海南省XX江XX壩水利水電二期(灌區(qū))工程初步設計報告(7-8部分)

1、7 消消 防防 系系 統(tǒng)統(tǒng)2957 消防系統(tǒng)7.1 工程概況本工程樞紐有混凝土重力壩和河床式廠房兩部分組成。廠房為左岸河床式，裝機 2 臺，單機容量為 40MW，安裝場布置在廠房左端，中控樓布置在安裝場的上游，輔助電器設備布置在主廠房的下游，主變布置在安裝場下游。電站進廠方式采用水平進廠方式。7.2 消防設計依據(jù)和原則7.2.1 消防設計依據(jù)消防設計依據(jù)本工程的消防設計遵照 SDJ278-90水利水電工程設計防火規(guī)范、GSJ16建筑設計防火規(guī)范的有關規(guī)定，確定本工程建筑物耐火等級分為三級。XX 水電站消防設計分為：廠區(qū)、溢流壩二部分。廠區(qū)消防設計是本工程消防設計的重點。廠區(qū)消防設計，包括主廠房

2、、下游副廠房、主變壓器場、開關站和中控樓等建筑物及其內(nèi)部機電設備的消防設計。7.2.2 消防設計原則消防設計原則本工程消防設計貫徹“預防為主、防消結合”和確保重點、兼顧一般、便于管理、經(jīng)濟實用的原則。設計中，嚴格按照現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范的規(guī)定，采用“一防，二斷，三滅，四排”的綜合消防技術措施，避免火災發(fā)生，防止火災蔓延擴散，并迅速撲滅，減少火災損失。本工程的消防設計遵照 SDJ278-90水利水電工程設計防火規(guī)范和 GBJ16-87建筑設計防火規(guī)范的有關規(guī)定進行，并結合本工程的具體情況確定以下設計原則：消防區(qū)內(nèi)按規(guī)范要求統(tǒng)一規(guī)劃暢通的安全通道和設置安全出口及其標志；根據(jù)生產(chǎn)重要性和火災危險性程度配置消

3、防設施和器材。特殊部位按防火規(guī)范采取其它消防措施；在電站中央控制室設置消防控制中心和火災自動報警控制系統(tǒng)；采用水噴霧、消火栓、CO2滅火和干粉滅火器 4 種滅火方式，消防用水取自可靠而充足的水源，消防有關電源采用雙回獨立電源供電；296結合消防要求，考慮通風排煙系統(tǒng)的設置；盡可能采用阻燃、難燃性材料為絕緣介質(zhì)的電氣設備，以防止和減少火災的發(fā)生；有火災危險性的設備間，采用防火性材料的門隔離，孔洞及電纜道用耐火材料封堵、分割，以防止火災的蔓延擴展。7.3 廠區(qū)消防設計7.3.1 建筑物產(chǎn)生火災危險性類別及耐火等級建筑物產(chǎn)生火災危險性類別及耐火等級根據(jù)水利水電工程設計防火規(guī)范(SDJ278-90)，

4、本電站建筑物、構筑物各部位火災危險性類別、耐火等級見表 7.3-1。表 7.3-1 火災危險性類別、耐火等級表部 位建 筑 物、構 筑 物 名 稱火災危險性 類 別耐火等級1錐管層、蝸殼層丁二2水輪機層、母線層丁二3發(fā)電機層、安裝間丁二4深井泵房戊三5透平油庫丙二6電纜層丙二7空壓機室丁二主廠房8供水室戊三9勵磁變室、及高壓開關柜，廠用低壓盤室，發(fā)電機配電裝置室丁二10中央控制室，計算機室，繼電保護室丙二11高壓試驗室丁二12蓄電池室丙二13繼電保護試驗室、儀表試驗室丁二14載波機室、通訊總機室丙二副廠房15其它辦公室戊二16主變壓器場丙一17管母線層丁二開關站18出線平臺丁二29719壩頂配

5、電室和控制室丁二壩頂20壩頂起閉機室丁二7.3.2 安全通道安全通道本電站廠區(qū)建筑物有主廠房、中控樓、下游副廠房和主變 GIS 樓。各建筑物各層之間、各建筑物之間、各建筑物與戶外均有合理暢通的通道。主廠房各層之間、中控樓各層之間、下游副廠房各層之間均有兩個樓梯相通，中控樓兩端各有 1 個樓梯直通安裝場；發(fā)電機、安裝場層兩端有 2 個通往戶外的門；主變層有 1 個樓梯和 1 個直通出線平臺的門。廠內(nèi)主要通道、樓梯間、安全出口處，均設有火災事故照明和安全疏散指示標志。7.3.3 主要場所和主要機電設備的消防主要場所和主要機電設備的消防廠房消防采用水滅火、固定式 CO2管網(wǎng)滅火和干粉滅火器 3 種滅

6、火方式，由于水電站水量充足，取水方便，故以水滅火為主要滅火方式。消防供水采用水池供水方式，設置高位水池，水池的有效容積為 200m3，供水壓力為 0.30.5MPa，滿足消防供水量和水壓的要求。詳見系統(tǒng)圖。水滅火方式采取設置消火栓和固定式水噴霧滅火裝置。干粉滅火器采用磷酸胺鹽干粉滅火器有手提式和推車式(MF 型)。7.3.4 主廠房和安裝場的消防主廠房和安裝場的消防主廠房發(fā)電機層消火栓的布置，根據(jù)規(guī)范要求其間距不宜大于 30m，并保證該層各部位有兩支水槍的充實水柱同時到達。本電站主廠房凈寬 17.6m，每機組段長度 18.2m，根據(jù)計算每個機組段上、下游側各設 1 個消火栓。由于水輪發(fā)電機組在

7、安裝和檢修時，有火源和易燃物質(zhì)的使用，為防火安全，還在安裝場設置 2 個消火栓，上、下游側各布置 1 個。電纜層、水輪機層在每個機組段上、下游側各設 1 個消火栓。每個摟梯的每層樓梯間布置一個消火栓。根據(jù)火災危險性類別、建筑面積和消火栓布置情況，經(jīng)計算主廠房各層每個機組段另配置 2 具 MFA6 型干粉滅火器，布置在各機組段的下游側；安裝場配置有 2具 MFAT25 型推車式干粉滅火器。主廠房的 275/30t 橋機上配置 2 具 MFA4 干粉滅火器。發(fā)電機組安裝在封閉的機坑內(nèi)，采用固定式水噴霧滅火裝置。操作廊道每臺機298組段配置 2 具 MFA4 干粉滅火器。7.3.5 主變壓器場的消防

8、主變壓器場的消防主變壓器消防采用固定式水噴霧滅火裝置，每臺主變壓器周圍設置水霧噴頭，設計保護范圍包括主變壓器外表面及其下部油坑面積。消防水進水管操作閥采用雨淋閥組控制，該閥組布置在獨立的閥門室內(nèi)，可實現(xiàn)自動、現(xiàn)地手動和遠方控制功能。發(fā)生火災時，由感溫、感煙探測器和瓦斯繼電器探測火災。一旦探測器動作，即向消防控制中心自動報警，由消防控制中心給出指令并自動(或手動)動作雨淋閥組或啟動消防泵噴水滅火。主變壓器下部設有貯油坑，貯油坑上部鋪以 250mm 厚的卵石，貯油坑容積為 1 臺主變油量和消防水量之和的 20%。在坑底設有 Dg150 的排水管，將消防水和可能溢出的油排至事故油池，可滿足貯存一臺主

9、變壓器全部油量和消防水量的容積。在每臺主變室另配備 2 具 MFA6 型干粉滅火器，用于小型火災的滅火。7.3.6 透平油庫的消防透平油庫的消防透平油庫布置在安裝場下母線層，設有 2 個對外開啟的防火門。防火門耐火等級為 1 級，耐火極限為 2h。采用固定式水噴霧滅火裝置，消防水進水操作閥采用雨淋閥組控制，該閥組布置在油庫外。油庫的每個油罐周圍布置 8 個噴頭，為了防止火災漫延，在每個防火門頂上設有 1 個噴頭，防火門下設有高度為 300mm擋油坎。油庫內(nèi)裝有感溫、感煙探測器，一旦火災發(fā)生，自動向消防控制中心報警，防火閥自動關閉，風機立即停止排風，自動或手動開啟雨淋閥組噴水霧滅火，滅火后風機再

10、啟動排煙。 7.3.7 檢修、滲漏排水泵房的消防檢修、滲漏排水泵房的消防檢修、滲漏排水泵房及風機房走道上布置 2 具 MFA4 干粉滅火器。7.3.8 中控樓的消防中控樓的消防中央控制室、計算機房采用固定式 CO2滅火系統(tǒng)。采用組合分配管網(wǎng)系統(tǒng)，合用一套貯存容器。其設計用量按其中最大的中控室需要量設置。中控樓各層在兩端的樓梯位置各設置 1 具 MFA6 干粉滅火器。 7.3.9 下游副廠房的消防下游副廠房的消防下游副廠房各層每個機組段設置 2 具 MFA6 干粉滅火器，空壓機室及供水室設置 1 具 MFA6 干粉滅火器。在主要電纜通道，設置固定式水噴霧滅火裝置。2997.3.10 電纜的防火及

11、封堵電纜的防火及封堵廠房內(nèi)，通向各處的電纜均采用電纜橋架。動力電纜與控制電纜分層布置，在每層電纜橋架之間設有防火隔板。電纜道、電纜豎井的兩端及電纜溝分支處均采用防火包封堵，并在防火包兩側各 1.0m 范圍內(nèi)的電纜上涂防火涂料。廠內(nèi)各處電纜在穿越控制室、配電裝置室等樓板的孔洞處采用防火堵料封堵；穿越墻壁、廠房外墻處及電纜分支引接處均采用防火隔板封堵；貫穿處用防火堵料進行封堵。電纜豎井的上、下兩端、電纜豎井中間適當位置及各進出電纜的孔口均設有防火隔板封堵。在上述用防火隔板封堵的部位、電纜貫穿的部位都采用防火堵料局部封堵，并在兩側各 1.0m 以內(nèi)范圍的電纜段涂以高效膨脹防火涂料，以防止電纜起火時竄

12、火。集中的電纜橋架和電纜道的消防根據(jù)其走向，均采用水噴霧滅火方式，并進行適當分區(qū)。7.4 消防電氣7.4.1 消防電源消防電源消防用電設備的電源按二級負荷供電?；馂膱缶刂葡到y(tǒng)電源，由專用的消防動力屏供電，該專用消防動力屏的電源由廠用主盤不同母線引兩個獨立回路供電，并實現(xiàn)自動投切。當一路發(fā)生故障時仍能保證消防用電可靠?；馂膱缶刂葡到y(tǒng)電源，當失去交流電源后，自動切換到由蓄電池提供直流24V 備用電源?；馂氖鹿收彰鞑捎脩睙簟；馂氖枭⒅甘緲酥緹?，正常時采用交流供電，當發(fā)生火災事故時，由自備蓄電池供電，連續(xù) 30 分鐘。7.4.2 火災事故照明，疏散指示標志和燈具火災事故照明，疏散指示標志和燈具廠

13、內(nèi)所有通道、出口、樓梯間、安全出口等部位均設有火災事故照明燈和疏散指示標志牌?；馂氖鹿收彰鞯淖畹驼斩葹?0.51x。疏散指示標志牌均有玻璃護罩。3007.5 壩頂消防設計壩頂建筑物除采用消火栓等水消防外，在壩頂配電室、控制室、液壓式起閉機室內(nèi)均配備有干粉滅火器。同時，在壩頂配電室、控制室、液壓式起閉機室內(nèi)分別安裝有感煙探測器、感溫探測器、手動報警按鈕、區(qū)域火災自動報警控制器等。所需的消防用水引自 XX 電站的高位水池，廠房消防采用水滅火、干粉滅火器2 種滅火方式，以水滅火為主。7.6 XX、渠首消防系統(tǒng)主要設備匯總表序號名 稱型號及規(guī)格單位數(shù)量備 注1雨淋閥組DN100個72消火栓箱DN65套

14、403消防噴頭個1404Y 型過濾器DN100個75自動濾水器LD-150A個26不銹鋼蝶閥DN150個87泵控閥DN100個28液位控制器個14 對接點9液位信號器個110不銹鋼蝶閥DN100個311火災自動報警及聯(lián)動控制屏500 個報警及控制點面112點式感煙、感溫探測器只10013紅外光束感煙探測器對514纜式感溫探測器km315手動報警按鈕只1516各種隔離器、接口模塊只10017聲光報警器只1518報警及控制信號線、電源線km619阻燃可撓金屬電纜保護套管km420預埋盒只5003018 施工組織設計施工組織設計院長： 胥樹茂(副)總 工 程師： 石青春(副)設計總工程師： 曾雪艷專

15、業(yè)總工程師： 盛樂民(副)校核： 洪 文劉佳良卿篤興譚建平編寫： 謝孟良卿篤興熊惠明康粉紅柴 華余 平3018 施工組織設計8.1 施工條件 8.1.1 對外交通對外交通XX 樞紐工程位于海南省東方市和昌江縣交界處的昌化江上，是 XX 壩水利水電二期(灌區(qū))工程的組成部分，上距 XX 壩水電站 27km。本樞紐對外交通較為方便，左右岸均有簡易公路可直達壩址。壩址左岸的簡易公路經(jīng)紅泉農(nóng)場至抱板，里程 11.0km；由抱板至海口和東方市(八所港)，公路里程分別為 237km 和 29km；由八所港經(jīng)海路運輸可達大陸的北海港、湛江港、黃埔港、上海港等大型海港，壩址附近無鐵路經(jīng)過。8.1.2 自然條件

16、自然條件a) 地形地質(zhì)壩址位于 XX 峽谷出口下游 2km 處。壩址河床開闊，水流平緩?？菟诤哟矊捈s 310m，在 XX 壩電站不發(fā)電之時，出露大片礁灘，便于導流圍堰干地施工。河床基巖面高程 25.0028.00m。在河床中部偏左側發(fā)育一條深槽，槽寬 1520m，延伸長約 400m。左岸地勢平緩開闊，發(fā)育級階地，階面高程 35.00m 左右，階面寬度50100m，是施工總布置的理想場所。階地后緣以上坡角 1015，山頂高程75.00m 左右，山坡大多為殘坡積層覆蓋。右岸地勢較陡，受幾條沖溝切割，地形不整齊，局部岸坡為陡坎，施工設施的布置受到一定限制。山坡坡角 1030，山頂高程 75.00m

17、 左右，山坡植被覆蓋良好。壩址區(qū)地層為前震旦系抱板群(Ptb)和第四系(Q)?；鶐r以黑云斜長片麻巖為主，混合巖化花崗巖和角礫狀混合巖次之，且為零星小范圍分布。巖石中片麻理產(chǎn)狀為4060NW5060，少數(shù)傾向 SE。長英質(zhì)巖脈在整個河床及兩岸均有分布，產(chǎn)狀基本與片麻理方向一致，其厚度為 20150cm，延伸長度不一，長者達 80cm 左右。壩址處斷層、節(jié)理、裂隙較為發(fā)育。殘坡積層(e1d1Q)分布于兩岸山坡，為砂質(zhì)粘土夾碎石，厚 0.12m?，F(xiàn)代河流沖積層(a1Q24)分布于左岸河邊高程 27.0030.00m，為砂、卵礫石組成，厚度為12m。級階地沖積層(a1Q14)分布于左岸，為黃褐色砂壤土

18、及砂礫石，厚度為13m。b) 水文與氣象 302海南島屬大陸性熱帶島嶼氣候，夏季長達 78 個月，沒有冬季。壩址常年氣溫較高，多年平均氣溫 24.4，極端最高氣溫 39.7，極端最低氣溫 4.2。壩址雨量充沛，多年平均降雨量為 1432mm，最大一日降雨量為 365.6mm，多年平均降雨日數(shù)為 107d，但年內(nèi)分配很不均勻；每年 510 月份為雨季，降雨強度大，主要為臺風雨，降雨量占全年降雨量的 90.5%；11 月次年 4 月為旱季，降雨量只占全年雨量的 9.5%。壩址多年最大平均風速為 23m/s，最大風速為 40m/s。昌化江流域洪水主要由降雨形成。每年610 月份為汛期，臺風雨是汛期洪

19、水的主要來源，尤以710 月份出現(xiàn)機會較多；12 月次年 4 月份為枯水期，5 月份和11月份為中水期。由于臺風雨急劇，河道坡降陡，其洪水特點是：峰高量大、陡漲陡落，具有明顯的山區(qū)性河流特點，一次過程歷時37d，洪峰過程以復峰居多，洪量較集中。與施工有關的水文氣象資料和統(tǒng)計分析成果見表 8.1.2-18.1.2-5，表 8.1.2-18.1.2-4 中流量均未考慮 XX 壩水庫的調(diào)蓄作用。表 8.1.2-1 壩址全年不同頻率設計流量表 流量單位：m3/s頻率P()125102033.350流量Q23200210001600012300828059704190表 8.1.2-2 壩址各月不同頻率

20、最大流量表 流量單位：m3/s頻率P()月份125102033.350110897.583.171.659.249.540.4211098.381.568.755.244.735.1315813610886.864.848.735452043231923715810564.8571405120277013704641981201127702250158011106754032251228525020016212495.270.1表 8.1.2-3 壩址各月平均流量表 流量單位：m3/s頻率P()月份1020507585141.637.230.827.426.1243.836.527.724.4

21、23. 5345.035.622.315.613.2449.140.328.021.920.1303585.159.933.827.426.71115112687.062.151.01266.156.442.635.532.9表 8.1.2-4 壩址各施工時段洪水流量表 流量單位：m3/s時段頻率5102033.350%11月1日次年4月30日1660118073543526011月1日次年5月31日3750220099345121712月1日次年4月30日37329121015110412月1日次年5月31日30001580592253173表 8.1.2-5 壩址氣溫匯總表 單位：月份月平

22、均氣溫最高氣溫最低氣溫月份月平均氣溫最高氣溫最低氣溫118.835.55.6827.537.320.9219.637.15.4926.235.115.5322.838.610.21024.734.314.1425.939.710.21122.133.89.4528.138.719.31219.633.54.2628.439.520.0年24.439.74.2728.539.021.28.1.3 工程條件工程條件 XX 樞紐工程由溢流壩、廠房、混凝土重力壩和土壩等水工建筑物所組成，壩頂總長 1092m，混凝土壩壩頂高程 58.50m，土壩壩頂高程 59.00m。河床布置 12 孔溢流壩，總長度

23、256.50m。廠房位于溢流壩左側，為河床式廠房，廠房全長 74.8m，廠頂高程 50.80m，建基面高程 7.89m，廠房最大高度 42.91m。廠房內(nèi)共安裝 2 臺水輪發(fā)電機組。樞紐主體工程(包括導流工程)主要工程量見表 8.1.3-1。表 8.1.3-1 主要工程量匯總表項 目單位大 壩XX 電站中干低干小 計導 流合 計土方明挖萬 m315.013.951.9120.871.1922.06石方明挖萬 m320.179.221.6831.070.2931.36混凝土萬 m332.058.512.2942.854.3047.15錨 索萬 t.m264.8264.8264.8漿砌石m3358

24、04158190396419641304土方填筑萬 m341.202.540.7744.515.9050.41鋼筋、鋼材t4182320385184962448739固結灌漿m1923020003302156021560帷幕灌漿m415041504150壩址上游有一滾水壩，為漿砌石壩，距 XX 樞紐壩軸線 30m，壩頂高程35.00m。左岸下游側已建有小電站，主要供民用電，壩址左岸還有低干引水渠道。8.1.4 建筑材料及水電供應建筑材料及水電供應工程所需外來物資器材總量 31.84 萬 t。主要外來物資供應方向為：水泥由當?shù)氐臇|方雙吉水泥廠或國投海南水泥有限公司供應，鋼材、木材、火工材料、油料

25、等物資由?？谑泻蜄|方市有關部門供應，一般性材料和臨建工程所需物資由承包商結合當?shù)毓獥l件組織采購。本工程施工用電擬從南石新北 110kV 線路 T 接至本工程施工變電所，接線距離 5.8km。施工用水取自昌化江，昌化江水質(zhì)尚好，經(jīng)處理后可滿足施工生產(chǎn)用水和生活用水的要求。8.1.5 壩址下游的供水與灌溉壩址下游的供水與灌溉工程施工期間，壩址下游河道及低干渠要求不能斷流，低干渠供水流量6.37m3/s，下游河道供水流量不小于 10.00m3/s。8.2 天然建筑材料8.2.1 混凝土骨料料源混凝土骨料料源可供選擇的料源共有3 處，壩前天然砂料場、叉河天然砂料場和壩下人工砂石料場。壩前天然砂料場儲

26、量約 57.5 萬 m3，細度模數(shù)為 2.10，近 50%的砂中含有泥團，砂料含泥量達 16%，質(zhì)量不能滿足規(guī)范要求，不宜采用。距壩址下游約 11km 處有叉河天然砂料場，儲量約 191.4 萬 m3，除密度略低、孔隙率略高于規(guī)程值外，其余各項指標均符合規(guī)程質(zhì)量要求?？菟诹蠄龈叱鏊?4m，開采十分便利，儲量和質(zhì)量均能滿足工程需要，但其運距較遠。人工砂石料場位于壩址下游左側河床內(nèi)，距壩軸線 1.01.8km，基巖裸露，主要為弱微風化黑云斜長片麻巖和混合巖化花崗巖，軋制后的砂和碎石各項指標滿足規(guī)程規(guī)范要求。料場表面高程 26.0028.00m，儲量和質(zhì)量均能滿足工程需要。3058.2.2 土料

27、料源土料料源壩址兩岸土料豐富，由于左岸地勢平緩開闊，開采方便，壩址上游區(qū)域可利用庫區(qū)土料，減少征地，同時填筑工程量主要集中在左岸均質(zhì)土壩部位，因此僅選擇壩址左岸上游土料場。壩址左岸上游 0.31.5km 范圍內(nèi)土料豐富，有用儲量達 128 萬 m3。土料場地勢平坦、開采范圍大，但有用料開采較薄，為 1.42.6m。土料無需加工處理，可直接上壩使用，儲量和質(zhì)量均能滿足工程需要。8.3 施工導流壩軸線上游 30m 處已建有攔河滾水壩，壩頂高程 35.00m，擋水流量小于10m3/s。上游 XX 壩水電站系調(diào)峰電站，僅在用電高峰期發(fā)電放水。因此，枯水期壩址河床經(jīng)常無水，工程施工無須截流。壩址河床開闊

28、，基巖裸露，河道無通航放木要求。8.3.1 上游水庫的影響上游水庫的影響XX 水電站上距 XX 壩水電站 27km。XX 壩水電站壩址控制流域面積3498km2，占 XX 壩址控制流域面積的 85.7%，XX 壩壩址XX 壩址之間的流域面積582km2，僅占 XX 壩址控制流域面積的 14.3%。XX 水電站壩址施工洪水為 XX 壩下泄洪水與區(qū)間洪水的組合。組合洪水成果見表 8.1.2-1表 8.1.2-4。上游 XX 壩電站為多年調(diào)節(jié)水庫，由于水庫未設防洪庫容，因此，在遇 XX 壩設計標準以下的洪水時水庫如按正常運行調(diào)度，則對 XX 壩址施工期各頻率洪水無調(diào)節(jié)作用；如 XX 壩水庫在洪水前預

29、留庫容，則對 XX 壩址施工期各頻率洪水有調(diào)節(jié)作用，但將損失發(fā)電量。8.3.2 導流標準及導流方式導流標準及導流方式壩址河谷形態(tài)系數(shù)約為 31，屬明顯寬闊型河谷，適宜采用分期導流和明渠導流方式。本工程壩址河床開闊、平坦，左岸地形較緩，右岸山坡較陡，且壩前 30m 處已建有攔河滾水壩，壩頂高程 35.00m。根據(jù)水工樞紐布置和壩址地形、地質(zhì)條件及水文特性，本階段推薦采用分期導流方式。XX 水電工程屬大(二)型工程，主要建筑物為 2 級。根據(jù) S13032004水利水電工程施工組織設計規(guī)范規(guī)定，施工臨時性導流建筑物為 4 級，混凝土類導流建筑物設計洪水標準為 510 年一遇。經(jīng)研究分析，溢流壩工程

30、導流標準選擇為 5 年一306遇。發(fā)電廠房建基面較低，開挖深度達 20m，一個枯水期難以將基礎混凝土澆出常水面，為了使廠房能全年施工，達到提前發(fā)電的目的，廠房施工采用全年不過水圍堰保護，相應廠房圍堰擋水標準為全年 10 年一遇，混凝土壩臨時度汛洪水標準為全年 20 年一遇，土壩臨時度汛洪水標準為全年 50 年一遇。8.3.3 導流時段及導流流量選擇導流時段及導流流量選擇8.3.3.1 導流時段選擇施工總進度安排：溢流壩可以在一個枯水期內(nèi)澆出河床常水位，但必須要用一個較長的枯水時段；發(fā)電廠房建基面較低，開挖深度較深，一個枯水期難以將基礎混凝土澆出常水面。而昌化江流域洪水主要由降雨形成，每年 61

31、0 月份為汛期，臺風雨是汛期洪水的主要來源，尤以 710 月份出現(xiàn)機會較多，12 月次年 4 月份為枯水期，5 月份和 11 月份為中水期。根據(jù)以上水文特性、樞紐布置及施工特點，廠房施工采用全年圍堰保護，溢流壩施工采用時段圍堰保護。而溢流壩時段圍堰的擋水時段可以在 11 月 1 日次年 4月 30 日和 11 月 1 日次年 5 月 31 日兩個時段內(nèi)選取，考慮到溢流壩施工需要一個較長的枯水時段，同時由表 8.1.2-4 可見，兩個施工時段 5 年一遇流量相差不大，對導流工程規(guī)模和投資影響不大，因此溢流壩施工圍堰擋水時段選擇為 11 月 1 日次年 5 月 31 日。8.3.3.2 導流流量選

32、擇由于上游 XX 壩水庫為多年調(diào)節(jié)水庫，庫容較大。XX 工程施工期間，可考慮上游 XX 壩水庫預泄騰空庫容，全部洪水由 XX 壩水庫滯留，但 XX 壩電站將損失電量。XX 工程施工洪水僅考慮 XX 壩預留庫容，全部機組滿發(fā)下泄(376m3/s)+區(qū)間洪水時的全年 10 年一遇洪水流量(2800m3/s)為 3176m3/s、全部機組滿發(fā)下泄(376m3/s)+11 月 1 日次年 5 月 31 日時段 5 年一遇區(qū)間洪水流量(237m3/s)為 613 m3/s。不考慮上游 XX 壩水庫預泄騰空庫容時的 XX 壩址全年 10 年一遇洪水流量為12300m3/s、11 月 1 日次年 5 月 3

33、1 日時段 5 年一遇洪水流量為 993m3/s。根據(jù)以上分析可以組合成以下 4 個方案：方案 1：枯水期和汛期均不考慮XX 壩預留庫容，即時段圍堰擋水流量 為993m3/s、全年圍堰擋水流量為 12300m3/s。方案 2：枯水期和汛期均考慮 XX 壩預留庫容，即時段圍堰擋水流量為307613m3/s、全年圍堰擋水流量為 3176m3/s。方案 3：枯水期不考慮 XX 壩預留庫容、汛期考慮 XX 壩預留庫容，即時段圍堰擋水流量為 993m3/s、全年圍堰擋水流量為 3176m3/s。方案 4：枯水期考慮 XX 壩預留庫容、汛期不考慮 XX 壩預留庫容，即時段圍堰擋水流量為 613m3/s、全

34、年圍堰擋水流量為 12300m3/s。4 個方案的施工導流工程量和投資比較見表 8.3.3-1，考慮洪水由 XX 壩水庫滯留時的 XX 壩電站電能損失和年經(jīng)濟損失見表 8.3.3-2。308表 8.3.3-1 XX 壩水庫預泄與不預泄導流工程量和投資比較表數(shù) 量項 目單位方案 1方案 2方案 3方案 4土石方開挖m315735153641536414830土石方填筑m375575220816486959003混凝土澆筑m353488312744492242989回填混凝土m32450147024501470回填灌漿m2621372.6621243接觸灌漿m2186311081863621錨筋(

35、25、1=4m)根298298298298鋼 筋t352211352209鋼 材t5135.65135.6混凝土拆除m326614177181849920399土石方拆除m341568216453552233067導流工程投資萬元2496.91443.12162.82215.3表 8.3.3-2 洪水由 XX 壩水庫滯留時的 XX 壩電站電能損失和年經(jīng)濟損失表項 目單位方案 1方案 2方案 3方案 4預留庫容億 m30.0010.3610.360.13汛期控制水位m140.00124.65124.65139.85年電量億 kWh4.8724.0054.0054.862年損失電量億 kWh0.8

36、670.8570.01電價(不含稅)元/kWh0.3160.3160.316年經(jīng)濟損失萬元2740270832由表 8.3.3-1 和表 8.3.3-2 可見：方案 2 與方案 1 相比雖然可節(jié)省導流工程投資1053.8 萬元，但 XX 壩損失發(fā)電效益 2772 萬元（加第 2 年枯水期的損失 32 萬元）；方案 3 與方案 1 相比雖然可節(jié)省導流工程投資 334.1 萬元，但 XX 壩損失發(fā)電效益2708 萬元；方案 4 與方案 1 相比可節(jié)省導流工程投資 281.6 萬元，XX 壩只損失發(fā)電效益 64 萬元（2 個枯水期的損失費用），可節(jié)省工程投資 217.6 萬元；因此以方案 4 為優(yōu)，

37、本階段推薦方案 4。即溢流壩工程導流標準選擇為 11 月 1 日次年 5 月31 日時段 5 年一遇洪水，相應洪峰流量為 613m3/s；廠房圍堰擋水標準為全年 10 年一遇，相應洪峰流量為 12300m3/s；混凝土壩臨時渡汛洪水標準為全年 20 年一遇，309相應洪峰流量為 16000m3/s；土壩臨時渡汛洪水標準為全年 50 年一遇相應洪峰流量為 21000m3/s。8.3.4 導流方案導流方案水電站樞紐建筑物有左岸土壩、低干渠渠首電站、兩岸混凝土重力壩、XX 電站廠房、河中 12 孔溢流壩等。根據(jù)樞紐布置，本階段重點研究了 2 個導流方案，兩方案均分二期施工。方案一：第一期圍左岸擋水非

38、溢流壩段、左岸廠房和左側 6 孔溢流壩段，枯水期由右岸束窄河床導流，汛期由右岸束窄河床及左岸未完建的 5 孔泄水閘及閘內(nèi)預留底孔導流；第二期圍右岸非溢流壩段和右側 6 孔溢流壩段，枯水期由一期工程 6 孔溢流壩段內(nèi)預留的 3 個 4.5m4.5m(bh)導流底孔導流，汛期由未完建的 12 孔泄水閘及閘內(nèi)預留底孔導流。方案二：第一期圍右岸非溢流壩段和右側 6 孔溢流壩段，枯水期由左岸束窄河床導流，汛期由左岸束窄河床及右岸未完建的 5 孔泄水閘及閘內(nèi)預留底孔導流；第二期圍左岸擋水非溢流壩段、左岸廠房和左側 6 孔溢流壩段，枯水期由一期工程 6 孔溢流壩段內(nèi)預留的 3 個 4.5m4.5m(bh)導

39、流底孔導流，汛期由未完建的 12 孔泄水閘及閘內(nèi)預留底孔導流。兩導流方案導流水力要素比較見表 8.3.4-1。表 8.3.4-1 兩導流方案導流水力要素比較表導 流 標 準方案一方案二項 目時 段頻率流量(m3/s)上游水位(m)下游水位(m)上游水位(m)下游水位(m)石料場圍堰28.6028.3528.6028.35溢流壩圍堰11 月 1 日次年 5 月 31 日20%61337.3528.6038.4028.60廠房圍堰10%1230046.6534.65一期導流土壩度汛全年2%2100051.2037.50溢流壩圍堰11 月 1 日次年 5 月 31 日20%61337.9428.60

40、37.9428.60廠房圍堰10%1230046.9034.40混凝土壩度汛5%1600049.5536.0049.8035.70二期導流土壩度汛全年2%2100051.8237.5053.2037.20由表 8.2-6 可見：兩方案各期水位相差甚微，兩導流方案的導流程序基本相同，因此兩方案的導流工程量相差不大。但由于方案一一期先圍廠房，廠房工程不處在310控制發(fā)電工期的關鍵線路上，廠房工程從第 1 年的 8 月份開始地基開挖，第 2 年 4月份開始混凝土澆筑，第 4 年 2 月底第一臺機組發(fā)電，發(fā)電工期為 3 年 2 個月，總工期為 3 年 3 個月。而方案二第二期才圍廠房，則廠房工程處在控

41、制發(fā)電工期的關鍵線路上，廠房工程從第 2 年的 11 月份開始水下地基開挖，第 3 年 4 月份開始混凝土澆筑，第 5 年 2 月底第一臺機組發(fā)電，發(fā)電工期為 4 年 2 個月，總工期為 4 年 3個月。兩導流方案導流程序基本相同，導流工程量相差不大，但方案一比方案二的首臺機組發(fā)電工期和總工期短 1 年，因此推薦方案一。推薦方案的施工導流程序是：工程正式開工后修建低干渠渠首電站，由臨時改建渠道從原電站前池引水灌溉，由預埋在低干渠渠首電站下的灌溉引水管引水灌溉。一期導流：第 1 年 11 月至第 2 年 5 月圍左岸非溢流壩段、左岸廠房、左側 6 孔溢流壩段，由右岸縮窄河床導流；第 2 年 5

42、月底前加高發(fā)電廠房圍堰，形成全年擋水的廠房基坑。汛期由右岸縮窄河床和一期已建至溢流堰頂高程 37.50m 以上的 6 孔泄水閘及壩內(nèi)高程 27.0037.50m 預留的 3 個 4.5m4.5m(bh)導流底孔導流。二期導流：第 2 年 11 月至第 3 年 5 月圍右岸 6 孔溢流壩段，同時，安裝一期已建溢流壩的 5 扇弧形鋼閘門，左岸第 1 孔泄水閘由于有廠房上游圍堰圍護，其閘門可以安排在第 3年汛期安裝，由一期溢流壩內(nèi)預留的 3 個 4.5m4.5m 導流底孔導流。第 3 年 6 月9月，由未完建的 12 孔泄水閘及閘內(nèi)預留留底孔導流。第 3 年 10 月第 4 年 1 月安裝右岸 6

43、孔溢流壩的弧形閘門，第 4 年 1 月導流底孔下閘，水庫開始蓄水，第 4 年 2月底第一臺機組發(fā)電。推薦方案的導流水力學指標見表 8.3.4-1 中的方案一。8.3.5 圍堰設計與施工圍堰設計與施工8.3.5.1 圍堰設計a) 人工砂石料場圍堰人工砂石料場圍堰包括上游圍堰、下游圍堰和縱向圍堰。圍堰擋水標準為 11月 1 日次年 5 月 31 日時段 5 年一遇洪水，擋水流量 613m3/s。上游圍堰堰頂長150.00m，堰頂高程 29.10m，最大堰高 4.60m；下游圍堰堰頂長 180.00m，堰頂高程28.90m，最大堰高 3.40m；縱向圍堰堰頂長 360.00m，堰頂高程 29.102

44、8.90m，最大堰高 4.60m。料場圍堰均為混凝土過水圍堰，頂寬 1.00m，迎背水坡均為 10.4。311b) 低干渠渠首電站圍堰低干渠渠首電站圍堰包括低干渠渠首電站上、下游圍堰和臨時改建渠道下圍堰。渠首電站上游圍堰長為 14.00m，堰頂高程 35.00rn，最大堰高 2.00m，下游圍堰長7.00m，堰頂高程 35.00m，最大堰高 2.00m，臨時改建渠道下游圍堰斷面與渠首電站下游圍堰相同，堰型均采用均質(zhì)粘土圍堰，頂寬 2.00m，上下游坡度 12。c) 一期溢流壩圍堰一期溢流壩圍堰擋水標準為 11 月 1 日次年 5 月 31 日時段 5 年一遇洪水，擋水流量 613m3/s。上游

45、圍堰堰頂長 109.50m，堰頂高程 38.60m，采用速凝混凝土在原滾水壩（壩頂高程 35.00m）頂上加高形成，頂寬 2.0m，結合面寬 3.0m，并在結合面處須用錨筋加固。下游圍堰長 143.19m，堰頂高程 29.50m，最大堰高 3.50m，采用均質(zhì)粘土圍堰，頂寬 4.00m，迎水坡為 13.50，背水坡為 12.50；縱向圍堰堰頂長 204.49m，堰頂高程 38.6029.50m，最大堰高 12.60m，為混凝土圍堰，頂寬2.00m，迎水面鉛直，背水坡為 10.75。d) 一期廠房圍堰一期廠房圍堰擋水標準為全年 10 年一遇洪水，擋水流量 12300m3/s。上游圍堰堰頂長 22

46、8.90m，堰頂高程 49.00m，最大堰高 22.00m。其中右側 108.00m 長采用混凝土在原滾水壩和原灌溉渠道取水口基礎上加高加寬形成，基礎開挖至基巖面，取水口閘門改用鋼閘門；頂寬 2.00m，背水坡為 10.80；其余部分(長 120.90m)采用粘土在原土壩(頂高程 43.00m)頂上加高培厚形成，堰寬為 4.00m。由于廠房上游圍堰與左岸土壩接頭，因此要求左岸土壩在第一個汛前填筑至高程 53.40m 以上。下游圍堰為均質(zhì)粘土圍堰長 93.90m，頂高程 35.70m，最大堰高 8.70m，頂寬 4.00m，迎水坡 13.50，背水坡 12.50，覆蓋層采用挖槽至基巖后回填粘土防

47、滲?？v向圍堰為混凝土圍堰，其大部分利用溢流壩左邊導墻。壩軸線以上縱堰段長 40.00m，堰頂高程 49.00m，最大堰高 23.00m，頂寬 2.00m，迎水面鉛直，背水坡為 10.80。廠壩導墻以下縱堰段長 90.00m，堰頂高程 35.7037.00m，最大堰高 10.00m，頂寬1.00m，迎水面鉛直，背水坡為 10.7。e) 二期溢流壩圍堰二期溢流壩圍堰擋水標準為 11 月 1 日至次年 5 月 31 日時段 5 年一遇洪水，擋水流量 613m3/s。上游圍堰長 138.00m，堰頂高程 39.20m，采用混凝土在原滾水壩（壩頂高程 35.00m）頂上加高形成，頂寬 2.00m，結合面

48、寬 3.00m，在結合面處須312用錨筋加固。下游圍堰長 128.84m，堰頂高程 29.5m，最大堰高 3.50m；為均質(zhì)粘土圍堰，頂寬 4.00m，迎水坡 13.50，背水坡 12.50，岸坡堰基覆蓋層采用挖槽至基巖后回填粘土防滲。縱向圍堰為混凝土圍堰，其大部分利用溢流壩閘墩和導墻，壩軸線以上縱堰長 40.00m，堰頂高程 39.20m，頂寬 2.00m，迎水面鉛直，背水坡10.75，最大堰高 13.20m。施工導流主要工程量見表 8.3.5-1。表 8.3.5-1 施工導流主要工程量匯總表一 期 導 流項 目單位石料場閘壩上游圍堰閘壩縱向圍堰閘壩下游圍堰廠房上游圍堰廠房縱向圍堰廠房下游圍

49、堰臨時改建渠道二期導流導流底孔合計土石方開挖m31921266010088535150555.614830土方填筑m372672550019200436660059003混凝土m3495888496001500086676371035220842989回填混凝土m314701470回填灌漿m2243243接觸灌漿m2621621錨筋(25、L=4m)根150148298鋼 筋t208.8208.8鋼 材t332.635.6混凝土拆除m3884728063004900103520399土石方拆除m37267192006600330678.3.5.2 圍堰施工a) 粘土圍堰施工覆蓋層開挖采用 1.

50、0m3反鏟配 10t 自卸汽車運輸棄渣。一期均質(zhì)粘土圍堰土料取自左岸土料場。用 235kW 推土機集土，1.0m3裝載機裝料，10t 自卸汽車運輸上堰，132kW 推土機鋪料，5t 振動碾碾壓。二期下游均質(zhì)粘土圍堰土料利用一期下游均質(zhì)粘土圍堰拆除料。用 1.0m3裝載機在左岸堆料場裝料，10t 自卸汽車運輸，132kW 推土機鋪料，5t 振動碾碾壓。b) 混凝土圍堰施工一期混凝土圍堰長度 109.5m，頂寬 2.0m、底寬 3.0m，高度 3.6m；二期混凝土313圍堰長度 138.0m，頂寬 2.0m、底寬 3.0m，高度 4.2m?？紤]到上游 XX 壩水電站白天蓄水夜間調(diào)峰發(fā)電的特點，混凝

51、土按夜間立模、白天澆筑，夜間停澆的施工程序進行，考慮到混凝土圍堰需盡早擋水，要求混凝土早期強度高，在混凝土中需摻一定數(shù)量的早強速凝劑，使混凝土在 4 小時內(nèi)終凝，8 小時強度達到 5MPa 以上，滿足擋水要求?；炷翝仓伍L度控制在 20.025.0m，澆筑層厚度控制在1.82.1m，混凝土圍堰采用人工砂石料，在當?shù)刭徺I，由 10t 自卸汽車運輸，W-4型履帶式起重機吊 3m3罐入倉。8.3.5.3 圍堰拆除a) 土石圍堰拆除一期下游均質(zhì)粘土圍堰拆除由 1.0m3反鏟開挖與裝渣，邊退邊挖，由 10t 自卸汽車運輸至左岸棄渣場堆存，供二期下游圍堰填筑。b) 混凝土圍堰拆除一期混凝土圍堰長度 10

52、9.50m，頂寬 2.0m，拆除高度 8.5m；二期上游圍堰長度138.00m，頂寬 2.00m，拆除高度 9.6m。在汛期到來之前，爆破分二次進行，先爆破水上 1.0m 以上部分，待水上部分施工完成后，再爆破水下部分，水上部分與水下部分均采用控制爆破的方法拆除，在堰頂及堰下游用風鉆鉆孔，鉆孔向上游方向傾斜，水上部分爆破后由 1.0m3反鏟裝渣，10t 自卸汽車運輸棄渣；水下部分爆破后石渣自由爆落至圍堰上游庫內(nèi)。因爆破距已有建筑物約 30.0m，為減少對已有建筑物的影響，要求在爆破中，最大爆破振動速度應控制在 10cm/s 以內(nèi)。8.3.6 基坑排水基坑排水壩址下游左岸石料場面積約 6.00

53、萬 m2，基坑過水后按 6d 抽干考慮，抽水強度為 5100m3/h。兩次基坑過水后的排水和經(jīng)常性排水的總抽水量約 169 萬 m3，選用 5臺 14SA-10B 型水泵。一期基坑面積約6.48 萬 m2，排水強度為986m3/h，排水總量約78 萬 m3。二期基坑排水強度為548m3/h，排水總量約19 萬 m3。一期基坑抽水選用5 臺 8SA-10 型水泵，二期基坑排水采用一期基坑抽水設備。抽水設備宜分別布置于上下游圍堰堰腳處。8.3.7 下閘蓄水下閘蓄水本工程導流底孔于第 4 年 1 月下旬下閘蓄水。水庫蓄水期間，下游河道及低干渠不能斷流，低干渠供水流量 6.37m3/s，低水位時由灌溉

54、引水管供水，高水位時利314用渠首電站尾水供水；下游河道供水流量 10m3/s，庫水位 37.50m 以下時由一個導流底孔封堵閘門控制下泄流量，庫水位 37.50m 以上時，關閉導流底孔閘門，此時由右岸溢流壩上的弧型閘門控制下泄流量，水庫開始蓄水至死水位 48.00m 時歷時 33d。第 4 年 2 月底第一臺機組投產(chǎn)發(fā)電。8.4 主體工程施工8.4.1 料場選擇與開采料場選擇與開采a) 料場的選擇壩址兩岸土料豐富，因均質(zhì)土壩布置在左岸，因此，土料場選擇選定為左岸壩址上游料場。壩前天然砂料場質(zhì)量不能滿足要求，予以放棄?？晒┻x擇的料場有叉河天然砂料場和壩后人工砂石料場，壩址附近無天然粗骨料料場。

55、為此，對叉河天然砂加人工粗骨料方案(方案一)和全人工砂石料方案(方案二)進行了技術經(jīng)濟比較。方案一具有以下特點：(1) 采用叉河天然砂，免去了損耗較大的制砂工藝，只設篩洗車間即可；(2) 需有兩套采運加工系統(tǒng)；(3) 砂料運距遠，運費高，砂子生產(chǎn)綜合單價高于人工砂；(4) 不利于施工管理。方案二具有以下特點：(1) 只有一個料源，料源集中且運距近，便于集中開采，采運加工系統(tǒng)單一；(2) 砂子生產(chǎn)單價低于天然砂；(3) 需增加一套制砂設備。根據(jù)混凝土室內(nèi)試驗成果，按方案一和方案二所拌制的混凝土均可滿足設計要求。使用人工砂為細骨料的混凝土抗壓強度較高，而以天然砂作為細骨料的混凝土耐久性能較好。經(jīng)計

56、算，兩方案相同強度等級混凝土單價相當。經(jīng)上述分析比較，本工程推薦選用人工砂。b) 料場的開采1) 土料場開采(1) 開采總量的確定315本工程土方填筑總量 46.79 萬 m3。其中土壩填筑 37.58 萬 m3，開關站和進廠公路填筑土料 2.54 萬 m3，中低干渠 0.77 萬 m3，導流工程填筑土料 5.90 萬 m3。所有土料均需從料場開采?？紤]土料的開采、運輸損耗系數(shù)以及土料的體積變化換算系數(shù)，經(jīng)計算，土料場有用料自然方開采總量約 68.75 萬 m3。根據(jù)土料場基本情況(見表 8.4.1-1)，各分區(qū)土料的質(zhì)量差異，以及各分區(qū)土料的開采、運輸條件，綜合比較后選定分區(qū)311 的土料場

57、作為主要料場，其余土料場備用。表 8.4.1-1 土料場基本情況匯總表面積平均厚度無用層方量有用層方量儲 量分區(qū)萬m2m萬m3萬m3萬m318.961.42.2410.312.5423.442.20.866.707.5634.052.31.218.109.3144.292.21.298.149.4354.422.21.338.399.7264.771.61.056.587.6376.972.62.7915.3318.1284.002.01.007.008.0093.002.50.756.757.50102.002.01.003.004.00114.001.70.606.206.80122.50

58、2.00.634.375.00131.002.20.251.952.20145.061.61.276.828.09合計56.5916.2796.93115.90(2) 土料場開采料場表面覆蓋層厚約 0.3m，需清除方量 11.02 萬 m3。利用 132kW 推土機推集，1.0m3裝載機裝料，10t 自卸汽車運至左岸棄料場。因土料場地勢平坦、開采范圍大，且有用料可采厚度 13m，局部深達 8m，只能采取平面開采方式進行土料開采。經(jīng)對鏟運機和推土機加裝載機兩個開采方案進316行技術經(jīng)濟比較后，土壩施工所需土料選用鏟運機開采較優(yōu)，而開關站和圍堰等填筑所需土料，宜采用推土機加裝載機開采，自卸汽車運輸

59、方案。土壩所需土料由 10m3自行式鏟運機在料場掌子面鏟料，132kW 推土機助鏟，鏟運機沿運料道路直接上壩卸料。其余土料則由 235kW 推土機下坡推土、集土，1m3裝載機裝料，10t 自卸汽車運料至填筑部位。2) 石料場開采(1) 開采總量確定混凝土總量為47.15 萬 m3，其中主體工程混凝土42.85 萬 m3，導流工程4.30 萬m3，需開采石料 57.58 萬 m3。此外，主體工程石料填筑和漿砌石需要石料 4.40 萬m3，考慮開采、運輸?shù)葥p耗，經(jīng)計算，需要石料 4.66 萬 m3。本工程石料填筑首先考慮利用建筑物開挖料，不足部分從料場開采。根據(jù)各主要建筑物工程地質(zhì)條件及壩料填筑要

60、求，經(jīng)估算建筑物地基開挖料利用總量為13.50 萬m3，其余 48.74 萬 m3均由石料場開采。(2) 石料場開采石料場位于壩址下游左側，距壩軸線最短距離為 1.0km。料場表面高程26.0028.00m，順水流方向長 0.8km，平均寬度為 0.2km，儲量十分豐富。根據(jù)需開采料的總量，選定石料場開采范圍為：640180m(長寬)，采石場距壩軸線平均距離為 1.40km。采石場擬開采兩層，梯段高度 10m。因石料場位于左側河床內(nèi)，需修筑圍堰才能進行石料開采，經(jīng)比較后選定石料開采時段為 11 月 1 日次年 5 月 31 日，采用混凝土圍堰，設計標準為 5 年一遇，擋水流量 613m3/s（