【正文】 eeded the consolidation grouting and the curtain grouting for the dam foundation. Because of the reasons above, this paper designed the layout and the basic parameters of the grouting. Key words: hydraulic engineering construction, the construction diversion, foundation treatment 前 言 為使我們能把理論聯(lián)系實際，加深對所學知識的理解和掌握，為正式踏上工作崗位投入實際水利工程的規(guī)劃，勘測，設計，施工等。通過對這次畢業(yè)設計使我把大學生活所學到的 零散 理論知識 得到 融會貫通，把書本上的理論知識 用來解決 實際問題，使自己的 理論 知識體系得到了升華。 本說明書共分 八 大章節(jié)，其中包括：陵江水利樞紐概況、施工導流、導流建筑物設計、導流建筑物施工、截流設計和基坑排水以及 基礎處理 等內(nèi)容。 陵江流域洪水災害頻繁而嚴重 ,受陵江洪水威脅的地區(qū)達 15,000 平公里 ,農(nóng)田 750 萬畝 ,人口 400。水庫流域面積 97， 000 平方公里，占流域總面積的 63%。華城至江口市有全長 450 公里的國家鐵路干線 ,該線可于陵江左岸引入工地。 本流域徑流主要由降雨形成，洪峰發(fā)生次數(shù)一般以 9 月份較多，最大洪峰流量據(jù)推算為 50， 000 立米 /秒（出現(xiàn)在 1935 年 7 月 7 日）。 洪峰由暴雨形成，峰型一般高瘦，單峰突出，持 續(xù)時間 79 天（ 1935 年型），也有數(shù)峰連續(xù)，持續(xù)時間為 4050 天（如 1938 年和 1958 年）。壩址下游華城站多年平均降雨量 毫米，發(fā)生在 1935 年 7 月。最多風向：上游偏東 。壩軸線右岸及河床部分為閃長巖及變質(zhì)玢月 項目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 ＞5mm/小時 0 0 1 2 3 3 5 4 3 2 0 0 23 巖，左岸為輝綠巖，左岸為片巖。 河床沙礫石覆蓋層深度為 410 米，局部深槽處最深達 31 米。地下水一般依山坡流向低地。壩軸線下游 1 公里即為峽谷出口，河面逐漸展寬，兩岸地勢亦趨平坦，形成良好的施工場地。 下游河床產(chǎn)區(qū) 本區(qū)位于陵江左岸河床中，上距壩軸線約 公里，高程在 390 米以下，枯水期露出水面。 表 16 天然建筑材料主要產(chǎn)地及儲藏量 編號 產(chǎn)地 與壩址距離（公里） 材料類別 儲量（萬立米） 1 金沙灘 砂礫石 983 2 下游河床 砂礫石 1901 3 蛇營 14 粘性土料 141 4 紅嶺 粘性土料 111 5 梅林 粘性土料 161 6 仙人山 塊石料 765 7 溪河玉山 57 塊石料 4489 粘性土料 蛇營土區(qū)位于壩址下游左岸，地形平坦寬闊，地面高程 399408 米。地面高程為 420440 米。巖石風化層厚 15 米，平均 3 米。 剝離層為強風化輝綠巖，風化層厚在 20 米以上，剝離層遠較溪河玉山料區(qū)為大。分段圍堰法是將河床圍成若干個干地施工基坑，分段進行施工。另 陵江水利樞紐河床比較寬闊，區(qū)附近都為峽谷地區(qū)且?guī)r石分化節(jié)理差，河面寬 1211m，且該河流有通航要求，所以，宜采用分段圍堰法。水文條件也在一定程度上與河谷形狀系數(shù)有關。 本工程通過壩體剖面的尺寸測 量 計算 ,其河谷形狀系數(shù)大于 。 對導流設計流量的確定而言，導流時段劃分主要是指枯水期施工時段的選擇，或圍堰擋水時段的選擇。由于本工程工程量大，施工條件復雜，考慮到分時段導流可能出現(xiàn)汛期基坑淹沒影響整個工期，或?qū)Я鹘ㄖ飿藴识ǖ奶撸斐刹槐匾馁Y源浪費，故導流時段采用以全年導流為標準。 導流設計標準和導流設計流量 導流設計標準 導流設計流量的大小，取決于導流設計洪水的頻率標準，通 常也簡稱為導流設計標準。 本次設計采用的導流標準，按現(xiàn)行規(guī)范《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》 SL3032021，根據(jù)導流建筑物的保護對象、失事后果、使用年限和工程規(guī)模等指標，依據(jù)導流建筑物的級別劃分確定本工程導流建筑物的級別為Ⅳ級，根據(jù)導流建筑物洪水 標準劃分確定其洪水重現(xiàn)期為 20 年一遇，頻率為 P=5%。 ＜ ＜ 15 ＜ 表 2— 2 導流建筑物洪水標準劃分 導流建筑物類型 導流建筑物級級別 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 洪水重現(xiàn)期 (年 ) 土石 50~20 20~10 10~5 混凝土 20~10 10~5 5~3 一期導流建筑物：一期導流建筑物 橫向圍堰和縱向圍堰為土石圍堰。由于陵江水利樞紐系一等工程，主要建筑物為一級建筑物，同時為了保證在 二 期工程結(jié)束之后電站可以 僅早 發(fā)電。 導流方案的擬定 選擇導流方案，必須根據(jù)工程的具體條件，擬定幾個可行方案，進行全面分析比較。不同導流方法組合的順序，成為導流程序。 最優(yōu)導流方案，一般體現(xiàn)在以下幾個方面： ⑴ 整個樞紐工程施工進度快、工期短 、造價低、盡量壓縮前期投資、盡快發(fā)揮投資效益。 陵江水利樞紐根據(jù)地形地質(zhì)水文等條件 初步擬定導流方案如下 ： 方案一：分段圍堰法 ， 不過水土石圍堰， 一 期圍左岸，束窄河床導流，二期圍右岸， 溢流壩段設導流底孔 和缺口 泄流 方案二：分段圍堰法 ， 不過水土石圍堰 ，一期圍左岸，束窄河床導流，二期圍右岸， 明渠導流。 方案二： 分段圍堰法 ， 不過水土石圍堰 ，一期圍左岸，束窄河床導流，二期圍右岸， 明渠導流。并且不過水土石圍堰堰高較高，汛期對主體工程的施工影響相對過水圍堰來說較小。 本設計采取的思路是先利用圍堰圍住左岸（主要是對左岸的連接壩段，廠房壩段和溢流壩段的施工），對左岸進行第一期的施工，利用此圍堰所束窄的平均河床寬度為 B2=344 m 選擇縱向圍堰位置，實際上就是要確定適宜的河床束窄度。 束窄河床的平均流速 Vc 計算如下： %100)( 3 4 5 0 0 ?????CV m3/s ⑵ 水位壅高△ z 計算 由于圍堰將河床束窄，破壞了河流原來的水流狀態(tài)，在束窄段前產(chǎn)生水位壅高 ,其壅高值可由下式估算： gogVcZv22222 ??? ? 式中： Q — 導流設計流量 A1 — 原河床的過水面積 Z — 壅高， m。 縱向圍堰的堰頂高程，要與束窄河段宣泄導流設計流量時的水面曲線相適應。 圍堰結(jié)構(gòu)設計 一期圍堰結(jié)構(gòu)設計 上游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為粘土心墻圍堰。 詳細下 表 3 2 上游圍堰 下游圍堰 堰頂高程 m 堰頂寬 m 5 5 上下游坡面比 1： 2 1： 2 堰前水深 m 34． 2 心墻頂高程 m 心墻頂寬 m 2 2 心墻上下游面坡比 1： 1： 壩段 28 29 30 31 32 33 34 底孔尺寸（米米） 48 48 48 48 48 48 48 底孔數(shù)量（個） 2 2 2 2 2 2 2 底孔高程（米） 388 388 388 388 38/8 388 388 未完建壩面高程（米） 400 400 400 400 400 400 400 二期圍堰結(jié)構(gòu)設計 上游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為粘土 心墻圍堰。確定關鍵工程考慮當?shù)氐淖匀粭l件、主體建筑物的施工特 點、主體建筑物的工程量等條件。 表 33 施工控進度表 工程項目 工期 歷時（月） 準備工作 18 一期圍堰工程 3 一期開挖工程 3 一期混凝土壩段澆注 28 二期圍堰工程 3 二期開挖工程 2 二 期混凝土壩段澆注 23 結(jié)束工作 18 最終本工程的工期為 98個月 4 截流設計 截流方案選擇 在施工導流中，截斷原河床水流，最終把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦?，在河床中全面開展主體建筑物的施工，這就是截流。在合龍開始以前，為了防止龍口河床或 戧堤端部被沖毀，須采取防沖措施對龍口加固。截流以后，再在這個基礎上，對戧堤進行加高培厚，修成圍堰。截流材料通常用自卸汽車在進占戧堤的端部直接卸料入水，不需要在龍口架設浮橋或棧橋，準備工作比較簡單，費用較低。覆蓋層分為兩部分，上部細沙層 的滲透系數(shù)為 30米 /晝夜，下部沙礫石層在壩軸線上游的滲透系數(shù)為 90 米 /晝夜，在壩軸線下游只有 10 米 /晝夜，并由于龍口寬度較寬。選擇龍口位置時要考慮下述一些技術要求 ： ⑴ 一般說來，龍口應設置在河床主流部位，方向力求與主流順直 ，使截流前河水能較順暢地經(jīng)由龍口下泄。 從地質(zhì)條件考慮，該地區(qū)壩址 河床沙礫石覆蓋層深度為 410 米，局部深槽處最深達 31 米。如果龍口段河床覆蓋層較薄，則應清除；否則，應進行護底防沖。 慮到戧堤將作為土石圍堰的一部分，又土石圍堰采用粘土心墻圍堰，根據(jù)填筑材料的填筑壓實特性，將截流戧堤布置在土石圍堰的上游側(cè)，距心墻之間留有一定的距離。但在通航河道上，龍口的浮橋或棧橋會礙航。比較常用的方法是立堵法和平堵法。在戧堤全線上設置防滲設施的工作叫閉氣。戧堤填筑到一定程度，把河床束窄，形成了流速較大的龍口。 本工程 初步擬訂工期為 年，準備工期 年，主要工期 年，完建期 年。 下 游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為 混凝土 心墻圍堰 ，下游圍堰高程 米， 上游迎水面坡比為 1:，下游坡比為 1： ，心墻部分頂寬為 2 米。 下 游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為粘土心墻圍堰。 Hu=hd+ha+δ +z Hd= hd+ha+δ 已知壩址處風向為東北風，本設計一期先圍左岸，鼓無風區(qū)長度， 由官廳水庫公式計算： hc= v (1/12) [(g/vo 2) (1/3)]vo 2/（ 2 g） =0 l= v (1/) [(gD/vo 2) (1/)]vo 2/（ 2 g） =0 hz=π hc 2/l=0 ha =0 其中 hd — 下游水位高程 ha — 波浪爬高 hc — 波高 L — 波長 hz — 波浪中心線至計算靜水位的高度 δ — 安全超高 取 按《水利水電工程組織設計規(guī)范》（ SL303— 2021） (以下簡稱《規(guī)范》 )可查 得下表 表 22 不過水圍堰堰頂安全超高下限值（ m） 圍堰型式 圍堰級別 土石圍堰 Ⅲ Ⅳ～Ⅴ 混凝土圍堰 一期土石圍堰為 Ⅳ , 安全超高 取 由此可知： Hd=+= m Hu=++= m 上游 圍堰高 ： m 下游 圍堰高 ： m 二期圍堰高 程 的確定 上游圍堰堰頂高程的確定 由 調(diào)洪計算可知，詳細過程見計算書， 第 118 時 水庫水位 Z= m， Q=28200m3/s， q=26400 m3/s；第 124 時 日水庫水位 Z=， Q=25550m3/s，q=26150 m3/s。 下游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定： Hd＝ｈ d＋ｈ a＋ δ 式中 Hd—— 下游圍堰堰頂高程， m； ｈ d — 下 游水位高程， m；可以直接由原河流水位流量關系曲線中找出； ｈ a — 浪高， m； δ 一 圍堰的安全超高， m；一般對于不過水圍堰可按表 13 確定，對于過水圍堰可不予考慮。 河床束窄度計算如下： A2=344（ － 390） = A1=561 （ － 390） = m2 K= 100%=% 由經(jīng)驗知，河床的束窄度只要能夠控制在 40%～ 70%之間便符合要求，根據(jù)計算結(jié)果可知該河床的束窄度在此范圍內(nèi)。 通過以上條件的比較， 暫定采用方案一： 分段圍堰法 ， 不過水土石圍堰，一期圍左岸，束窄河床導流，二期圍右岸， 溢流壩段設導流底孔 和和壩體缺口 泄流 。 可以看到不適宜開挖明渠導流。 土石圍堰便于就地取材，經(jīng)濟，圍堰的拆除與興建快捷，由導流底孔泄流。 ⑶ 導流建筑物簡單易行、工程量低、造價低、施工方便。 導流方案的選擇，須根據(jù)工程的具體條件，擬定幾個可行性的方案，進行全面的分析比較。一般來說，對于河床寬、流量大的河流，宜采用分段圍堰法導流，對于水位變化大的山區(qū)河流，可采用允許基坑淹沒的導流方法，在一定時期內(nèi)通過過水圍堰和基坑來宣泄洪峰流量。 導流設計流量 根據(jù)導流時段及導流標準結(jié)合本水利樞紐流域水文資料，可確定其導流設計流量為 ：一期導流設計流量： Q=34500m3/s。初步設計為Ⅳ級導流建筑物，導流建筑物洪水標準為 20~10，采用 20 年一遇的洪水標準，洪水流量為 34500m3/s。 ＞ 3 ＞ 50 ＞ Ⅳ Ⅰ、Ⅱ級永久建筑物 淹沒一般城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)，或影響工程總工期及第一臺機組發(fā)電而造成較大經(jīng)濟損失。如果標準太低，不能保證施工安全，反之，則使導流工程設計規(guī)模過大，不僅導流費用增加，而