9.施工组织设计(2015.10.26)剖析

新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告9.施工组织设计批准：曾更才校审：董建平校核：韦凡秋编写：杨亮华主要设计人员：杨亮华罗亮明陈博闻郑小花李彬彬李颂章新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告5129施工组织设计9.1施工条件9.1.1工程条件9.1.1.1地理位置夏特水电站工程位于新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县境内，乌恰县位于天山南麓与昆仑山的结合部，东与州府阿图什市、疏附县毗邻，南与阿克陶县接壤，西北与吉尔吉斯斯坦交界。9.1.1.2枢纽布置夏特水电站工程是克孜河规划2库6级开发方案中的第三个梯级，该梯级从上一梯级塔日勒嘎电站厂房尾水引水，是以发电为主的水电枢纽工程。枢纽建筑物由引水系统与厂房发电系统组成。该工程为Ⅲ等中型工程，主要建筑物为3级建筑物，次要建筑物为4级建筑物。引水系统由引水渠、前池、有压引水隧洞上平洞、调压井、竖井、下平洞组成。引水渠进口接塔日勒嘎电站尾水（克孜河左岸），位于吾合沙鲁乡附近，渠道全长约2.60km，设计引用流量为112.8m3/s，进口底板高程为2195.16m，底宽1.5m；前池长200.8m，位于吾合沙鲁河右岸河滩，底板高程2193.72～2183.00m；前池后接有压引水隧洞进水闸，进口底板高程为2181.50m，上平洞洞长19253.32m，上平洞末端底板高程2131.13m，内径为7.0m,上平洞前段分别跨越吾合沙鲁河及恰提河，均采用埋管方式穿过；上平洞桩号D19+213.79处设调压井；竖井段连接上、下平洞，内径为5.8m，长为278.21m；下平洞主洞内径为5.8m，长为653.0m，后接钢衬岔管段（明管段），内径5.8～2.5m。引水隧洞为全断面钢筋砼衬砌，衬砌厚0.4～1.2m，其中上平洞D3+310.02～D3+370.02m处，由于存在规模较大的F5断层，在衬砌砼内加衬钢管，在伸缩缝处设置波纹管位移补偿器，上平洞与竖井连接渐变段（长10m）至下平洞末端也均采用衬砌砼内加衬钢管。发电厂房位于克孜河左岸克孜河与夏特河汇合处上游约1.25km的山脚，电站安装4台混新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告513流式水轮发电机组，单机容量62MW，总装机248MW，额定水头250.0m，安装高程1915.5m。主要工程量见表9.1-1。主要工程量表表9.1-1项目单位渠道侧堰、泄槽及前池有压引水隧洞厂房及退水渠导流工程合计土方开挖万m332.95.018.212.32.370.6石方开挖万m36.36.34.216.8洞挖石方万m3111.5111.5河床疏挖万m325.125.1土石填筑万m395.75.314.810.05.2131.0砂石垫层万m30.50.5土工膜（二布一膜）万m29.89.8砼浇筑万m33.63.535.56.048.6钢筋t392108740945352245945雷诺护坡万m22.80.33格宾m3312630942固结灌浆万m0.317.90.118回填灌浆万m218.819接触灌浆万m21.01喷砼m30.20.10.10.3高喷灌浆万m1.81.8摩擦桩（φ1.2m）m540540基础强夯万m20.50.71.2可控压密注浆桩（φ1.2m）万m0.40.49.1.1.3对外交通条件夏特水电站工程引水渠进口距乌恰县吾合沙鲁乡约2.5km，引水渠附近有简易公路经过，吾合沙鲁乡经县道X413、喀伊高速可达乌恰县，吾合沙鲁乡距乌恰县58km；水电站厂房位于克孜河与夏特河汇合处左岸上游约1.2Km处，厂址附近现有县道X413至喀伊高速，厂址距乌恰县39km；乌恰县经喀伊高速92km至喀什市，再经G314国道通往乌鲁木齐市。南疆铁路喀什至乌鲁木齐总里程为1588km。本工程对外交通较为方便。新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告5149.1.1.4工程可利用场地面积及利用条件1）本工程位于克孜河中游吾合沙鲁至夏特段左岸，引水渠右侧沿线地势比较平缓，为冲洪积平地，面积约160万m2，适宜施工布置。2）有压引水隧洞穿过克孜河左侧山体接下游厂房。有压引水隧洞桩号D4+185以上洞段因克孜河左岸有较宽阔的滩地，地势平坦，现已有简易道路在附近通过，施工支洞布置条件较好；有压引水隧洞桩号D7+575～8+838（隧洞底板高程2137.0m左右）穿过④号冲沟，沟底还有简易道路可达克孜河左岸。从厂房下游沿夏特河有简易道路可至④冲沟，道路长30km左右。上平洞在该冲沟所经过地段地面高程为2169.0m左右，④号冲沟枯水期基本无水，④号冲沟内较适合布置施工支洞，有压引水隧洞桩号D8+838至调压井段段穿过的山体临克孜河左侧山坡陡峻，峰峦迭嶂，冲蚀深切严重，现左侧山坡上无可利用的便道,重新沿左侧山坡上布置施工道路较为困难；调压井下游附近山体表面为强风化至全风化，且山势也较为陡峭，在调压井下游附近山体上布置施工道路也较为困难，但有一条较为发育的冲沟经过调压井附近，该冲沟枯水期基本无水，可利用该冲沟修施工道路至调压井和相关上平洞施工支洞洞口。3）厂房下游附近左岸分布河漫滩、冲洪积扇及Ⅲ～Ⅵ地阶地，地形较平坦开阔，面积约80万m2，可布置施工临建设施。4）有压引水隧洞沿线克孜河右岸滩地地势宽阔平坦，施工布置条件好；右岸滩地现有简易道路可经已有上游漫水桥、上一梯级塔日勒嘎水电站坝下桥与左岸现有交通相接，简易道路改扩建可作为有压引水隧洞施工主干道。5）有压引水隧洞沿线克孜河河道平均坡降超过1%，水流湍急，常水位时的河道宽度约50m，河床覆盖层深厚，需设置跨河桥位处虽右岸地势平坦，但左岸山势较为陡峭，跨河桥布置及施工条件较差。9.1.1.5施工期通航及下游供水本工程所在克孜河为不通航河流，施工期无通航和过木要求。施工期对下游供水无影响。新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告5159.1.1.6主要技术供应条件本工程雷诺护垫、格宾填充料拟从天然砂石系统中80～150mm的特大石取料，少量砌石用料可从附近河滩选取大卵石作砌石料，无需另设块石料场。工程仅导流围堰需少量的防渗土料，可利用建筑物的开挖料，无需另设土料场。根据地质勘察，工程区附近克孜河左岸分布有C5-1、C2、C3共3处砂砾料场，储量丰富，岩性基本相似，砂料含泥量高，粗骨料质量好，但天然砂石料为碱活性骨料。本工程选用的水泥（包括抗硫酸盐水泥）可从天山水泥有限责任公司乌恰分公司购买；钢筋、钢材、木材、油料和生活用品等可从乌恰县或喀什市相关市场采购。夏特水电站将从青石220kV变电所接线，在夏特厂房附近修建1座110/10kV临时变电所。工程引水渠至有压引水隧洞1#施工支洞施工控制段施工用电从塔日勒嘎水电站工程的中心变电站接入，其它有压引水隧洞和厂房附近施工用电从夏特厂房附近修建110/10kV临时变电所接入。施工用水可从克孜河中抽取，生活用水可抽取地下水解决。9.1.2自然条件9.1.2.1气象1）气象克孜河水系深居内陆腹地，远离海洋，三面环山又受塔里木盆地的影响，冷湿气流难以侵入。本水系气候特征主要表现在以下几个方面：降水量小而蒸发强烈；气温日、年变幅大；属于温带大陆性气候类型。（1）气温根据乌恰县气象站1978～2012年实测资料统计（下同）：多年平均气温7.3℃，极端最高气温35.7℃（1983.8.1），极端最低气温-29.2℃（1984.2.18），逐月平均气温见表9.1-2。新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告516历年逐月平均气温统计表表9.1-2单位：℃一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月-8.4-5.42.19.714.218.020.519.614.87.90.3-5.7（2）降水乌恰县气象站多年平均降水量172.0mm，日最大降水量42.8mm(1993.5.12)，降水主要集中在5～8月，约占全年的57.2%，逐月平均降水量见表9.1-3。历年逐月平均降水量统计表表9.1-3一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月3.27.313.815.422.523.324.328.419.68.33.42.6（3）蒸发夏特厂房下游72.5km处的卡拉贝利站历年逐月平均水面蒸发量统计表见下表9.1-4。历年逐月平均水面蒸发量统计表表9.1-4项目一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月全年水面蒸发30.524.277.1164.8234.5278.5279.9243.5176.3117.562.030.61719.4占年（%）1.81.44.59.613.616.216.314.210.26.83.61.8100（4）风速及风向乌恰县气象站多年平均风速2.7m/s，最多风向W和E，历年最大风速23.3m/s（1993.5.3），多年平均最大风速20.4m/s。（5）无霜期、日照、冻土工程场址多年平均无霜期264天，多年平均日照时数2861.1h，最大冻土深大于1.5m，历年各月平均霜日数、最大冻土深统计表见表9.1-5。历年逐月平均霜日、最大冻土深统计表表9.1-5项目一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月全年平均霜日（天）1915.781.81.10.20.12.715.418.219.2101.2最大冻土深（m）1.51.51.50.930.10.671.23新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告517（6）冰情克孜河流域地处北温带，冬季气温较低且漫长，冰情并不十分严重，一般十一月初才开始有初冰，次年二月底开始全部融冰。仅在个别年份有封冻现象，但并未造成危害。卡拉贝利水文站实测最大岸冰厚度为0.40m(2008.1.31)，无实测冰流量记录。冰情统计参见表9.1-6。卡拉贝利水文站冰情统计表表9.1-6站名项目初冰月日终冰月日始流冰月日终流冰月日卡拉贝利最早时间1992.11.012004.2.121967.11.101999.2.12最晚时间1968.12.171990.3.241968.12.171960.4.119.1.2.2水文克孜河汛期为4～9月，洪水多发生在6～8月，根据多年资料统计，6～8月发生年最大洪峰流量的几率约占全年的90%，其中6月占全年的44%，主要是由于气温急剧上升使该河上游大量冰雪融化产生洪水。洪水受气温日变化影响较大，大部分峰型呈一日一峰，洪水历时一般在5～10天左右。厂房处全年不同频率洪水流量见表9.1-7，厂房处河床天然水位～流量关系见表9.1-8，厂房尾水渠出口河床天然水位～流量关系见表9.1-9，厂房处天然状态下施工分期洪水成果见表9.1-10。厂房处全年不同频率洪水流量表表9.1-7单位：m3/s项目各频率设计值0.1%0.2%0.5%1%2%3.33%5%10%20%50%Qm3810331023101920155013001090781525384厂房处河床天然水位～流量关系表表9.1-8流量(m3/s)31.6100205375566水位(m)1916.519171917.519181918.5流量(m3/s)8241233167522192854水位(m)19191919.519201920.51921新疆喀什噶尔河流域克孜河中游河段夏特水电站工程可行性研究报告518厂房尾水渠出口河床天然水位～流量关系表表9.1-9流量(m3/s)16.957.1110196314水位(m)1914.519151915.519161916.5流量(m3/s)485745102813321667水位(m)19171917.519181918.51919厂房处施工分期洪水成果表表9.1-10时段各频率分期洪水(m3/s)10%20%50%9月～次年3月2561481029月～次年4月28918113510月～次年3月79.959.042.610月～次年4月2081671089.1.2.3地形地质条件（1）引水明渠引水明渠位于克孜河与吾合沙鲁河汇合段山坡坡脚，