大中型水电站初步设计阶段施工组织设计范本

FCB00408

水利水电工程初步设计阶段

大中型水电站设计报告范本

8 施工组织设计

水利水电勘测设计标准化信息网

2000年6月

说 明

1 《初步设计阶段大中型水电站设计报告范本》(以下简称《报告范本》)的编写依据是：DL5021-93《水利水电工程初步设计报告编制规程》。本《报告范本》编写过程中对中南院、西北院的多个大中型水电站初步设计报告进行了总结和提炼，并在收资和调研的基础上完成的。1999年1月和1999年6月编制工作组分别在中南院、西北院召开了两次《报告范本》编写研讨会，对《初稿》逐章逐节进行了详尽的研究和讨论，根据会议意见对《初稿》经多次修改、补充后，完成了本《报告范本》的编制。鉴于水电工程的多样性和复杂性，且涉及专业多，参加编写的人员多，在内容、深度和文风上也存在一定的差异，故而编写《报告范本》异常困难。本次编写虽尽了最大努力，仍难免存在不足之处，敬请各位同行和专家批评指正。

2在编写本《报告范本》时，对编写条件做了如下界定：以发电为主，兼顾航运、防洪的大中型水电站；坝基为岩基，河谷地形较宽；枢纽由坝高150m以下的混凝土重力坝、表孔、坝内泄水孔、底流消能工、坝后地面厂房、冲沙底孔和船闸等组成；机组总装机容量小于1500MW，轴流或混流式机组；分期导流并设导流底孔。具体工程的条件必然有所区别，本《报告范本》仅供参考。使用范本时，请予以注意。

3 本《报告范本》仅提供编写大中型水电站初步设计报告的基本模式。编写具体工程的初步设计报告时，其内容和深度应根据具体情况，按DL5021-93《水利水电工程初步设计报告编制规程》和上级主管部门的有关规定进行调整、补充和完善。

4 根据DL5021-93《水利水电工程初步设计报告编制规程》条文说明第12章《工程管理设计》，水电工程设计中有关工程管理设计的内容是否需单独成章，依具体情况确定，故本《报告范本》编写未纳入该部分内容。若需单独成章编写工程管理设计内容，应阐明管理机构、主要管理设施、工程管理运用、引洪与蓄洪区的管理以及必须的工程管理设计附图等。

同时，劳动安全与卫生内容按要求需独立成章进行编写时，其编写的组成和内容，按水电规设(1997)0014号文“关于在编制可行性研究报告时增加《劳动安全与工业卫生》篇的通知”执行，应闸明设计依据、枢纽总布置、工程运行中安全与卫生危害因素的分析、可能受到职业危害的人数及受害程度、预期效果及评价、安全与卫生机构设置及人员配备和投资概算等。若上述两项内容纳入报告时，还应单独列出其投资，编入投资构成，并计入工程概算总投 资。

5 有关设计概算内容，本《报告范本》按1997年11月电力部《水力发电工程可行性研究报告设计概算编制办法及费用标准》编写。

6 本《报告范本》第9章《水库淹没处理及工程永久占地》中土地面积单位，根据SL2.1～2.3-1998《水利水电量和单位》2.6.2“应避免使用亩的规定”，考虑到该规定并非强制性要求，以及目前政府机构行文和地方上对土地面积单位仍按习惯采用亩的实际情况，故本《报告范本》中土地面积单位未改用公顷(hm2)。

7 本《报告范本》附录A《环境影响评价》可供编制《建设项目环境影响报告书》参考，并对水电工程初步设计报告编制环境保护设计章也有参考价值，故将该部分内容作为附录纳入本《报告范本》。

8 使用时请注意文中有以下几种表示方法： (1)“______”，表示由范本使用者填空；

(2)“ 河谷开阔，沿河两岸系……平原 ”，范本作者举例，“……“由范本使用者修改、填空、补充；

(3)“在油罐室内 设置【/不设置】水喷雾 灭火系统”。范本作者写了两种情况，可以是“设置”，也可能是“不设置”，由范本使用者根据情况选择。

9 本《报告范本》由国家电力公司中南勘测设计研究院、西北勘测设计研究院，水利

部天津勘测设计研究院联合编写，其中第1、5、6、8、9、10、11章及附录A为中南院编写，第2、3、4、7、12章为西北院编写，第8章中的8.4.3条和8.7节为天津院编写；最后由中南院统稿汇编。

参加编写和校核的人员名单：

章

第1章 综合说明 第2章 水文 第3章 工程地质 第4章 工程任务和规模 第5章 工程布置及建筑物

第6章 水力机械、电工、金属结构及采暖通风 第7章 消防设计 第8章 施工组织设计

编写人 吴佐卿 孙汉贤 郭培树 何承义

吴佐卿 冯树荣 吴仁荣 熊春耕 禹之文 汤福从 朱钦立 张培裘 许传荣 李明朋 赖少希

殷 愈 盛乐民 秦 川 刘自弸 李允平 谭建平 柴 华 张逊娅 杨 蕾 赵宗棣 张玉山 姜正良

李亚农 龙雪珍 王建德 宋 臻

李亚农 肖小云

校核人 李 诚 吴孝仁 王志硕 吴孝仁 吴佐卿 张培裘 吴孝仁

盛乐民 殷 愈

第9章 水库淹没处理及工程永久占地 第10章 环境保护设计 第11章 设计概算 第12章 经济评价 附录A 环境影响评价

李旭亚 岳荣寿 戴向荣 盛乐民 薛介大 薛联芳

国家电力公司中南勘测设计研究院总工程师和专家审阅本《报告范本》的有：曹乐观、陈自然、林鸿镁、何耀堃、宋常春。国家电力公司西北勘测设计研究院总工程师和专家审阅本《报告范本》的有：方润生、庆祖荫、宋臻、吴孝仁。本《报告范本》由国家电力公司中南勘测设计研究院李佛炎副总工程师主持审定，李诚负责统稿，刘敏负责录入、图形处理和编辑。

10 本《报告范本》印刷版用“北大方正排版软件(7.21)”排版。

汇编本软件名称:FHB20.ARJ。①

①

后缀“ARJ”标识《范本》用ARJ压缩软件压缩。

《水利水电勘测设计技术文件范本》编审签名表

注：①本表随项目合同下发,主编单位可根据独立编制文件的数量复制若干“分表”,并编分表号; ②本表应随文件编制过程流动、签字,并与手稿一起由主编单位归档; ③文件编制完毕向信息网提交成果时,应附本表复制件一份。

目录

8 施工组织设计…………………………………………………… (1) 8.1 施工条件……………………………………………………… (1)

8.2 施工导流……………………………………………………… 8.3 料场的选择与开采…………………………………………… 8.4 主体工程施工………………………………………………… (6) (19) (19) 8.5 施工交通……………………………………………………… 8.6 施工工厂设施………………………………………………… 8.7 施工总布置…………………………………………………… 8.8 施工总进度……………………………………………………… 8.9 主要技术供应…………………………………………………… 8.10 附图……………………………………………………………  

(27) (31) (46) (49) (57) (57)

8 施工组织设计

8.1 施工条件

8.1.1 地理位置及对外交通

水电站坝址位于 江(河) 游，在 省 县境内， 上 距 县城 km。 县城位于 江的 岸，由该县城至 乡的 县级 公路经坝址 岸通过，路况 较差【/好】 。

目前由 县城至 铁路的 火车站，已有公路相通，里程为 km，本工程开工前须进行扩建，才能满足工程建设的要求。

江(河)为常年通航河流，上行至 港，航道里程 km，可通行 t机船，下行 km至 港，常年可通行 t船泊。历年通过坝址的年平均货运量为 万t。上游 县和 县为木材产区，每年通过坝址的木材流放量

3

为 万m 。因此，本工程施工期间，有通航、过木要求。

8.1.2 自然条件

8.1.2.1 地形

坝址位于 峡谷出口 处，呈 河床。河床宽度 ～ m，主流靠 左 岸，常年枯水位 m，相应水面宽度约 m，最大水深 m，河槽砂砾石覆盖层厚度一

般 ～ m，最厚 m； 右 岸河床为 岩石礁滩 ，礁滩宽度 ～ m，滩面高程一般为 ～ m，枯水期 露出水面 。

右 岸坡较缓，约 °～ °，山顶高程 m； 左 岸坡较陡，山体雄厚，岸坡 °～ °，山顶高程 m。 坝址处两岸岸坡等高线较顺直，有利于缆式起重机 的布置。

坝址上游为 狭谷 ， 无 施工场地可供利用，下游 km以内，虽山势较缓，但缺乏布置施工场地的适宜地形，右岸 游 m处和左岸 游 m处各有一冲沟，沟内容积较大，可作为主要堆弃碴场地；下游 km以下，河床开阔，两岸有大片丘陵台地，高程一般为 ～ m，可作为主要施工场地，可利用面积约

２

万m。 8.1.2.2 地质

坝址岩石为 系 组 岩和 岩，岩性为 ，抗压强度一般为 MPa，岩层走向 °～ °，倾向 ，倾角 °～ °，河床无较大断层通过，相对不透水层埋深 m，上、下游围堰地基 没有较大断层通过 ，堰基处理较简易。

8.1.2.3 水文

２３

坝址控制流域面积 km，多年平均流量 m/s，实测最大流量和最小流量分

３３

别为 m/s和 m/s，洪枯流量比为 。洪水由 形成，暴雨一般出现在 ～ 月份，大暴雨多集中在 ～ 月份。径流年内分配不均匀， ～ 月份为洪水期，其水量占全年水量的 ％，最大洪水多出现在 ～ 月份； 月至次年 月份为枯水期，其水量仅占全年水量的 ％，尤以 月至次年 月份为最枯时段。洪水以 峰型为主，一次洪水历时约 ～ d。有关水文特性见表8.1-1～表8.1-6。

江经过坝址的年最大输沙量 万t，年平均输沙量 万t，年平均含沙量

３

kg/m。

表8.1-1 坝址不同频率设计洪水表

３

表8.1-2 坝址不同频率月平均流量表 单位：m/s

３

表8.1-3 坝址不同枯水时段频率流量表 单位：m/s

３

表8.1-4 坝址不同频率月最大流量表 单位：m/s

8.1.2.4 气象

江流域属 带季风气候区，冬冷夏热，四季分明；坝址区多年平均气温 ℃，月平均气温 月份最高为 ℃，极端最高气温 ℃；月平均气温 月份最低为 ℃，极端最低气温 ℃。以多年月平均气温划分， 10℃以下 为冬季( 月至次年 月份)， 23℃以上 为夏季( 月至 月份)， 10℃～23℃ 为春秋季。 日平均气温高于25℃和低于0℃的天数 分别为 d和 d。

坝址区多年平均降雨量为 mm， ～ 月份为雨季，其降雨量占全年降雨量的 ％，多年平均雨日为 d， 日雨量大于5mm和10mm的天数 分别为 d和 d。

8.1.3 天然建筑材料 8.1.3.1 天然砂砾石料

３

坝址上、 下游河段 km范围内，有大小砂滩 处，经详查总贮量 m，

３３

其中水上 万m，水下勘探至 m深度为 万m，水上、水下砂料总贮量

３３

万m，卵砾石料总贮量 万m。 8.1.3.2 石料

距坝址 岸 km范围内，经勘探，有料场 个。本阶段选定的 料场，岩性为 岩，岩石抗压强度 MPa～ MPa软化系数 ，山顶高程 m，强

３

风化以上厚度一般为 ～ m，开采至高程 m时，有效贮量约 万m，可作为本工程的人工骨料料源。

该料场山脚下有 县城至 乡的地方 简易 公路通过，只需扩建 km就

2

可接通本工程的对外交通公路；距料场 m有大片缓坡山地，面积约 万m，高程 ～ m，可作为石料加工场地。 8.1.3.3 土料

３

本工程主体建筑物为混凝土建筑物，不需要防渗土料，土石围堰共需土料 万m。

３

在坝址区 km范围内及附近，共勘探 个土料场，有效贮量约 万m，土料8.1.4 工程条件8.1.4.1 工程总体布置和施工特性

本工程的主体建筑物，由混凝土重力坝、 右 岸坝后厂房和 左 岸船闸三大建筑物组成，工程总体布置见附图 。

大坝坝顶高程 m，最大坝高 m，最大底宽 m，坝顶长度 m。自右至左共分为 个坝段： ～ 坝段为右岸挡水坝段，其中 ～ 坝段为坝后厂房的引水坝段(简称引水坝段)； ～ 段为溢流坝段，布置 个溢流表孔，表孔的堰顶高程为 m，单孔宽度 m； ～ 坝段为泄洪中孔坝段，中孔尺寸为 m× m，进口底板高程为 m； ～ 坝段为左岸挡水坝段，其中 坝段为船闸坝段。

本电站死水位为 m，高出溢流堰顶部高程 m，如按正常施工程序，必须待大

坝修至坝顶高程，并装好坝顶弧门之后，才能蓄水发电，因此，大坝混凝土浇筑、弧门安装将成为控制发电工期的关键线路之一。

发电厂房布置于 右 岸挡水坝段之后，主厂房尺寸为 m× m× m(长×宽×高)，安装间布置在主厂房 侧，长度为 m，底板高程 m。副厂房和开关站在厂坝之间呈 式布置。主厂房内安装 台 MW的水轮发电机组；引水钢管直径 m，每条长度 m，进水口底板高程 m，采用坝后背管布置形式。

船闸通航等级 级，设计最大过闸船舶为 t级，总跨越水头 m，水级划分为 级，采用 一 列 直 线布置，闸室宽度 m，除上、下游引航道外，船闸轴线总长度为 m。

主体建筑物主要工程量见表8.1-8。

表8.1-8 主体建筑物主要工程量表

根据上述工程总体布置，本工程施工具有以下主要特点： 。 8.1.4.2 上、下游河段已建水电站对本工程施工的影响 (1)上游河段 (2)下游河段

本工程水库蓄水期间，为保证下游 水电站发电用水以及下游工、农业用水和生活

3

8.1.5 社会条件

8.1.5.1 外来建筑材料 (1)水泥

工程约需水泥 万t，年最高需要量 万t。距本工程较近的水泥厂有 水泥厂，水泥质量可靠，曾用于 水电水利工程。该厂至 转运站的铁路运距 km，如采用汽车直运坝址，则运距为 km，是本工程水泥供应的理想厂家。 (2)粉煤灰

工程约需粉煤灰 万t，年最高需要量 万t。

火电厂位于 省 市，电厂装机容量 MW，年产灰量 万t，灰质可达 级灰标准，曾用于 水电水利工程，该电厂至本工程 转运站铁路运距 km。 (3)钢筋、钢材

本工程约需钢筋、钢材 万t，已同 公司签定协议，工程所需钢筋、钢材由

该公司组织供货。 (4)木材

３

工程所需木材 万m由 组织供应。 (5)火工材料

已向 市 厂和 市 厂进行调查，两厂均可保证供应本工程的火工材料，两厂均有公路直通工地，运距分别为 km和 km。 (6)油料

由 市石油公司供应，经公路运至工地，运距 km。 8.1.5.2 施工机械修配

8.1.5.3 施工供电和供水

(1)施工供电 本工程施工用电高峰负荷约 万kW，施工用电由 电网供应。目前110kV线路已通至 县，220kV线路已通至 市，本电站建成后，送出工程将同上述两变电站相接。因此，本工程施工时可先架通由 县至工地的110kV线路，距离为 km，由 电网向工地送电， 电网系统完全可以保证本工程的施工用电需要。另外在工地还需设置一定容量的柴油发电机组，作为备用电源，同时解决筹建工程的施工用电问题。

(2)施工供水 供水水源取自 江(河)水，经水质分析，水源对人体无害，对混凝土无浸蚀性，沿江城镇工业和生活用水均取自 江，河水可直接用于施工，经净化处理后可供应施工人员的生活用水。

8.2 施工导流

8.2.1 导流条件 8.2.1.1 洪水特性

２

坝址控制流域面积 km，根据 水文站 年的实测资料统计，多年平均

３３３

流量 m/s，实测最大、最小流量分别为 m/s和 m/s，洪枯水位变幅 m。 ～ 月份为洪水期，其中 ～ 月份为主汛期，年最大洪水一般多在该时期出现。洪水由 形成。洪峰一般多呈 峰形，一次洪水过程约 ～ d。 月～次年 月份为枯水期。 8.2.1.2 地形地质特点

坝址位于 地势 ， 两岸山体 。 坝址河床 ， 常水位河面宽 m，水深 ～ m，主流偏于 左 岸，河床右侧为 岩石礁滩 、左侧为 ，地形较适合 和 导流方式。

坝址地层为 ，岩层走向 °，倾向 ，倾角 °。河床覆盖层厚一

。

8.2.1.3 通航要求

江系 地区的 航道，上游 至坝址、再至下游 河段，航道等级分别为 级和 级，据

～ 年的客货调查，年最高客、货运量分别8.2.2 导流标准

工程为 等工程，主体建筑物为 级。按SDJ338-89《水利水电工程施工组织设计规范》，导流建筑物为 级，设计洪水标准当采用土石围堰时，重现期为 ～ 年一遇，当采用混凝土围堰时，重现期为 ～ 年一遇。本工程采用 围堰，考虑 ，选用 年一遇洪水设计，相应流量 m/s。

３

坝体拦洪渡汛标准，按施工期各年坝体上升高度、拦洪库容及对下游的影响等因素，按照SDJ338-89分别确定如下。

坝体上升至高程 m，相应拦洪库容 亿m，渡汛洪水标准选用 一遇，相应流量 m/s；

坝体上升至高程 m，相应拦洪库容 亿m，渡汛洪水标准选用 一遇，相应流量 m/s。 8.2.3 导流方式 8.2.3.1 导流方式选择

根据地形地质条件，水文特性及工程总体布置，施工导流研究了 分期导流、明渠导流、和…… 等 个方案，各方案的比较指标见表8.2-1，其布置方式、导流程序、施工总进度规划及施工期通航措施简述如下：

方案1，采用 期的分期导流方式，第一期围 岸 ～ 坝段、第二期围 岸 ～ 坝段， ；

方案2，采用 岸明渠导流方式，在 ～ 坝段布置导流明渠， ；

3

３

3

３

综上所述，经技术、经济综合比较，选定 方案。

8.2.3.2 选定方案的导流程序和布置

选定方案采用 两段两期的分期 导流程序。根据坝址的地形地质条件、水文特性及工程总体布置，经过第一、二期导流与施工期通航的综合分析比较，第一期纵向围堰布置在河床 右 侧 礁滩边缘 ，其轴线通过 坝段。第一期围 右 岸的 ～ 坝段及 坝后厂房 。在 ～ 坝段设置 个 m× m 形式的导流底孔(缺口或疏齿)，作二期导流用。底孔进、出口底板高程 m，呈 布置；在 坝段布置 临时船闸 供二期通航。一期由 左 侧束窄河床泄流和通航，河床断面

３

束窄率 ％，设计流量 m/s时束窄河床断面平均流速 m/s，上、下游水位分别为 m和 m。第二期围 左 岸的 ～ 坝段，由 右 侧的底孔(缺

３

口或疏齿)泄流， 临时船闸 通航，导流设计流量 m/s时，上游水位 m，下游水位 m。后期坝体上升至高程 m，渡汛洪水标准选用 年一遇，相应流量

３

m/s，此时由 泄洪，上游水位 m，下游水位 m。

第 年 月在 右 岸 礁滩上 开始修建一期围堰，第 年 月～第 年 月进行基坑开挖，第 年 月开始浇筑混凝土，第 年 月坝体浇至高程 m以上，此时，基坑内设置的 导流底孔【/缺口/疏齿】 和 临时船闸 已具备运行条件；第 年 月进行二期 主河床 截流， 并修建二期围堰， 月份进行基坑抽水， ～ 月份进行基坑开挖， 第 年 月开始浇筑混凝土，第 年 月坝体浇至拦洪渡汛水位 m以上，第 年 月两岸坝体均浇至坝顶高程 m，永久泄洪建筑已经形成，发电厂房的第1台机组基本安装完毕，第 年 月底孔下闸封堵，水库开始蓄水，经计算， d后水库可蓄至初期运行水位。第 年 月第1台机组 并网 发电，第1台机组发电工期 年 个月，总工期 年 个月。

选定方案的导流布置见附图 ，各期导流水力学指标及工程量见表8.2－2和表8.2-3，通航方式、通航保证率以及水力学指标见 表8.2-7～表8.2-9及《 水电站施工期通航专题报告》 。

表8.2-2 选定方案水力学指标表

表8.2-3 选定方案工程量表

8.2.4 导流建筑物设计

8.2.4.1 导流挡水建筑物设计

(1)一期围堰

一期纵向围堰布置在河床 右 侧 礁滩边缘常水位以上，保证其在少用子堰的情况下有干地施工的条件 。礁滩宽 ～ m，纵向长 m，枯水期 露出水面 。堰基岩石为 系 组 岩和 岩，岩性 ，抗压强度一般为 MPa，强风化深度 ～ m，岩层走向 ～ ，倾向 ，倾角 °～ °，围堰地基 无 较大断层通过，堰基处理较简易。

在纵向围堰结构型式选择时，根据 礁滩宽度 结合导流期围堰防渗和抗冲要求，拟定 围堰和 混凝土重力式 围堰进行比较，经综合分析，后者虽然 ，但有利于 而被选用。一期上、下游围堰结构型式经 围堰、 围堰和 围堰的比较，亦采用 混凝土重力式 围堰。

上、下游围堰顶高程分别为 m和 m，堰顶轴线长分别为 m和 m，最大高度分别为 m和 m，纵向围堰堰顶高程 ～ m，轴线长 m，围堰高度 ～ m。堰顶宽均为 m，堰体左、右侧坡比分别为 和 ，起坡高程分别为 m和 m。堰体混凝土强度等级采用 。堰基采用 方式进行处理，基岩与混凝土纯摩擦系数ｆ＝ ，抗剪摩擦系数ｆ ＝ 、ｃ ＝ 。围堰在各种工况下稳定和应力计算情况见表8.2-4。

表8.2-4 围堰在各种工况下的稳定、应力计算情况表

(2)二期围堰

二期上、下游围堰由于堰基覆盖层最大厚度分别为 m和 m，围堰结构型式以 围堰和 围堰为主进行比较，前者 后者 ，同时考虑 的要求，采用 土

３３

石 围堰。导流设计流量 m/s，经水库调峰后最大下泄流量 m/s，相应上、下游水位分别为 m和 m，上、下游围堰顶高程分别为 m和 m，堰顶轴线长分别为 m和 m，最大高度分别为 m和 m，堰顶宽度均为

m，堰体两侧坡比均设 级，其间马道宽为 m，迎水面和背水面堰坡坡比从顶到底分别为 和 。上、下围堰高程 m以下采用 塑性混凝土防渗墙 防渗，设计墙厚 m，轴线长分别为 m和 m，最大墙深分别为 m和 m，

２

深入基岩 m，防渗墙总面积 m，设计渗透系数小于 cm/s；高程 m以

３ ３

上用 复合土工膜 防渗，堰体石碴和过渡料的设计容重分别为 kg/m和 kg/m。堰体稳定采用 进行边坡稳定分析，采用 进行渗流计算。经分析计算，堰体边坡稳定

３

最小安全系数为 ，大于规范规定的最小安全系数1.2；基坑渗漏量为 m/s，浸润线逸出高程 m，最大逸出比降为 ，小于本工程 试验临界比降的最小值，满足安全运行的要求。

纵向围堰与临时船闸左导墙相结合，由上游导航墙，临时通航孔坝段，下游闸室和导航墙组成。采用 混凝土重力式 结构。大坝上、下游段堰顶高程分别为 m和 m ，建基面座落在 风化带的 限，最大围堰高度分别为 m和 m，轴线长分别为 m和 m，堰顶宽 m，堰体左、右侧坡比分别为 和 ，起坡高程分别为 m和 m。堰体混凝土强度等级采用 。堰基进行 处理；纵堰中段与 坝段结合，要求此坝段在二期围挡水渡汛前浇至上游堰顶高程以上。纵向围