抽水蓄能电站工程上水库主坝施工方案

抽水蓄能电站工程上水库主坝施工方案 1.1主要工程量 上库主坝为混凝土重力坝，典型断面如下图所示 坝顶宽度7m，坝顶长度107.0，坝顶高程737.5m，最大坝高42.5m。0+44至0.65处设2孔溢流坝段。坝内有交通洞。两把头基岩处设观测房，分为5个坝段，宽度20至24米。主要工程量如下表： 编号 项目名称及内容 单位 工程量 备 注 1 上水库主坝工程 　 　 　 2 主坝 　 　 　 3 土方明挖 　 　 　 4 主坝土方明挖 m3 1144 　 5 石方明挖 　 　 　 6 石方开挖 m3 100654 　 7 石方槽挖 m3 1455 　 8 地下洞室开挖 　 　 　 9 石方洞挖 m3 1073 3.5x4.5，城门洞型 10 固结灌浆钻孔 m 2409 孔距3m,坝基平台部位深度5m,岸坡斜坡段浆深度10m 11 帷幕灌浆钻孔 m 3239 单排，间距2.0m，遇断层破碎带加密为1.0m或设2排 12 混凝土工程 　 　 　 13 C9020W6F100 二级配 m3 6097 常态砼 (上游防渗层)， 掺20～30%的I级粉煤灰 14 C9020W6F100 二级配 m3 3600 常态砼 (基础)， 掺20～30%的I级粉煤灰 15 C9015W4F100 三级配 m3 29929 常态砼 (坝体内部)， 掺30～40%的I级粉煤灰 16 C25W6F100 二级配 m3 2753 常态砼 (溢流面)，掺10～15%的I级粉煤灰 17 C25W6F100 二级配 m3 176 常态砼 (闸墩)，掺10～15%的I级粉煤灰 18 C25W6F100 二级配 m3 164 常态砼 (导墙)，掺10～15%的I级粉煤灰 19 C25 二级配 m3 451 灌浆平洞衬砌 20 C25 二级配 m3 186 下游护坦 21 C20 二级配 m3 1310 基础处理，掺I级粉煤灰10~15% 22 **5 三级配 m3 336 坝前回填，掺I级粉煤灰10~15% 23 **5，二级配微膨胀混凝土 m3 231 探洞回填，掺轻烧MgO约4% 24 钢筋 t 180 　 25 主坝观测房 项 1 共两处 1.2工程地质条件 主坝重力坝最大坝高42m，坝顶高程737.5m，正常蓄水位733.0m，坝轴线方向 S79.6ºW，坝顶溢流。 （1）建基岩体质量及利用 坝基岩体为变质含砾中粗砂岩(Z1d1-1)，岩性单一，岩石致密坚硬，呈块状，以弱风化为主，弱风化下限埋深：左岸11~34m，右岸14~30m，沟中11~14m。下伏为微风化至新鲜基岩。弱风化岩石饱和单轴抗压强度Rb平均值61.2MPa；坝基弱风化岩体变形模量：E0=4.0～4.2GPa，弹性模量Ee=5～6GPa。坝基岩芯沟中及左岸RQD68~85%，岩体较完整，右岸岩芯RQD35%左右，岩体完整性差。左岸岩体完整程度好于右岸，除表部0～6m因卸荷作用波速低外，左岸弱风化岩体纵波速为4000～5100m/s，平均完整系数0.67，岩体较完整；右岸弱风化岩体纵波速以3600m/s为主，平均完整系数0.48，岩体完整性差。坝址区断层及挤压破碎带右岸较发育，左岸不发育，轴线附近共发育断层F119、f38、f39、f118、f120、f121、f123、f131、f161等9条，除F119宽0.5~0.8m外，其余断层规模均较小，宽0.1~0.2m，其中左岸只有f123、f161两条断层，其余7条断层均发育于右岸。两岸节理右岸比左岸发育，由于右岸断层及节理均比左岸发育，因此在构造相互切割组合下，使右岸岩体完整程度差于左岸。 按照规范对坝基岩体质量分类标准进行分类，坝基岩体质量沟底部（河床）及左岸以ⅡA类为主，右岸为ⅢA类岩体，构造破碎带部位为ⅣA类岩体。岩体为厚层状中硬岩，力学强度较高，工程地质条件较好，可满足混凝土重力坝坝基要求。 根据重力坝建基岩体质量要求，应以较好的弱风化岩体作为坝基，右岸强风化岩应予以挖除。为防止地基变形不均，断层带应槽挖回填混凝土，并加强固结灌浆处理。 （2）坝基抗滑稳定 坝基地质构造较简单，断层、节理较不发育，岩体较完整。揭露到的断层绝大多数为陡倾角宽度小的Ⅲ级结构面，对坝基稳定影响小，未发现有大的倾向下游或上游的中缓角断层、挤压破碎带及软弱夹层等控制坝基抗滑稳定的不利结构面，坝基岩层产状N70~80ºE NW∠40~45º，岩层走向与坝轴线夹角为20~30º，倾向上游，且岩层为厚层状，层面间均闭合无充填，胶结较好，对坝基抗滑稳定较有利，坝基抗滑稳定条件总体较好。但存在倾向上游的缓倾角断层f131与其它方向的结构面组合形成局部对坝基抗滑稳定不利的小块楔体，应将块体挖除，同时应挖除浅部卸荷带、松动岩块及局部影响抗滑稳定的楔形体，以提高坝基的整体抗滑稳定性。 （3）坝基变形 坝基岩体为弱风化变质含砾中粗砂岩，岩性单一，建基岩体主要为弱风化，风化程度较均一，按建议开挖深度开挖后，岩体较完整，力学强度较高，变形可满足重力坝对坝基的要求，局部仅分布宽度不大的断层，宽度小于1m，开挖后仅需槽挖，回填混凝土即可，坝基不存在不均一变形问题。 （4）边坡稳定 坝址两岸卸荷裂隙稀疏发育，一般张开0.5~5cm，且主要为切坡向延伸，卸荷带发育深度左岸6~7m，右岸7~10m。两岸顺坡向中缓倾角节理不发育，连续性差，边坡整体稳定性较好。高程745m以上边坡较缓，作为混凝土重力坝，左岸边坡开挖时，不会引起大的边坡失稳；右岸边坡由于f118、F119为顺坡向中倾角断层，埋藏较浅，稳定性差，应挖除；f121为缓倾角顺坡断层，在边坡开挖后，其下脚被切断，会影响右坝头边坡的稳定性，需进行支护处理。 （5）坝基渗漏及防渗处理 左坝基（肩）岩体较完整，岩体以弱透水性为主，但坝轴线地下水位埋藏较深；左坝基（肩）地下水位埋深12.0~27m(高程694.7~706.0m)，地下水位低于正常设计蓄水位；岩体相对隔水层(q≤1.0Lu)顶板埋深17.5~34.0m(高程689.1~699.0m)，也低于正常蓄水位，故主坝左岸存在坝基渗漏和坝肩绕坝渗漏问题。 沟谷中（河床）地下水位低于沟水位，埋深8~11m(高程约686m)，岩体透水率0.43~1.69Lu；相对隔水层顶板埋深17.50~24.97m(高程678.11~689.10m)；因此存在坝基渗漏问题。 右坝基(肩)岩体较完整为主，局部较破碎，岩体透水率0.38~4.44Lu，以弱~微透水性为主，局部达40.49Lu，地下水位埋深19.00~35.60m(高程683.64~687.40m)，低于正常蓄水位；岩体对隔水层(q≤1.0Lu)顶板埋深24.97~37.00m(高程678.11~696.00m)，故右岸存在坝基渗漏和坝肩绕坝渗漏。 由上分析，坝基应采取防渗措施，由于坝址与洞室有较密切的水力联系，因此建议坝基沿线按透水率q≤1.0Lu为防渗标准考虑帷幕深度，并深入相对隔水层以下5m，左坝头与地下水位衔接，垂直帷幕深度(建基面以下)：左岸18~32m，沟谷中18~26m，右岸26~32m，对断层应加深帷幕深度；坝轴线上左坝头帷幕水平长度约71.0m，目前由于上库进出水口所处的南库岸地下水沿构造带往长勘探平洞（PDX4）渗漏，且地下水位下降较快，右坝头的山体地下水位也随之下降，均低于正常蓄水位较多，在输水发电系统洞室开挖后地下水位还可能继续下降，右坝头山体无地下水位接头，同时右坝头山体的相对隔水层也低于正常蓄水位，因此建议主坝右坝头山体和南库岸的防渗型式一致并连成一体。 1.3基础开挖及边坡支护 1.3.1开挖断面尺寸 主坝基础开挖高程695.0m，沿轴线方向开挖底宽超过24m，在710高程、725高程设开挖马道，开挖坡比1:0.5至1：1，坝顶以上752.5高程、767.5高程设置开挖马道。马道宽度3至15.2m(含坝顶公路)。 1.3.2开挖布置 一．施工道路布置 充分利用右岸公路和左岸施工道路，及西副坝至主坝的基坑道路，施工时如果以上三条道路不能满足要求，临时修筑于以上道路连接的满足施工需要的临时便道。 二、风、水、电布置 1．主坝开挖用风由三台17m3/min内燃移动式压风机提供，根据开挖面的要求，就地灵活布置。 2．主坝施工用水：从7#高位水池供水。 3．主坝施工用电由右岸9#变压器及左岸新安装的变压器提供。为满足夜间施工，在主坝开挖区范围内沿线布置道路照明，工作面上布置碘钨灯。 9.3.3 开挖程序 土石方开挖按自上而下、先槽后坡的原则进行。 主坝开挖及边坡处理分三个阶段组织施工。先开挖坝顶以上，再开挖710高程以上，最后挖河床部位。每个阶段的开挖都分覆盖层剥离和主体开挖。各阶段施工安排如下： 第一阶段为A阶段，从2012年5月至6月，历时1个月。主要完坝顶公路以上的开挖，同时做好供风、供水、供电的准备，部分施工道路及截水沟开挖等任务，为主坝大面积开挖创造条件。 第二阶段为B阶段，即主坝顶至710高程的的开挖。该阶段工期从2012年6月份至7月，历时1个月。 第三施工阶段为C阶段，即主坝基坑开挖，开挖高程为▽710m至▽695m之间，施工期从2012年6月到2012年8月，历时2个月。 开挖方量约为10万m3，月平均开挖强度2.5万m3/月。 边坡处理与开挖同步进行，即边开挖边处理。 9.3.4 施工方法 一、开挖分层分段 主坝开挖均自上而下分层分块进行。分层厚度在保证施工强度的前提下，同时也要满足开挖边坡的稳定、锚喷支护要求，开挖不分段，分层按照马道自然分层，最大单层开挖高度15米。 二、覆盖层开挖 永久工程的场地清理，区域内砍伐的树木，成材的运至指定地点堆放，无使用价值的在指定地点将其烧毁。场地清理时注意保护清理区域范围外的天然植被，注意环境保护。 覆盖层用推土机、反铲挖掘机与人工配合分层剥离，土方用ZL50装载机或PC-400挖掘机装15T自卸车运至弃碴场。 由于主坝开挖出的石碴均要用于坝体填筑，所以覆盖层必须剥离彻底，软弱、风化料必须清理干净。 三、石方开挖 根据开挖部位的不同，并结合规范要求，主坝开挖采取以下爆破技术组织施工： （1）预裂爆破：用改进后的YQ-100B型潜孔钻钻孔，孔径100mm，用于边坡开挖。 （2）宽孔距深孔梯段爆破：用于主坝主爆破体开挖，由改进后的YQ-100B型潜孔钻钻孔，孔径100mm。 （3）浅孔爆破：用于水平建基面的保护层开挖及截水沟等的开挖，由YTP-26 型手风钻钻孔，孔径48mm。 四、爆破参数 爆破参数拟定如下，并在生产过程中不断验证与调整，以确保爆破效果。 （1） 预裂爆破参数： 孔径：D=100mm 孔距：a=（80~100）cm 孔深: L=(7~16)m (孔底高出台阶面0.5m) 不偶合系数：3.1 药卷直径: D=32 mm 堵塞段长度: h-(1~2)m 线装药密度：（250~400）g/m （2）宽孔距深孔梯段爆破参数： 梯段高度：H=（7~16）m 底板抵抗线：w=(2.5~3.0)m 孔径：D=100mm 孔距：a=3.5m 排距：b=2m 药卷直径: d=70mm 单位耗药量：q=(0.4~0.45)kg/m3 延米钻爆方量：V=（6~7）m3/m 钻孔方式：倾斜钻孔（80°~85°）度 单响药量：小于200kg （3）浅孔爆破参数： 孔径：D=48mm 孔深：L=（1~2）m 孔距：a=(1~1.5)m 排距：b=(1~1.2)m 药卷直径: D=32mm 钻孔方式：垂直钻孔 单位耗药量：q=