水电厂大坝下游消力池副坝整治工程技施设计说明书.docx

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1、水电厂大坝下游消力池副坝整治工程技施设计说明书一、工程基本概况11.1 水文及气象11.1.1 水文11.1.2 气象21.2 工程地质31.2.1 区域地质31.2.2 坝区地质31.2.3 地震31.3 工程病害现状4二、建设的必要性5三、工程处理措施63.1 工程措施方案73.2 方案对比9四、锚杆施工104.1 施工准备104.1.1 材料准备104.1.2 主要工机具104.1.3 作业条件104.2 操作工艺114.2.1 工艺流程114.2.2 施工程序及控制要点114.3 施工要求124.3.1 防腐处理124.3.2 锚杆和锚杆施工质量要求124.4 主要安全技术措施124.

2、5 产品保护13五、钢筋混凝土施工145.1 准备工作145.1.1 熟悉施工图纸145.1.2 核对钢筋加工配料单和料牌145.1.3 确定安装顺序145.1.4 主要材料机具145.1.5 放线145.2 钢筋绑扎145.3 钢筋施工质量控制155.4 混凝土施工技术要求15六、施工进度计划16七、工程投资177.1、 编制设计预算采用的定额及有关规定177.2、 基础资料177.3、 费用计算标准及依据197.4、 计预算中其他应说明问题19八、附件228.1、 参考文献228.2、 专家意见表23一、工程基本概况水电厂位于长江上游南岸的一级支流龙河干流上，坐落在境内。坝址上距石柱县城3

3、1km,下距丰都县龙河镇Ikm左右，距丰都县城55km。根据等级划分标准本工程应为大（2）型，但分等指标除水库库容接近大（2）型工程的下限，其余指标均小于规定值，且水库下游无重要保护对象，经过论证后工程等别定为三等工程，工程规模定为中型。永久性主要建筑物等级定为3级，次要建筑物定为4级，施工导流临时建筑物定为5级。永久性挡水和泄水建筑物正常运用洪水标准50年一遇设计，500年一遇校核，消能防冲防洪标准30年一遇设计。石板水电厂主要水工建筑物包括挡、泄水建筑物，右岸引水系统和厂区枢纽三大部分。水库死水位450m,正常蓄水位480.0m,校核水位480.62m。大坝所形成的水库集水面积1640k?

4、,水库总库容1.0547亿m3,调节库容0.7693亿m本工程主要任务是发电，装机容量11.5万Kw。石板水电厂大坝为碾压混凝土重力坝，坝顶长461m,坝顶宽12m,坝顶高程482.6m,最大坝高84.6m。大坝共分九个坝段，十三个坝块，溢流坝段设五孔1213.5m的坝顶泄洪孔,溢流堰顶高程467m；七坝段在420m高程设3.56.0m的中孔排砂孔。1.1 水文及气象1.1.1 水文龙河又名南宾河，是长江右岸的一级支流，位于重庆市丰都县境内，地理位置界于东经10738z10832和北纬29333016之间。河道全长161km,流域面积2810km。桥头镇以下干流长约114km,落差约540m,

5、河道平均比降4.8%o龙河流域北邻长江以方斗山山脉为分水岭，南邻乌江以七曜山山脉为分水岭,上源与清江和磨刀溪相邻。流域形状略呈长方形。流域宽度约30km,长度约80km,走向与方斗山山脉和七曜山山脉一致，长轴方向呈东北、西南向，地势由东北向西南倾斜。龙河穿流于方斗山山脉与七曜山山脉之间，流域周界高山环绕，山势陡峻，方斗山分水岭海拔高程在1200m1600m之间，七曜山分水岭高程在1600m1980m之间，河谷深切，岸坡多较陡峻，支流坡度陡，洪水汇流迅疾。流域内廖家坝以上为侏罗系沙溪庙组砂岩和泥岩互层，构造单一，岩石较完整，复盖层浅薄，个别河段岩石棵露，透水含水性较差，地下水储量不丰，形成本流域

6、河流“有雨便成洪，无雨河水枯”的特点。廖家坝以下出露三叠纪嘉陵江薄一中厚层状灰岩，支流双鹰河上游有岩溶景观，有伏流暗河分布，干流下游有几处溶洞水出露。流域内高山区有成片森林，植被较好，河谷地带林木稀疏,多为农耕种植，植被较差。石板水电站坝址位于龙河下游段（现丰都县龙河水电站连拱坝附近），距河口月45km,集雨面积164Okm2；厂址在下游南江渡，距坝址约9.5km,集雨面积1970km2o1.1.2 气象龙河流域属亚热带湿润气候区，具有春雨、伏旱、秋雨绵绵、冬干的特点。冬季流域受偏北气流控制，气温低，降水偏少。春季以后，降水天气系统逐渐加强，太平洋付高北跃西伸，付高西部的西南气流，引导孟家拉湾

7、、南海的水汽不断输入本流域，当与高空低槽和地面冷锋相配合，或受付高与西藏高压之间的低压系统控制并持续时，低压系统中的上升运动结合局地对流运动的发展，形成强列的辐合上升运动，可在本流域形成较强的暴雨或大暴雨。7月中旬至8月下旬，由于太平洋付热带高压和西藏高压相继控制本流域，流域内出现连续高温天气，常有伏早发生。9月以后，太平洋付高南移，又致本流域降雨量显著增加，但强度一般较小，是持续不断的绵绵秋雨。龙河流域内多年平均降雨量为953.5mm1394.1mm,降雨量自下游向上游随高程升高有增大的趋势，下游彦家坝站（观测场海拔高程250m）,多年平均降雨量953.5mm,而上游桥头镇雨量站（观测场海拔

8、高程700m）,多年平均降雨量1257.9mm。气温在流域内随高程增高而降低，丰都气象站的多年平均气温18.3C历年极端最高气温43.5C（1972年8月26）,历年极端最低气温-2.5C（1975年12月15日）；石柱气象站的多年平均气温16.5,历年极端最高气温40.2C（1959年8月23日），历年极端最低气温47（1975年12月16日）。1.2.1区域地质本区地处四川盆地东南缘，毗邻鄂西山地属中低山地貌区，新华夏系构造制约了本区山系河流的展布，龙河基本发育在方斗山，七曜山两背斜之间的石柱向斜内。区内沟谷深切，覆盖层浅薄，谷底常见基岩滩地和跌水，河谷两岸为砂、泥岩互层组成的中低山上，呈

9、阶状坡、平顶山展布。12.2坝区地质坝区处于石柱向斜SE翼，岩层走向N5080E,与河流流向近于正交，倾向NW,倾角80。12O主倾上游微倾右岸，坝区无断层分布，构造作用轻微，在地层褶皱过程中，由于顺层剪切应力集中，在软硬岩界面处及硬岩之间的软岩层中时而形成构造破碎夹层，组成物质为碎裂岩，片状岩及角砾糜棱岩等，一般厚度为0.52cm,其延展长度随岩性及构造破坏程度而异此外，岩层中有两组构造裂隙较为发育：N45E,SEZ85o87。裂面平直，延伸在数米至数十米，间距一般大于2m,局部密集组成雁列。显示扭性特征。N1060W,SWZ3585,裂面不规则，延伸较短，一般小于5m,间距大于3m,具张性

10、特征。1.2.3地震工程区有历史记载以来，未发生过中强地震，主要受外围黔江、南川等中强震的影响，属波及区。距坝址约40km的石柱县万槽乡，1987年7月2日，发生过4.5级地震，是方斗山断层带最大的一次地震。震中茶园附近烈度约为VI度。七曜山地区也有过中强震记录，说明晚近期来两断层均有过微弱活动。但所有外围地震波及到本工程区，影响烈度均在V1度以下。查阅1990年版中国地震烈度区划图（11400万），石板水电站工程区地震基本烈度为VI度。1.3工程病害现状2016年石板水水库，来水异常，石板水库汛期发生了50年一遇的大洪水，共产生2次较大洪水，泄洪两场洪水（6月30日和7月19日），开启闸门过

11、程3次，最高库水位480.58米，最大泄洪流量为4184ns,发生在7月19日，闸门开启后调节40余次，共泄洪16372.74万n?。2017年1月石板水电厂组织人员对消力池进了抽水检查，本次抽水检查的目的是对2009年（冲坑维修）、2011年6月23日经历了一次泄洪过程，最大泄洪流量为1279m,2012年2月对消力池冲坑修补后的工程质量检查后，经过2016年洪水过后的再次检查。2017年2月24日由电厂水工水务中心组织进行了抽水后的地形断面测量，26日消力池积水基本抽干，对消力池进行了详细的检查。以下是2012年抽水后现状与2017年抽水后现状对比图（主要冲坑面积2417m2）。图1201

12、2检查后的图片（状况良好）图22017检查后的图片（损坏严重）图3被冲毁的钢筋混凝土图4被冲毁的钢筋混凝土二、建设的必要性通过现场检查，在坝轴线0+1500+200左右形成新的二个凹陷冲坑；消力池冲坑碎有破损、断裂现象，冲坑坑底泥岩出露，原位高程400403,原积石堆地表的a1Q4（第四系河床谩滩冲积层一卵砾石夹沙）（靠大坝左岸导流洞）和下面的碎、J2s16-2层（泥质粉沙岩透镜体，厚度10米左右）35米左右被全部掏空，泥质粉沙岩层基础出露，现在高程最低点394.6；靠右岸部分修复的佐阳角钢筋佐被冲刷，可见出露的钢筋和钢筋网。在坝轴线下游0+2000+220左右形成新的一个凹陷冲坑（至第二道坝

13、前30米），09年维修碎部分被冲毁，可见出露的钢筋和钢筋网，新的基岩出露在坝轴线下游0+2000+260左右，大坝下游纵桩号为坝0+2360+328之间，可见大量的钢筋碎和基岩堆积在第二道坝坝前。在该段位置0+2360+276之间，原有的,乂层厚层块状砂岩层（24米厚,面积约woo平方）整层被冲毁，出露新的泥质粉沙岩（基岩层是石板水大坝主体工程的主要持力层）。综上所述，工程必要性如下：（1）石板水大坝下游两岸冲刷严重，为保证大坝的安全和下游岸坡稳定，进行适当的加固处理，预防大坝下游两岸发现滑坡或坍塌事故。（2）为防止石板水大坝下游冲坑在下泄洪水时继续淘深、扩大，在冲坑附近地基形成深层滑动面，对

14、大坝下游的冲坑进行加固处理，防止对大坝基础产生破坏性影响。三、工程处理措施通过现场踏勘及业主提供的资料，对消力池破坏机理进行简单分析及描述，以供提出相应的设计方案及工程措施。水电站下泄洪水的时候，水位落差大，下泄水流的巨大能量，造成下游极不稳定的恶劣流态，对下游河床产生极大破坏力，消力池河床岩基多为成层的泥岩及砂岩，层间裂隙明显，软弱夹层相互掺杂，整体性较差，对于岩块及之前的混凝土底板破坏机理复杂，通过现场踏勘分析，主要有一下几个原因：（1）钢筋混凝土浇筑质量和下部锚筋不足，难以维持自身的稳定性；（2）原浇筑钢筋混凝土未设排水设施，在泄洪时导致扬压力过大严重影响原有钢筋混凝土底板稳定；（3）钢

15、筋混凝土浇筑质量差，和岩基的接触不良，接触裂隙细、多，将使巨大的脉动压力自接缝及裂隙处钻入混凝土块底部缝隙层，引起混凝土块上作用巨大的脉动举力而将混凝土浇筑块拔起，所以本次整治严格按照水利相关规范进行计算和设计。设计根据其主要的水毁机理，作出如下6个方案进行对比（方案六推荐：总投资321.46万元），并根据实际情况和业主要求作出推荐方案。方案一（比较）：大面积深挖破碎表层一定深度，在开挖后基岩上人工开凿30cm30cm纵向、横向排水盲沟，纵横盲沟间距4mX2m,并采用土工布包裹碎石，在进行碎浇筑前须将直径50mm的PCV管插入盲沟，排水管纵向间距4m,横向间距2m,然后埋石混凝土（最大粒径不超过30Cm）找平，上铺40Cm柔性混凝土减震，最上层使用50Cm厚C30常态钢筋混凝土（2级配），钢筋双层双向配筋，钢筋直径20mm,钢筋间距IOOmnb钢筋型号HRB400（三级钢），再加锚杆（束）增强底板和基岩的整体性，锚杆分3区，在挑流主要影响范围上游部分1区设锚杆，锚筋直径25mm,间距2mX2m,梅花形布置，锚固长度不低于2m,每根锚筋的抗拉强度不低于IOOKN,锚孔用M30砂浆灌浆，锚杆伸入钢筋层，与底板钢筋焊接，2区为挑流主要水