1、瓦屋山电站施工组织设计1.1 工程概况 瓦屋山水电站（原名炳录水库河弯楼水电站），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）混凝土面板堆石坝坝顶高程1083.26mm，最大坝高138.76m，坝顶全长277m ，坝顶宽度8m，上游坝坡为1:1.4，下游坝坡为1：1.3，下游坝坡设三级马道，大坝趾板和两岸坝肩设帷幕灌浆。（2）左岸泄洪隧洞左岸泄洪隧沿布置在左岸，距左坝端60m。进口采用开敞式进水闸，堰顶高程1070.0m，闸室总宽度15m。闸室未端接渐变段，渐变段2、之后与断面为68m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。（3）右岸泄洪隧洞泄洪隧洞进口底板高程为1040m，闸室后为30m长方变圆渐变段，经50.21m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7.59.5m。隧洞全长596.13m。（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园形，内径6.2m，总长度4765.322m，调压室内径16m，调压室内径16m，总高度106.72m；压力管道内3、径5.8m，主管总长度1034.912m。（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，布置在周公河左岸级阶地上。主厂房内安装2台120MW水轮发电机组，其尺寸为长宽高为63.5233.8245.59m，由主机间、安装间及下游电气及母线廊道组成。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）多年平均年径流量12.0亿m3；（4）最大洪峰流量5380 m3/s（1887年、孔坪水文站）；（5）最小洪峰流量757 m3/s（1987年、孔坪水文站）；（6）多年平均降雨量14、6002000mm（李山、炳灵、大河、孔坪）；（7）多年平均气温16.1（雅安气象站）；（8）极端最高气温35.4（雅安气象站）；（9）极端最低气温-3.9（雅安气象站）；（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，具有春早气温多变化，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-3.95、，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（相应风向为NE），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9.2T ，多年平均雷暴日数31.5T。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，年最大降水量2776.1mm，最大一日降水达215.6mm（1959年8月12日）。69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%。流域内降水量随海拔高程的增加而增大，如李山多年平均降水量2060mm6、，孔坪多年平均降水量为1679mm。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。据工程设计依据站炳灵水文站19582001年资料统计，多年平均流量38.1m3/s，年内最大年平均流量为51.0 m3/s（1975年），最小年平均流量为29.7 m3/s（1987年），相差仅1.72倍。径流在年内的分配较不均匀，主汛期69月水量占全年水量的57.6%，124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12月，最小月平均流量6.93 m3/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7、应。最大流量发生在69月，7、8月最多。青衣江流域，由于受西南季风影响，将大量水汽带入本流域，气流沿青衣江而上，受其特殊地形影响，随着地势的抬升，能量释放而产生降水。因此，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。因此，洪水也具有峰高、量小、单峰多、复峰少，过程线尖瘦、涨落迅猛等特点。一次洪水过程，历时12日。根据孔坪水文站19592001年洪水资料统计，年最大洪峰流量集中出现在69月，其中又特别集中在7、8两月，出现次数占了总数的80%以上。多年平均年最大洪峰流量1810 m3/s，调查最大洪峰流量5380 m3/s，最小8、洪峰流量为757 m3/s（1987年），两者这比为7.10倍，年最大洪峰流量系列变差系数0.53，可见该系列年变化大，年际变化不稳定。瓦屋山电站分期洪水标准，按临时建筑等级要求，提供分期时段内p=0.2%、p =2%、p=5%、p=10%、p=20%的设计洪水，具体见表1-1。表1-1 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28.026.224.823.321.219.517.42月50.446.743.840.936.633.129.13月24020818315912610277.845月95389、3675066254545536369月54204740422037103020250019701011月72362655147738030723412月95.482.272.963.350.741.332.0旬平均流量见表1-2。表1-2 瓦屋山电站旬平均流量成果表时段均值频率设计值（m3/s）P=10%P=15%P=20%P=50%P=75%P=80%11月上旬31.646.342.339.429.123.422.411月中旬26.943.237.733.822.318.117.511月下旬21.431.228.326.219.315.915.312月上旬17.023.821.720.3110、5.613.412.912月中旬14.820.018.617.513.811.811.512月下旬13.317.716.415.612.510.910.6坝址处水位流量关系见表1-3。表1-3 水位流量关系水位(m)952.5953954955956957流量(m3/s)034110219337445水位(m)960965970975977流量(m3/s)9722190365051005680水库库容和高程关系见表1-4。表1-4 水库库容高程关系表高程(m)952.596097098099010001100库容(亿m3)00.090.240.440.630.851.1高程(m)102010311、010401050106010701080库容(亿m3)1.341.661.972.433.074.175.50典型洪水过程见表1-5。表1-5 典型洪峰过程曲线时 间（月、日）流 量（m3/s)时 间（月、日）流 量（m3/s)时 间（月、日）流 量（m3/s)时 间（月、日）流 量（m3/s）7.220时1207.2216时25807.238时29807.240时6702时39018时280010时27802时5404时76020时299012时25604时4306时108022时312014时22906时3808时14307.230时320016时19308时35010时17602时3212、3018时158010时33012时20604时320020时124012时32014时23406时312022时9301.2.3 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，沿线地面高程9621080m，趾板线以上坡高60110m，岸坡基岩裸露，为KljKlj层砂岩夹薄层粉砂质泥岩，据平硐瓦PD1、瓦PD3、瓦PD4、瓦PD7和钻孔揭示，与趾板地基直接相关的软弱夹层有7条，即：Klj-C7、C8、C9、Klj-NJ1、Klj-NJ4、Klj-RJ4、Klj-NJ，其厚度为0.150.7m。岩石强风化带垂直厚度825m，弱风化13、带垂直厚度1753m，卸荷松弛带水平厚度930，相对紧密带水平厚度735m，界面带水平厚度38m，卸荷带总厚度3570m，岸坡岩体透水率大于3Lu的深度6080m，大于5Lu的深度5570m。地下水位高程953.841048.60m。第二段，为河床段。据瓦ZK50钻孔资料，河床覆盖层厚06.96m，组成物质为漂卵砾石夹砂，松散，透水性极强。下伏Klj层砂岩，厚05m，Klj层薄层砂岩分布于高程935953m，厚1016m，Klj层砂岩公布在高程935938m以下。在Klj层底部分布Klj-Njl泥化夹层，厚0.90.6cm。强风化带厚0.65m，弱风化带厚2023m，卸荷带厚68m。高程86314、.32m以上岩体透水率为3.419Lu，透水带岩体厚度85m，尤其在弱风化带以上岩体透水率为1019Lu，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9621080m，趾板以上斜坡高80180m。岸坡基岩裸露，为KljKlj层砂岩。与趾板地基直接相关的软弱夹层为Klj、Nj厚0.60.9cm。岩石强风化带铅直厚度3.915m，弱风带铅直厚度21.352m，卸荷水平宽度4080m，其中卸荷松驰带水平宽度1025m，相对紧密带水平宽度3045m，界面带水平宽度412m，岸坡岩体透水率大于3Lu深度为5570m，大于5Lu深度为4060m，地下水位高程915、56.641090.28m。（2）坝壳地基的工程地质条件设计拟定河床坝壳地基长430m，河床宽2040m，根据两个阶段10个河床钻孔资料，河床覆盖层厚3.646.96m，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，据抽水试验资料K值为550714.88m/d，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20.536，曲率系数为2.23.8，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。两岸坡基岩裸露，主要为Klj j层砂岩，强风化带岩石湿抗压强度大于30Mpa，弹性模量为0.80.9Gpa，变形模量为0.31716、G pa，因此 ，其强度、变形能满足坝壳地基的要求。但松驰带岩体中裂隙发育，张开宽度较大，为此，应清除岸坡表层风化岩全和松动岩石后，对延伸长、宽度大的卸荷裂隙，且对岩坡稳定有不利影响的要作挖除修理，对岸坡稳定不起控制作用的卸荷裂隙，作好砼回填后可作为坝壳地基。在左岸坝3坝5间高程9601005m分布有一卸荷变形体，该段岸坡坡角2540。，变形体宽6065m，顺岸坡长5570m，厚1012m，体积约4104m3。目前，该变形体已处于稳定状态，前缘未见明显活动迹象。对该卸荷变形体，应清除局部松动危岩并对宽大卸荷裂隙作好砼回填后可作为坝壳地基。对坝壳地基范围内的勘探平硐瓦PD1、PD2、PD3、PD17、4应作回填处理后方可建基。（3）施工围堰的工程地质条件上游围堰河床高程952.95m，枯水期河面宽（河水位处）30 m，河床冲积层漂卵砾石夹砂厚05m，结构松散，具架空结构，钻孔及试坑抽水试验，K值大于500m/d，属极强透水层。下伏基岩为KljKlj层砂岩，两岩谷坡坡角2040。，大部分基岩裸露，强风化带厚12m，岩坡510m，钻孔压水试验，透水率为6.316.4Lu，属极强至中等透水层。下游围堰河床高程951.92m，枯水期河水面宽45m，河床之冲积漂砾石夹砂层厚07m，结构松散。下伏基岩为J3PJ3P层粉砂质泥岩与泥质粉砂岩。两岩谷坡坡角1030。，地表覆盖崩坡积之粘土夹块碎石厚06m，18、其下为J3P层粉砂质泥岩。岩体强风化带厚河床0.52m，岸坡57m。综上述，河床砂卵石层及岸坡土层结构松散，透水性强，虽然可以作为土石围堰基础，但应重视加强堰基及堰肩防渗处理。1.2.4 天然建筑材料（1）土料本工程选用张坝2号料场，位于坝址上游炳灵河左岸阶地，距坝址距离1km，有村区公路相通，交通方便。张坝号料场为一级阶地，有用层厚度1.182.22，储量3.33104m3，为第四系全新统堆积之亚粘土，其粘粒含量为15.624.1%，无用层为地表耕植土，厚0.370.45m，体积0.81104 m3。料场多为水田，所处位置较高，靠河一侧边陡坡，排水条件较好。料场试验成果详见表1-6。表1-619、 各土料料场试验指标料场名称项目张坝2号粘粒含量（%）20.3塑性指数13.7渗透系数（cm/s）2.8410-5有机质含量（%）1.01易溶盐含量（%）0.121天然含水量（%）34.0PH值6.3最优含水量（%）19.8（2）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。该料场地貌形态为一条形山脊，料场高程11501400m，两面临河，与河水位高差大于50m，地面坡度2050。不等，靠河一侧为陡坎地形。有用层组成地层为震旦系洪椿坪组白云岩，岩层产状N60。E/NW57。，主要为厚至巨厚层块状结构，次为镶嵌碎裂结构。岩石中多见一些大小不等的不20、规则扁平孔洞，直径0.33mm大致沿一定方向排列，被亮晶白云石充填为鸟眼结构。根据岩相法，按水利水电工程天然建筑材料规范初判，骨料中不具有碱活性成份，因此，该料场白云岩作为砼用粗、细骨料，不存在碱活性问题。据沙PD1、沙PD2平硐和沙ZK1沙ZK3钻孔资料， 岩体中发育有三组构造裂隙；（1）N50600E/SE60880，（2）N40550W/SW45880。地表测绘、勘探和试验资料综合分析表明，本料场地层岩溶不发育，属弱岩溶区，对料场有用层储量及开采影响不大。该料场无用层主要为表土及强风化带上部植物根系部分岩石。岩石的试验指标见表1-7。表1-7 人工骨料试验指标项目料场名称与指标密度（g/21、cm3）湿抗压强度（Mpa）软化系数硫酸盐及硫化物含量（SO3）（%）弱风化新鲜弱风化新鲜弱风化新鲜沙湾2.782.8292.4146.40.830.850.121.3 现场施工条件1.3.1 交通条件（1）对外交通瓦屋山水电站位于洪雅县瓦屋山镇，交通条件较好，有两条公路可到达工程枢纽，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，里程为147km，雅安至望鱼乡现有三级公路相通，砼路面，公路里程37km，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22、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，砼路面，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。瓦屋山镇至沙弯白云岩料场、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至瓦屋山风景区山重三级砼路，里程7km，但公23、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，只能勉强通车。（2）场内交通条件场内交通条件如下：至左坝肩公路（路基宽7.5m，长2.193KM）第1年7月30日竣工，6月30日形成毛路。至右坝肩公路（路基宽7.5m，3.789KM）第1年8月15日竣工，7月15日形成毛路。瓦屋山周公河大桥第1年10月底竣工。环湖金花桥至沙湾公路第2年5月底竣工。环湖吴庄至右坝肩公路第2年12月底竣工。瓦屋山周公河大桥至徐山生活区公路第1年10月底竣工。右坝肩至周公河大桥公路第2年5月底竣工。其24、它场内公路由施工单位设计和施工。1.3.2 电的供应（1）大坝工区：有35KV线路至中心变电站，降压后提供2回10KV接线点，接线点位置详见坝区征地范围图。（2）沙湾、白云岩料场距瓦屋山镇4km，该两处在征地线200m范围内有10KV线路接线点。（3）在施工期间考虑足够容量的自备电源，满足供电线路停电时各施工区照明、排水和安全的需要。1.3.3 水的供应生产水源周公河，生活水源周公河水不能作为生活用水，需要从两岸溪沟引山泉水作为生活用水。1.3.4 材料供应 钢筋、水泥、柴油和缝面处理主材（包括止水铜片卷材、塑性填料、PVC板、橡胶棒和波纹止水等）都可在成都市和洪雅县城采购。1.4 主要工程项25、目及工程量1.4.1 主要工程项目包括：（1）导流洞的设计与施工；（2）截流戗堤的设计、截流；（3）上游围堰、下游围堰的设计、施工与维护；（4）坝基以及采料场的清理和掘除；（5）施工期间工程的施工排水；（6）坝基开挖及边坡保护处理；（7）采料场筑坝材料的开挖和运输，以及铺盖料、垫层料、反滤料、过渡料、路基和路面所需的材料及混凝土骨料加工。（8）永久工程和料场的开挖，用于永久性工程堆料场中的堆放，弃料的堆放；（9）趾板基础处理，包括固结灌浆；（10）坝基和两岸帷幕灌浆的钻孔和灌浆；（11）大坝分区料的填筑施工，采用的筑坝材料从采料场、必要开挖区及堆料场中获得；（12）大坝混凝土趾板、面板、防浪墙26、电缆沟、下游挡墙的浇筑；（13）大坝下游及岸坡植被砼护坡；（14）坝顶公路施工，场内临时公路的修建、养护和维护，以及专用条款所列的交通公路的养护和维修；（15）两岸灌浆洞的地下开挖和混凝土浇筑；（16）下游围堰拆除，导流洞进口、出口围堰拆除；（17）坝址区勘探平硐及钻孔的回填；（18）弃渣场的永久防护工程；（19）为完成以上工程所需的所有临时工程。1.4.2 主要工程量施工项目主要工程量（导流及围堰工程未计）见表1-8。表1-8 主要工程量表序号工程项目单位工程量备注1土方明挖m3141610其中有沙湾料场无用层土方开挖2万m32趾板石方明挖m32933003坝肩、坝基石方明挖m31027027、04石方明挖m3500000沙湾料场无用层开挖5坝肩及趾板边坡锚杆根72706挂网钢筋t2967喷混凝土m326808帷幕灌浆m446809固结灌浆m527010隧洞回填灌浆m2149411土石方填筑万m3316.763312趾板砼m3320213面板砼m31588014挤压柔性砼m3460015植被砼m24155016其它砼m3927617止水m409518钢筋制安t104019砌体m381151.5 控制性工期1.5.1 开工第1年6月10日前进场，6月15日开工，7月10日主体工程开工。1.5.2 完工日期本工程要求于第4年12月31日完工。1.5.3 控制性工期第1年7月10日主体工程开工。第1年10月底完成砂石料系统并具备供应条件。第1年11月21日截流。第2年5月31日前完成坝体一汛临时渡汛断面，具备临时挡水条件。第3年5月31日前完成1025m以下砼面板和坝体填筑施工，并具备挡水条件。第4年1月底完成所有砼面板施工，并具备蓄水条件。第4年12月31日工程竣工。