【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壩體填筑，第 2 年 5 月底壩體經(jīng)濟(jì)斷面搶至與全年 50年一遇攔洪水位 齊平，6 月中旬經(jīng)濟(jì)斷面上升至全年 100 年一遇攔洪高程 。第 2 年 6 月中旬至第 3 年 2 月對(duì)經(jīng)濟(jì)斷面下游壩體進(jìn)行填平補(bǔ)齊，第 2 年 10 月中旬~第 3 年 3 月中旬完成一期面板混凝土的澆筑，第 3年 3 月~9 月壩體全斷面上升至 高程，10 月開(kāi)始二期面板混凝土的施工，12 月底完成；導(dǎo)流洞于第 4 年 1 月底下閘封堵，水庫(kù)進(jìn)行蓄水。4 月底機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意見(jiàn)圖 。15 方案一：壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑示意圖 方案二：枯水期圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流，第一個(gè)汛期壩體過(guò)水，第二個(gè)汛期壩體攔洪渡汛方案。 對(duì)于該方案研究了兩種可能的情況： 第一種情況：第一個(gè)汛期壩體全斷面上升至 高程后保護(hù)過(guò)水，第二個(gè)汛期壩體全斷面上升至全年 100 年一遇攔洪高程 ，月平均填筑強(qiáng)度控制在 14 萬(wàn) m3/月左右，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸與方案一相同，為 （寬 高） ，壩體攔洪渡汛高程 。第二種情況：為研究縮小導(dǎo)流隧洞洞徑的可能性，第二個(gè)汛期壩體采用經(jīng)濟(jì)斷面攔洪渡汛，壩體填筑強(qiáng)度要求同第一種情況，經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，所需導(dǎo)流隧洞斷面尺寸為 （寬 高） ，壩體攔洪渡汛高程 。 經(jīng)施工總進(jìn)度安排，兩種情況的壩體完建工期相同，但第一種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用比第二種情況的導(dǎo)流工程費(fèi)用多 340 萬(wàn)元，因此本階段以第二種情況參與導(dǎo)流方案的比較，并分述如下：導(dǎo)流隧洞洞線布置與方案一相同，斷面尺寸為 （寬高） ，城門洞型，進(jìn)口底板高程 ，出口底板高程 ，縱坡 i=。水力學(xué)計(jì)算成果見(jiàn)表 。表 方案二水力學(xué)計(jì)算成果表項(xiàng) 目 單位 第 1 個(gè)枯水期 第 1 個(gè)汛期 第 2 個(gè)汛期時(shí)段 10 月 16 日 ~次年 4 月 15 日 全年 全年 全年 全年設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水重現(xiàn)期 年 10 20 50 50 10016洪峰流量 m3/s 141 1540 2080 2080 2500泄流方式 導(dǎo)流隧洞 導(dǎo)流隧洞+臨時(shí)壩體 導(dǎo)流隧洞過(guò)水?dāng)嗝娉叽?m?（寬?高）導(dǎo)流洞 ?壩體過(guò)流前沿寬度?（寬?高）進(jìn)口高程 m 導(dǎo)流洞 體 出口高程 m 泄洪建筑物洞 長(zhǎng) m 下泄流量 m3/s 141311/1150（導(dǎo)流洞/壩體）319/2688（導(dǎo)流洞/壩體） 攔洪庫(kù)容 億m3 上游水位 m 泄洪指標(biāo)最大流速 m/s 5（導(dǎo)流洞/壩體）（導(dǎo)流洞/壩體） 攔洪方式 上游圍堰 壩體過(guò)水 壩體經(jīng)濟(jì)斷面攔洪頂部高程 m 最大高度 m 擋水建筑物特性 最大頂長(zhǎng) m 施工程序安排： 第 1 年 10 月 16 日~第 2 年 4 月 15 日：導(dǎo)流洞于第 1 年 10 月底建成通水，10 月中旬截流，隨即修建上下游圍堰，同時(shí)完成壩基開(kāi)挖，趾板混凝土澆筑，壩體全斷面上升至 高程，并做好壩面過(guò)水保護(hù)，該時(shí)段完成壩體填筑方量約 54 萬(wàn) m3。 第 2 年 4 月 16 日~9 月 30 日：壩面過(guò)水，不考慮壩體施工。 第 2 年 10 月 1 日~第 3 年 6 月 15 日：完成壩體過(guò)水后的清淤修補(bǔ)，隨即開(kāi)始?jí)误w經(jīng)濟(jì)斷面的填筑，第 3 年 6 月 15 日前壩體經(jīng)濟(jì)斷面上升至攔洪17渡汛高程 ，期間完成壩體填筑方量 114 萬(wàn) m3。 第 3 年 6 月 16 日~11 月 30 日：完成經(jīng)濟(jì)斷面下游的填平補(bǔ)齊，壩體全面上升至 高程，填筑方量 54 萬(wàn) m3。 第 3 年 12 月~第 4 年 5 月：進(jìn)行壩前清淤和面板混凝土的澆筑，5 月底面板澆完。屆時(shí)永久泄洪建筑物已建成，洪水不再威脅大壩的安全，導(dǎo)流隧洞于 6 月底下閘封堵。水庫(kù)開(kāi)始蓄水，7 月底機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意見(jiàn)圖 。 壩體經(jīng)濟(jì)斷面及填筑程序示意圖 導(dǎo)流方案的比較 兩方案技術(shù)指標(biāo)比較見(jiàn)表 ，工程量及投資比較見(jiàn)表 。表 導(dǎo)流方案技術(shù)指標(biāo)比較表項(xiàng)目 單位 方案一 方案二 備注導(dǎo)流隧洞尺寸 m ? ? 城門洞型18最大堰高 m 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為時(shí)段 10 年一遇壩體過(guò)水保護(hù) 不過(guò)水 過(guò)水保護(hù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 全年 100 年一遇全年 100 年一遇設(shè)計(jì)流量 m3/s 2500 2500臨時(shí)斷面高程 m 最大斷面高度 m 91 壩基建基面高程 攔洪渡汛臨時(shí)斷面高峰月平均填筑強(qiáng)度萬(wàn) m3/月 發(fā)電工期 月 40 43表 導(dǎo)流方案工程量及投資比較表項(xiàng) 目 單位 方案一 方案二土石方明挖 m3 31880 28865開(kāi) 挖 石方洞挖m3 48543 31006粘土填筑 m3 1298 1434墊層 m3 365 442填 筑土石填筑 m3 13963 18915襯砌混凝土 m3 4690 3839封堵混凝土 m3 981 643噴護(hù)混凝土 m3 2102 1768混凝土壩體過(guò)水防護(hù)混凝土 m3 8565土工防滲膜 m2 806 957鋼 筋 t 220 174鋼 材 t 135 10019回填灌漿 m2 1625 1378投 資 萬(wàn)元 1265 1213通過(guò)上述比較可知：方案一直接搶筑臨時(shí)斷面攔洪渡汛，施工簡(jiǎn)單可靠，而方案二第 1 汛采用壩體保護(hù)過(guò)水，壩面最大單寬流量 ()，坡面最大流速達(dá) ，過(guò)水保護(hù)難度較大。方案一雖導(dǎo)流工程投資略高，但其發(fā)電工期較方案二可提前 3 個(gè)月，發(fā)電效益較顯著。因而本階段導(dǎo)流方案推薦采用方案一。 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì) 導(dǎo)流隧洞 根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件及工程樞紐布置特點(diǎn)，導(dǎo)流隧洞只能布置在左岸，分進(jìn)口明渠擴(kuò)散段、洞身段及出口明渠擴(kuò)散段三部分。進(jìn)口明渠擴(kuò)散段軸線長(zhǎng) ，兩側(cè)以 6?擴(kuò)散角對(duì)稱向上游擴(kuò)散,最小底寬 ，底板高程 ，為一平坡明渠。洞身段全長(zhǎng) ，其中進(jìn)口喇叭口段長(zhǎng) ，頂拱采用橢圓曲線，曲線方程為 。其后設(shè)置封堵閘門井，閘門井段長(zhǎng) ，封堵閘門1482??yx采用滑動(dòng)平板鋼閘門，井內(nèi)組裝，閘門豎井平臺(tái)高程 。洞身標(biāo)準(zhǔn)斷面 ?（寬? 高） ，城門洞型，過(guò)水面積 ，隧洞在樁號(hào)0+~0+ 段設(shè)置彎道，轉(zhuǎn)彎半徑 ，轉(zhuǎn)角 45?05??。 出口明渠擴(kuò)散段軸線長(zhǎng) ，以 6?擴(kuò)散角對(duì)稱向下游擴(kuò)散，最小底寬20，底板高程 ，為平坡明渠。 導(dǎo)流隧洞經(jīng)初期導(dǎo)流和壩體渡汛兩個(gè)階段，歷時(shí)兩年零 4 個(gè)月，最高運(yùn)行水位 ，洞內(nèi)最大流速 。導(dǎo)流隧洞穿過(guò)的巖層為志留系下統(tǒng)龍馬溪組和羅惹坪組砂頁(yè)巖，大部分洞段巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅲ~Ⅱ級(jí)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，僅進(jìn)出口段穿越 FF 1 斷層，根據(jù)導(dǎo)流隧洞運(yùn)行特點(diǎn)和地質(zhì)條件，進(jìn)口洞身段 50m（含喇叭口段和閘門井段）和出口洞身段 90m 采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度 60cm，其余部位底板澆 30cm 厚混凝土，頂拱和側(cè)墻掛網(wǎng)噴 15cm 厚混凝土。出口明渠段巖體較軟弱，崩解性強(qiáng)，為防止表面巖體崩解風(fēng)化失穩(wěn)而堵塞導(dǎo)流洞，運(yùn)行水位以下采用 30cm 厚鋼筋混凝土薄襯，運(yùn)行水位以上采用掛網(wǎng)噴 15cm厚混凝土。導(dǎo)流隧洞出口底板距河底高差 ，水流出洞流速較大，為防止出流對(duì)隧洞出口岸坡造成沖刷破壞，對(duì)該部位的岸坡采用鋼筋籠護(hù)底保護(hù)。 上游圍堰受導(dǎo)流隧洞進(jìn)口布置的制約，上游圍堰的布置空間極為有限，加上隧洞進(jìn)口距河底高差 ~，河床覆蓋層厚 2~4m，工程截流后難以保證漿砌石圍堰的干地施工，施工難度較大，為縮短臨建工程工期，盡快進(jìn)入主體工程的施工，上游圍堰采用土工膜心墻堆石圍堰，堰頂高程 ，最大堰高，堰頂寬 ，迎水面邊坡 1:，背水面邊坡 1:?；A(chǔ)覆蓋層厚度小于 ，主要由砂卵礫石和崩積、洪積巨塊石混合而成，防滲性能較差，對(duì)覆蓋層采用抽槽至基巖回填粘土的方式進(jìn)行處理。由于工程區(qū)土料匱乏，21且質(zhì)量較差，為保證圍堰的防滲性能，圍堰采用土工膜心墻防滲。 下游圍堰 下游圍堰結(jié)構(gòu)型式與上游圍堰相同。為保證引水隧洞和廠房全年施工，下游圍堰設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用全年 10 年一遇，洪峰流量為 1150m3/s，經(jīng)調(diào)洪演算，并考慮芭蕉河二級(jí)水庫(kù)的壅高，求得下游水位為 ，相應(yīng)的圍堰堰頂高程 ，堰頂寬 ，迎水面邊坡 1:，背水面邊坡 1:，最大堰高 。 導(dǎo)流建筑物施工 導(dǎo)流隧洞施工 a) 基本情況 導(dǎo)流隧洞全長(zhǎng) ，設(shè)計(jì)斷面為 （寬高）城門洞型，混凝土襯砌段、混凝土噴護(hù)段的開(kāi)挖斷面分別為 （寬高） 、（寬高）城門洞型，進(jìn)出口明挖量 萬(wàn) m3，洞挖量 萬(wàn)m3，襯砌混凝土 0. 47 萬(wàn) m3，鋼筋混凝土噴護(hù) 萬(wàn) m3。 導(dǎo)流隧洞施工安排 9 個(gè)月完成，由于洞線較長(zhǎng)，工期緊，需開(kāi)設(shè)一施工支洞，由三個(gè)工作面同時(shí)掘進(jìn)。 b) 進(jìn)出口石方明挖 進(jìn)出口石方明挖采用先預(yù)裂后松動(dòng)，由上而下、由外至內(nèi)分層分段進(jìn)行開(kāi)挖，預(yù)裂孔和松動(dòng)爆破孔采用 YQ100 型潛孔鉆鉆孔，毫秒微差爆破，3m3 裝載機(jī)裝 15t 自卸汽車運(yùn)往上游柳月坪棄渣場(chǎng)。22 c) 石方洞挖 洞身開(kāi)挖分上下兩臺(tái)階鉆孔，全斷面開(kāi)挖，用氣腿鉆鉆孔，周邊光面爆破， 3 側(cè)卸式裝巖機(jī)裝 10t 自卸汽車運(yùn)往下游指定備料場(chǎng)。 d) 混凝土澆筑 洞身混凝土澆筑，采用人工立模，5t 自卸汽車運(yùn)混凝土轉(zhuǎn)混凝土泵壓送入倉(cāng)，插入式振搗器振實(shí)。 e) 混凝土噴護(hù) 洞身頂拱和側(cè)墻的混凝土噴護(hù)，采用 HP74 型混凝土噴射機(jī)分三層噴護(hù)。 上下游圍堰施工 a) 基本情況 上下游圍堰均采用土工膜心墻堆石圍堰，砂礫石基礎(chǔ)采用抽槽回填粘土防滲，土石方填筑量 萬(wàn) m3。 上下游圍堰安排 1 個(gè)月完建。 b) 圍堰施工 覆蓋層抽槽采用 1m3 反鏟開(kāi)挖，粘土用量較小，可預(yù)先備料，由 10t 自卸汽車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)拋填，堆石體采用 3m3 裝載機(jī)裝 15t 自卸汽車運(yùn)料上堰，推土機(jī)平料，10t 振動(dòng)碾碾壓，土工膜由人工現(xiàn)場(chǎng)鋪裝。 截流與基坑排水 截流23 a) 截流時(shí)間和截流流量 根據(jù)施工總進(jìn)度安排，為保證壩體第 2 年 6 月底以前能填筑至 100 年一遇攔洪高程，工程截流宜愈早愈好，綜合芭蕉河流域的水文特性，最終選定截流時(shí)間為 10 月中旬，截流流量為 10 月份 10 年一遇月平均流量 20m3/s。 b) 截流方式 根據(jù)壩區(qū)施工道路布置和拋投料的堆積場(chǎng)地，采用由左岸向右岸單向立堵進(jìn)占方式，先截上游圍堰，戧堤高程 ，頂寬 10m，上下游邊坡1:。 經(jīng)截流水力學(xué)計(jì)算，龍口最大落差 ，最大流速 ，拋投體最大塊石粒徑 ，最大重量 60kg。 基坑排水 在上下游圍堰截流、加高、培厚、閉氣完成后，進(jìn)行基坑排水，排水量包括基坑積水、堰身及覆蓋層滲水，覆蓋層含水及排水過(guò)程中可能的降水。排水總量 萬(wàn) m3，采用排水容量 ，3 天內(nèi)排完。 經(jīng)常性排水，由于上下游圍堰的防滲系統(tǒng)均直接與基巖相接，滲水量小，因而經(jīng)常性排水僅考慮降雨和施工棄水，廠房上游沖溝匯水面積較大，施工期間設(shè)排水溝將雨水直接引至下游圍堰以外。經(jīng)計(jì)算，日排水總量 萬(wàn)m3，采用排水容量 。 排水泵站設(shè)在上下游土石圍堰的堰腳處，共選用 5 臺(tái) IS200150250A 型水泵。24 下閘蓄水措施 為保證順利下閘，在導(dǎo)流隧洞進(jìn)口設(shè)置閘門豎井，井頂高程滿足閘門在井內(nèi)組裝的要求，定為 ，閘門的設(shè)計(jì)水頭按 20 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，流量為 1540m3/s，水庫(kù)的起調(diào)水位為 ，經(jīng)計(jì)算，閘門的設(shè)計(jì)水位為，中心水頭 。 導(dǎo)流隧洞封堵門為滑動(dòng)平板鋼閘門，閘門及埋件總重 135 t。 根據(jù)施工總進(jìn)度的安排，大壩于第 3 年 12 月底澆完面板混凝土，屆時(shí)永久泄水建筑物已具備泄洪條件，汛期洪水不再威脅大壩的安全，為早日發(fā)電，下閘時(shí)間選在第 4 年 1 月下旬，下閘流量選用 1 月份 10 年一遇月平均流量 ，下閘水位 。 本工程初期發(fā)電水位為 ，相應(yīng)庫(kù)容 3200 萬(wàn) m3，蓄水計(jì)算中不考慮下游的供水要求，根據(jù)推算的芭蕉河一級(jí)壩址 1960~1997 年共 38 年月平均徑流資料統(tǒng)計(jì)，蓄水保證率按 80%計(jì)算，可于 4 月下旬蓄到初期發(fā)電水位。 料場(chǎng)選擇與開(kāi)采 土、石料需求總量的確定 石料需求量本工程攔河大壩采用混凝土面板堆石壩，堆石填筑總方量 萬(wàn)25m3，由 10 種不同要求的料物構(gòu)成，壩體各區(qū)的材料要求及工程量見(jiàn)表 1，經(jīng)估算，壩體填筑需石料 萬(wàn) m3（自然方） ，其中灰?guī)r料 萬(wàn)m3；砂巖料 萬(wàn) m3；工程混凝土總量為 萬(wàn) m3，骨料采用灰?guī)r人工軋制而成，需要的石料為 萬(wàn) m3（自然方） 。因此本工程石料需求總量為 萬(wàn) m3（自然方） ，其中砂巖 萬(wàn) m3，灰?guī)r 萬(wàn) m3。表 壩料分區(qū)工程量及技術(shù)要求壩料分區(qū) 編號(hào)工程量(萬(wàn) m3)填筑材料及來(lái)源最大粒徑（ mm）鋪層厚度（cm）備注2A 級(jí)配灰?guī)r料，由料場(chǎng)開(kāi)采經(jīng)破碎加工制成 80 40墊層區(qū)2B 級(jí)配灰?guī)r料，由料