【文章內(nèi)容簡介】 1 日 ~2020 年 4 月 30 日，前期在最短的時間內(nèi)完成截流施工，在圍堰的保護下進行大壩基礎(chǔ)工程施工（包括基坑排水及開挖，基礎(chǔ)處理），然后進行大壩的填筑，在梅雨、臺風(fēng)汛期到來之前將大壩搶筑到攔洪水位以上。 第三階段： 2020 年 5 月 1 日 ~2020 年 3 月 31 日，為大壩填筑期。主要工作為大壩填筑。 第四階段： 2020 年 4 月 1 日 ~2020 年 12 月 31 日，為封孔后大壩填筑期。主要工作為大壩填筑到設(shè)計高程，并完成其它配套工程。 截流時間與攔洪時間的確定 根據(jù)本工程的水文特點，截流時間暫定于 2020 年 10 月初，攔洪時間定于 2020 年 4月底汛期之前。 為了保證在施工單位生產(chǎn)能力范圍內(nèi)順利完成攔洪任務(wù)，根據(jù)以上的初定時間和估算的大壩工程量并結(jié)合施工單位的生產(chǎn)能力。對大壩的分期填筑方案進行討論，并且初步確定。 從 2020 年 10 月至 2020 年 4 月，粘土能填筑的高程（大壩可能達到的攔洪高程）計算：在此過程中的粘土有效工作時間需扣除排水時間 10 天、 基礎(chǔ)開挖 10 天，基礎(chǔ)處理時間 40天、其中考慮到工作與工作的搭接時間暫定為 8 天，則粘土填筑的有效工作日為： 7 20+22+22+15+15+19+17101040+8=78 天。按粘土心墻填筑上升速度平均每天 米計算，粘土心墻可能達到的高程（大壩可能達到的攔洪高程）： 24+78 =。即在汛期來之前的攔洪壩高為 。 大壩各期工程量確定 相應(yīng)的工程量計算見下計算書。 、計算大壩各期平均施工強度 相應(yīng)的工程量計算見下計算書。 確定封孔蓄水及發(fā)電日期 根據(jù)要求，本工程發(fā)電日期為 2020年 10月 1日首臺機組發(fā)電，發(fā)電的初始水位為 80m。在確保大壩安全的前提下，盡可能提早發(fā)電。 封孔日期的確定 根據(jù)初始發(fā)電水位 80m，查水庫庫容曲線，相應(yīng)庫容為 1470 106 m3。水庫蓄水采用80%典型枯水年各月平均流量進行推算封孔日期：相應(yīng)的工程量計算見下計算書。由此確定上，封孔蓄水日期為 4 月 24 日。 從封孔開始，又每月的累計來水量，查庫容曲線得相應(yīng)的水位如下表： 蓄水時段 當(dāng)期來水量 （ m3） 累計來水量 （ m3） 水 位 （ m） ～ 42353280 42353280 ～ 305337600 347690880 ～ 422496000 770186880 ～ 274268160 1044455040 ～ 238109760 1282564800 ～ 188956800 1471521600 大壩安全校核 大壩安全采用豐水年 1%流量進行校核： 蓄水 時段 末 1％來水量 （ m3/s） 當(dāng)月來水量 （ m3） 累計來水量 （ m3） 庫水位 （ m） 壩面高程 （ m） 4 月 134 69465600 69465600 88 5 月 489 1309737600 1379203200 92 6 月 529 1371168000 2750371200 92 ＞ 94 8 7 月 276 143078400 2893449600 92 ＞ 94 8 月 103 275875200 3169324800 92 ＞ 94 9 月 182 471744000 3641068800 92 ＞ 94 注：庫水位根據(jù)累計來水量，由水庫庫容曲線查得，壩面高程根據(jù)進度來定。 故本工程應(yīng)采用后期導(dǎo)流措施，利用永久溢洪道溢洪，以保證大壩安全。要求在 5 月31 日前大壩達到 92 米高程，以利用永久溢洪道泄洪。 801004060（m）高程20月1 320發(fā)電時間10月1日封孔時間4月24日75 6 8 109 11 1280%水位 升高曲線初始發(fā)電水位1%水位 升高曲線4大壩填筑升高曲線大壩上升與水位上升關(guān)系曲線 導(dǎo)流工程規(guī)劃布置 攔洪水位 根據(jù)前述，已定的攔洪壩高為 米，扣除安全超高 米后，即攔洪水位等于 － = 米。 隧洞斷面尺寸的確定 隧洞最大下泄流量 根據(jù)汛期時水 庫攔洪水位 米，查水庫庫容曲線，得此時的水庫庫容為 282 106m3，在 ～ 億立方米之間，采用 100 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，頻率 P=%，查各月最大瞬間流量（表一）得其設(shè)計洪水流量為 8290 m3/s。 根據(jù)洪水單位過程線，在估計所求 B 點附近，任意選定 B B B B4 點，通過B B B B4 向 A 點方向作四條直線，并與洪峰過程線相切。如下圖： 9 (,4145)(t ,8290)*4145Q(m /s)82903洪水單位過程線0 4 t(時 )8 2020 8 12424 16 20 2412Q1 Q2 Q3 Q4 根據(jù)上圖，計算相應(yīng)直線 ABi與洪峰過程所包圍的面積（相應(yīng)庫容 Vi）和相 應(yīng)的隧洞最大下泄流量 Qi，計算成果見下表： 庫容 Vi（ 106 m3） 下泄流量 Qi（ m3/s） 根據(jù)上表，繪制 Q～ V關(guān)系曲線，如下圖： 100 0Q( m /s )200 0400 0300 0600 0500 0336V(1 0 m )500 10 0 20 015 0 30 025 0Q～V圖V1 V2 V3 V4Q1Q2Q3Q4 在攔洪水位為 ，水庫的庫容為 282 106m3，由上圖查得，需導(dǎo)流洞的最大泄流量 m3/s。 隧洞流速計算 10 大壩攔洪時，隧洞為有壓流，其流速按有壓流公 式 V= )(2 0 phHgm ?? 計算：其中 m=； H0=； hp=（由最大泄流量為 m3/s 時，查壩址水位流量關(guān)系曲線上而得） ? ? smV ????? 過水?dāng)嗝婷娣e W 計算 3 1 6 7 mVQW ??? 泄 隧洞斷面型式 本工程隧洞斷面采用城門洞，其底寬 B 與洞高 H 采用以下公式進行計算： B=)81( ??W = ? ? ???? ，取底寬 B 為 10m。 ????? BBH 其斷面如下： 導(dǎo)流洞標(biāo)準(zhǔn)斷面圖單位：m55R510 為了便于航運、施工方便，結(jié)合實際地形布置，導(dǎo)流系統(tǒng)全長 883 米，其中明渠長 148米，出口明渠長 285 米，隧洞長 450 米，并在樁號導(dǎo) 0+206 設(shè)轉(zhuǎn)折角半徑為 100 米的圓弧，進口高程定為 米，出口高程 米，其中進口明渠為平坡，隧洞底坡為 ％，出口明渠平坡，出口高程為 米。洞軸線見圖紙。 汛期大壩攔洪校核 11 根據(jù)已定的隧洞尺寸和泄流條件，經(jīng)調(diào)洪演算確定上游攔洪水位，以檢查此時的壩面高程是否安全攔洪。 ⑴明流計算（無壓段） 假定 Q 分別為 300m3/s , 600m3/s, 900m3/s (a)判別出口流態(tài) 當(dāng) hk＜ h 下 時為淹沒出流，則 h2＝ h 下 ；反之 hk≥ h 下 為自由出流，則 h2＝ hk。 h 下 由壩址處流量水位曲線查得。 由于過水?dāng)嗝鏋榫匦?，臨界水深 hk，按公式 hk= 3 2gq?計算。其中α取 ； g 取 ；單寬流量 q=Q/B； B 為 10m，經(jīng)以上公式計算，并判斷流態(tài)，結(jié)果列表如下： Q（ m3/s） hk（ m） 下游水位 H（由流量水位關(guān)系曲線查得） h 下 （ m） h2（ m） 300 （屬自由出流） 600 （屬自由出流） 900 （屬自由出流） (b)由上表所得的 h2 分別假定 h1，明流按下式計算： LiRcVgVgVhh )(22 2 2212221 ?????；式中： h1進口洞內(nèi)水深； C 平均謝才系數(shù)，其中砼襯砌時 n=；不襯砌時 n= ；h2出口洞內(nèi)水深； R 平均水力半徑； V1進口洞內(nèi)流速； L隧洞長度； i洞身坡降； V2出口洞內(nèi)流速； V =（ V1+V2） /2。列表如下：相應(yīng)的計算表格計算見下計算書。 (c)在所假定的流量下，計算出相應(yīng)的上游水位，見下表： 流量 Q（ m3/s） 進口洞內(nèi)水深 h1（ m） 進口落差 Z，（ m） 上游水位 ▽ 上 （ m） 300 600 900 ⑵有壓段計算 假定 Q 分別為 2500m3/s ， 2750m3/s ， 3000 m3/s 由于過水?dāng)嗝鏋榫匦?，臨界水深 hk，按公式 hk= 3 2gq?計算。其中α取 ； g 取 ；單寬流量 q=Q/B； B 為 10m，經(jīng)以上公式計算，并判斷流態(tài)，結(jié)果列表如下： 12 流量 Q hk 下游水位 H（由流量水位關(guān)系曲線查得） H 下 h2 2500 （自由出流） 2750 （自由出流） 3000 （自由出流） 有壓流按下式計算： LiRCVgVhH )()1(2 2 2220 ????? ?； 其中： h2— 出口計算水深。自由出流時： h2=；淹沒出流時： h2=h 下 。 ε局部損失系數(shù)之和，進口采用喇叭口時 進? =； 611RnC? 謝才系數(shù)，砼襯砌時 n=；不襯砌時 n=，本導(dǎo)流洞襯砌 n 取 。 上游水位：▽ 上 =進口坎高程 +H0i。計算見下表： 流量 Q h2 R C i ε L V H0i 進坎高 ▽ 上 i 2500 450 2750 450 3000 450 根據(jù)以上計算的結(jié)果，畫出無壓和有壓部分的泄流量與水位的關(guān)系曲線并以光滑曲線連接該曲線，以代替半有壓流曲線，如下圖： H(米 )2500 30007570606555Q(立 方米/秒 )5000 1000 20202000302535405045隧洞泄水能力曲線 通過調(diào)洪演算確定梅雨汛期攔洪水位（采用簡易圖解法） (a)假定三條隧洞泄水過程線 A1B A2B A3B3； 13 (b)求出相應(yīng)庫容 V V V3和下泄流量 Q Q Q3； (c)根據(jù) V V V3在庫容曲線上得出相應(yīng)的下面游水位 H H H3； (d)在繪有隧洞泄流能力曲線 L1的 Q～ H坐標(biāo)圖上，繪出相應(yīng)的點 P1(Q1 ,H1)、 P2(Q2 ,H2)、P3(Q3 ,H3)； (e)過 P P P3點繪曲線 L2 交 L1于 P 對應(yīng)于 P 點的水位 H 即是所求攔洪水位 ,圖解計算結(jié)果列表如下： 泄水過程線 Q（ m3/s） V(m3) H(m) A1B1 2500 106 A2B2 2020 106 A3B3 1500 106 備 注 任意選定 Q 根據(jù) Q 由洪水過程線 查得 根據(jù) V 由庫容曲線查得 H攔H(米 )45504035305565607075隧洞泄水能力曲線Q泄251500 202020000 500 Q(立 方米/ 秒)30002500P2P1P3 查上圖得 H 攔 = 大壩安全校核 根據(jù)大壩施工控制進度所確定的梅雨汛前大壩高程▽ 1= 安全超高△ h= ，攔洪高程 H= ∵▽ 1△ h=H= ∴應(yīng)局部加高壩體攔洪 ,即汛期來臨前修筑一子堰臨時攔洪。 圍堰主要尺寸、型式及布置 擋水時段確定 本工程采用枯水期擋水圍堰圍護基坑修筑大壩。圍堰的任務(wù)在于保護基坑內(nèi)工程施 14 工，直到坑內(nèi)壩體高出 水面，所以圍堰的擋水時段決定于基坑內(nèi)基礎(chǔ)處理工程量，壩體施工速度及水文變化情況。大壩第二期施工時間為 2020 年 10 月 1 日～ 2020 年 4 月 30 日，因此選擇枯水期 10 月 1 日～ 4 月 30 日時段內(nèi) P＝ 5%的最大洪峰流量（查表 2） 2950m3/s 作為圍堰的設(shè)計流量。 圍堰頂高程確定 圍堰頂高程由該設(shè)計流量時的上游水位和安全超高確定。發(fā)生設(shè)計洪水時的上游水位即為圍堰攔洪水位。 Q5%＝ 2950 m3/s，根據(jù)洪水單位過程線，作圖法如下： 32950Q(m /s)1475洪水單位過程線12 2420204 128168t(時 )40(21. 5,14 75)B1B2B3B4Q4Q3Q2Q12420*(t , 2950 ) 根 據(jù)上圖，計算相應(yīng)直線 ABi與洪峰過程所包圍的面積（相應(yīng)庫容 Vi）和相應(yīng)的隧洞最大下泄流量 Qi，計算成果見下表： A1B1 A2B2 A3B3 A4B4 A5B5 庫容 Vi（ 106 m3） 下泄流量 Qi（ m3/s） 1725 1369 1066 711 45