七、施工组织设计
7.1 施工条件
7.1.1 对外交通条件
大申号水库位于富县北部4km处的大申号川内,枢纽工程位于富县杜家沟村上游,大申号川左岸有309国道穿过坝址,在富县与210国道相连,因此该水库交通条件十分便利。 7.1.2 工程概况
大申号水库建于二十世纪六十年代,是一座以供水、拦沙为主,兼有农业灌溉、防洪等综合效益的小(一)型水库。目前主要承担县城供水任务。
枢纽工程由大坝、溢洪道和放水洞组成。大坝为均质土坝,大坝坝顶高程966.87m,坝顶宽度8m,最大坝高20m;放水洞为塔式进口,并布置两扇0.8×0.8m的手电两用螺杆启闭机铸铁闸门。放水塔采用φ450cm钢筋砼圆形塔,塔与溢洪道岸边架设两跨长15m钢筋砼桥一座。溢洪道为浆砌石结构,总长度212.5m,包括进口扭坡段、平流段、宽顶堰段、出口渐变段、陡坡段。
该水库建成较早,由于自然条件的影响,施工质量较差等诸多的问题。水库多年来带病运行,危及下游城乡安全。本次除险加固工程的主要内容有:
(1) 坝体及左、右坝肩进行防渗处理;
(2) 溢洪道边坡进行防渗处理及增设进口气盾坝; (3) 改建放水塔进口;
(4) 增设以变形和渗流观测为主的大坝安全监测系统。 7.1.3 自然条件
大申号川流域属暖温带大陆性季风气候区,四季分明,冬季寒冷少雨雪,空气干燥;春季干旱多风,气温上升较快;夏季气候温热,干旱和雨涝相间,多雷阵雨天气;秋季气温迅速下降,阴雨较多。坝址处的气象情况可借用富县气象站多年观测资料来说明,据富县30多年气象观测资料统计,多年平均气温9.1℃,极端最高气温38.7℃,极端最低气温-25.7℃;多年平均降水量为567mm,多年平均相对湿度68%,多年平均日照时数2373h,最大风速17.0m/s,风向为WNW;多年平均蒸发量1456mm。
大申号水库坝址以上流域的多年平均径流量为485.6万m3,多年平均径流深24.5mm,径流量受降雨影响较大,7—10月份径流量约占全年径流量的52%。大申号川的洪水主要是由暴雨形成的,暴雨和流域下垫面特性决定着该河的洪水特性。流域内暴雨最早发生在4月,最迟10月,但量级和强度较大的暴雨一般发生在7~8月。暴雨主要分布在黄土林区,历时一般较短。流域的洪水最早出现在4~5月,但洪峰流量较小,年最大洪水一般出现在7~8月,10月由于受淋雨的影响,亦有洪水发生。由于该河中上游流域植被较好,洪水具有峰不高、量较大的特点。
水库位于大申号川中游,库区河谷呈“U”型发育,谷底宽50~150m,河床宽15~20m,两岸断续发育有一、二级阶地,分布多不对称。库区回水长18~20km,岸坡平缓,高程968km以下谷底坡面倾角8°~10°,阶地堆积物以第四系的风积黄土(Q3eol),冲积壤土(Q4al)为主;两岸上部为上更新统风积黄土(Q3eol)及中更新统风洪积黄土状壤土(Q2eol+Pl),
下伏基岩,属基岩斜坡地貌;高程950m以下大部分地段三迭系(T3w)砂泥岩裸露,局部呈陡壁或凹坑反坡,坡面倾角30°~50°。河谷两岸冲沟发育,地下水位出露高程高于965m,地下水补给库水。
工程区位于鄂尔多斯台向斜南部,无较大规模的断裂分布,区内地质构造简单,岩层产状平缓,构造活动作用微弱,库区由三迭系(T3w)砂泥(页)岩互层组成,无可溶岩分布。综合分析认为水库工程不具备产生水库诱发地震的基本条件,但淤积问题是库区主要工程地质问题。
工程区地震的峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.45s,相应地震基本烈度为Ⅵ度。
坝址位于刘家庄村附近的黄土梁峁沟壑中,该处的大申号河呈 “U”型谷,河流由北向南流经坝区,河床漫滩宽度70~80m,滩面高程945~948m,河谷宽度190~200m。河床左岸发育有一、二级阶地,一级阶地阶面宽约25~35m,高程950~952m,呈条带状分布,二级阶地阶面宽约80~90m,阶面高程965~970m,阶地堆积二元结构明显:上部为黄土、黄土状壤土,下部为砂砾石。高程970m以上为黄土斜坡,坡度30°~40°,以下为基岩斜坡。据调查访问,原筑坝时,坝基的砂砾石层未清除,但结合槽砂砾石已清除;两坝肩进行了清表整坡处理。水库左坝肩主要为上更新统风洪积黄土,根据本次地勘试验成果,其湿陷性系数普遍小于0.015,为非湿陷性土层,因此认为左坝肩不存在湿陷问题。右坝肩基岩裸露,无湿陷性黄土地层。
7.1.4 风、水、电及通讯
施工用风由我公司自备鼓风机提供;施工用水,可在灌浆制浆点、砼拌
合点等用部位建临时储水池,抽取库水;生活用水,可打临时管井供水;施工用电,水库坝址附近有10kV输电线路和变压器,可通过架设临时线路或通过电缆线引至工地现场作为供电电源;坝址手机信号稳定,可确保通讯畅通,施工期间可临时安装无线固定电话通讯。 7.1.5 建筑材料供应
(1)土料
两岸上部为上更新统风积黄土(Q3eol)及中更新统风洪积黄土状壤土(Q2eol+Pl),选择满足灌浆要求的粘性土作为灌浆材料。
(2)块石料
本工程所用块料石量较小,且主要为抛填石料,要求相对较低,计划在附近石料厂采购。
(3)砂砾料
经调查坝址附近有较多砂砾料,由于这次需用砂砾料量较少,可向当地村民料场购买。
(4)混凝土骨料
经调查坝址附近缺乏粗骨料,由于这次需用混凝土骨料较少,施工时可根据需求从附近料场采购。
(5)机电及金属结构
本工程所用的小型简单金属结构可自行加工制作,其他较大型设备均通过专业厂家外购。
7.2坝体及左、右坝肩防渗处理施工技术方案
7.2.1防渗处理设计
1、左坝肩防渗处理设计
左坝肩桩号坝0+000.000m~坝0+110.000m(A1孔~A45孔)段进行帷幕灌浆和劈裂灌浆,土体进行劈裂灌浆,砂砾石及破碎岩石进行帷幕灌浆,灌浆孔布置单排,沿坝轴线布置,孔距2.5m。劈裂灌浆深度从坝顶至砂砾石层顶面,帷幕灌浆深度从砂砾石顶面至基岩顶面以下8m。
左坝肩桩号坝0+110.000m~坝0+173.000m(B1孔~B13孔)段坝下砂砾石及破碎岩石进行帷幕灌浆,帷幕灌浆孔布置单排,孔距5.0m,帷幕灌浆深度从砂砾石顶面至基岩顶面以下8m。
左坝肩桩号坝0+110.000m~坝0+173.000m(C1孔~C12孔)段进行帷幕灌浆和劈裂灌浆,土体进行劈裂灌浆,砂砾石及破碎岩石进行帷幕灌浆,灌浆孔布置单排,孔距5.0m,沿坝轴线布置。劈裂灌浆深度从坝顶至砂砾石顶面,帷幕灌浆深度从砂砾石顶面至基岩顶面以下8m。
2、坝体段防治渗处理设计
坝体桩号坝0+173.000m~坝0+259.000m(D1孔~D18孔)段土体进行劈裂灌浆,劈裂灌浆布置单排,孔距5.0m,沿坝轴线布置。劈裂灌浆深入至基岩层顶面。
3、右坝肩防渗处理加固措施
右坝肩桩号坝0+259.000m~坝0+289.924m(E1孔~E12孔)段进行劈裂灌浆和帷幕灌浆,土体进行劈裂灌浆,破碎岩石进行帷幕灌浆,灌浆孔布置单排,沿坝轴线布置,孔距2.5m。劈裂灌浆深度从坝顶至破碎岩石顶面,帷幕灌浆深度从基岩顶面至基岩顶面以下8m。 7.2.2劈裂灌浆施工技术方案