云巖宮水庫改擴建工程施工組織設計

□ 孟 越 □ 陳 萌（河南省水利勘測設計研究有限公司）

1 施工條件

1.1 工程概況

云巖宮水庫，位于新密市東南部劉寨鎮和大隗鎮交界處，屬淮河流域沙潁河水系雙洎河支流云巖河中上游水庫。水庫控制流域面積22.90km2，總庫容約966萬m3，為小（1）型水庫，工程等級為Ⅳ級。洪水標準按照50年一遇設計，500年一遇校核。新建大壩呈東西向，壩軸線總長510.50m，最大壩高約35m，壩頂高程171m，大壩采用均質土壩。溢洪道位于新壩址區左岸。工程改擴建后屬灌溉、供水、生態、防洪等綜合利用的水庫。

水庫主要永久建筑物有大壩、庫區開挖及護岸、溢洪道、東方紅灌渠改建及云巖宮水庫加固工程等。主體建筑物主要工程量見表1。

表1 主體工程主要工程量匯總表

1.2 對外交通條件

工程區向北距新密新市區約15km，東北距鄭州市區約22km，有鄉村公路與G107和鄭堯高速公路連接，對外交通便利，外來設備和材料采用公路運輸到達工地。

1.3 水文氣象條件

云巖河是雙洎河左岸的重要支流，發源于新密市觀音堂，至老瓜嘴入雙洎河，河道自南向北全長12.70km，河道比降1/100，流域屬丘陵區。流域植被覆蓋率較低，坡度陡，遇暴雨時，水土流失嚴重，洪水集中較快、歷時較短。

水庫上游為淺山丘陵區，流域屬于大陸性溫帶季風性氣候，冬季寒冷干燥，風多雨少，夏季炎熱多雨，春季冷暖無常，秋季晴朗氣爽，四季分明。流域內多年平均氣溫14.30℃，極端最高氣溫42℃，極端最低氣溫-15.80℃；風向多為西北和東南風，最大風速22m/s，平均風速5～8m/s；多年平均降水量為640mm，多年平均陸面蒸發量為540mm，多年平均水面蒸發量為1500mm，降雨年內時空分配不均，冬、春雨少，降雨多集中于夏秋兩季，汛期6-9月降水占全年降水量的65%。降水年際變化大，最大年降水量是最小年降水量的2.90倍。

1.4 主要建筑材料來源

工程所需的主要建筑材料如鋼材、水泥、木材、砂石料等可就近從廠家或鄭州、新密市建材市場批發采購。汽油、柴油可與當地石油公司聯系洽談批發采購使用。

2 施工導流

2.1 導流標準

根據本工程建筑物的設計特點及氣象、水文等綜合因素，結合施工總進度安排，確定施工時間安排在第1年的10月至第2年的5月。

本工程臨時建筑物為IV級，根據水文資料分析以及其保護對象、失事后果、使用年限，各建筑物施工期導流標準采用非汛期5年一遇的洪水標準。

2.2 導流方式

云巖宮水庫改擴建工程不拆除原有云巖宮水庫大壩，擴挖庫區是在云巖宮水庫庫區基礎上向東、南開挖擴大形成，流域面積基本與云巖宮水庫流域面積一致，非汛期施工期洪水可利用云巖宮水庫攔蓄不下泄。云巖宮水庫死水位為160.30m，相應死庫容為195萬m3，正常蓄水位為163.50m，相應庫容為304萬m3，興利庫容為109萬m3。施工期洪水計算成果見表2。

表2 施工期分期洪水計算成果表

根據分析計算，云巖宮水庫非汛期5年一遇24h洪量<22.50萬m3，而非汛期多年平均徑流量為91萬m3，考慮蒸發滲漏后，兩者疊加水量為90.30萬m3，小于云巖宮水庫興利庫容109萬m3，施工前將庫水位降至死水位160.30m，滿足非汛期施工利用原云巖宮水庫攔蓄雨水需要不下泄。

加固工程利用10月至次年5月非汛期施工，進行新修大壩工程、新修溢洪道工程、庫區工程及東方紅灌渠改建工程的施工。次年汛前庫區、大壩、溢洪道、云巖宮水庫加固及東方紅灌渠改建工程等主體工程施工基本完成，確保水庫安全度汛，然后繼續完成收尾工程及壩頂工程等。

3 主體工程施工

3.1 施工內容及程序

本工程建筑物工程主要包括:大壩工程、溢洪道工程及東方紅灌渠改建等工程。大壩工程主要施工程序為:大壩清基→壩體填筑及帷幕灌漿→壩頂工程建設等。

3.2 壩基清基及庫區土石方開挖

大壩及庫區清基，采用74kW推土機推集表層料，攏成堆后由2m3裝載機裝15t自卸汽車運2km至棄渣場。

庫區土石方開挖，一部分用于壩體及庫區填筑，采用2m3液壓挖掘機裝15t自卸汽車運1km至工作面附近；多余開挖料采用2m3液壓挖掘機裝15t自卸汽車運2km至棄渣場。

基巖清基及庫區石方采用手風鉆鉆孔、爆破，并預留0.50m保護層采用人工或機械撬挖，之后由2m3液壓挖掘機裝15t自卸汽車運2km至棄渣場。

3.3 土方填筑

土方填筑，土料主要來源于大壩上游庫區開挖料，采用2m3液壓挖掘機裝15t自卸汽車運輸上壩填筑，綜合運距約1km。土料鋪筑采用后退法，其每層厚度為0.30～0.40m，碾壓采用進退錯距法，壓實遍數6～9遍，其碾壓參數根據試驗碾壓效果調整。上壩料由74kW推土機平料，凸塊振動碾壓，2.80kW蛙夯配合壓實，并根據施工進展情況及時修整邊坡，適時開展砌石護坡工程施工。

3.4 砌石

壩體中細砂、碎石反濾料及排水棱體碎石從市場采購，人工鋪筑。塊石運輸和鋪砌時，應注意對反濾層的保護，如有擾動或變形，應修整合格后，方可砌筑塊石。壩體護坡塊石料從市場采購，運輸至大壩工作面，人工砌筑。

3.5 基礎帷幕灌漿

帷幕灌漿采用150型地質鉆機鉆孔，灰漿攪拌機拌制漿液，中壓灌漿泵根據地質情況采用自下而上灌漿法或自上而下灌漿法進行。帷幕灌漿的具體使用參數，在灌漿前應通過灌漿試驗確定。

3.6 混凝土

建筑物澆混凝土，采用0.75m3小型拌和站拌制，混凝土拌和站設在大壩右壩頭，自卸汽車平均運輸1km至工作面，結合現場條件或直接入倉或采用溜槽進倉，高部位澆筑則利用吊罐，用20t履帶起重機吊運到倉位，人工配合入倉，2.20kW插入式振搗器和附著式振搗器配合振搗密實。混凝土澆筑應嚴格控制溫差及離析問題，結合縫要沖毛，澆筑前鋪筑砂漿層，混凝土要搗振密實，并及時灑水保濕養護。各工序應嚴格執行水工混凝土施工技術規范等有關規范、規程。

4 施工交通

4.1 對外交通道路

壩址向北距新密新市區約15km，東北距鄭州市區約22km，壩址西岸有鄉村公路與G107和鄭堯高速公路連接，外來設備和材料可通過公路直接運到施工現場，無需新修建對外交通道路。

4.2 場內交通道路

根據工程總體布置和各施工區施工特點，同時考慮土方調配及棄渣運輸要求，確定了場內施工主干道的布置，根據施工需要再修建支線道路，以滿足場內施工交通要求。施工場內主干道路采用泥結碎石路面，路面寬7m，總長度約7km。

5 施工總布置

5.1 施工總布置的規劃原則

因地制宜是設計施工總布置的基本原則，一般場地劃分和區域布置要滿足有利生產，易于管理，便于生活的原則，必須滿足各項主體工程施工要求，施工總布置應根據需要分階段逐步形成。

5.2 施工分區布置

5.2.1 主體工程施工區

主體工程施工區主要以土石方開挖、填筑、混凝土工程為主。大壩填筑土料來自新庫區及溢洪道開挖料。除大壩填筑土料和新庫區回填土料直接利用外，其余建筑物回填土料需要臨時堆存，臨時堆土場根據需要分散布置。

5.2.2 施工工廠設施區

本工程樞紐施工區場地比較寬闊，施工工廠設施在兩岸布置。機械修配保養場、綜合加工廠等均設在這里，由外地運到的物料、金屬結構設備等可先貯存于此或加工后運入相應的工作面。

5.2.3 棄渣場

工程開挖土石方845.49萬m3，為減少工程棄渣對環境的污染，做好土石方利用平衡，減少棄渣，工程開挖渣料盡可能用于填筑壩體或其它回填方。經平衡，除利用于工程本身回填料外，共棄渣約558.01萬m3。經考察，工程附近2km內低凹（溝）地作為棄渣場，占地約58.86hm2。

5.2.4 施工倉庫

本工程施工倉庫系統主要包括水泥庫、鋼筋堆放場、木材堆放場、炸藥庫、油料倉庫等。采用分散布置方式，水泥、鋼材、木材分別設置在其加工廠內，炸藥庫布置在距生活生產區有一定安全距離處，油料倉庫布置在場內外道路銜接處。施工倉庫建筑面積300m2，計劃占地面積1400m2。

6 施工總進度

經過分析確定，本工程施工總工期為12個月，其中工程準備期2個月；主體工程施工期9個月，與準備期交叉1個月；工程完建期2個月。各期控制性關鍵項目及進度安排分述如下:

6.1 工程準備期

工程準備期主要完成場內主要交通道路建設、場地平整、施工單位生產生活用房建設、施工工廠建設等工作，建設完成生活區、各生產施工區等處的風、水、電、通信系統。

6.2 主體工程施工期

主體工程施工期內完成大壩、庫區、溢洪道、云巖宮水庫加固及東方紅灌渠等主體工程的施工任務。次年汛前主體工程施工基本完成，確保水庫安全度汛，然后繼續完成收尾工程及壩頂工程等。

6.3 工程完建期

工程完建期主要完成場地的清理及竣工驗收工作等。庫區土石方開挖與土方填筑、大壩土方填筑、溢洪道土石方開挖是控制工期的關鍵。控制性工期是在第1年的11月至第2年的5月。