华安县九龙江北溪华安段水利枢纽工程施工组织设计论文_郑凤

华安县九龙江北溪华安段水利枢纽工程施工组织设计论文_郑凤

福建省漳州市华安县水利局 福建省漳州市 363000

摘要:在进行水利水电工程初步设计时,要配合选坝工作,从施工导流,场内外交通,建筑材料,施工场区布置,主体工程施工方案,施工总进度安排等方面,对不同坝址不同坝型的枢纽方案进行技术经济论证,提出水利工程量,劳动力,主要建筑材料,主要施工机械设备,施工动力需用量等估算指标。

关键词:水利工程;施工组织;设计

一、绪言

九龙江,亦名漳州河,是福建省仅次于闽江的第二大河流,最早名"柳营江",因六朝以来"戍闽者屯兵于龙溪,阻江为界,插柳为营"故名。

九龙江由干流北溪和支流西溪、南溪汇合,过漳州在厦门港对岸注入台湾海峡,下游漳州平原是福建省四大平原之一。上游水流湍急,下游江宽水稳,可通航。九龙江干线长度258公里,流量446立方米/秒。

九龙江流域范围的坐标为东经116°47′~118°02′,北纬24°13′~25°51′,流域面积14741平方公里,约占福建省陆域面积的12%,涵盖12个县(市、区)。流域人口占全省人口总数的17%,经济总量约占福建省的 26.7% 。

华安县九龙江北溪华安段枢纽工程的开发任务是以发电为主,其效益以发电为主,兼顾航运的综合利用水利工程。

根据《水利水电工程等级划分标准》(SL252-2000)的规定和《防洪标准》(GB50201-94),查表2-1水利水电工程分等指标,确定本工程属I等大(1)型,通航船闸规模为V级。

二、施工条件

(一)施工条件

1、地理位置、对外交通及施工场地条件

(1)九龙江水利枢纽工程位于华安县境内的九龙江干流上,坝址距华安县城公路里程154km。

(2)华安县九龙江北溪华安段为五级航道,通航最大船舶300t级。本工程对外交通尚属方便。

(3)坝址上、下游两岸分布不对称的一级阶地,阶地最宽处约400m,一般为宽50m-100m。阶地高程21.0m-28.0m。坝址处5年一遇洪水位26.94m,由于两岸阶地高程均比较低,填高或修防护堤后可用于施工生产与生活设施的布置,坝址处附近右岸阶地面积比左岸要大,坝址上下游两岸阶地的范围基本满足施工营地布置。

2、水工枢纽布置及主要建筑物

九龙江水利枢纽工程是以发电为主兼顾航运等综合利用的枢纽工程,工程等级为Ⅰ等,主要建筑物级别为2级。枢纽由右岸发电厂房、河中19孔拦河水闸、左岸船闸、左右岸连接土坝及变电站等组成。电站装机6台,总装机容量为75MW, 单机额定容量12.5MW,主厂房尺寸为108m×21.9m(长×宽);拦河水闸每孔净宽14m,泄流前缘总宽317.5m;船闸闸室有效尺寸为(长×宽×门槛上最小水深)200m×14m×3m。

本工程主体工程量:土石方开挖110.47万m3,土石方回填56.88万m3,混凝土40.39万m3,浆砌石3.43万m3,干砌石0.86万m3。

3、施工特点

(1)本工程施工洪水峰高量大,如10年一遇的洪水流量为11381 m3/s,坝址处河床总宽约500m,采用分期导流方式较为经济合理。

(2)本河段水运货运量大,因此解决枢纽施工全过程通航问题是十分必要的。

(3)坝址两岸有较宽的阶地,但地面高程均比较低,可利用早期开挖弃渣填高或防护堤后作为施工营地布置。

(4)电站采用贯流式机组,其过水流道属大孔口框架结构,深切河床,纵向尺寸较长,开挖量大。

4、施工期间通航要求

九龙江为内河五级航道,据调查,汀江茶阳至坝址河段2001年的货运量约为90万t,货运种类主要为水泥,另有石灰石、煤。由于货运量大,因此施工期间原则上不允许断航。

5、主要水、电等供应

施工供水:生产、生活用水均抽取九龙江水,其中生活用水需作消毒净化处理。

施工供电:T接35kV线路至施工工地变电站,另外在工地设柴油发电机组作备用电源。华安县均有大、中型机械修配厂及汽车维修厂,可为施工提供修配加工服务。

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(二)自然条件

(1)河床分布冲积砂层,厚度15m~26m,上部中粗砂,下部为含卵石砾砂。

1)含砾粗砂:含细砾及少量2cm的卵石,干净。分布在河床冲积层上部,靠左岸顶面较高,且厚度较大,顶面高程14.1m~18m,底面高程6.2m~15.4m,厚度0.5m~10.2m。

2)含卵石砾粗砂:分选性差,不同位置卵石含量差别较大,一般含量在10%~60%之间。

(2)水文、气象

坝址以上集雨面积27503km2。九龙江流域属亚热带季风气候,受海洋性东南亚热带风暴影响很大,洪水主要由暴雨产生,4月~6月多为锋面雨,7月~9月多为台风雨。

华安水文站是离坝址较近的水文站。根据华安气象站至2018年资料统计:多年平均气温为21.4℃,一月份平均气温为13.2℃,最低气温为-0.5℃,七月份平均气温为28.4℃,最高气温为39.6℃;多年平均风速为2.0m/s,多年平均最大风速为15.6m/s,最大风速为22m/s,约九级,最多风向为西北;多年平均相对湿度为81%。

三、 施工导流和截流

1.施工导流

(1)导流标准

华安县九龙江水利枢纽按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)工程的等级定为Ⅰ等,工程规模为大(1)型。由于本工程为低水头闸坝型挡水建筑物(最大水头小于10m),非常洪水条件下,上、下游水位差较小,枢纽建筑物失事后对下游造成的损失或影响较小,建筑物可降低一级设计,即主要建筑物为2级,次要建筑物为3级,临时建筑物为4级。

根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL203-2004)的规定,本工程导流建筑物的级别为4级,相应土石导流建筑物的洪水重现期为20~10年,混凝土导流建筑物的洪水重现期为10~5年。本阶段选择10年一遇洪水作为本工程施工导流设计洪水标准。

(2)导流时段划分

依据河道水文资料分析,10月~翌年3月为枯水季,4~9月为汛期。本工程不同频率(时段)洪峰流量见表1-1。

按照本工程建筑物的高度(拦河水闸高22.5m)、基础处理及砼浇注工程量情况,一个枯水期内可完成基坑内拦河水闸及船闸的主体工程施工。由于厂房工程开挖深度较深、混凝土浇注量相对较大,其工作面相对较窄,且工序复杂、穿插交叉工种多,因此厂房工期是本工程控制工期。本工程施工导流时段选择如下:厂房采用全年挡水围堰;拦河水闸及船闸采用枯水时段挡水围堰。

(3)导流流量

根据上述导流标准及导流时段的划分,厂房围堰全年挡水,10年一遇洪水流量为11381m3/s;拦河水闸及船闸的施工导流流量,根据可研设计成果,本阶段又重点分析比较了10月~4月,10月~3月2个时段,以分期导流方式进行比较,从满足过流能力、堰前水位壅高不太大、围堰工程量适中、基坑的有效施工期较长、施工进度要求等方面考虑,经比较,选择10~3月作为枯水期的施工导流时段,其相应的导流流量为5440m3/s。

2.截流

(1) 截流设计标准

根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL252-2000)及《水利水电工程施工导流设计导则》(DL/T5114-2000)的规定,本工程河道截流安排在第2年9月下旬,截流流量选择5年一遇旬平均流量Q=1181m3/s,相应坝址下游原河床水位为18.60m。

(2)截流方式的选择

根据规范的建议及截流水力计算的结果,本工程的截流方式选定为“平抛护底,单戗立堵”。河道实施截流时,河水由左岸11孔拦河水闸泄流。截流施工采用自右岸左向单戗立堵进占的截流方案,戗堤合龙于纵向围堰(一期基坑内建成)上游端。截流之初,需对二期上游横向围堰相接处位置进行裹头妥善保护。

(3)截流水力计算

河道截流安排在第2年9月下旬。

结论

根据本工程枢纽建筑物布置集中及分布左岸、右岸两期施工的特点,结合坝址附近可利用的施工场地条件,施工生产、生活临时设施集中布置于坝址上、下游两岸阶地。根据施工材料物资的流向,在尽量避免二次倒运的情况下,一、二期的施工临时设施尽量结合使用,以减少临建费用和施工占地。

参考文献

[1]梁思成.《水利水电工程等级划分标准》 百花文艺出版社,2016.

[2]易水.水利水电工程的创造与整合 时代建筑,2018.

作者简介

郑凤,性别:女,学历:本科,单位:福建省漳州市华安县水利局。

论文作者:郑凤

论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期

论文发表时间:2020/1/6

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