施工导流及水流控制施工方案

23施工导流方案

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2011年10月

施工导流方案

1.目的

为使整个工程能够顺利实施，协调施工且每个阶段处于受控状态，实现总进度要求，特制定本方案。

2. 描述

2.1 概述

毛里求斯位于热带气候带边缘以南20°，以东57°左右。毛里求斯是一个孤岛，其气候属于热带海洋性气候。整个岛屿的地形特征对降雨量有较大影响。由于该岛地形和地理位置的因素，属于亚热带气候。一般情况下，一年分两个不同的季节。夏季从11月～次年4月，该季节温和多雨，会出现热带气旋；其中，2月是最潮湿的月份。冬季从5月～10月，该季节凉爽干燥。通常，10月是最干燥的月份。然而，如果发生严重干旱，11月和12月，即雨季来临之前，将是一年中最干旱和干燥的月份。GRNW 集水区年均降雨量范围为：沿海地区1200 mm左右到中部高原地区3400mm。

2.2导流程序

根据坝址区地形、招标文件提供的地质条件、水文条件及枢纽布置等,本工程采用两期导流的施工方式。一期导流为开挖右岸导流明渠过流，截断原河道, 基坑全年施工。二期导流为封堵导流明渠，利用溢流坝底孔泄流，在一个枯水期填筑土石坝段至高程379.00m以上；汛期利用溢流坝底孔和预留在5#坝块376.00m高程的缺口联合过流。大坝施工导流程序及规划见表1。

表1 施工导流程序表

2.3导流建筑物设计洪水标准 2.

3.1 一期导流标准

根据招标文件提供的资料,导流明渠开挖计划安排在2011年12月～2012年4月进行,导流明渠施工期防护标准采用汛期20%(5年一遇),其相应流量为Q=30m ³/s 。

一期围堰采用河床全年土石围堰挡水,右岸导流明渠过流的方式。围堰挡水标准为全年5%(二十年一遇洪水),相应洪水流量为Q=53m ³/s 。

2.3.2 二期导流标准

(1) 2013年5月～2013年11月，采用导流明渠枯期围堰挡水,溢流坝底孔过流的方式。围堰挡水标准为枯期5%(二十年一遇洪水),相应洪水流量为Q=9.1m ³/s 。

(2) 2013年12月～2014年4月利用土石坝和溢流坝挡水,溢流坝底孔和预留缺口联合过流。挡水标准为全年5%(二十年一遇洪水),相应流量为Q=53m ³/s 。

2.4 围堰设计 2.4.1 一期围堰设计

一期围堰设计挡水标准为全年5%(二十年一遇洪水),相应流量为Q=53m ³/s 。 2.4.1.1 导流明渠设计

根据现场地形条件，导流明渠进口高程取358.40m ，出口高程取354.80m 。 导流明渠临界水深计算：

m m mh h m i

b Qn

m h 05/2022/13/801)121()()(+++⨯=

式中：

m h 0——临界水深；

Q ——设计流量，取 53 m ³/s ；

b ——渠道底宽，b=10 m ；

m ——渠道两岸坡度，均为1：1.0； i ——设计渠底坡度，设计底坡为0.013； n ——渠道糙率，取n=0.03；

经计算，m h 0=1.2m ，导流明渠进口水位高程为359.60m 。 2.4.1.2 上游围堰设计

上游围堰距导流明渠较近，因此上游围堰堰前水位取导流明渠进口处水位；依据安全超高标准，堰顶高程取361.10m 。堰顶轴线长度为66.0m ，堰顶宽度为9.0m ；围堰坡比为迎水面1:2.0,背水面1:1.5。上游迎水面护坡采用块石护坡，护坡厚度0.5m ；块石粒径为0.1m ～0.5m 。上游围堰布置单排帷幕灌浆,孔距 1.5m,帷幕灌浆深入基岩1.0m 。

2.4.1.3 下游围堰设计

下游围堰堰前水位高程356.00m,依据安全超高标准，堰顶高程为357.50m ，堰顶轴线长度为165.00m ，堰顶宽度为9.0m ；围堰坡比为迎水面1:2.0,背水面1:1.5。迎水面采用块石护坡，厚度0.5m ；块石粒径为0.1m ～0.5m 。围堰布置单排帷幕灌浆,孔距1.5m,帷幕灌浆深入基岩1.0m 。

2.4.1.4 纵向围堰设计

纵向围堰为明渠开挖时预留的土坎,上、下游坎顶高程分别与上、下游围堰顶高程相同, 纵坡为1.3%，堰顶宽度9.0m,两侧坡比为1:1.0，迎水面采用块石护坡，背水面坡脚设截水沟。

一期围堰具体结构型式,详见《一期导流平面布置图》，《一期上游围堰剖面图》， 《一期下游围堰剖面图》，《一期右岸导流明渠剖面图》。

2.4.2 二期围堰设计 2.4.2.1 二期围堰水力学计算

二期围堰布置在右岸导流明渠上下游、坝体以外,导流标准采用枯期5月至11月二十年一遇洪水,相应流量为Q=9.1m ³/s 。设计采用溢流坝底孔过流。

底孔过流能力计算：

02gH A Q c μ=；

式中：

Q——设计过流流量，9.1 m³/s；

——管道流量系数，取0.8；

c

A——管道断面面积，出流孔径为1.4m，则A=1.539m2；

H——自由出流时为孔口中心处的作用水头。

经试算，上游水头H0=3.1m时，其过流能力为9.6m³/s，大于9.1m³/s，满足过流能力。

因此：上游水位为358.6+3.1=361.7m。

2.4.2.1 上游围堰

根据计算，确定上游水头为3.1m时，堰前水位高程为361.7m,依据安全超高标准，堰顶高程取363.00m。围堰采用均质土石围堰结构形式，堰顶轴线长度为66.0m，堰顶宽度为9.0m；迎水面坡比为1:2.0,背水面1:1.5。围堰上游迎水面采用块石护坡,护坡厚度为0.5m,块石粒径为0.1m～0.5m。堰基采用粘土铺盖防渗。

2.4.2.2 下游围堰设计

水流经底孔至下游护坦后，水流迅速扩散，水位降低，施工期间满足河床水位不倒灌回基坑即可满足要求，因此暂定下游围堰顶高程357.50m，具体高程根据施工期间测量下游水位后确定。围堰采用均质土石围堰结构形式。堰顶轴线长约65.00m，堰顶宽度9.0m。围堰迎水面坡比为1:2.0,背水面1:1.5。上游迎水面采用块石护坡，护坡厚度为0.5m，块石粒径为0.1m～0.5m。堰基采用粘土铺盖防渗。

2.4.2.3 纵向围堰设计

二期纵向围堰利用溢流坝右侧混凝土挡土墙。为连接溢流坝混凝土挡土墙与上下游土石围堰，采用浆砌石挡墙分别向上下游延伸20.0m和10.0m。浆砌石挡墙与混凝土挡土墙采用细石混凝土连接。

二期导流围堰布置,请详见附图《二期导流平面布置图》，《二期上游围堰剖面图》，《二期下游围堰剖面图》，《浆砌石挡墙及门机保护围堰剖面图》。

2.4.2.4 联合过流设计

2013年12月至2014年4月，利用溢流坝底孔和溢流坝缺口联合过流。挡水标准为全年5%(二十年一遇洪水),相应洪水流量为Q=53m³/s。缺口预留在溢流坝桩号0+050～0+064坝段处，缺口宽度14.0m，缺口底部高程为376.00m；底孔中心高程为358.60m，管道直径1.4m。