水电站施工导流截流方案[优秀工程方案]

2 施工导流

2.1 导流标准

本电站工程规模为中型,属三等工程,主要永久性挡水及泄水建筑物为Ⅲ级建筑物,根据部颁SDJ338—89《水利水电工程施工组织设计规范》规定相应的临时建筑物为Ⅴ级,因此根据规范对导流建筑物设计洪水标准划分,选取5年一遇重现期洪水作为导流设计标准.

2.2 坝体施工临时度汛标准

施工期间当坝体高度高于围堰后,其临时度汛洪水标准根据部颁SDJ338—89《水利水电工程施工组织设计规范》表2.2.3规定如下: 混凝土坝当库容≥1.0亿米3,按全年P=2%频率流量设计;0.1＜库容＜

1.0亿米3,按P=5%频率流量设计;库容＜0.1亿米3,按P=10%频率流量设计.

2.3 导流方式及导流时段

2.3.1 导流方式

由于河床狭窄,两岸较陡,洪枯流量变幅较大,不具备分期导流及明渠导流条件,因此选用断流围堰,隧洞枯期导流方式.

2.3.2 导流时段

导流时段选择原则是导流工程费用增加不多的前提下,基坑施工期最长,经比较分析选定11月6日至次年5月25日(六个月两旬)作为枯期导流时段,相应导流流量为466米3/s,

2.4 导流程序

根据坝址所在河段的地形特征和水文特点选定枯水期右岸导流洞导流,汛期基坑过水的导流方式,后期坝体予留缺口实现全年施工.导流程序如下:

(1) 筹建年11月初～第一年10月下旬,进行导流洞施工及两岸坝肩开挖,为第一年11月上旬截流创造条件.

(2) 第一年11月6日～第二年5月25日,主河道截流,堆筑围堰,同时进行基坑开挖及浇筑垫层砼,隧洞导流,导流流量为466米3/s.

(3) 第二年5月26日～第二年11月5日,围堰过水,基坑淹没,导流洞与基坑联合度汛,大坝停止施工.

(4) 第二年11月6日～第三年5月25日,继续坝体砼浇筑,坝体中孔在汛前已施工完毕.5月25日前坝体升高至868.00米高程,以确保汛期全年施工.

(5) 第三年5月26日～第三年11月5日,本汛期度汛按频率p=5%全年洪水标准设计,相应流量为3370 米3/s.此间洪水由导流洞、坝体中孔联合泄流,坝体全年施工,至第三年10月初坝体浇筑完毕,导流洞11月初下闸封堵,围堰拆除,第三年12月底第一台机组发电.

2.5 导流设计

2.5.1导流建筑物设计

2.5.1.1导流洞设计

(1) 工程地质及洞线布置

根据枢纽布置和河谷地形特点,同时考虑两岸地质情况,将导流洞布置

于右岸是合适的.

导流洞位于坝址右岸,主要穿越栖霞组深灰色中厚层、厚层灰岩及部分裂隙带.进口0-006.17~0+017.00米桩号段及出口0+411.00~0+446.00米桩号属于Ⅳ类围岩,由于边坡裂隙发育,边坡稳定性较差,建议清除上覆覆盖层.隧洞0+446.00~0+503.57米埋深0~17米,隧洞埋深较浅,上部又有崩塌堆积体,受裂隙影响,围岩稳定性差,属Ⅳ类围岩,出口穿过S2暗河,可能会产生岩溶涌水,建议进行明挖处理.隧洞0+017.00~0+411.00米桩号处地下水位变动带,可能发育溶洞;该段岩体属微新岩体,呈中厚层至厚层状结构,完整性好;洞向与岩层走向大角度相交,围岩基本稳定;属Ⅳ类围岩,受裂隙影响,局部可能有小型不稳定块体.Ⅱ类围岩洞段长396米,占87.6%(隧洞长按不计明挖段的452米计算,下同),Ⅳ类围岩洞段长56米,占12.4%,Ⅳ类围岩洞段需进行支护处理.

由于坝址所在的河段较直,导流洞在平面上两次转弯,从进口至第一个转弯点轴线走向为S82.8︒E,转弯半径为80米,第一个转弯段终点至第二个转弯段起点洞轴线走向为S62.2︒W.转弯半径为70米.从第二个转弯段终点至出口洞轴线走向为S17.2︒W.进、出口围岩厚度均大于1.65倍洞宽,洞身埋深大于2.5倍洞宽.导流洞洞长为446.00米,底坡为2.242‰.

(2) 导流洞进出口型式选择

①导流洞进、出口底板高程的确定

导流洞进、出口高程主要考虑截流难度,尽量减少导流洞进、出口明挖,使导流洞进出口高程高于常枯水位线,从而使进出口施工少受河水影响等因素,将导流洞进口高程定为801.00米,出口高程定为800.00米.

②导流洞进、出口形式选择

由于地形条件的限制,无法修建交通通道至导流洞进口,所以在进口明渠段设置导流洞闸门井和喇叭口的难度极大.为减少局部水头损失,提高导流洞泄流能力,避免气蚀的发生,导流洞进口0-006.17~0+000.00米桩号左右边墙向河床扩散,扩散角为5︒,顶拱斜率为0.2.出口扩散角为5︒.

③导流洞闸门井设计

导流洞闸门井设置于导流洞桩号0+041.77米处,井顶高程为823米.闸门的运输及安装均由导流洞施工支洞进入.

④导流洞断面设计

导流洞断面设计为城门洞型,主要考虑如下因素:①导流洞在大部分时间内均为无压流运行,门洞型断面可以获得较大的过水断面;②门洞型断面的边墙、底板均为平面,便于开挖控制,底部较宽,施工场地较大,便于施工机械工作;③有利于减少截流落差,降低戗堤高度.经水力学计算,选定导流洞断面为7⨯9米(宽⨯高),城门洞型,顶拱中心角为102︒6'54",顶拱半径为4.5米,直墙高7.33米.

由于隧洞所经过的围岩分别有Ⅱ、Ⅳ类围岩,岩性不同,洞身成洞条件亦不同,Ⅱ类围岩衬砌厚度取50厘米.断层破碎带和进、出口洞段,衬砌厚度按150厘米设计.各衬砌段的衬砌厚度请详见导流洞设计图.

2.5.1.2 围堰设计

按《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338-89规定,本方案的围堰为Ⅴ级建筑物,围堰按枯期五年一遇洪水设计,枯水时段11月6日~次年5月25日共六个月两旬,流量466米3/s.经水力学计算,上游围堰挡水水位为

∇815.31米,相应下游围堰挡水水位为∇804.63米,上、下游水位落差为10.68米.上、下游均为土石不过水围堰.围堰设计原则:必须保证其在挡水期边坡稳定且防渗性能良好,对浸入堰体的水体具备上堵下排的功能.

表2-5-1 围堰主要设计指标

(1) 上游围堰设计

①堰体结构设计

上游围堰堰顶高程∇816.00米,挡水水位∇815.31米,河床底高程∇799.00米,最大堰高17.0米,堰顶宽10.0米,堰顶长度72.80米,堰基覆盖层最大深度为10.0米.由于上、下游围堰堰型均为不过水围堰,第一个汛期过后必须恢复已被冲毁的上、下游围堰至原设计高程.堰体由戗堤块石、反滤层、土石混合料、防渗体组成.排水棱体由截流戗堤堆筑体形成,排水棱体顶高程∇807.00米,顶宽为8米,上下游边坡均为1:1.5.堰体上游面由外至内分别为护坡块石(厚3米)和反滤料(厚1.5米),上游边坡为1:1.75.下游面高程∇807.00米至堰顶高程边坡为1:1.75.经计算,上游围堰的最不利滑动面滑动安全系数为2.239,满足规范要求.