【文章內(nèi)容簡介】 程規(guī)模 堰高 m 庫容 億 m3 Ⅲ 有特殊要求的Ⅰ級永久建筑物 淹沒重要城鎮(zhèn)工礦企業(yè)交通干線或推遲工程總工期及第一臺 機(jī)組發(fā)電造成重大災(zāi)害和損失 ＞ 3 ＞ 50 ＞ 10 Ⅳ ⅠⅡ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(jī)組發(fā)電而造成較大經(jīng)濟(jì)損失 153 1550 0110 Ⅴ ⅢⅣ級永久建筑物 淹沒基坑但對總工期及第一臺機(jī)組發(fā)電影響不大經(jīng)濟(jì)損失較小 ＜ 15 ＜ 15 ＜01 表 22 導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)劃分 導(dǎo)流建筑物類型 導(dǎo)流建筑物級級別 Ⅲ Ⅳ Ⅴ 洪水重現(xiàn)期 年 土石 5020 2021 105 混凝土 2021 105 53 一期導(dǎo)流建筑物一期導(dǎo)流建筑物橫向圍堰和縱向圍堰為土石圍堰 由于領(lǐng)獎地區(qū)土石料豐富可以就地取材本設(shè)計采用不過水土石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可確定圍堰級別Ⅳ級初步設(shè)計為Ⅳ級導(dǎo)流建筑物導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為 2021 采用 20 年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)洪水流量為 34500m3s 二期導(dǎo)流建筑物二期導(dǎo)流建筑物包括橫向石圍堰縱向混凝土圍堰和導(dǎo)流底孔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)電不過水土石堰設(shè)計為Ⅲ級導(dǎo)流建筑物導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為 5020 采用 20 年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)洪水流量為 34500m3s 222 導(dǎo)流設(shè) 計流量 根據(jù)導(dǎo)流時段及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合本水利樞紐流域水文資料可確定其導(dǎo)流設(shè)計流量為一期導(dǎo)流設(shè)計流量 Q 34500m3s 二期導(dǎo)流設(shè)計流量 Q 34500m3s 23⑴ 整個樞紐工程施工進(jìn)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 ⑵ 主體工程施工安全施工強(qiáng)度均衡干擾小保證施工主動性 ⑶ 導(dǎo)流建筑物簡單易行工程量低造價低施工方便 ⑷ 滿足國民經(jīng)濟(jì)各部門要求 陵江水利樞紐根據(jù)地形地質(zhì)水文等條件初步擬定導(dǎo)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(dǎo)流二期圍右岸溢流壩段設(shè)導(dǎo)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(dǎo)流二期圍右岸明渠導(dǎo)流 各方案分析論證 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(dǎo)流二期圍右岸溢流壩段設(shè)導(dǎo) 流底孔和缺口泄流 土石圍堰便于就地取材經(jīng)濟(jì)圍堰的拆除與興建快捷由導(dǎo)流底孔泄流因此工程中采用的相對普遍 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(dǎo)流二期圍右岸明渠導(dǎo)流 在本設(shè)計中由相應(yīng)的地形圖陵江水利樞紐位于峽谷尾端左岸岸坡較陡平均約為 34度右岸岸坡較平緩平均約為 24度岸坡坡頂高程在 420430米可以看到不適宜開挖明渠導(dǎo)流 修筑不過水的土石圍堰它能充分利用當(dāng)?shù)夭牧? 且可以在有覆蓋層的河床上修建是水電工程中采用最為廣泛的一種圍堰形式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 施工進(jìn)度易于控制施工質(zhì)量可達(dá)到設(shè)計要求 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(dǎo)流二期圍右岸溢流壩段設(shè)導(dǎo)流底孔和和壩體缺口泄流 24 圍堰堰頂高程的確定 241 一期圍堰高程的確定 初期的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用的 20年一遇由水文氣象資料知道 20年一遇的洪水流量為 34500m3s 該流量下所對應(yīng)的水位為 4002m 在圖紙上量的與此水位對應(yīng)的河床寬度為 B1 561m 本設(shè)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(jìn)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 2411 河床束窄程度 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度就是天然河流過水面積被圍堰束窄的程度一般可用下式表示 K 式中 K 河床束窄程度簡稱束窄度 圍堰和基坑所占據(jù)的過水面積 m2 天然河床的過水面積 m2 河床束窄度計算如下 A2 344 4002－ 390 35904m2 A1 5614002390 m2 K 3590457222 100 607 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) 2412 束窄河床導(dǎo)流水力計算 ⑴ 束窄河床的最大平均流速 vc 式中 束窄段床的平均流速 ms Q 導(dǎo)流設(shè)計流量 m3s ε側(cè)收縮系數(shù)單側(cè)收縮時采用 095 兩側(cè)收縮時采用 090 束窄河床的平均流速 Vc 計算如下 m3s 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 式中 Q 導(dǎo)流設(shè)計流量 A1 原河床的過水面積 Z 壅高 m 原河床斷面平均 流速 束窄河床的最大平均流速 G 重力加速度 φ 流速系數(shù)隨圍堰的平面布置形式而定當(dāng)其平面布置為矩形時為梯形時φ 080～ 085 有導(dǎo)流墻時φ 085～ 090 圍堰束窄河床后在束窄段前產(chǎn)生水位壅高 Z 計算如下 φ 075～ 085 15972 0822981 5972 2981 185 m 堰頂高程的決定取決于導(dǎo)流設(shè)計流量及圍堰的工作條件 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(guān)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 上游圍堰的堰頂高程 上游圍堰的堰頂高程由下式?jīng)Q定 Hu＝ｈ d＋ Z＋ｈ a＋ δ 式中 Hu 上游圍堰堰頂高程 m Z 上下游水位差 m 其余符號同式上式 必須指出當(dāng)圍堰要攔蓄部分水流時則堰頂高程應(yīng)通過水庫調(diào)洪計算來確定 縱向圍堰的堰頂高程要與束窄河段宣泄導(dǎo)流設(shè)計流量時的水面曲線相適應(yīng)因此縱向圍堰的頂面往往作成階梯形或傾斜狀其上游部分與上游圍堰同高下游部分與下游圍堰同高 Hu hdhaδz Hd hdhaδ 已知壩址處風(fēng)向為東北風(fēng)本設(shè)計一期先圍左岸鼓無風(fēng)區(qū)長度 由官廳水庫公式計算 hc 00076 v 112 [ gvo 2 13 ]vo 22g 0 l 0331 v 1215 [ gDvo 2 1375 ]vo 22g 0 hz πhc 2l 0 ha 0 其中 hd 下游水位高程 4002m 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 05m 按《水利水電工程組織設(shè)計規(guī)范》 SL3032021 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 07 05 Ⅲ Ⅳ～Ⅴ 混凝土圍堰 04 03 一期土石圍堰為Ⅳ 安全超高取 05m 由此可知 Hd 400205 4007 m Hu 400218505 4192 m 上游圍堰高 342 m 下游圍堰高 152 m 242 二期圍堰高程的確定 2421 上游圍堰堰頂高程的確定 由調(diào)洪計算可知詳細(xì)過程見計算書第 118時水庫水位 Z 42125 m Q 28200m3sq 26400 m3s 第 124 時日水庫水位 Z 4211m Q 25550m3sq 26150 m3s 按水庫調(diào)洪原理當(dāng) q 出現(xiàn)時一定有 q Q 此時 ZV 均為最大值顯然 q 出現(xiàn)在第 112 時與 118 時之間 經(jīng)過繪圖 知 下游圍堰高程 398107 3988m 下游圍堰高 3988390 88 3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計 31 導(dǎo)流底孔設(shè)計 本設(shè)計底孔采用方形孔口布置見下表 表 31 壩段 28 29 30 31 32 33 34 底孔尺寸米米 4 8 4 8 4 8 4 8 4 8 4 8 4 8 底孔數(shù)量個 2 2 2 2 2 2 2 底孔高程米 388 388 388 388 388 388 388 未完建壩面高程米 400 400 400 400 400 400 400 由水力計算可知 14 個底孔不能滿足泄洪要求需要在益流壩段留有二個缺口高程為 400 米寬度分別為 65 米 32 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計 321 一期圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計 上游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為粘土心墻圍堰堰高 342米心墻頂寬 2米上游迎水面坡比為 120 下游坡比為 120 心墻上下側(cè)坡比均為 103 圍堰頂寬 5m 心墻部分頂寬為 2 心墻底開挖深度為 100m 下游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為粘土心墻圍堰堰高 152米上游迎水面坡比為 120下游坡比為 120 心墻上下側(cè)坡比均為 103 圍堰頂寬 5m 心墻部分頂寬為 2 心墻底開挖深度為 100m 詳細(xì)下 表 3 2 上游圍堰 下游圍堰 堰頂高程 m 4192 4007 堰頂寬 m 5 5 上下游坡面比 12 12 堰前水深 m 34． 2 152 心墻頂高程 m 4187 4002 心墻頂寬 m 2 2 心墻上下游面坡比 103 103 322 二期圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計 上游土石圍堰的結(jié)構(gòu)形式為 粘土心墻圍堰堰頂高程 422 米上游迎水面坡比為 120下游坡比為 120心墻上下側(cè)坡比均為 103戧堤上下游側(cè)坡比均為 120心墻部分頂寬為 2 米心墻底開挖深度為 100m 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 3988 米上游迎水面坡比為 120 下游坡比為 120 心墻部分頂寬為 2 米 33 控制性進(jìn)度計劃 編制控制性施工進(jìn)度首先要選定關(guān)鍵性工程項目根據(jù)工程特點和施工條件擬定關(guān)鍵性工程項目的施工程序確定關(guān)鍵工程考慮當(dāng)?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控制性進(jìn)度計劃應(yīng)列出施工進(jìn)度指標(biāo)的主要工程項目 應(yīng)顯示工程的開工流各項主界體工程的施工程序和開工完工日期從資料分析可知陵江水利樞紐的關(guān)鍵性工程為導(dǎo)流工程與河床壩段的澆筑工程混凝土澆筑量為 368萬立方米根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計手冊 1施工規(guī)劃》P64121當(dāng)混凝土壩的壩體方量為 300400萬 m3 時總工期為 89年準(zhǔn)備工期 1512 主要工期 555 完建期 152 本工程初步擬訂工期為 85 年準(zhǔn)備工期 15 年主要工期55年完建期 15年根據(jù)經(jīng)驗以及大量查閱水利方面的資料并結(jié)合此工程的實際情況得出控制性進(jìn)度計劃見下表 表 33 施工控進(jìn)度表 工程項目 工期 歷時月 準(zhǔn)備工作 20215120211031 18 一期圍堰工程 20211112021131 3 一期開挖工程 2021212021430 3 一期混凝土壩段澆注 2021512021831 28 二 期 圍 堰 工 程 20211112021130 3 二期開挖工程 2021212021330 2 二期混凝土壩段澆注 2021412021229 23 結(jié)束工作 2021312021831 18 最終本工程的工期為 98 個月 4 截流設(shè)計 41 截流方案選擇 在施工導(dǎo)流中截斷原河床水流 最終把河水引向?qū)Я餍顾ㄖ锵滦乖诤哟仓腥骈_展主體建筑物的施工這就是截流 一般說來截流施工的過程為先在河床的一側(cè)或兩側(cè)向河床中填筑截流戧堤這種向水中筑堤的工作叫做進(jìn)占戧堤填筑到一定程度把河床束窄形成了流速較大的龍口封堵龍口的工作稱為合龍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合龍以后龍口部位的戧堤雖已高出水面但其本身依然漏水因此須在其迎水面設(shè)置防滲設(shè)施在戧堤全線上設(shè)置防滲設(shè)施的工作叫閉氣所以整個截流過程包括戧堤的進(jìn)占龍口范圍的加固合龍和閉氣等工作截流以后再在這個基礎(chǔ)上對戧堤進(jìn) 行加高培厚修成圍堰 411 截流方案的比較 河道截流的基本方法有立堵法平堵法立平堵法平立堵法下閘截流以及定向爆破截流等多種方法比較常用的方法是立堵法和平堵法 4111 立堵法截流 立堵法截流是將截流材料從龍口一端向另一端或從兩端向中間拋投進(jìn)占逐漸束窄龍口直至全部攔斷截流材料通常用自卸汽車在進(jìn)占戧堤的端部直接卸料入水不需要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋準(zhǔn)備工作比較簡單費(fèi)用較低 4112 平堵法截流 平堵法截流事先要在龍口架設(shè)浮橋或棧橋用自卸汽車沿