云岩宫水库改扩建工程施工组织设计

□ 孟 越 □ 陈 萌（河南省水利勘测设计研究有限公司）

1 施工条件

1.1 工程概况

云岩宫水库，位于新密市东南部刘寨镇和大隗镇交界处，属淮河流域沙颍河水系双洎河支流云岩河中上游水库。水库控制流域面积22.90km2，总库容约966万m3，为小（1）型水库，工程等级为Ⅳ级。洪水标准按照50年一遇设计，500年一遇校核。新建大坝呈东西向，坝轴线总长510.50m，最大坝高约35m，坝顶高程171m，大坝采用均质土坝。溢洪道位于新坝址区左岸。工程改扩建后属灌溉、供水、生态、防洪等综合利用的水库。

水库主要永久建筑物有大坝、库区开挖及护岸、溢洪道、东方红灌渠改建及云岩宫水库加固工程等。主体建筑物主要工程量见表1。

表1 主体工程主要工程量汇总表

1.2 对外交通条件

工程区向北距新密新市区约15km，东北距郑州市区约22km，有乡村公路与G107和郑尧高速公路连接，对外交通便利，外来设备和材料采用公路运输到达工地。

1.3 水文气象条件

云岩河是双洎河左岸的重要支流，发源于新密市观音堂，至老瓜嘴入双洎河，河道自南向北全长12.70km，河道比降1/100，流域属丘陵区。流域植被覆盖率较低，坡度陡，遇暴雨时，水土流失严重，洪水集中较快、历时较短。

水库上游为浅山丘陵区，流域属于大陆性温带季风性气候，冬季寒冷干燥，风多雨少，夏季炎热多雨，春季冷暖无常，秋季晴朗气爽，四季分明。流域内多年平均气温14.30℃，极端最高气温42℃，极端最低气温-15.80℃；风向多为西北和东南风，最大风速22m/s，平均风速5～8m/s；多年平均降水量为640mm，多年平均陆面蒸发量为540mm，多年平均水面蒸发量为1500mm，降雨年内时空分配不均，冬、春雨少，降雨多集中于夏秋两季，汛期6-9月降水占全年降水量的65%。降水年际变化大，最大年降水量是最小年降水量的2.90倍。

1.4 主要建筑材料来源

工程所需的主要建筑材料如钢材、水泥、木材、砂石料等可就近从厂家或郑州、新密市建材市场批发采购。汽油、柴油可与当地石油公司联系洽谈批发采购使用。

2 施工导流

2.1 导流标准

根据本工程建筑物的设计特点及气象、水文等综合因素，结合施工总进度安排，确定施工时间安排在第1年的10月至第2年的5月。

本工程临时建筑物为IV级，根据水文资料分析以及其保护对象、失事后果、使用年限，各建筑物施工期导流标准采用非汛期5年一遇的洪水标准。

2.2 导流方式

云岩宫水库改扩建工程不拆除原有云岩宫水库大坝，扩挖库区是在云岩宫水库库区基础上向东、南开挖扩大形成，流域面积基本与云岩宫水库流域面积一致，非汛期施工期洪水可利用云岩宫水库拦蓄不下泄。云岩宫水库死水位为160.30m，相应死库容为195万m3，正常蓄水位为163.50m，相应库容为304万m3，兴利库容为109万m3。施工期洪水计算成果见表2。

表2 施工期分期洪水计算成果表

根据分析计算，云岩宫水库非汛期5年一遇24h洪量<22.50万m3，而非汛期多年平均径流量为91万m3，考虑蒸发渗漏后，两者叠加水量为90.30万m3，小于云岩宫水库兴利库容109万m3，施工前将库水位降至死水位160.30m，满足非汛期施工利用原云岩宫水库拦蓄雨水需要不下泄。

加固工程利用10月至次年5月非汛期施工，进行新修大坝工程、新修溢洪道工程、库区工程及东方红灌渠改建工程的施工。次年汛前库区、大坝、溢洪道、云岩宫水库加固及东方红灌渠改建工程等主体工程施工基本完成，确保水库安全度汛，然后继续完成收尾工程及坝顶工程等。

3 主体工程施工

3.1 施工内容及程序

本工程建筑物工程主要包括:大坝工程、溢洪道工程及东方红灌渠改建等工程。大坝工程主要施工程序为:大坝清基→坝体填筑及帷幕灌浆→坝顶工程建设等。

3.2 坝基清基及库区土石方开挖

大坝及库区清基，采用74kW推土机推集表层料，拢成堆后由2m3装载机装15t自卸汽车运2km至弃渣场。

库区土石方开挖，一部分用于坝体及库区填筑，采用2m3液压挖掘机装15t自卸汽车运1km至工作面附近；多余开挖料采用2m3液压挖掘机装15t自卸汽车运2km至弃渣场。

基岩清基及库区石方采用手风钻钻孔、爆破，并预留0.50m保护层采用人工或机械撬挖，之后由2m3液压挖掘机装15t自卸汽车运2km至弃渣场。

3.3 土方填筑

土方填筑，土料主要来源于大坝上游库区开挖料，采用2m3液压挖掘机装15t自卸汽车运输上坝填筑，综合运距约1km。土料铺筑采用后退法，其每层厚度为0.30～0.40m，碾压采用进退错距法，压实遍数6～9遍，其碾压参数根据试验碾压效果调整。上坝料由74kW推土机平料，凸块振动碾压，2.80kW蛙夯配合压实，并根据施工进展情况及时修整边坡，适时开展砌石护坡工程施工。

3.4 砌石

坝体中细砂、碎石反滤料及排水棱体碎石从市场采购，人工铺筑。块石运输和铺砌时，应注意对反滤层的保护，如有扰动或变形，应修整合格后，方可砌筑块石。坝体护坡块石料从市场采购，运输至大坝工作面，人工砌筑。

3.5 基础帷幕灌浆

帷幕灌浆采用150型地质钻机钻孔，灰浆搅拌机拌制浆液，中压灌浆泵根据地质情况采用自下而上灌浆法或自上而下灌浆法进行。帷幕灌浆的具体使用参数，在灌浆前应通过灌浆试验确定。

3.6 混凝土

建筑物浇混凝土，采用0.75m3小型拌和站拌制，混凝土拌和站设在大坝右坝头，自卸汽车平均运输1km至工作面，结合现场条件或直接入仓或采用溜槽进仓，高部位浇筑则利用吊罐，用20t履带起重机吊运到仓位，人工配合入仓，2.20kW插入式振捣器和附着式振捣器配合振捣密实。混凝土浇筑应严格控制温差及离析问题，结合缝要冲毛，浇筑前铺筑砂浆层，混凝土要捣振密实，并及时洒水保湿养护。各工序应严格执行水工混凝土施工技术规范等有关规范、规程。

4 施工交通

4.1 对外交通道路

坝址向北距新密新市区约15km，东北距郑州市区约22km，坝址西岸有乡村公路与G107和郑尧高速公路连接，外来设备和材料可通过公路直接运到施工现场，无需新修建对外交通道路。

4.2 场内交通道路

根据工程总体布置和各施工区施工特点，同时考虑土方调配及弃渣运输要求，确定了场内施工主干道的布置，根据施工需要再修建支线道路，以满足场内施工交通要求。施工场内主干道路采用泥结碎石路面，路面宽7m，总长度约7km。

5 施工总布置

5.1 施工总布置的规划原则

因地制宜是设计施工总布置的基本原则，一般场地划分和区域布置要满足有利生产，易于管理，便于生活的原则，必须满足各项主体工程施工要求，施工总布置应根据需要分阶段逐步形成。

5.2 施工分区布置

5.2.1 主体工程施工区

主体工程施工区主要以土石方开挖、填筑、混凝土工程为主。大坝填筑土料来自新库区及溢洪道开挖料。除大坝填筑土料和新库区回填土料直接利用外，其余建筑物回填土料需要临时堆存，临时堆土场根据需要分散布置。

5.2.2 施工工厂设施区

本工程枢纽施工区场地比较宽阔，施工工厂设施在两岸布置。机械修配保养场、综合加工厂等均设在这里，由外地运到的物料、金属结构设备等可先贮存于此或加工后运入相应的工作面。

5.2.3 弃渣场

工程开挖土石方845.49万m3，为减少工程弃渣对环境的污染，做好土石方利用平衡，减少弃渣，工程开挖渣料尽可能用于填筑坝体或其它回填方。经平衡，除利用于工程本身回填料外，共弃渣约558.01万m3。经考察，工程附近2km内低凹（沟）地作为弃渣场，占地约58.86hm2。

5.2.4 施工仓库

本工程施工仓库系统主要包括水泥库、钢筋堆放场、木材堆放场、炸药库、油料仓库等。采用分散布置方式，水泥、钢材、木材分别设置在其加工厂内，炸药库布置在距生活生产区有一定安全距离处，油料仓库布置在场内外道路衔接处。施工仓库建筑面积300m2，计划占地面积1400m2。

6 施工总进度

经过分析确定，本工程施工总工期为12个月，其中工程准备期2个月；主体工程施工期9个月，与准备期交叉1个月；工程完建期2个月。各期控制性关键项目及进度安排分述如下:

6.1 工程准备期

工程准备期主要完成场内主要交通道路建设、场地平整、施工单位生产生活用房建设、施工工厂建设等工作，建设完成生活区、各生产施工区等处的风、水、电、通信系统。

6.2 主体工程施工期

主体工程施工期内完成大坝、库区、溢洪道、云岩宫水库加固及东方红灌渠等主体工程的施工任务。次年汛前主体工程施工基本完成，确保水库安全度汛，然后继续完成收尾工程及坝顶工程等。

6.3 工程完建期

工程完建期主要完成场地的清理及竣工验收工作等。库区土石方开挖与土方填筑、大坝土方填筑、溢洪道土石方开挖是控制工期的关键。控制性工期是在第1年的11月至第2年的5月。