瓦屋山混凝土面板堆石坝施工组织设计

「摘要」瓦屋山水电站，是周公河干流七级开发的第一级，也是龙头水库电站，位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇处。本文对该面板坝的施工组织作简要介绍。

「关键词」瓦屋山  混凝土面板堆石坝  挤压式边墙   施工组织设计

前言

混凝土面板堆石坝作为一种富有竞争力的坝型，以其特有的安全性、经济性和适应性等优势，倍受国内外坝体工界的青睐。

通过毕业设计，使学生熟悉和掌握混凝土面板堆石坝工程施工组织设计的基本方法和步骤，能充分应用在校所学理论知识与操作技能，分析和解决瓦屋山混凝土面板堆石坝主体工程施工的问题，为将来从事面板坝施工及其他水电工程功能施工打下基础。

由于水平有限，本文难免存在一些不足之处，谨请指正!

第一章  基本资料

1.1  工程概况

瓦屋山水电站（原名炳灵水库河湾楼水电站），位于四川省眉山市洪雅县瓦屋山镇处，距洪雅县城约76km，距成都市约200km。该电站是周公河干流七级开发的第一级，也是龙头水库电站。瓦屋山水电站工程由以下主要建筑物组成：

1.1.1混凝土面板堆石坝

坝顶高程1083.26m，最大坝高138.76m，坝顶全长277m，坝顶宽度8m，上游坝坡1：1.4，下游坝坡1：1.3，下游设三级马道，大坝趾板和两岸坝肩设帷幕灌浆。

1.1.2 左岸泄洪隧洞

左岸泄洪隧洞布置在左岸，距左坝段60m。进口采用开敞式进水闸，堰顶高程1070.0m，闸室总宽度15m。闸室末端接渐变段，渐变段之后与断面为6X8m城门形无压隧洞相连。泄洪洞洞室长度517.443m，加明渠段共长542.443m。

1.1.3右岸泄洪隧洞

右岸泄洪隧洞布置结合导流隧洞。泄洪隧洞进口底板高程1040m，闸室后为30m长方变圆渐变段，经过50.12m长水平圆洞段接弯道。竖井分上下两段，与导流洞结合段底坡不变，为6.2%,城门洞形，断面尺寸7.5X9.5m。隧洞全长596.13m。

1.1.4引水系统

引水系统由进水口、引水隧洞、调压室和压力管道组成。进水口位于距坝址上游1.0km，进水口形式为深水岸坡式底板高程为1006m，引水隧洞断面形式为圆形，内径6.2m，总长度4765.322m，调压室内径16m，总高度106.72m；压力管道内径5.8m，主管总长度1034.912m。

1.1.5 厂区枢纽

厂区枢纽由主厂房、副厂房、GIS室、尾水建筑物、生产附属建筑物及办公生活建筑物组成。主厂房采用地面式，布置在周公河左岸2级阶地上。主厂房内安装2台120MW水轮发电机组，其尺寸为长X宽X高为63.52X33.82X45.59m，由主机间、安装间及下游电气及母线廊道组成。

1.1.6导流隧洞

导流隧洞全长685.486m，其中与永久右岸泄洪洞结合段长420.9m，纵坡I=6.2%，隧洞进口底板高程958.17m。导流隧洞断面7.5X9.5m，城门洞形。

本工程有关的特征数据如下：

1坝址以上流域面积776km2；

2多年平均流量38.1m3/s；

3多年平均径流量12.0亿m3；

4最大洪峰流量5380m3/s；

5最小洪峰量757m3/s；

6多年平均降雨量1600~2000mm；

7多年平均气温16.1℃；

8极端最高气温35.4℃；

9极端最低气温-3.9℃；

10水库校核洪水位1082.79m；

11水库设计洪水位1078.87m；

12水库正常蓄水位1080m；

13水库死水位1020m；

14水库总库容5.483亿m3。

1.2 现场自然条件

1.2.1气象特性

周公河流域，属于四川盆地亚热带湿润气候区，具有春早气候多变化，百般无酷热雨水多，秋雨连绵湿度大，冬无严寒霜雪少等特点。

根据雅安气象站资料统计，多年平均气温16.1℃，极端最高气温35.4℃，极端最低气温—3.9℃，多年平均蒸发量8383.8mm，多年平均风速1.7m/s，最大风速15.3m/s，多年平均相对湿度79%，多年平均日照时数1019.9h，多年平均霜日数9.2d，多年平均雷暴日数31.5d。

夏季受孟加拉湾西南季风影响，将大量水汽带入本流域，加上特殊地形影响，极易降暴雨，该区是全国有名的暴雨区，据炳灵站资料统计，多年平均降雨量2085.6mm，年最大降雨量2776.1mm,最大一日降水量达215.6mm。6～9月的降水量占年降水量的62.5％,其余8个月的降水量占全年降水量的37.5%。

1.2.2 水文特性

1、径流

流域内的径流主要由降雨补给，径流的年际年内变化与降雨特性基本一致。据资料显示，多年平均流量38.1m3/s，年内最大平均流量为51.0m3/s（1975年），最小年平均流量为29.7m3/s（1987年）。径流在年内的分配较不均匀，主汛期6~9月水量占全年水量的57.6%，12~4月只占20.1%，而最枯的1月份仅占约2.47%。年最小流量一般出现在1~2月，最小月平均流量6.93m3/s（1983年1月）。

2、洪水

周公河的洪水主要由暴雨形成，洪水发生的时间与暴雨相应。最大流量发生在6~9月，7、8月最多。青衣江流域是全国有名的暴雨区，周公河流域处于青衣江暴雨区内。周公河流域暴雨具有笼罩面积小，历时短、强度大的特点。

3、分期洪水标准

瓦屋山电站分期洪水标准，按临时建筑物等级要求，具体分期洪水设计成果详见下表：

瓦屋山电站坝址分期洪水计算成果表

时段

各频率设计值（m3/s）

P=0.2%

P=0.5%

P=1%

P=2%

P=5%

P=10%

P=20%

1月

28.0

26.2

24.8

23.3

21.2

19.5

17.4

2月

50.4

46.7

43.8

40.9

36.6

33.1

29.1

3月

240

208

183

159

126

102

77.8

4~5月

953

836

750

662

545

455

363

6~9月

5420

4740

4220

3710

3020

2500

1970

10~11月

723

626

551

477

380

307

234

12月

95.4

82.2

72.9

63.3

50.7

41.3

32.0

4、平均流量

瓦屋山电站旬平均流量成果表

时段

均值

频率设计值

P=10%

P=15%

P=20%

P=50%

P=75%

P=80%

11月上旬

31.6

46.3

42．3

39.4

29.1

23.4

22.4

11月中旬

26.9

43.2

37.7

33.8

22.3

18.1

17.5

11月下旬

21.4

31．2

28.3

26.2

19.3

15.9

15.3

12月上旬

17.0

23.8

21.7

20.3

15.6

13.4

12.9

12月中旬

14.8

20.0

18.6

17.5

13.8

11.8

11.5

12月下旬

13.3

17.7

16.4

15.6

12.5

10.9

10.6

1.2.3  工程地质条件

1、趾板地基的工程地质条件

以左岸趾板线与坝3线交点为起点，从左到右分三段叙述。

第一段：为左岸坡段。岩石强风化带垂直厚度8~25m，弱风化带垂直厚度17~53m，卸荷松弛带水平厚度9~30m，相对紧密带水平厚度7~35m，界面带水平厚度3~8m，卸荷带总厚度35~70m，岸坡岩体透水率大于3Lu的深度60~80m，大于5Lu的深度55~70m。地下水位高程953.84~1048.60m。

第二段：为河床段。河床覆盖层厚0~6.96m，组成物质为漂卵砾石夹沙，松散，透水性极强。高程863.32m以上岩体透水率为3.4~19Lu，透水带岩体厚度85m，尤其在弱风化带以上岩体透水率为10~19Lu，属较严重透水层。弱风化带以上岩体中裂隙较发育，完整性较差。

第三段：为右岸坡段。沿线地面高程962~1080m，趾板以上斜坡高80~180m。岸坡基岩裸露。与趾板地基直接相关的软弱夹层厚0.6~0.9m。岩石强风化带铅直厚度3.9~15m，弱风化带铅直厚度21.3~52m，卸荷水平宽度40~80m，其中卸荷松弛带水平宽度10~25m，相对紧密带水平宽度30~45m，界面带水平宽度4~12m，岸坡岩体透水率大于3Lu，深度为55~70m，大于5Lu深度为40~60m，地下水位高程956.64~1090.28m。

2、坝壳地基的工程地质条件

河床坝壳地基长430m,河床宽20~40m，河床覆盖层厚3.64~6.96m,物探资料最大厚度8.0m。河床漂卵石层结构差异较大，具架空结构，透水性极强，其级配曲线为不良级配，属架空结构，不均匀系数为20.5~36，曲率系数为2.2~3.8，依此判定渗透变形为管涌，因此，河床漂卵石层不宜作坝壳地基，应全部清除漂卵石层及松动岩石方可建基。

两岸坝基岩裸露，岩石湿抗压强度大于30Mpa，弹性模量0.8~0.9Gpa，变形模量为0.317Gpa，因此，其强度、变形能满足坝壳地基的要求。但松弛带岩体中裂隙发育，张开宽度较大，为此，应清除岸坡表层风化岩和松动岩石后，对延伸长、宽度大的卸荷裂隙，且对岩坡稳定又不利影响的要作挖除修理，对岸坡稳定不起作用的卸荷裂隙，作好混凝土回填后可作为坝壳地基。

3、堆石料及人工骨料场

沙湾料场位于坝址上游周公河支流白沙河左岸，距坝址约9km，有林区简易公路相通。

1.3     现场施工条件

1.3.1 交通条件

瓦屋山水电站位于洪雅县瓦屋山镇，交通条件好，又两条公路课到达工程枢纽，一条通过雅安经望鱼乡及拟修建的葫芦坝水电站公路至电站厂区枢纽，另一条为洪雅经柳江至瓦屋山镇坝区枢纽。成都至雅安有高速公路相通，里程147km，雅安至望鱼乡现有三级公路相通，混凝土路面，里程37k，望鱼经葫芦坝水电站至厂区拟修建约4.5km三级公路，碎石路面，电站经望鱼、雅安至成都188.5km。瓦屋山镇至洪雅县城目前已有公路相通，其中洪雅县城经柳江镇为山重三级，柳江镇至赵河段，为山重三级公路，里程46km，沥青路面，路况较好，能满足施工期对外运输要求，由赵河至瓦屋山镇段，有两条线路：一条由赵河经吴庄、石家坝至瓦屋山镇里程30km，为山重三级公路，混凝土路面，路况较好，可作为进场道路，局部加固可满足大件运输；另一条由赵河经高庙镇、张村、石家坝至瓦屋山镇里程48km，四级公路，泥结碎石路面，路况一般，也可作为施工期临时公路，电站以瓦屋山镇、洪雅、眉山至成都226km。

瓦屋山镇至沙湾白云岩料场、金花桥，现有林区公路相通，里程分别为9.5km，瓦屋山镇距金花桥有瓦屋山风景区山重三级混凝土路，里程7km，但公路高程大部分在水库正常蓄水位以下。

另外，高庙镇距峨眉山市火车站46km，有公路相通，峨眉市境内公路状况较好，能满足运输要求，但高庙至峨眉市界11km，为等外级公路勉强通车。

1.3.2  电的供应

由业主提供接线点至施工区。

1.3.3  水的供应

生产水源——周公河水。