甘肃多松多一级水电站引水隧洞及调压井工程施工方案.doc
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1、甘肃多松多一级水电站引水隧洞及调压井工程施工方案 姓名:单位:中水十五局三公司二 0 0 六 年 十 月摘 要摘要:本毕业设计题目是甘肃多松多一级水电站引水隧洞及调压井工程施工方案主要利用所学过的知识和实践经验,阐述了依据工程的概况、地质条件、水文条件等所对工程做的施工平面布置,以及隧洞的开挖、砼衬砌;压力管道的开挖;回填灌浆、固结灌浆的施工方案及质量安全保证措施。关键词:毕业设计;工程概况;施工平面布置;施工工序;施工方法前言毕业设计是在工本理论课学习之后,走向工作岗位之前,结合实际工程全面深入地进行工程设计训练,以达到基本可以从及工程设计的程度,具体的说,毕业设计环节的主要目的和结果在于:
2、1、利用学过的基础知识,结合实际工程的初步设计较为深入的研究,讨论解决工程的技术问题,以达到巩固扩大已学过的基础理论知识的目的。2、通过水利学习的设计,了解掌握各设计阶段的工作内容,工作要求,工作方法和设计计算步骤,从而达到培养和锻炼综合运用所学知识,独立解决工程实际问题的能力。3、培养学生计算和绘图的功能,提高学生分析问题解决问题的能力。4、培养学生具备正确的设计思想,设计中要考虑长远利益,又要从目前的实际出发,做到主次分明,达到既要安全可靠又经济可行的目的。5、培养锻炼学习严肃认真的考虑问题,分析问题和踏踏实实的工作态度,深入细致不怕困难,树立起对工程高度负责的精神。1、工程综合说明1.1
3、工程概况甘肃龙源电力技术开发有限公司开发建设的洮河多松多水电开发项目位于甘肃省甘南藏族自治州碌曲县双岔乡境内的洮河干流上,项目总装机容量32MW,由多松多水电站工程及大庄水电站工程组成,两座电站均为低坝无调节引水式电站,装机容量分别为21MW和11MW。项目区地理坐标为东径1024610253,北纬3431.53437。碌曲县城至阿拉乡的公路途径本项目区,交通方便,项目区距碌曲县城约40km60km,大庄电站枢纽距上游在建的阿拉山水电站厂房约24.5km,大庄厂房距下游的多松多水电站枢纽约9.5km。本施工方案主要是多松多一级水电站引水隧洞工程桩号:(0+043.143+709.19)及调压井
4、工程(含压力管道斜段3+729.693+774.69土石方开挖)。引水隧洞进口紧接进水闸渐变段,出口接调压井。隧洞采用有压引水方式,断面为圆形,直径D5.8m,全长3666.05m,引水隧洞起点桩号为0+043.14m、高程2903.50m,引水隧洞出口桩号为3709.19m、高程为2895.19m,设计纵坡i1/445.31,设计引水流量82m3/s,设计流速3.1m/s。调压井采用阻抗式,由竖井和阻抗孔组成,竖井直径为D16.50m,井底高程2895.29m,井顶高程2930.35m,阻抗孔直径为D=2.86m,阻抗孔与隧洞洞顶相连,衬砌井壁均采用C20钢筋砼。为满足施工和运行方便,调压井
5、顶部设有盖板,盖板中间设有通气孔。本工程的合同工期为20个月。1.2水文气象1.2.1流域及区域概况洮河多松多水电站开发项目位于洮河干流上游。其中,大庄水电站位于碌曲县双岔乡大庄村附近,其枢纽在洮河碌曲水文站和下巴沟水文站之间,距上游碌曲水文站49.5km,距下游下巴沟水文站53.5km,枢纽断面控制流域面积6902km2。多松多水电站位于碌曲县双岔乡亚吉尔村附近,距上游碌曲水文站59.0km,距下游洮河下巴沟水文站44.0km,多松多水电站枢纽断面控制流域面积7047km2。洮河为黄河上游较大的一级支流,发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山东,流经碌曲、临潭、卓尼、岷县、临洮、东乡,在永靖县境
6、内汇入黄河刘家峡水库。河流全长673.1km,流域面积25527km2,河源高程4260m,河口高程1629m,相对高差2631m,全河干流平均比降为2.8。洮河干流地区为碌曲、夏河一带,河道高程在3000m以上,干流河谷狭窄,两岸地势高峻,河道平均比降达4.57。流域植被较好,水草丰富,水文分区上属“甘南高原草原区”。1.2.2气象资料洮河流域地处中纬度的内陆高原,属典型的大陆性气候,具有冬春季长而夏秋季短、气温日差较大和无霜期短的特点。气温的地理分布随纬度的增加和海拔高程的升高而递减。上游地区高寒阴湿,冬季漫长,基本没有夏天。工程区地处甘南高原中部,年平均气温为1.1,一月份为9.9,七月
7、份为11。无霜期仅一百二十多天。气候多变,降水较多,年平均降水量810mm,多集中于七九月份,常阴雨连绵,十月开始降雪,冬季积雪深厚,自十月至来年五月为冰冻期,冻土层厚达100142cm。1.3工程地质1.3.1引水隧洞工程地质条件隧洞进口段:为洮河右岸残留级阶地基座陡坎,基岩裸露。隧洞围岩为浅变质砂岩偶夹砂质板岩,洞顶岩体厚度大于20m,隧洞围岩类别为类,围岩不稳定,自稳时间很短。0+0991+650洞身段:隧洞埋深60290m,围岩主要为浅变质砂岩偶夹砂质板岩,洞顶岩层厚度一般为60280m,隧洞围岩属稳定性差的类围岩。围岩坚固系数fk为34,单位弹性抗力系数KO为1220MPa/cm。1
8、+6501+762洞身段:隧洞围岩为三叠系中统浅变质砂岩偶夹砂质板岩,属不稳定的类围岩。围岩坚固系数fk为12,单位弹性抗力系数KO为712MPa/cm。1+7623+740洞身段:隧洞埋深30230m,毛日里那沟最浅,约为30m。隧洞围岩主要为浅变质砂岩偶夹砂质板岩,局部段为浅变砂岩与砂质板岩互层和浅变质砂岩夹砂质板岩。洞顶岩层厚度一般为20280m,属类围岩。围岩坚固系数fk为34,单位弹性抗力系数KO为1220MPa/cm。隧洞出口段:桩号为3+7403+750,表部坡积碎石土,下付三叠系中统浅变质砂岩夹砂质板岩。隧洞出口处从坡脚起高程约50m,上游30m,下游40m范围为一倾倒型蠕变形
9、体,蠕动变形体水平厚度约8m,属极不稳定的类围岩,洞出口(厂房后斜坡)自然边坡不稳定。1.3.2调压井工程地质条件调压井布置在引水隧洞出口处斜坡上,该段自然边坡下部较陡,坡体稳定性差;变质砂岩夹砂质板岩岩层产状为NW320SW 5660、倾向坡内,井壁围岩属围岩。崩塌不稳定斜坡对工程建设及运行的危险性大,需采取严格的工程防治措施。1.4对外交通条件工程区有碌曲县经阿拉乡至合作市博拉乡的简易公路经过,碌曲县城向西3km有国道213线(兰郎公路)经过。电站枢纽距碌曲县60km,距博拉乡约40km,距合作市80km,距兰州380km,对外交通较为方便。1.5主要合同工程量本标段主要合同工程量见表1.
10、5-1。表1.5-1 主要工程量表序号项目名称单位数量备注1覆盖层开挖m342432石方明挖m3385763岩石洞挖m31284694砼浇筑m338458含喷锚砼5669m3 续表1.5-15钢筋制安t2551.36锚杆根122207回填灌浆m2258648固结灌浆m50802、施工总布置设计说明书2.1施工总平面布置的条件及原则2.1.1施工总布置的条件发包人提供的条件和招标文件界定的条件。2.1.1.1施工交通条件由碌曲县经阿拉乡至合作市博拉乡的简易公路经过引水隧洞进、出口及支洞进口。2.1.1.2施工供电条件施工用电由发包人在引水隧洞进出、口及支洞进口位置分别提供10KV主变电站,供电保
11、证率约95%,降压变压器由承包人提供,承包人从主变电站低压侧接引。2.1.1.3施工用地发包人提供的可供承包人使用的临时施工场地有三处:施工场地1区位于引水隧洞进口上游侧河道右岸滩地上;施工场地2区位于支洞进口附近右岸台地;施工场地3区位于引水隧洞出口上游河道滩地。2.1.1.4弃渣场经发包人现场指定,本标弃渣位置在引水隧洞进、出口及支洞进口附近洮河岸滩上。2.1.2施工布置的原则根据多松多水一级电站引水隧洞工程招标文件要求,结合现场勘察实际情况,进行施工总平面布置。2.2施工道路的修建标准、施工程序、施工方法说明书2.2.1场外交通工程区有碌曲县经阿拉乡至合作市博拉乡的简易公路经过,碌曲县城
12、向西3km有国道213线(兰朗公路)经过,电站枢纽距碌曲县60km,距博拉乡约40km,距合作市80km,距兰州380km,对外交通较为方便。2.2.2场内道路2.2.2.1场内道路布置及修建标准场内交通道路主要供施工材料、弃渣及设备等运输之用。阿拉乡至博拉乡的简易公路(以下称通乡公路)经过引水隧洞施工区,以该公路在工程区内路段为本标施工主干道,另在施工现场修建2条临时施工道路。为保证道路雪、雨天通畅,施工区内道路路面主要采用碎石路面,碎石垫层厚30cm,面层铺设3cm厚级配良好的石屑,场内施工道路总长约0.9km。(1)拟建1#临时施工道路从通乡公路经施工场地1区至引水隧洞进口,道路总长30
13、0m,路面宽度6m,纵向坡度8%,主要满足进口工作面的弃渣、材料、砼浇筑等运输要求。(2)拟建2#临时施工道路从通乡公路沿洮河下游右岸岸坡呈“之”型至调压井顶部,道路总长600m,路面宽度5.5m,纵向坡度9%,主要满足调压井石方开挖、支护等的施工交通要求。2.2.2.2场内交通维护(1)施工期间负责管理、维修和养护全部临时道路和停车场,以及为满足超大件和超重件运输而采取的临时加固和扩建措施。(2)维护道路两侧的开挖和填筑边坡做好路基和路面的排水设施,认真进行洒水除尘,将施工作业产生的扬尘公害减少至最低程度。2.3施工供电及照明2.3.1施工供电2.3.1.1施工供电条件发包人在引水隧洞进、出
14、口及支洞附近分别安装变压器,承包人负责变压器低压侧所有配电线路和设备。2.3.1.2供电范围供电范围包括砼生产及浇筑、喷锚、灌浆、开挖等主体工程以及为完成主体工程而配备的抽水站、供风站、砼拌和系统、施工机械修理厂、停放场、钢木加工厂、办公生活和施工照明等。2.3.1.3施工高峰负荷经计算,各施工区及主要设备用电总负荷情况详见下表2.3-1。表2.3-1 主要施工用电设备功率表序号用电项目单位数量功率(kw)备注1办公、生活区项130含室外照明2施工附属企业区项172含室外照明3砼拌和站套285含室外照明4全液压凿岩台车台44405电动空压机台4440供风站6砼浇筑振捣设备套12157砼泵台43
15、608砼喷射机台4229施工照明项12010电焊机台1236011总功率1844根据施工总进度及施工机械配置情况,经计算施工用电高峰负荷主要集中在石方开挖施工时,则依据下式计算施工高峰期用电量:P=1.1KP式中:P 计算用电总量,KW P施工机械用电负荷之和,取1109KW K为用电同时工作系数,取值0.8经计算,施工高峰期用电总量为976KW。则高峰期变压器容量为:Pb =KP/cosPb变压器容量,KVAK功率损失系数,取1.1cos用电机械设备平均功率因数取0.75经计算,施工高峰期变压器总容量为1431.5KVA。2.3.1.4供电系统为保证工程施工生产和生活用电需要,业主分别在引水
16、隧洞及支洞进出口附近提供了一个10KV主变电站,能满足高峰期施工用电要求。主要配置情况详见表2.3-2。表2.3-2 配电室位置及供电范围名称编号位置容量(KVA)供电范围1#配电室引水隧洞进口400隧洞进口施工、办公、生活福利区2#配电室施工支洞进口630施工支洞及引水隧洞施工、生产附属设施等3#配电室引水隧洞出口500调压井及引水隧洞出口施工、生产附属设施等总容量1530KVA2.3.1.5配电线路由业主指定供电点接线采用400V架空线路引至洞外各用电点;洞内敷设400V供电电缆,供电时洞内每隔500m(此处开挖变压器安装洞,并对其采取有效的防护措施)安设315KVA增压变压器一台,共设3
17、台。2.3.1.6施工备用电源为了保证在施工期停电时,满足石方开挖、砼浇筑的正常生产、连续运行,分别配备3台200KW、2台75KW柴油发电机组作为生产备用电源(3个工作面石方开挖,2套砼拌和系统、2个工作面砼浇筑设备的正常运行)。并在生活区配置1台75KW柴油发电机,满足正常生活要求。2.3.2施工照明在施工作业区、施工道路、临时设施、办公区和生活区布置相应的照明装置,特别在地下洞室作业区,照明的供电电压采用36V安全电压,洞内两侧每隔20m布设500W低压白炽灯一个,保证施工照明。2.3.3施工供电主要设备材料表2.3-3表2.3-3 施工供电及照明主要设备材料序号名 称规格型号单 位数
18、量备 注1变压器S9630KVA/10/0.4KV台1业主提供2变压器S9500KVA/10/0.4KV台1业主提供3变压器S9400KVA/10/0.4KV台1业主提供4400V跌落式熔断器RW34组3业主提供5避雷器FS10组3业主提供6400V架空线路M400自备7400V开关柜台3自备8电缆M3600自备9照明线路M3600自备10配电室砖木结构M26011柴油发电机组200KW台3自备12柴油发电机组75KW台3自备2.4施工供风及通风2.4.1施工供风供风站主要为石方开挖、锚喷支护、砼面清理及灌浆钻孔用风,石方开挖总量16.7万m3、锚杆12220根、喷砼5669m3。施工供风采取
19、“集中布置,分散供风”的原则,在引水隧洞进、出口及支洞进口分别布置一座固定式电动空压机站。除以上施工用风外,采用2台英格索兰VHP-750型(21.5m3/min)的移动式油动空压机作为调剂风源,以确保施工用风。以上施工供风,均采用150钢管作为主供风管路,长度总计3000m,各工作面用风,采用枝状连接的方式,由100钢管与2吋胶管相结合引至各工作面,2吋胶管总计1000m。空压机站采用钢管简易木板房,建筑面积约为100m2,占地面积300m2。2.4.2施工通风2.4.2.1施工支洞通风根据洞内施工人员用风、排烟用风和洞内最小风速要求用风量,经计算,需配置一台30kw轴流式通风机压入式通风。
20、风机布置在洞口,800mm帆布风筒挂设于洞顶,随开挖延伸以有效排除工作面的烟尘,并保证洞内施工人员用风。2.4.2.2引水隧洞通风在引水隧洞进、出口、支洞口三个工作面各布置2台55KW轴流式通风机,安设1200mm的帆布风筒,采用接力式通风排烟方式,风筒挂设于隧洞顶部,随开挖延伸,分别为引水隧洞各个工作面通风排烟。2.5施工供水2.5.1供水条件根据现场踏勘,施工及生活用水水源为洮河水,施工用水符合砼拌和用水标准JGJ6389有关规定。水质达不到相关规定标准,均经过一体化压力式净水器处理后方可使用。2.5.2主要供水项目及高峰用水量2.5.2.1主要供水项目(1)生活福利区供水项目:办公、生活
21、、消防等用水。(2)辅助企业区供水项目:机械修配厂及消防用水等。(3)施工区供水项目:基础工程施工、砼浇筑养护及消防用水等(4)砼拌和站供水项目:砼拌和及附属设施用水等。2.5.2.2高峰用水量计算 (1)生活区高峰用水量计算根据经验公式:Q1PNK/24+Q3式中,N为生活区居住人数,按300人计算; P为生活区昼夜全部生活用水定额,此计算取75L/人日 K为用水不均匀系数计算,取2.0 Q3消防用水,取10m3/h经计算,生活区用水量为11.9m3/h(2)施工高峰用水量计算施工主要为石方开挖、砼养护、灌浆工程施工用水,经计算比较,施工根据每台全液压凿岩台车120L/min用水量,浇筑强度
22、30m3/h和自然养护200L/m3,其它施工按10m3/h考虑。计算得,施工区高峰用水量为23.2m3/h。(3)拌和站高峰用水量计算主要为砼拌和用水,根据砼浇筑强度30m3/h和单位砼拌和用水量250L/m3。计算得,生产高峰用水量为7.5m3/h。2.5.3供水系统布置根据本工程水源及各区高峰用水量,本工程共设三套供水系统,设抽水站、调节(沉淀)水池。其具体布置如下1#供水池:布置在引水隧洞进口右岸山坡2942.5m处,容量50m3,在支洞进口河岸边设置抽水站,配置2台IS65-40-315清水泵,该泵流量25m3/h,扬程125m,1#供水池负责供应办公、生活区、开挖、砼浇筑等用水。2
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