【正文】 護(hù)下干地施工。施工設(shè)計應(yīng)研究土石圍堰施工、基坑排水、混凝土圍堰基礎(chǔ)開挖和混凝土澆筑進(jìn)度和度汛要求。 混凝土圍堰施工可選用起重機(jī)起吊混凝土料罐進(jìn)倉、混凝土泵進(jìn)倉、汽車直接進(jìn)倉和膠帶機(jī)輸送混凝土進(jìn)倉等方案。 碾壓混凝土圍堰應(yīng)研究適合碾壓混凝土圍堰施工特點的施工布置、施工程序、施工強(qiáng)度和所需機(jī)械設(shè)備。 混凝土圍堰采用水下施工，應(yīng)根據(jù)堰址水文、地形、地質(zhì)資料研究確 定水下清基、水下立 模、水下澆筑混凝土的施工方案。 根據(jù)堰址地形、地質(zhì)、水文等條件，可選用鋼板樁格型圍堰、草土圍堰、框架填石圍堰、沉井等圍堰，并做好圍堰施工設(shè)計。 10 圍堰觀測與拆除設(shè)計 圍堰運行期間，應(yīng)進(jìn)行下列項目觀測： a)堰體垂直位移和水平位移； b)上、下游水位； c)圍堰堰基、堰體和兩岸滲水量； d)裂縫、堰體局部坍陷、堰基翻砂冒水等圍堰外部觀測； e)過水圍堰表面流速及流態(tài)。 重要圍堰，采用新型式、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的圍堰， 應(yīng)進(jìn)行原型觀測設(shè)計。 a)土石圍堰觀測堰體內(nèi)部水平位移及土體應(yīng)力、應(yīng)變，總應(yīng)力及孔隙壓力，防滲墻應(yīng)力、應(yīng)變，堰基滲壓觀測等。 b)混凝土圍堰觀測堰體應(yīng)力、應(yīng)變，堰基應(yīng)力、應(yīng)變，堰體及堰基滲壓觀測。 圍堰拆除范圍、拆除寬度和高程，應(yīng)提出拆除設(shè)計。 圍揠拆除設(shè)計根據(jù)施工總進(jìn)度要求研究確定拆除時段、拆除程序、拆除方法和所需施工設(shè)備。 中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) PDL/T50871999 水電水利工程圍堰設(shè)計導(dǎo)則 條文說明 主編部分： 長江水利委員會長 江水利勘測規(guī)劃設(shè)計研究院 批準(zhǔn)部分： 中華人民共和國國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會 3 總則 我國在大中型水電水利工程建設(shè)中修建了各種型式的圍堰，通過圍堰設(shè)計、施工、運行的實踐，積累了豐富的經(jīng)驗。為適應(yīng)我國水利水電建設(shè)事業(yè)發(fā)展的需要，不斷進(jìn)步圍堰設(shè)計水平，特編制本導(dǎo)則。 1989 年能源部 (原電力部 )和水利部頒發(fā)的 SDJ338 對圍堰設(shè)計作了原則規(guī)定，以該規(guī)范為母本，制定本導(dǎo)則。 圍堰設(shè)計在確保施工及運行安全的條件下，盡量考慮利用當(dāng)?shù)夭牧?，以求?jīng)濟(jì)公道；圍堰 設(shè)計方案，不僅要考慮施工方便，而且 還要考慮后期拆除方便。大中型水利水電工程圍堰設(shè)計應(yīng)對圍堰型式、平面布置、圍堰斷面結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)處理等進(jìn)行多種方案研究，并通過綜合經(jīng)濟(jì)分析比較最后確定。 與永久建筑物相結(jié)合的圍堰，不僅承擔(dān)施工導(dǎo)流期擋水任務(wù)，且在工程運行后成為永久建筑物的一部分，如縱向圍堰的壩體段及導(dǎo)墻段等部位，應(yīng)按永久建筑物標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。三峽工程的混凝土縱向圍堰壩體段及下縱段 (工程運行后為溢流壩段與右岸電廠的導(dǎo)墻 )均按永久建筑物設(shè)計。 圍堰設(shè)計除了執(zhí)行本導(dǎo)則外，還應(yīng)符合現(xiàn)行國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。 4 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與基本 資料 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 圍堰級別劃分依據(jù) SDJ338 第 條。在大江大河上修建圍堰，若圍堰高度超過 70m，攔蓄庫容大于 10m3，圍堰失事后果極為嚴(yán)重，圍堰級別應(yīng)相應(yīng)進(jìn)步。例如：長江三峽工程二期上游土石圍堰最大高度達(dá) ，攔蓄庫容 20m3，使用年限 4 年～ 5年，圍堰失事將直接威脅下游葛洲壩工程和宜昌市的安全，延誤三峽工程建設(shè)工期，推遲發(fā)電，造成長江斷航，后果嚴(yán)重，因此二期上游土石圍堰按Ⅱ級建筑物設(shè)計；三峽工程三期上游碾壓混凝土圍堰最大高度達(dá) 124m，攔蓄庫容 147m3，已屬高壩大庫， 使用年限雖 3年～ 4年，但該圍堰不僅保護(hù)三期基坑施工，還擔(dān)負(fù)著擋水發(fā)電和保證通航的重任，長期在高水頭下運行，圍堰一旦失事，對下游葛洲壩工程及宜昌市將造成重大災(zāi)難，致使三峽工程左岸電站發(fā)電中斷和長江斷航，危害極大。因此，三期上游碾壓混凝土圍堰按Ⅰ級建筑物設(shè)計。鑒于三峽圍堰工程是特例，故在規(guī)范與導(dǎo)則中圍堰最高級別仍定為Ⅲ級建筑物。 圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)常用頻率法確定，根據(jù)圍堰類型和級別，按 SDJ338 選用。還應(yīng)考慮可能遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時的緊急措施。圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)也可采用典型水文年法確定。例如：長江葛洲壩工程圍堰設(shè)計考慮壩址水文觀測系列達(dá) 96年，設(shè)計洪水采用典型年法，選擇 1954 年實測最大洪水流量 66800m3/s(相當(dāng)于理論頻率重現(xiàn)期約 10 年 )，作為圍堰設(shè)計洪水流量，采用 1896 年實測最大洪水流量 71100m3/s(相當(dāng)于理論頻率約 20年 )作為校核流量，對于大江上游土石圍堰和上游縱向鋼板樁格型圍堰擔(dān)負(fù)擋水發(fā)電重任，選用 1788 年的歷史調(diào)查洪水 86000m3/s(相當(dāng)于理論頻率約 120 年 )作為保堰流量。巴基斯坦的塔貝拉水利工程圍堰設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用 10 年實測最大洪水流量 21300m3/s；曼格拉水利工程圍堰設(shè)計洪 水標(biāo)準(zhǔn)則按 1959 年實測最大洪水流量 23600m3/s(相當(dāng)于 20 年一遇洪水 )，說明各工程取用的洪水標(biāo)準(zhǔn)不同，因此，圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)視本工程實測水文觀測系列和具體情況綜合分析確定。 3年～ 20年范圍內(nèi)選定。由于過水圍堰在汛期答應(yīng)沉沒基坑， 其選擇的擋水流量標(biāo)準(zhǔn)不同，每年圍堰過水沉沒的次數(shù)就不同。若圍堰設(shè)計擋水流量標(biāo)準(zhǔn)太高，導(dǎo)流建筑物工程用度增大，但由于過水次數(shù)減少，沉沒基坑損失的用度相應(yīng)減少，而有效施工時間增長，可縮短工期；反之，若圍堰設(shè)計擋水流量標(biāo)準(zhǔn)太低，導(dǎo)流建筑物 工程用度減少，工期增長。因此，過水圍堰設(shè)計擋水流量標(biāo)準(zhǔn)的選擇需進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。我國一些水電工程 (如烏江渡、隔河巖 )過水圍堰設(shè)計擋水流量標(biāo)準(zhǔn)采用實測流量分析法，通過對圍堰過水次數(shù)和停工天數(shù)的分析比較，選擇公道的擋水流量標(biāo)準(zhǔn)。若實測水文系列較長，視圍堰情況也可按實測典型年資料分析選用。 基本資料 圍堰設(shè)計所需的壩址水文、氣象資料可利用關(guān)鍵主體建筑物設(shè)計需要的資料。水文資料中頻率計算值包括 1%、 2%、 5%、 10%、 20%頻率的全年和枯水期時段及分月瞬時最大及日均勻流量，典型洪水過程 線；枯水期逐月均勻流量及 5%、 10%、 20%月均勻流量。例如：長江葛洲壩工程、三峽工程圍堰設(shè)計需要枯水期逐月分旬均勻流量及 5%、 10%、 20%旬均勻流量。 壩址水位流量關(guān)系曲線通常取圍堰軸線的水位流量，但對于河道水位比降較大的壩址，需測出上下游圍堰處的水位流量關(guān)系。壩址降雨、冰情、氣溫及風(fēng)速資料可利用主體建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工設(shè)計所需要的資料。 圍堰設(shè)計所需壩址地形、地質(zhì)資料主要是：圍堰范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)圖；圍堰基礎(chǔ)覆蓋層、基巖特性，力學(xué)指標(biāo)及滲透資料；用于圍堰防滲土料、防沖塊石料及堰體填料 的料場資料。 圍堰平面布置方案研究，需要關(guān)鍵總布置圖、永久建筑物結(jié)構(gòu)型式和施工程序等資料。對于分期導(dǎo)流方式，縱向圍堰位置直接影響關(guān)鍵布置方案和施工程序。 圍堰施工設(shè)計依據(jù)施工導(dǎo)截流方式、模型試驗及關(guān)鍵工程施工總布置、總進(jìn)度進(jìn)行布置和安排。 圍堰運行期水力學(xué)條件應(yīng)按圍堰設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計洪水流量和導(dǎo)流泄水條件進(jìn)行水力學(xué)計算，求得圍堰擋水水位及四周的流速值。對于屬Ⅳ級以上的建筑物圍堰尚需通過水工模型試驗驗證，并測出圍堰四周的水流流態(tài)及流速資料。 對于有漂木和排冰的河道， 尚需查明漂木和排冰情況，以便于設(shè)計研究漂木和排冰措施。 在有航運要求的河道修建圍堰必須盡量減小圍堰對航運的影響，并采取措施避免或縮短斷航期。 過水圍堰運行期的擋水條件按擋水時段的設(shè)計流量和導(dǎo)流泄水條件計算圍堰擋水位。過水水力學(xué)條件可按圍堰過水設(shè)計洪水流量和導(dǎo)流泄水建筑物聯(lián)合泄流進(jìn)行計算，求得圍堰過水泄流量及均勻流速。鑒于圍堰過水最大流速不一定出現(xiàn)在設(shè)計洪水流量，因此，應(yīng)選擇幾組流量進(jìn)行計算。同時，對圍堰下游消能防沖也應(yīng)進(jìn)行水力計算。對于Ⅲ、Ⅳ級過水圍堰宜通過水工模型試驗測得圍堰過 水流態(tài)及流 速資料。 圍堰平面布置一般距主體建筑物較近，尤其是縱向圍堰因位置限制，靠近主體建筑物布置，需分析研究主體建筑物基礎(chǔ)開挖斷面和爆破對圍堰穩(wěn)定及堰基滲透的影響。通常，主體建筑物基礎(chǔ)開挖采用控制爆破，基巖開挖的開口邊線與圍堰坡腳間隔宜控制在 10m～ 20m，還需滿足基坑排水站和施工道路布置的要求。 全河床斷流方案、導(dǎo)流隧洞及明渠泄流可能造成對下游圍堰的沖洗，一般在導(dǎo)流隧洞及明渠出口平面布置時，盡量使主流闊別圍堰坡腳。對大、中型導(dǎo)流圍堰工程尚需通過水工模型試驗，測出下游圍堰坡腳處的流速、流 態(tài)資料，供設(shè)計研究圍堰防沖保護(hù)方案。分期導(dǎo)流方案，利用束窄河床泄流或已建的永久泄水建筑物泄流，對縱向圍堰及下游橫向圍堰坡腳可能造成沖洗，擬先進(jìn)行水力學(xué)計算分析，必要時通過水工模型試驗驗證。 圍堰設(shè)計需了解壩址河段泥沙資料，包括河流泥沙含量、泥沙的物理力學(xué)指標(biāo)、滲透系數(shù)，以便分析圍堰修建后，上、下游圍堰迎水坡腳泥沙淤積范圍及淤積厚度。分期導(dǎo)流方案，一期圍堰束窄河床后，對河床覆蓋層造成沖洗，需分析河床覆蓋層沖洗范圍及沖洗深度。 5 圍堰型式選擇 選擇原則 圍堰屬擋水建筑物 ，雖系臨時工程，但在運行期必須安全可靠，應(yīng)滿足水工建筑物的穩(wěn)定、防滲及抗沖要求。 圍堰系臨時建筑物，通常圍堰施工安排在一個枯水期修筑至設(shè)計高程或度汛高程，以保安全度汛，因此，圍堰施工工期緊；同時，圍堰在圍護(hù)的永久建筑物投進(jìn)運行前，需拆除部分堰體或全部堰體。故在選擇圍堰型式時，應(yīng)考慮堰體結(jié)構(gòu)簡單、施工方便，在保證圍堰施工質(zhì)量的條件下，有利于加快施工速度和后期拆除。 圍堰基礎(chǔ)處理使其滿足堰體穩(wěn)定和防滲要求，圍堰型式選擇時，應(yīng)結(jié)合圍堰基礎(chǔ)地質(zhì) (含堰基覆蓋層及基巖 )條件，盡量簡化基礎(chǔ)處理 方案，在保證施工質(zhì)量條件下，以加快圍堰施工進(jìn)度。 圍堰與岸坡或建筑物連接需滿足防滲和穩(wěn)定要求，應(yīng)視岸坡地形、地質(zhì)條件和建筑物的結(jié)構(gòu)特點選擇連接簡便的接頭型式。 圍堰型式選擇應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)夭牧虾椭黧w建筑物基礎(chǔ)開挖料，在大中型水電工程中應(yīng)優(yōu)先選用土石圍堰，以便于填筑和拆除。 圍堰型式選擇應(yīng)盡可能使堰體與主體建筑物相結(jié)合，以節(jié)省工程投資。例如遼寧省山美土石壩高 ，上游土石圍堰高 18m，作為土石壩的一部分；三峽工程二期下游縱向混凝土圍堰高 ，與溢流壩導(dǎo)墻相結(jié)合。 圍堰是臨時建筑物，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不宜太高，在圍堰型式選擇時要能適應(yīng)防汛搶險施工需要，在遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，采取應(yīng)急措施加高圍堰。 土石圍堰 土石圍堰的優(yōu)點是可利用當(dāng)?shù)夭牧希呋子谔幚?，施工和拆除都較簡便，屬常用的圍堰型式。 土石圍堰防滲體填料應(yīng)視壩址料源情況，綜合分析比較選定。壩址四周如有滲透系數(shù)小于 103cm/s 的土料，應(yīng)優(yōu)先采用。 若壩址四周有礫石土料或風(fēng)化頁巖石渣，碾壓密實后滲透系數(shù)達(dá) 103cm/s～ 103cm/s，可用作防滲料 ，采用加大防滲體斷面以滿足圍堰防滲要求。例如：長江葛洲壩二、三江上游土石橫向圍堰采用砂壤土心墻防滲體；大江下游土石橫向圍堰高度 30m～ 34m，河床部位軸線長780m，堰基砂礫石覆蓋層厚度 10m～ 15m，均勻滲透系數(shù) 17m/d，最大 85m/d，圍堰防滲體采用二江基坑開挖的黏土質(zhì)粉砂巖石渣和二江圍堰拆除的砂壤土及砂礫石混合料，在截流戧堤設(shè)砂礫石過渡帶，其迎水側(cè)全部拋填混合料，水下邊坡 1∶ 4，水上邊坡 1∶ 3，實測混合料的滲透系數(shù) 103cm/s～ 103cm/s。圍堰運行五年，實測最大滲水量 1200m3/h，隨著圍堰坡腳處淤積，滲水量逐漸減小。 除土料防滲體以外的其他材料防滲體： a)土工膜用于土石壩防滲材料是近 10年的事。土石圍堰防滲體的水上部位應(yīng)優(yōu)先選用土工膜防滲。福建省水口水電站二期上、下游土石圍堰基礎(chǔ)覆蓋層厚 24m，采用泥漿固壁沖擊鉆造孔成槽澆筑混凝土防滲墻，上部接土工膜心墻，高度 26m，土工膜防滲面積 104m2，圍堰運行防滲效果良好。 b)現(xiàn)澆混凝土心墻主要用于堰體水上部位，堰體水下部位常結(jié)合圍堰基礎(chǔ)防滲墻采用泥漿固壁沖擊鉆造孔成槽，澆筑水下混凝土。例如：長 江葛洲壩工程大江上游土石圍堰水下部位最大深度 40m，防滲墻采用泥漿固壁沖擊鉆造孔成槽澆筑混凝土防滲墻，其水上部位防滲心墻高 10m，采用現(xiàn)澆混凝土防滲墻，圍堰運行 5年防滲效果良好。 c)目前，在河床覆蓋層中泥漿固壁沖擊鉆造孔成槽澆筑混凝土防滲墻最大深度已達(dá) 68m。但據(jù)國內(nèi)已建防滲墻設(shè)計及施工經(jīng)驗，對于覆蓋層深度超過 60m 的防滲墻或在填料未經(jīng)壓實的堰體中建造高度超過 30m 的防滲心墻，計算防滲墻體拉應(yīng)力超過混凝土答應(yīng)拉應(yīng)力，需研究采用結(jié)構(gòu)措施。 葛洲壩工程大江上游土石圍堰堰體最大高度 50m，水下填料高度 20m～ 30m，防滲心墻采用兩排混凝土防滲墻；三峽工程二期上游土石圍堰，堰體最大高度