黃河柴家峽水電站工程施工組織設(shè)計基本資料

1、頁眉1. 綜合說明1.1工程概況柴家峽水電站位于甘肅省蘭州市西固區(qū)梁家灣村境內(nèi)的黃河干流上，是黃河干流龍羊峽青銅峽河段梯級開發(fā)規(guī)劃的第18 個梯級，上距八盤峽水電站17.7km ，下距蘭州市公路里程31km 。壩址位于八盤峽至蘭州西柳溝之間河段，該河段全長21 km ，總落差 20.8m ，平均比降 0.99 ，呈較開闊的 U 型河谷，河谷寬 100 350m ，兩岸多分布階地。柴家峽水電站工程控制流域面積 220556km 2 ，壩址處河道平均比降1.68 。柴家峽水電站工程以發(fā)電為主，并可改善八盤峽柴家峽河段沿岸灌溉條件，同時美化蘭州市的生態(tài)環(huán)境。水庫正常蓄水位1550.5m ，庫容 16

2、60 萬 m 3，電站裝機容量96MW ，單機容量 24MW ，額定水頭 6.8m ，保證出力 49.5MW ，年發(fā)電量 4.91 億 KWh 。在上游河口水電站未開工前，電站初期運行水位1551.0m ，以獲得較大的發(fā)電水頭和發(fā)電效益。本電站為河床徑流式電站，工程規(guī)模屬等中型工程， 樞紐主要建筑物為3級。樞紐主要建筑物由河床式發(fā)電廠房、泄水閘、左岸土石壩、右岸混凝土擋水壩等建筑物組成。 樞紐全長339.4 米，壩頂高程1555 米， 最大壩高 33 米。廠房內(nèi)安裝四臺貫流式（燈泡式）水輪發(fā)電機組。該工程的施工導(dǎo)流方式為河床分期導(dǎo)流，整個工程分二段二期施工。 一期枯、汛期圍堰先后圍護右河床，河

3、水由束窄的左河床宣泄，主要進行混凝土縱向?qū)? 孔泄水閘施工。二期主河床截流后，河水由5 孔泄水閘宣泄，在上、下游橫向圍堰和混凝土縱向?qū)Φ膰o下，進行河床電站廠房和左岸土石副壩等部位的施工。其中一期工程， 永久工程范圍為混凝土縱向?qū)Α?泄水閘、右岸混凝土擋水壩、右岸防護和防滲墻、 咕嚕溝處理及右岸上壩公路工程。 二期工程的永久工程范圍為發(fā)電廠房、 左岸土工膜心墻堆石壩及中間壩段。 混凝土縱向?qū)υ谑┕て陂g為擋水墻，在運行期間為泄水閘壩段與廠房壩段間的導(dǎo)墻。柴家峽水電站一期工程要求工期 12.5 個月，擬從 2004 年 11 月 6 日正式開工進行圍堰填筑，至 2005 年 11 月 1

4、5 日一期汛期圍堰全部拆除完畢。柴家峽水電站二期工程要求工期 29.5 個月， 2005 年11 月15 日開工主河床截流，至 2008 年4月30 日前 1# 機組開始發(fā)電完工。頁腳頁眉1.2現(xiàn)場施工條件水文氣象條件水文條件柴家峽水電站壩址位于蘭州水文站上游，柴家峽至蘭州區(qū)間流域面積1995km 2，僅占蘭州站積水面積的0.9%。柴蘭區(qū)間無較大支流匯入，徑流模數(shù)相對較小，加入水量甚微，因此以蘭州水文站作為柴家峽水電站的設(shè)計代表站。黃河上游干流洪水主要由暴雨形成，一般漲落較緩，歷時較長，一次洪水40 天左右，洪水大多為單峰型。 洪水主要發(fā)生在7 月和 9 月，其次發(fā)生在 8 月、6 月和 10

5、 月上旬。在實測的較大洪水中，出現(xiàn)在7 月份的約占36%，出現(xiàn)在 9月份的約占 30%。一般來說， 7 月份洪水峰型尖瘦， 9 月份洪水峰型矮胖。 7 月份主要是高強度降雨，而9 月份主要是長歷時大面積的降雨。根據(jù)81 年水文資料，壩址多年平均流量為1040m 3 /s ，年平均徑流量 328 億 m 3 。上游劉家峽電站建成后，柴家峽入庫懸移質(zhì)年輸沙量5110 萬噸，比天然情況減少了 58.5%。年平均含沙量 1.69kg/m 3 。根據(jù)黃河上游年內(nèi)洪水特性和龍、 劉水庫聯(lián)合調(diào)節(jié)的特點，將全年洪枯水時段劃分為汛期（ 7 月 9 月）、非汛期（ 11 月 4 月）、汛前期（ 5 月 6 月），

6、汛后期（ 10 月）。柴家峽水電站設(shè)計洪水及分期洪水成果見表 1.1 、表 1.2。柴家峽壩址天然水位流量關(guān)系見表1.3表 1.1受上游水庫調(diào)蓄影響的設(shè)計洪水成果表頻率0.10.20.5123.335102050入庫流量735717693650631617605564484364表 1.2柴家峽分期施工洪水表月份1 345679101112劉家峽控頻率 P125158172212415325158125泄10%125158172212564325158125不控泄表 1.3柴家峽壩址天然水位流量關(guān)系曲線表流量（ m 3/s ）壩址水位 (m)尾水水位 (m)2001540.701540.050

7、01541.541541.10頁腳頁眉10001542.691542.2012501543.131542.6315001543.501543.0217501543.841543.4020001544.151543.7230001545.231544.9540001546.191545.9650001547.121546.9360001547.991547.8165001548.371548.1883501549.681549.49柴家峽右岸咕嚕溝流域面積為3.0km 2，平均坡降 16.9% ，溝長 4.0km ， 溝谷寬淺，兩岸山坡陡峭，河床基本由礫石和少量泥沙組成，在溝下游有橫跨河流的鐵路

8、橋梁。 經(jīng)過分析計算， 咕嚕溝頻率為 3.33%的設(shè)計洪水為 30.0m 3/s 。氣象條件柴家峽壩址區(qū)位于甘肅省中部冷溫帶半干旱區(qū)，氣候特征以蘭州站為代表，根據(jù)蘭州氣象站 1951 1990 年 40 年資料統(tǒng)計，年平均氣溫 9.2，一月份平均氣溫最低（為 -12.3 ），七月份平均氣溫最高（為 22.3 ）。平均年降水量 320.2mm ，年蒸發(fā)量 1448.7mm ，最大風(fēng)速 17.0m/s ，最大凍土深 103cm 。主要氣象特性見表 1.4 。表 1.4柴家峽氣象要素綜合特性表平均最大氣溫平均平均極端極端降水一日平均蒸極大月相對凍土平均最高最低最高最低平均最大發(fā)量風(fēng)速份濕度深度mmm

9、mmmm/s%cm1-6.71.0-12.7.1-21.71.43.421.95710312.82-2.15.4-7.819.9-17.62.24.641.45210218.435.212.6-0.727.5-16.38.315.0105.5489018.6頁腳頁眉411.819.35.431.8-8.618.130.2172.2487.025.4516.623.910.234.7-0.136.645.0211.8251022.9620.327.413.736.74.633.737.6227.153027.6722.229.216.339.19.760.136.4225.260023.0821

10、.027.615.338.35.483.296.8191.865021.8915.722.010.733.00.449.539.6115.469023.6109.416.54.227.6-6.023.921.076.2698.019.4111.88.9-3.020.3-14.94.714.237.8643614.812-5.52.0-10.16.2-19.91.25.418.1648211.3全9.116.33.539.1-21.7322.996.81444.45810327.6年工程地質(zhì)條件壩址位于梁家灣與對格臺間的柴家峽河谷段。黃河從北往南流， 基本為橫向河谷，壩址區(qū)河道順直，水面寬250

11、 m 260m ，水深 2.0 5.0m 。河谷呈左岸較陡峻、右岸平緩的不對稱“U”型谷。河床較平整，基巖裸露，基本無覆蓋層。巖層產(chǎn)狀以樁號0+263.0 處（ Z1 向斜軸部）為中心分為南北兩部分，北側(cè)為 NW310° 315 ° SW 55 ° 61 °；南側(cè)為NW275° 280 ° NE 45 °50 °。向斜軸面走向NW290°，與壩軸線（方向NE68 °）呈 42 °夾角。向斜軸線通過壩軸線的部位偏右岸。壩址區(qū)兩岸基巖裸露， 巖體以物理風(fēng)化為主， 以其顏色變淺和巖石強度明顯

12、降低為特征，風(fēng)化層裂隙不發(fā)育，一般沿層面風(fēng)化強烈，在左右岸、級階地前沿，強風(fēng)化帶厚2.0 3.0m ，弱風(fēng)化帶厚 4.0 6.0m ；在河床部位，強風(fēng)化帶厚 2.5 3.5m ，弱風(fēng)化帶厚 5.0 7.0m 。右岸第四系覆蓋層中無孔隙水潛存。 河床局部基巖風(fēng)化帶及裂隙中的脈狀基巖有裂隙水存在，其化學(xué)類型為氯氧化物硫酸鹽鉀鈉鎂水，CL -1 離子濃度 7800 9600mg/L ，SO4-2 離子濃度達 3100 3900mg/L ，對混凝土具有硫酸鹽侵蝕性。帷幕、固結(jié)灌漿和基礎(chǔ)混凝土水泥要求采用抗硫酸鹽水泥。泄水閘壩段布置在河床右岸，右側(cè)河床上覆砂礫卵石層，厚1.0 2.5m ，壩基巖性為鈣質(zhì)

13、砂巖、泥鈣質(zhì)砂巖以及泥鈣質(zhì)砂巖夾粘土質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)粘土巖，巖層傾角 61 ° 68 °，強風(fēng)化帶厚2.5 3.0m ，挖除后閘基地質(zhì)條件良好。右岸混凝土重力壩位于右岸級階地，覆蓋層厚1.0 4.0m ，巖層傾角頁腳頁眉55 ° 68 °，強風(fēng)化帶厚 2.5 3.0m ，將其挖除后，閘基地質(zhì)條件良好。左岸副壩段壩基巖性主要為泥鈣質(zhì)砂巖及泥鈣質(zhì)砂巖夾黏土質(zhì)砂巖。上覆1.04.0m 砂礫卵石層，巖石強風(fēng)化帶厚度 2.5 3.0m ，巖石傾角 55 ° 68°，基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件良好。 安裝間、廠房及中間壩段基礎(chǔ)巖石為鈣質(zhì)砂巖、 泥鈣質(zhì)砂巖夾

14、黏土質(zhì)粉砂巖或粉沙質(zhì)黏土巖，上覆 1.0 2.0m 砂礫卵石層，巖石強風(fēng)化帶厚度 2.53.0m ，巖石傾角 55° 61 °，基礎(chǔ)工程地質(zhì)條件良好。左岸壩址基巖岸坡較高陡，上部坡度約40°，坡腳處堆積有2.0 5.0m 厚的崩坡積及人工堆積塊、碎石土，并發(fā)育一個滑坡體和兩個塌滑體?；麦w地質(zhì)條件:一號滑坡體位于左岸壩線上游51m 處，發(fā)育在級階地的前緣基巖斜坡上，高出水面 75m ，滑坡為白堊統(tǒng)河口群下巖組的泥鈣質(zhì)砂巖夾粘土質(zhì)粉沙巖及鈣質(zhì)砂巖中的基巖滑坡，上部順層滑動，下部切層滑動，總體積約20 萬 m 3。兩個塌滑體分別發(fā)育在壩軸線下游40m 、90m 處，均

15、為基巖塌滑體，體積小?？傮w地形較為平緩， 不良物理地質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。 壩區(qū)地下水埋藏類型， 第四系覆蓋層中無孔隙水潛存， 局部基巖風(fēng)化帶及裂隙中有脈狀基巖裂隙水。對混凝土具硫酸鹽侵蝕性。料源條件一期工程天然建材： 選用距壩址約 3km 的上游左岸五零四廠東島料場， 開采和運輸條件方便， 質(zhì)量和數(shù)量也均滿足工程要求。 二期工程天然建材： 左壩肩水面以上開挖可備石渣和塊石料約 1.1 萬 m 3，導(dǎo)流明渠上游圍堰內(nèi)側(cè)集渣坑開挖可備石渣和塊石料約 0.3 萬 m 3，一期圍堰削瘦和上游索橋左橋臺部位可備石渣和塊石料約 0.4 萬 m 3，還需約 0.2 萬 m 3 塊石料需從左岸拌和樓受料坑下游側(cè)山體

16、爆破開挖；上游圍堰施工砂礫石及過渡料約 1.73 萬 m 3 在左岸約 2.5km 運距的 504 廠區(qū)取用；上、下游圍堰施工所用黃土料約 1.7 萬 m 3 在左岸約 2.5km運距的 504 廠區(qū)場取用。對外交通條件柴家峽水電站壩址右岸二級階地有蘭新鐵路和312( 蘭新公路 )國道通過，公路等級為國家一級， 本段也是蘭州市政交通主干線， 路面結(jié)構(gòu)為混凝土路面。 壩址至附近鐵路車站的公路里程為： 至蘭州站 34km ，至坡底下站 3km ，至西固站 8.8km ，至河口南站 14.6km ，至蘭州鐵路樞紐貨場 23km ，至蘭州中川機場約55km 。上游 250m 有施工交通橋，可通過單荷總

17、重為35 噸的汽車。壩址上游4.34km頁腳頁眉處 504 廠專用公路和準(zhǔn)軌鐵路兩用橋，可通過大型設(shè)備。施工條件分析水文條件柴家峽水電站壩址位于蘭州水文站上游，柴家峽至蘭州區(qū)間流域面積1995km 2，僅為蘭州站積水面積的0.9%。柴蘭區(qū)間無較大支流匯入，徑流模數(shù)相對較小，加入水量甚微，因此以蘭州水文站作為柴家峽水電站的設(shè)計代表站。柴家峽水電站設(shè)計洪水及分期洪水成果見表1.1、表 1.2，柴家峽壩址天然水位流量曲線見表 1.3 。氣象條件柴家峽水電站壩址位于甘肅省中部冷溫帶半干旱區(qū)， 氣象特征以蘭州站為代表，根據(jù)蘭州氣象站 1951 1990 年 40 年資料統(tǒng)計，年平均氣溫 9.2，一月份平

18、均氣溫最低（為 -6.4 ），七月份平均氣溫最高（為 22.3 ），平均年降水量 320.2mm ，年蒸發(fā)量 1448.7mm ，最大風(fēng)速 17.0m/s ，最大凍土深 103cm 。主要氣象特性見表1.4地質(zhì)條件壩址位于梁家灣與對格臺間的柴家峽河谷段。黃河從北往南流， 基本為橫向河谷，壩址區(qū)河道順直，水面寬250.0260.0m ，水深 2.0 5.0m 。河谷呈左岸較陡峻、右岸平緩開闊的不對稱“U”型谷。河床較平整，覆蓋層厚約12.5m 。壩址區(qū)兩岸基巖裸露， 巖體以物理風(fēng)化為主， 以其顏色變淺和巖石強度明顯降低為特征風(fēng)化層裂隙不發(fā)育， 一般沿層面風(fēng)化強烈， 在左右岸、 級階地前沿，強風(fēng)化

19、帶厚 23m ，弱風(fēng)化帶厚 46m ；在河床部位，強風(fēng)化帶厚 2.5 3.5m ，弱風(fēng)化帶厚 5 7m 。料源條件由于在一期枯期上下游圍堰填筑施工階段，壩址上游施工橋暫時無法貫通，根據(jù) 504 廠的特殊情況，壩址上游4.34km 處的 504 廠專用公路和準(zhǔn)軌鐵路兩用橋無法滿足圍堰填筑從左岸取料的運輸強度要求，而且一期枯期上下游圍堰填筑天然砂石料選用距壩址約3.0km 的上游左岸 504 廠東島魚池砂石料場無法實現(xiàn)，所以一期枯期上下游圍堰填筑天然砂石料選用距壩址約5.0km 的上游右岸咸水溝，運距遠且與312 國道影響較大，施工難度加大。同時，圍堰防沖所需的塊石，也無法按照可行性研究報告 提供

20、的基本資料取料 ,需從距壩址約 9km頁腳頁眉的下游 312 國道去劉家峽路口挖裝，同樣存在運距遠且與312 國道影響較大問題。汛期圍堰施工階段， 在上游施工便橋還未通車前，土料選用右岸梁家灣村后的級階地號土料場，運距遠且與312 國道影響較大。在上游施工便橋通車后，選用 504 廠區(qū)壩址左岸級階地上部號土料場，開采和運輸條件方便。二期圍堰填筑供需石渣和塊石料約3.3 萬 m 3 (有 1.1 萬 m 3 為后期加高用，不在這次備料范圍內(nèi) )，砂礫石及過渡料約 1.6萬 m 3，黃土料約 1.7 萬 m 3。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，左壩肩水面以上開挖可備石渣和塊石料約1.1 萬 m 3，導(dǎo)流明渠上游

21、圍堰內(nèi)側(cè)集渣坑開挖可備石渣和塊石料約0.3萬 m 3，一期圍堰削瘦和上游索橋左橋臺部位可備石渣和塊石料約0.4 萬 m 3，還需約 0.2 萬 m 3 塊石料需從左岸拌和樓受料坑下游側(cè)山體爆破開挖；上游圍堰施工砂礫石及過渡料約1.73萬 m 3 在左岸約 2.5km 運距的 504 廠區(qū)取用；上下游圍堰施工所用黃土料1.7萬 m 3 在左岸約 2.5km 運距的 504 廠區(qū)場取用。2.1.2.5 施工道路上游 250m 有施工交通橋，可通過單荷總重為35噸的汽車。壩址上游4.34km 處 504 廠專用公路和準(zhǔn)軌鐵路兩用橋，可通過大型設(shè)備。具體的圍堰及機坑道路見施工總平面布置附圖T-06。水

22、電供應(yīng)及通信條件黃河水質(zhì)良好，符合工程施工要求，左岸生活用水在504 廠取水，右岸的生活用水通過凈化黃河水后使用。壩址附近有 504 廠變電所、宣家溝變電所和新城橋頭新變電所，施工用電可靠。在施工區(qū)內(nèi)以手機，對講機和固定電話作為通訊手段，配備傳真機。設(shè)計、施工依據(jù)及原則：1、招標(biāo)文件中技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和要求；2、國家及行業(yè)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；3、主體工程建筑物的布置型式；4、工程現(xiàn)場的施工條件；2.2導(dǎo)流方式、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃導(dǎo)流方式柴家峽水電站壩址位于梁家灣與對格臺間的柴家峽河谷段，為橫向河谷。壩址河道順直，水面寬250m 260m ，水深 2.0m 5.0m ，河床較寬。明渠導(dǎo)流頁腳頁眉方式適合用于

23、岸邊具有臺地、緩坡的地形,或附近有舊河道、山溝、埡口、河彎等可利用的地形。 隧洞導(dǎo)流方式一般用于中上游峽谷地區(qū)，沒有條件布置縱向圍堰的河段。涵洞導(dǎo)流方式多用于土石壩，涵洞埋于壩下。根據(jù)柴家峽的地形、地質(zhì)條件及主體工程的型式與布置，施工導(dǎo)流采用河床分期導(dǎo)流方式，整個工程分兩期兩段施工。一期枯、汛圍堰先后圍護右河床，由左岸束窄河床過流，主要進行砼縱向?qū)? 孔泄水閘施工；二期為主河床截流，河水由5 孔泄水閘渲泄，在二期上下游圍堰的圍護下進行河床電站廠房和左岸土石副壩等部位的施工。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)柴家峽水電站為三等中型工程，其主要建筑物級別為級、 次要建筑物級別級，圍堰使用年限小于 5 年；圍堰高度小于

24、15m 堰前庫容亦小于 0.1 億 m 3。根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范 SL 303 2004 規(guī)定，圍堰級別為級，相應(yīng)的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用 P=10%洪水重現(xiàn)期，龍、劉二庫聯(lián)合控泄的導(dǎo)流流量為 Q枯 10%=1580 m 3/s ， Q 汛 10%=4150 m 3/s 。為加快基坑閉氣施工進度， 減少堰體高噴防滲墻鉆孔施工工程量，縮短整個工程的直線工期。 同時，為了使上游圍堰填筑部分料源采用基坑開挖料，最大限度的降低圍堰造價。 一、二期導(dǎo)流圍堰分為枯水期填筑和汛期加高填筑兩個階段施工。一期枯水期圍堰采用土石圍堰， 導(dǎo)流時段為 2005 年 1 月至 2005 年 4 月 30 日，填筑設(shè)計

25、洪水標(biāo)準(zhǔn)為枯水期 4 月份十年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)， 相應(yīng)導(dǎo)流流量為 Q 枯水期 10% = 1580m 3/s 。汛期圍堰由上、下游橫向土石圍堰和砼縱向?qū)M成，導(dǎo)流時段為 2005 年 5 月至 2005 年 10 月，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為全年十年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)， 相應(yīng)導(dǎo)流流量為 Q 全年 10% = 4150m 3 /s 。二期枯水期導(dǎo)流時段為2005 年 11 月 1 日至 2006 年 3 月 31 日，其設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為枯水期 11 月份至翌年 3 月份十年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)導(dǎo)流流量為 Q 枯水期 10% = 1580m 3/s 。汛期圍堰導(dǎo)流時段為 2006 年 4 月 1 日至 2007 年 6 月

26、 15 日，其設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為全年十年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)導(dǎo)流流量為Q全年10%=4150m 3 /s 。導(dǎo)流規(guī)劃1、2004 年 12 月 20 日前完成一期枯水期圍堰（一期）填筑，由左岸束窄河床過流。2、2005 年 4 月 30 日前完成汛期上、下游土石圍堰填筑。頁腳頁眉3、2005 年 4 月 30 日砼縱向?qū)仓?、 6 月份渡汛高程（上游導(dǎo)墻澆筑到高程 1545.5m ，下游導(dǎo)墻澆筑到高程 1545.0m），2005 年 6 月 20 日砼縱向?qū)仓仓瓿伞?、2005 年 5 月 15 日前拆除一期枯水期圍堰。5、2005 年 10 月 31日前 5 孔泄水閘具備過水條件。6

27、、2005 年 11 月 15日主河床截流。7、2005年 11 月 20 日二期枯期圍堰填筑、防滲閉氣和基坑初期排水全部完成。8、2006年 3 月 31 日前汛期圍堰加高填筑全部完成。9、2007年 7 月 15 日二期上游圍堰拆除至高程1545.50m ，二期下游圍堰全部拆除完成。圍堰選型原則圍堰的選型主要考慮以下因素：1、施工總進度安排及地形特點；2、水力參數(shù)、堰體的穩(wěn)定分析及迎水面抗沖刷演算成果；3、修筑圍堰處地形特點、覆蓋層厚度及圍堰施工條件；4、當(dāng)?shù)貒咛钪牧锨闆r；主要工程量一期工程主要工程項目工程量：分布見表3.2表 3.2主要工程項目工程量分布表項目編號項目名稱單位 工程量

28、備注一、土石方挖填1 泄水閘室a石方明挖m 336869b土石方填筑m 318592 泄水閘消力池、護坦段a石方明挖m 336806b土石方填筑m 38971c鋼筋籠m 333793 右岸重力壩段a石方明挖m 33263b土石方填筑m 34704 縱向?qū)Χ雾撃_頁眉a石方明挖m 312140（樁號壩上 0-035.00 壩下 0+126.00 ）b石方明挖土石方填筑m 3616（樁號壩上 0-035.00 壩下 0+126.00 ）石方明挖c樁號上導(dǎo) 0+000.00 上導(dǎo) 0+060.00 、m 34665下導(dǎo) 0+000.00 0+032.00 ）石方明挖d( 樁號上導(dǎo) 0+000.00 上導(dǎo) 0+060.00 、m 3472下導(dǎo) 0+000.