导截流施工
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浅析青山水库枢纽工程导截流施工
(中国水利水电第六工程局有限公司)
【摘要】对青山水库枢纽工程采用的施工导流方式,作一简单论述。浅析分期导流方式在工程应用上取得的良好效果,在不同水利工程中依据施工水文、地形、建筑物布置及施工条件下选择导流方式的可行性。
【关键词】青山水库分期导流导流隧洞围堰截流
一、前言
在江河上修建水利水电工程时,为了使水工建筑物能在干地上进行施工,需要用围堰维护基坑,并将水流引向预定的泄水通道往下游宣泄,称为施工导流。水利水电工程的施工导流概括为采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施来解决施工和水流蓄泄之间的矛盾,避免水流对水工建筑物施工的不利影响,把河水流量全部或部分导向下游或拦蓄起来,以保证干地施工和施工期不影响或尽可能少影响水资源的综合利用。
分期围堰法导流即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。所谓分段,就是在空间上将用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工;所谓分期,就是在时间上将导流分为若干时期;在工程实践中两期两段导流应用的最多。分期围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、工期较长的工程。前期都利用被束窄的原河道导流,后期要通过修建的泄水道导流。这种导流方法的导流费用较低,国内一些大、中型水利水电工程采用较广。如桓仁、万安、龚嘴、富春江、大化及长江葛洲坝、三峡水电站等均采用了此方式导流方式。
青山水库工程根据工程河流地形及建筑物的特点,施工导流采用两期两段的分期围堰法进行导流施工。第一期在河床右岸修筑一期围堰,采用束窄河床和明渠导流,完成右岸坝体填筑及河床段坝基的粘土心墙下混凝土盖板及帷幕灌浆;第二期在枯水期进行河床截流,修筑二期上下游围堰,采用导流隧洞进行导流,完成坝体填筑施工。
二、概况
2.1工程情况
青山水库工程位于辽宁省葫芦岛市六股河中游,库容6.61×104m3,为大⑵型水库,Ⅱ等工程。水库防洪标准按500年一遇洪水设计,5000年一遇洪水校
核。枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、输水洞和码头组成。主坝为粘土心墙砂砾石坝,坝长735.63m,坝顶高程96.29m,最大坝高42.79m,主坝约一半在河床段,另一半在右岸台地上,坝址处河底宽约250m,河床底高程约54m,河谷右岸山坡较缓,风化岩层较厚,河床左岸山坡较陡,岩石裸露,坝址处河道主流偏于左岸,右岸地形宽阔。
旁侧式溢洪道位于主坝右岸,距坝头约350m的一天然山沟内。溢洪道工程包括进口引渠、堰体控制段、陡槽及出口明渠段和出口防护工程五部分组成。
输水洞布置在主坝左岸条形山脊内,由进水塔、输水隧洞、压力箱及出口阀室组成。隧洞长度313.6 m,洞径2.8 m,为圆型断面。
2.2施工期水文
六股河流域地处中纬度,属于温带季风气候区,其特点是冬季以西北季风为主,严寒干燥;夏季以东南季风为主,炎热多雨,四季冷暖干湿分明。
从多年平均年降水量等值线图上看,其分布趋势自西南700mm向北550mm 递减,降水量年际变化大,年内分配也极不均匀,汛期(6~9月)占年降水量的80%左右,10月至次年6月为枯水期,流量较小,小于30 m3/s。
施工期水文成果表单位:m3/s
10年一遇9、10月平均流量表单位:m3/s
三、导截流总体布置
3.1总体规划
青山水库枢纽工程根据河流地形及建筑物特点采用分期围堰导流方式,依据施工总体施工规划采用两段两期的导流施工。一期施工为2010年汛后到2012
汛后,由一期围堰及子围堰围护右岸,束窄河床及修建明渠由主河道及明渠导流,进行右岸坝体填筑及河床段坝基的防渗混凝土墙及帷幕灌浆施工,同时进行左岸导流洞及输水洞施工;二期施工为2012汛后截流至坝体蓄水,由二期围堰拦断主河床进行截流,非汛期由导流洞过流,主汛期遇特大洪水由导流洞、输水洞及溢洪道预留缺口联合过流,进行河床段坝体填筑施工。
施工导流设计参数表
施工导建筑物参数表
3.2一期施工
3.2.1一期围堰与导流明渠
一期工程为2010年汛后到2012年汛后。2010年汛后进行一期围堰施工,在0+150处修建粘土心墙土石围堰,左岸主河床予留过流宽度为100米,水流从原左岸主河床通过。(见图1)
图1、一期围堰平面布置图
在一期围堰保护下进行右岸基础开挖、混凝土盖板及帷幕灌浆工作,在2010年11月份在0+160~0+180段已进行完帷幕灌浆的坝基混凝土盖板之上修筑明渠,同时进行子围堰的施工,在子围堰的配合下,将束窄河道过流改为0+160-0+180混凝土盖板上的明渠过流。从而将0+050~0+150主河床形成基坑,在2011年6月份前完成主河床段的坝基开挖、粘土心墙下的混凝土盖板及坝基帷幕灌浆工作,在2011年汛期前拆除子围堰,将明渠导流重新改回左岸主河床过流。(见图2、图3)
导流明渠的应用将主河床填筑前的各基础工作,提前到2011年完成,为截流后此段施工增加了3个月的直线工期,大大缓解了2012年汛后截流坝体填筑压力,确保了2013年大坝安全度汛目标的实现。
图2、子围堰与导流明渠平面布置图
导流明渠工程参数
B=15m b=13m h=2m m=0.5
图3、导流明渠断面图
3.2.2坝体临时防护
2011年汛前主坝右坝段(桩号0+180~0+735. 63)555米坝体填筑到68.0m
高程,同时并完成此段坝体68.0m高程以下上下游坝坡面的砌筑工程。为防止汛期河水对已填筑的右坝体的冲刷,采取在0+180横断面顺水流方向进行坝体临时防护,采用20年一遇汛期洪水标准,62.0m高程以下1:2.5的坡面采用碎石贴坡堆筑30cm厚,在碎石上浇筑15cm厚C20混凝土面板,且在坡脚向河道顺沿2m。保证在2011年汛期到2012年汛后, 由0+050~0+180 河道过流,右坝体可以正常填筑施工。(见图4)
图4、0+180坝体临时防护图
3.3二期施工
3.3.1二期围堰
二期工程为2012年汛后至2013年6月。2012年汛后开始施工二期围堰进行截流,将河床全部拦断,确保在2012年6月汛期到来之前填筑至拦洪高程83.5m。二期围堰采用粘土心墙土石围堰,按汛前10年一遇洪水标准设计,上游围堰顶高程62.0m,下游堰顶高程56.5m。(见图5)
1)围堰轴线选择
上游围堰轴线位置,根据规范要求,上游围堰坡脚距泄水建筑物进口的距离不小于20m,考虑坝基排水及坝体开挖填筑施工的场地布置等因素,确定上游围堰轴线位于大坝上游与导流洞进口之间。考虑下游围堰要距离导流洞出口一定的距离,将下游围堰布置在大坝下游侧距坝轴线210m。