燕麦地水库：美丽景色与自然生态的完美融合

8.1.1.1 施工条件

1.工程条件

(1)工程概况及对外交通条件。燕麦地水库集水面积15.6km2。水库于1969年动工,1972年完工,最大坝高30m,总库容269.9万m3。水库枢纽包括大坝、右岸开敞式溢洪道、坝下输水涵洞。燕麦地水库工程规模为小(1)型,工程等别为Ⅳ等,其主要建筑物级别为4级、次要建筑物为5级。

坝址距离鲁甸县约80km,当地现有道路较差,尤其是靠近坝区的道路。对外公路位于左岸上游,水库高水位运行时宜被淹没。工程管理人员、物资及机械设备进出困难。

(2)主要施工内容及工程量。本次除险加固主要内容包括：①对坝体进行加固处理；②对坝体进行整体防渗处理；③新建输水涵洞,废除原坝下输水涵洞。

除险加固工程土石方总开挖12955.6m3、土石方总填筑26670.0m3、混凝土浇筑总量2821.8m3、砌石3746.0m3、钢筋195.1t、复合土工膜13221m2。

(3)主要建材供应。工程所需的主要建筑材料有水泥、钢材、木材等,因施工现场距鲁甸县较近,在工程建设期间,上述物资均可由当地建材市场购买。

工程区内石料、土料丰富,质量满足需要,可就近开采。混凝土粗细骨料可由附近生产企业供应成品料。

(4)施工供水、供电条件。该工程附近有村庄和水库管理所,施工生产用水可自行抽取河水处理后使用,生活用水有条件时结合当地饮水方式解决,否则可拉水使用。施工供电考虑从当地农用网电引接,距离约2.5km。

2.自然条件

(1)水文气象。燕麦地水库位于金沙江一级支流牛栏江的右岸支流黑石小河上,行政区划属昭阳区大山包乡老树林村,地理坐标东经103°20′32″,北纬27°20′05″。燕麦地水库集水面积15.6km2,河长5.15km,主河道平均比降52.0‰。

流域气候为高原季风气候,干湿季节分明,多年平均降水量1200mm左右,降水量集中于6—10月,占年降水量的85%以上。多年平均径流深600mm,多年平均水面蒸发量1000mm,干旱指数1.0,属当地高降水与高径流且阴雨天气多的高寒山区。

流域的暴雨受台风外围的影响,因高原上空水汽含量有限,其暴雨的量级居于全国较低水平。流域暴雨以单日雨型为主,雨量大部分集中于6h之内。洪水由暴雨产生,洪水过程为陡涨陡落的尖瘦洪水过程,历时在24h之内。

根据水文计算结果,燕麦地水库设计洪水成果见表8.1-1。

表8.1-1　燕麦地水库设计洪水成果表

(2)地形地质。坝址区所在河谷近南北向,坝址为不对称“V”形谷。河底高程2744.00m,河宽120m；左岸坡顶高程2835.30m,高差91.3m,斜坡至陡地形,坡度20°～40°；右岸坡顶高程2813.30m,高差69.3m,缓坡地形,坡度10°～20°。

紧靠右坝肩下游78～135m处有一冲沟,走向近东西向,与主河道交角近于垂直；冲沟断面呈“V”形,沟深5～8m,底宽2～3m,岸坡30°～45°,局部为陡坎；冲沟内有常年性流水。

坝址区的岩层为单斜构造,产状为N30°～40°E,倾向SE,倾角8°～15°。坝址区未见其他断层及褶皱形迹,但节理裂隙较为发育；主要节理有两组,产状为：①N40°～50°W,SW∠73°～88°；②N46°～80°E,NW∠67°～84°。

3.施工特点

该除险加固工程施工是在原有的水库大坝上进行施工,为此必须一边低水位运行一边施工,在施工时间上会受到一定限制,因此应合理安排施工进度,要协调好施工时段与水库泄水两者关系。

8.1.1.2 施工导流

1.导流标准

燕麦地水库除险加固工程主要是对大坝进行加固、防渗处理,同时修建了1条新的输水涵洞,将原输水涵洞废除。为了保证施工期间能够干地施工,施工前应首先放空水库,施工期必须解决好施工导流问题。

燕麦地水库工程规模为小(1)型,工程等别为Ⅳ等,主要建筑物为4级,根据《水 利水电工程施工组织设计规范》(SL 303—2004)规定,导流临时建筑物级别为5级,相应的土石类导流建筑物设计洪水标准为重现期10～5年。

因缺乏5年、10年一遇设计洪水资料,根据其他水库规模及导流工程标准,按照工程类比,该工程采用10年一遇设计洪水标准。参照其他水库及该工程30年一遇洪水资料,估算10年一遇设计洪水流量取30m3/s。

2.导流方式

因燕麦地水库改建工程需要修建1条新的输水涵洞,将原输水涵洞废除,故施工期间可以利用清淤后的原输水涵洞过流,在新的输水涵洞进口前段预留岩坎或在局部修建土石围堰临时挡水,待输水涵洞完成后将其拆除。

对于大坝上游坝脚处的基础防渗处理,水库淤积平台高程为2762.10m,低于施工期水位2766.70m,为了保证干地施工,需要修建临时挡水围堰。

故该工程推荐利用围堰一次截断,清淤后采用原输水涵洞导流的导流方式。

3.导流建筑物设计

导流期间利用原有输水涵洞过流,对于新的输水涵洞施工和大坝上游坝脚处的基础防渗处理,需修建土石围堰或预留岩坎挡水,故该工程导流建筑物仅为输水涵洞前的施工临时围堰。为保证泄水通畅,加大输水能力,应对输水涵洞内清淤。

围堰采用均质土围堰,由土石混合料堆筑而成。围堰前水位为2765.00m,超高0.7m,即堰顶高程2765.70m；围堰堰顶宽2m,最大高度1.7m,围堰背水面边坡1:1.5,迎水面边坡为1:2.0。

燕麦地水库施工导流建筑物工程量见表8.1-2。

表8.1-2　燕麦地水库施工导流建筑物工程量表

4.导流工程施工

围堰土石混合料筑料采用5t自卸汽车运输至工作面,59kW推土机铺筑、碾压。待新的输水涵洞完成后将人工拆除。

8.1.1.3 料源选择与开采

调查工程附近料源情况,根据工程混凝土骨料、石料、土料的用量,确定砂石料以购买附近质量满足要求的生产企业的成品料为宜,不考虑自采。坝区附近石料、土料料场质量储量可满足要求,选择自采方式供应。土料开挖采用1m3挖掘机挖装,5t自卸汽车运输至填筑工作面,运距约1.0km。石方开挖采用手风钻钻孔,人工装炸药爆破,用1m3挖掘机挖装,5t自卸汽车运输至填筑工作面,运距约1.0km。

8.1.1.4 主体工程施工

为了减少河水对施工干扰,保证施工质量、进度与安全,施工单位应严格按照有关技术规范、规程,合理安排、精心施工。主要施工方法如下。

1.土石方开挖、回填

土方开挖采用1m3挖掘机挖装,5t自卸汽车运输至附近堆土场或弃渣场。石方开挖采用手风钻钻孔,人工装炸药爆破,用1m3挖掘机挖装,5t自卸汽车运输弃渣,运距1.0km。

坝体土方填筑属于常规施工,土料首先利用原坝开挖土方,不足部分从料场采运符合质量指标要求的土料,用5t自卸车运输至坝作业面,59kW推土机推平,平铺厚度0.5m左右,使用小型平碾进行压实,搞好层间结合及施工段落之间的结合。机械无法压实的部位,用打夯机压实,碾压干容重应达设计要求。

2.复合土工膜铺设

首先按设计要求选购土工膜材料。在进场时由检测机构按《聚乙烯(PE)土工膜防 渗工程技术规范》(SL/T 231—1998)标准进行物理力学性能检测,在土工膜的物理力学性能达到规范要求后方可进场入库,其运输和贮存应符合有关规定。施工前应对坝坡进行整修,按设计坝面修整平顺、光滑,验收合格后方可进行下道工序。在铺设开始后,严禁在可能危害土工膜安全的范围内进行开挖、凿洞、电焊、燃烧、排水等交叉作业。

主坝坝坡土工膜采用人工铺设,方向为顺坝轴向。施工工艺应按以下顺序进行：铺设→剪裁→对正、搭齐→压膜定型→擦拭尘土→焊接试验→焊接→检测→修补→复检→验收。焊缝搭接面不得有污垢、砂土、积水(包括露水)等影响焊接质量的杂质存在,否则应用干纱布擦干、擦净膜面。铺设时,土工膜应自然松弛并与支持层贴实,不宜褶皱、悬空。施工中应及时清理膜下土料中的各种有害尖锐物体,严禁扎破土工膜。工作人员严格按操作规程施工,不得将火种带入施工现场；不得穿钉鞋、高跟鞋及硬底鞋在复合膜上踩踏。车辆等机械不得碾压一布一膜膜面及其保护层。

宜在气温5～35℃、风力4级以下并在无雨天气进行土工膜施工。铺设完毕、未覆盖保护层前,应在膜的边角处每隔2～5m放1个20kg、40kg重的砂袋压边。铺膜速度与砂砾垫层及干砌石施工相对应。检测、修补、复检、验收等程序都应该按《聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范》(SL/T 231—1998)的要求去做。

3.干砌石护坡施工

护坡施工时应先进行人工整坡。整坡完成后,先铺设砂砾石垫层,人工洒水、夯实,砂砾石垫层合格后可进行上游护坡砌石施工。砌石用石料应质地坚硬,不易风化,无剥落层或裂纹,其基本物理力学指标应符合设计规定。

4.混凝土施工

混凝土浇筑前,应详细检查仓内清理、模板、钢筋、预埋件、永久缝及浇筑前的准备工作,并经验收合格后方可浇筑。混凝土采用0.4m3搅拌机拌和,机动翻斗车运输。底板混凝土由机动翻斗车直接入仓,平板式振捣器振捣密实,混凝土从一端向另一端浇筑,采用斜层浇筑法依次推进,一次成型,中间不留施工缝。边墙、顶拱、板梁、防浪墙等其他部位混凝土采用组合钢模立模浇筑混凝土,采用QY8型汽车起重机吊运1m3吊罐入仓,插入式振捣器振捣密实。

5.浆砌石施工(www.xing528.com)

砌石工程应在基础验收合格后方可施工。砌石用石料应质地坚硬,不易风化,无剥落层或裂纹,其基本物理力学指标应符合设计规定。块石由1m3挖掘机挖装、5t自卸汽车运输至工地后,堆存于指定地点,然后由人工按设计要求砌筑。浆砌石用水泥砂浆,采用0.4m3砂浆搅拌机就近在使用地点拌和,人工胶轮架子车运输。

6.金属结构安装

该工程金属结构安装工程有闸门、启闭机等。钢闸门和启闭机制作与安装应符合《水 利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》(DL/T 5018—1994)和《水利水电工程启闭 机制造、安装及验收规范》(DL/T 5019—1994)的有关规定。

闸门由加工厂运至安装现场,在门槽部位搭设拼装平台,进行组装,然后用汽车起重机吊装。启闭机安装时应全面检查各部位总成和零部件,并符合相关规定。构件安装的偏差应符合设计和规范要求。

8.1.1.5 施工总布置

1.场内外交通

坝址距离鲁甸县约80km,当地现有道路较差,尤其是靠近坝区的道路。对外公路位于左岸上游,水库高水位运行时宜被淹没。工程管理人员、物资及机械设备进出困难。

坝后道路和右坝肩现有路可作为场内主要施工道路,另需新建通往坝前河床、渣场等临时施工道路,总长约2.0km。上述道路路面宽度6m、碎石结构。

2.施工工厂设施

由于该工程项目单一、施工期短,混凝土骨料均从当地采购,施工工厂设施应该减少种类,缩小规模。根据工程施工需要,主要施工工厂设施有：混凝土拌和站,综合加工厂,机械停放场,风、水、电系统及工地仓库。

(1)混凝土拌和站。混凝土浇筑总量约2821.8m3,根据施工进度安排及结构施工特点,混凝土最大浇筑强度为8m3/h,工程规模较小,工程布置比较集中,因此选用1台0.4m3混凝土搅拌机拌制混凝土。混凝土拌和站占地900m2。

(2)综合加工厂。综合加工厂包括钢木加工厂、混凝土预制厂等。混凝土预制件有条件时,可考虑利用当地企业生产。综合加工厂占地700m2。

(3)机械停放场。该工程离县城较近,可提供一定程度的修理服务。在满足工程施工需要的前提下,本着精简现场机修设施的原则,工地仅设机械停放场,承担机械的停放和保养。机械停放场占地面积500m2。

(4)风、水、电系统。该工程石方开挖、混凝土凿除等需用到风钻风镐等用风设备,其用风量较小,宜选用小型移动式空压机供风为宜。经估算,高峰用风量约18m3/min,选用3台6m3/min移动式空压机分散供风。

施工区用水地点分为两处：①主体施工区；②施工工厂及生活区。各自的高峰用水量都不大,分别估约5m3/h、8m3/h,共计13m3/h。可采用输水涵洞出口下泄水流作水源,就近各施工区附近各修建20m3蓄水池供水。生活用水需经处理后方可使用。

施工用电高峰负荷估约200kW,可由附近网电接入,距离约2.5km,以单回路10kV架空线路引入,工区内设额定容量约250kVA的10/0.4kV变压器1座。条件不具备时采用柴油发电机自行发电。

(5)工地仓库。设置满足使用要求的简易仓库,用于存放施工所用物资器材,邻近综合加工厂布置,建筑面积100m2。

3.施工总布置

(1)布置原则。坝址处于山沟出口,坝后地势平坦,全部为耕地,场地条件较好,距离近、利用方便。施工场区布置遵从以下原则。

1)方便生产生活、易于管理、经济合理。

2)施工布置紧凑,节约用地,取土和弃渣尽量少占或不占耕地。

3)尽量临近现有道路,减少施工道路工程量。

(2)生产生活设施布置。根据坝区地形、交通情况等因素,将施工工厂设施(混凝土拌和站、综合加工厂、机械停放场、仓库等)和办公生活区集中布置在右坝肩处的平地上。

燕麦地水库加固施工区主要生产、生活设施规模见表8.1-3。

表8.1-3　燕麦地水库加固施工区主要生产、生活设施规模表　单位：m2

(3)弃渣规划。该工程主体工程土石方开挖12955.6m3、清基清坡8272.0m3、围堰拆除1500m3。主体工程开挖料考虑利用723.0m3,其余全部作为弃渣。经计算,该工程总弃渣20505.6m3。根据弃渣量和场地条件,经规划拟在坝址上游左岸布置1处渣场,占地面积为4101m2。

4.施工占地

该工程为除险加固,永久工程无新增占地。施工临时占地包括生产生活设施、料场、渣场、道路等,共76.89亩。场内新建临时道路宽6m,平均占压宽按10m计。燕麦地水库加固施工占地面积见表8.1-4。

表8.1-4　燕麦地水库加固施工占地面积汇总表

8.1.1.6 施工总进度

1.编制原则及依据

该水库除险加固工程包括挡水大坝除险加固、新建涵洞等项目的施工。由于工程规模较小,施工时以小型机械为主,配合人工施工。为了实现除险加固的目标,施工时应合理组织施工、加强管理。

编制本进度的主要依据为水利部编制的有关定额,根据工程特点和选用的施工方法及相应的施工机械,参照已建类似工程的资料,分析确定机械生产率,以期使施工进度经济合理。

2.施工总进度计划

该工程施工总进度主要包括：准备工程、导流工程、大坝加固工程、新建涵洞工程、新建溢洪道工程以及旧涵洞封堵工程,施工总工期8个月。考虑工程导流度汛要求,枯水期进行新建涵洞以及大坝上游坡施工,汛期进行下游坡施工。

(1)准备工程主要进行场内道路建设及场地平整,风水电设施建设,施工临时住房以及施工工厂设施建设等,拟安排在第一年3月施工。

(2)导流工程施工项目为围堰填筑以及土工膜铺设,拟安排在第一年3月下旬至4月上旬施工,共完成围堰填筑1500m3,输水涵洞清淤2200m2。

(3)大坝加固工程主要包括岸坡清基及挂网喷混凝土、上游清基及回填、复合土工膜铺设、砂卵石垫层及干砌石施工、高压定喷防渗墙施工、下游排水棱体施工、下游护坡、排水沟以及坝顶道路施工等。上游坝坡及岸坡施工安排在第一年4—7月,共完成土石开挖8873m3,土方回填11725m3,碎石垫层1821m3,干砌石护坡2409m3。下游坝坡施工安排在第一年7—10月,主要完成清基和下游棱体排水拆除4074m3,土方回填11112m3,耕植土填筑3333m3,排水棱体1485m3。

(4)新建涵洞工程主要包括坝体及基础土石方开挖、混凝土浇筑、金属结构安装以及土石方回填等。拟安排在第一年4月初至7月中旬施工,共完成土方开挖2546m3、混凝土浇筑1061m3。

(5)新建溢洪道工程主要包括基础石方开挖、混凝土浇筑以及土石方回填等。拟安排在第一年4月初至5月上旬施工,共完成石方开挖3889m3,混凝土浇筑1369m3。

(6)旧涵洞封堵安排在新建涵洞完成后进行,安排在第一年7月上旬封堵。

主要施工技术指标见表8.1-5。

表8.1-5　主要施工技术指标表

8.1.1.7 主要技术供应

1.主要建筑材料

工程所需主要建筑材料包括混凝土骨料约3950.0m3、砂砾石料约2272.0m3、块石料约3746.0m3、水泥约1128.9t、钢材约195.1t、木材约15m3、土料约32946m3。

2.主要施工机械设备

根据施工进度表中各项工程施工时间,确定施工机械设备数量。其主要施工机械设备数量详见下表8.1-6。

表8.1-6　主要施工机械设备数量统计表