥 砂 水 骨料
拌合
运输
喷锚机 喷头 受喷面
速凝剂 风
水
施工准备
测量定位
布孔
不合格钻孔验收
清孔
注浆
锚杆安装
抽检、验收
6.5.2.2 锚杆施工方法
(1) 钻孔
本标段锚杆主要为北干电站左岸边坡及隔墩坝段右岸边坡系统锚杆及随机锚杆。

系统锚杆深入基岩3m，采用手风钻钻孔，孔径42 mm。

所有锚杆孔位偏差不大于5cm，孔深偏差不大于5cm，孔向垂直于建基面。

钻孔完成后及时用风水管进行联合清孔。

(2) 注浆
注浆用水泥在使用前需检验，水泥供必须具有出厂合格证、质量等级必须满足国家标准。

水泥砂浆按设计配比试验合格后，按配比进行拌制，拌制的浆液在搅拌好后一小时内使用完，注浆前将锚杆孔用高压风冲洗干净，然后用注浆机将浆液注入孔内，注入的浆液必须占孔深的3/4 左右，以保证锚杆插入后的密实度。

(3) 锚杆安装
锚杆安装首先对锚杆用钢筋进行检验，其性能指标符合设计要求，并满足国家标准。

然后按设计长度下料制作。

在浆液注入完成后，采用人工进行锚杆安装。

安装完成后，在砂浆终凝之前不得敲击或拉拔以保证锚杆的质量不受影响。

6.6 土石方填筑
土石方筑填主要包括主副坝连接段、主厂房场前区、左岸上下游护岸墙后和其它填筑工程的施工，土石方挖填平衡见《土石方挖填平衡图》。

6.6.1 土石方填筑的现场生产性试验
土石方填筑工程开工前，根据监理工程师的指示，结合土石方的填筑施工进行生产性砂砾石碾压试验。

碾压试验必须根据较粗石料及较细石料在不同的分区分别进行，回填料不同区域铺料尺寸、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、铺料过程中的加水量、压实层的孔隙和干密度等试验。

根据所获得的试验成果确定填筑施工参数。

6.6.2 土石方回填程序
回填料开采 (可利用料的开挖) —→制备加工—→运输—→(铺垫支持层并辗压密实—→土工合成材料的铺设—→) 铺料—→碾压。

6.6.3 回填方法
6.6.3.1 土工合成材料的铺设
(1) 在施工前先进行拼接试验，取得合理的施工工艺及施工参数，并将试验成果报监理审批后再行施工。

(2) 土工合成材料铺设前后铺垫一层中细砂保护层，清除一切树根、杂草和尖石，保证铺设
面砾石垫层平整，并辗压密实。

土工合成材料运至现场后，根据铺设面的尺寸进行现场拼接。

(3) 拼接前对黏结面进行清扫，清除一切可能对黏结效果不利的污物，并使黏结面保持干燥。

(4) 土工合成材料的边裁剪整齐，保证有足够的地黏结宽度，在斜坡面上铺设土工合成材料，将高处的膜搭接在低处的膜面上。