水利工程施工课件

绪 论
2001年12月27日小浪底水利枢纽主体工程全部完工。
绪 论
小浪底工程的挑战性施工技术
（1）施工机械
• 由于国际承包商的参与，在施工中选用了大量国际最先进的施工机 械设备，如：65吨世界顶级自卸卡车、10立方米装载机和6立方米 挖掘机、罗泰克塔带机等，推动了国内施工技术的进步和施工机械 的发展。
216.5
272.7
540
三板溪
2001
2006
清水江
锦屏
贵州
砼面板堆石坝
186
40.94
100
瀑布沟
2003
2009
大渡河
汉源、甘洛
四川
心墙堆石坝
186
0.051
330
三峡
1993
2010
长江
宜昌
湖北
砼重力坝
181
393
1820
洪家渡
2000
2006
六冲河
黔西
贵州
Baidu Nhomakorabea
砼面板堆石坝
179.5
49.25
60
绪 论
一、水利工程施工技术的发展和展望 1、悠久的历史和成就
不仅在规划设计取得成 就，在施工技术方面也
绪 论
• 公元前250多年修建的都江堰 • 黄河大堤、钱塘江海塘等
有创造，如鱼嘴与飞沙 堰的卵石砌护，该施工 方法沿用至今。
• 特点：人力施工
2、成果累累的现代
绪 论
• 原因：科学技术的发展， 新型建筑材料的出现， 大型专用施工机械的研制与改进 • 特点：由传统的人力施工转向机械化施工 • 时间：工业发达的国家从20世纪30年代， 而我国从50年代以开始
导流洞衬砌钢筋台车
（3）预应力锚索岩体加固
• 为把破碎的岩层和“千层饼”一样的地质结构，像“纳鞋底”一样 加固起来。 • 工程一共安装25～50m长的预应力锚索1290根，创下锚索使用量国内 工程之最。
绪 论
排沙洞锚索张拉 施工 洞群出水口高边坡锚索施工
（4）岩壁吊车梁
• 地下厂房布置2台500T、最大轮压80T的桥吊。使用岩锚吊车梁技 术，梁长220m，梁宽1.85m，梁高2.53m。在如此破碎岩体中使用 大吨位岩锚吊车梁在国内尚属首例。
（2）土石方工程
中国三峡水利枢纽土石方年最 大开挖强度高达4400万m3
绪 论
• 开挖强度大幅提高
• 各种复杂的、高陡边坡治理问题 • 复杂地质条件下的大型地下厂房开挖与衬砌支护
这些问题的解决，除高施工机械化程度和水平外，还采 用了许多新技术：如在爆破方面，经常采用预裂爆破，光 面爆破等；在岩石支护方面，广泛采用锚洞、锚杆、锚桩、 预应力锚固等
2000
2006
忠建河
宣恩
湖北
拱坝
134
3.36
10.2
百色
2001
2006
右江
百色市
广西
碾压砼重力坝
130
56.6
54
街面
2003
2006
尤溪
尤溪
福建
砼面板堆石坝
126
10.85
30
冶勒
2001
2006
南桠河
石棉
四川
沥青砼心墙堆石坝
126
2.98
24
藤子沟
2002
2006
龙河
石柱
重庆
双曲拱坝
117
2、成果累累的现代（续）
（1）施工导流工程
绪 论
• 各种大流量条件下导流建筑物（围堰、明渠、导流 洞、底孔等）的修建、拆除与封堵。 • 施工期通航 当今世界上最大规模的中国三峡水利枢纽导流明渠 （长3410m，宽350m） 导流设计流量83700m3/s 二滩水电站最大过流段面17.5m×23m的导流洞
1.93
7
芭蕉河
2002
2006
芭蕉河
鹤峰
湖北
砼面板堆石坝
115
0.99
3.4
水牛家
2003
2006
火溪河
平武
四川
粘土心墙碎石堆石坝
114
1.4
70
恰甫其海
2002
2007
特克斯河
巩留
新疆
粘土心墙堆石坝
111
16.8
32
双沟
2002
2006
松江河
抚松县
吉林
砼面板堆石坝
109.7
3.9
28
云鹏
2003
绪 论
导流明渠截流过程 导流明渠截流后全景
绪 论
（三峡水利工程）三期工程 • 修建三期碾压混凝土围堰，拦断导流明渠。三期围堰与混 凝土纵向围堰形成三期基坑。 • 基坑内修建右岸大坝和电站。 • 三期导流期间，江水经由泄洪坝段的永久深孔和22个临时 导流底孔下泄，船舶经永久船闸通行。
• • • • 2004年7月8日，双线五级船闸通过验收，正式通航。 2005年9月16日，左岸电站9号机组并网发电。 2006年5月20日，大坝全线建成，达到海拔185m设计高程。 2006年6月6日，三期上游碾压混凝土围堰爆破拆除，三峡工程全线 挡水蓄水（天下第一爆）。
（4）混凝土工程
※70年代，乌江渡、灰岩 ※80年代，二滩、正长岩 ※90年代，三峡：花岗岩，
规模最大人工砂石料系统
绪 论
• 人工砂石料系统逐步取代天然砂石料系统，并不断 发展 • 混凝土综合机械化施工水平不断提高 • 混凝土碾压筑坝技术不断发展
80年代开始，大渡河上的铜街子用在围堰上； 86年坑口大坝运用取得成功，逐步得以运用。 至2001年我国开工的龙滩碾压混凝土坝初期达192m高，后 期建成坝高已达216.5m。
绪 论
·2005年前：建成100m以上大坝约84座 ·2005年后：已开工100m以上大坝24座 （如下表1统计）
2005年后建成 年后建成100m以上大坝 年后建成 以上大坝
开工年份 坝名 建成投产 河流 最近的 城市县 省市区
库容（ ）；装机容量 装机容量（ 库容（108m3）；装机容量（万kw） ）
绪 论
罗泰克塔带机
（2）导流洞衬砌施工
• 小浪底导流洞采用了目前世界上最先进的双圈环绕无粘结预应力锚 索技术，成功地解决了薄覆盖层的地下洞室群密集分布与高水头压 力对洞室承压要求的矛盾，填补了国内空白。
绪 论
• 导流洞完成使命后，改为永久性排沙泄洪洞。
3条直径为14.5m的导流洞混凝土衬砌 安装现场，采用先进的钢筋台车、 钢模台车长龙施工
2007
南盘江
泸西
云南
粘土心墙堆石坝
100
3.74
1.8
总之，
绪 论
• 随着科学技术的发展，水利工程建设中的新设备、 新的施工方法、新工艺、新材料等不断出现和更新 • 施工经验的日益积累 • 施工管理体制的进一步改革 为水利工程施工展示了广阔的前景
二、水利工程施工特点及内容 1、施工特点
绪 论
（1）需采取专门的施工方法和措施 ）
最近的 城市县
库容（ ）；装机容量 装机容量（ 库容（108m3）；装机容量（万kw） ）
坝名
开工年份
建成投产
河流
省市区
坝类型
坝高（ ） 坝高（m）
库容
装机容量
瓦屋山
2003
2007
周公河
洪雅县
四川
砼面板堆石坝
140
5.45
35
公伯峡
2001
2006
黄河
循化、化隆
青海
砼面板堆石坝
139
6.2
150
洞坪
绪 论
小浪底水利枢纽
位于黄河干流最后一个峡谷出口处，上距三门峡水利枢 纽130公里，下距黄河花园口128公里，可控制黄河92.3%的 流域面积、90%的水量和近100%的泥沙。其是黄河治理的最 关键性工程。 小浪底工程1994年主体工程动工，2001年工程竣工。
绪 论
小浪底水利枢纽全景
• 小浪底水利枢纽由大坝、泄洪排沙建筑物系统、引水 发电建筑物系统等组成。
（3）地基处理工程
为高坝水库防渗、高 压输水道围岩的结构 稳定和渗流稳定提供 了保证
绪 论
• 中国高压水泥灌浆技术的成功运用 • 各类防渗墙技术发展也很快 世界上最深的防渗墙已达131m。 小浪底施工中的混凝土防渗墙深度达82m。 • 另外沉井、抗滑桩和振冲加固技术的运用也用于一 些特殊要求的地基处理
水利工程施工（construction of hydro-project）： ）：
绪 论
• 即按照水利工程设计内容和要求进行的建筑与安装 工程。 • 其全过程都直接与水密切相关联 • 其与当地的地形、地质、水文、气象、施工环境等 密切相关
三峡水利工程全景
长江三峡水利枢纽，是当今世界上最大的水利枢纽工程。 它位于长江西陵峡中段，坝址在湖北省宜昌市三斗坪, 并和其 下游不远的葛洲坝水电站形成梯级调度电站。
绪 论
三峡水利枢纽布置
• 从左岸至右岸：左岸非溢流坝段2、五级船闸坝段、左岸非溢 流坝段1、升船机坝段、左岸电站坝段、左导墙坝段、泄洪坝 段、右岸电站坝段、纵向围堰坝段（右导墙坝段）、右岸非 溢流坝段、右岸地下厂房（山体内）。
绪 论
绪 论
（三峡水利工程）一期工程 • 利用中堡岛修建一期土石围堰围护右岸叉河。 • 一期基坑内修建导流明渠和混凝土纵向围堰。同时，在左 岸岸坡修建临时船闸、左岸电站一期。 • 江水及船舶仍从主河槽通过。
爆破瞬间 围堰倒塌瞬间
三峡工程的分阶段蓄水
☞ 三峡库区水位的变化可划分为四个阶段： • 第一阶段 ：1997年11月，大江首次截流，长江水位将逐 步上升至66m高程，江水沿导流明渠下泄。 • 第二阶段：2002年11月导流明渠截流后，大坝开始挡水， 水库将逐步蓄水，水位逐步提高到135米高程。此阶段通 过导流底孔泄水。 • 第三阶段：2005年10月，导流底孔封堵，大坝全面挡水， 水位将逐步提高到150米高程。 • 第四阶段：2009年，工程全面完工，经过20至30年的运 行，其蓄水水位最终达到175米，每年将有近30米的变幅。
滩坑
2003
2008
小溪
青田县
浙江
砼面板堆石坝
161
35.3
60
吉林台
2001
2006
喀什河
尼勒克
新疆
砼面板堆石坝
157
25.3
46
紫坪铺
2000
2006
岷江
都江堰
四川
砼面板堆石坝
156
11.12
76
龙首二级
2002
2006
黑河
张掖
甘肃
面板堆石坝
147
0.86
15.7
2005年后建成 年后建成100m以上大坝 （续） 年后建成 以上大坝
水利工程承担挡水、蓄水和泄水等任务，因而对水工 建筑物的稳定、承压、防渗、抗冲、耐磨、抗腐蚀等 性能都有特殊要求，需按照水利施工的技术规范，需 2）需采取专门的地基处理措施 ） （2采取专门的施工方法和措施，确保工程质量。 水利工程对地基的要求比较严格，工程又常处于地质 条件比较复杂的地区和部位，处理不当留下隐患，难 于补救，需采取专门的地基处理措施。
绪 论
个两级出水消力塘。均布置在左岸。 其特点为水工建筑物布置集中，形成蜂窝状断面，地 质条件复杂，混凝土浇筑量占工程总量的90%，施工中大 规模采用新技术、新工艺和先进设备。
引水发电建筑物系统 也布置在枢纽左岸。包括6条发电引水洞、地下厂房、 主变室、闸门室和3条尾水隧洞。厂房内安装6台30万kW 混流式水轮发电机组，总装机容量180万kW，
坝类型
坝高（ ） 坝高（m）
库容
装机 容量
小湾
2002
2012
澜沧江
凤庆、南涧
云南
抛物线型砼双曲拱坝
292
151.3
420
水布垭
2000
2009
清江
巴东
湖北
砼面板堆石坝
233
45.8
160
构皮滩
2003
2013
乌江
余庆县
贵州
砼重力拱坝
232.5
64.51
300
龙滩
2001
2010
红水河
天峨
广西
碾压砼重力坝
绪 论
绪 论
小浪底水库大坝 • 拦河坝为“壤土斜心墙堆石坝” 。最大坝高160m，坝 顶长1667m，坝体方量5185万m3。 • 大坝防渗系统以坝基垂直混凝土防渗墙为主要防渗帷 幕；利用黄河泥沙淤积形成上游天然铺盖，作为辅助 防渗防线。
泄洪排沙建筑物系统 包括10座进水塔、3条导流洞改造而成的孔板泄洪洞、 3条排沙洞、3条明流泄洪洞、1条溢洪道、1条灌溉洞和3
绪 论
左岸电站基坑开挖
左岸电站一期工程破土动工
左岸电站建设过程中
• 1997年11月8日，大江截流成功。
截流前夜
绪 论
大江截流（稳步推进）
大江截流（龙口合龙在望）
（三峡水利工程）二期工程
• 修建二期上下游横向围堰，与混凝土纵向围堰形成二期基坑。 • 进行河床泄洪坝段、左岸电站坝段和左岸电站的建设。同时， 在左岸修建永久通航建筑物。 • 二期导流期间，江水经导流明渠下泄，船舶经导流明渠或临 时船闸通行。 2002年5月1日，三峡二期工程上游围堰破堰进水。 2002年10月26日，三峡二期大坝全线封顶。 2002年11月6日，三峡工程导流明渠截流成功。
（5）快速施工与质量控制
绪 论
• 施工工期缩短 • 质量逐步提高 二滩水电站 （拱坝高240m，大型地下厂房装机 3300MW，地形险峻，地质复杂，施工难度大 ）： 1991年11月主体工程开工， 1998年8月～11月第一批2台机组相继并网发电， 工程质量优良。
3、水利水电工程施工的进展与展望 水利水电工程施工的进展与展望 ·1980年前：100万kw水电站仅一座（刘家峡） ·2000年前：100万kw水电站18座（二滩330Mw）
1994年9月12日，开工炮响起， 小浪底水利枢纽主体工程正式开工建设。
绪 论
1996年发电厂地下厂房开挖时的情景。
绪 论
1997年10月28日上午10时28分， 小浪底水利枢纽截流顺利实现围堰合龙。
绪 论
1999年7月12日，第1台30万kW发电机定子吊装。
绪 论
2001年12月27日，6台机组全部投产发电。