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1、某混凝土重力坝施工导流设计 一 工程概况 本水库是该流域水利水电建设规划中的主体工程之一 坝址位于某乡上游3km处 控制 流域面积 317km 2 坝址处多年平均流量 11 1m 3 s 年径流总量 3 5 10 8m3 本工程是一座兼 有防洪 灌溉 发电 水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程 工程总库容为1 6 10 8m3 正常高水位 130 0m 死水位 112 0m 设计洪水位 130 74m 校核洪水位 132 4m 水库有效库容达1 0 10 8m3 为年调节性水库 该工程拦河坝的坝型为砼重力坝 电站布置在河床右侧的非溢流坝段的后面 为坝后式 布置 坝顶全长315m 坝顶高程 13
2、5m 其中左非溢流坝坝段长度为100m 溢流坝段长度为 48m 右非溢流坝段长度167m 溢流坝段布置在河床中部偏左岸 设有3 孔 6m 12m的弧形 工作闸门 堰顶高程124m 坝底最大宽度为54m 消能方式为挑流消能 在坝后式厂房处 非溢流坝段的最大底度为46 6m 厂房最大宽度为13 7m 厂坝联结段为 4m 电站装机容量为2 3200KW 引水压力钢管设在非溢流坝段内 进水口底板高程为 95 0m 管径 1 75m 采用单机供水的布置方式 水轮机安装高程85 0m 设计工作水头 36 0m 最大 工作水头 45 0m 最小工作水头27 0m 工程枢纽处地形及工程布置见图1 二 基本资料
3、 1 工程水文资料 该水库库容在1 10 8m3 以上 主坝工程为二级建筑物 坝址设计洪水过程线 是根据上 游 3km处水文观测站实测某年最大一次洪水典型加以修正 以洪峰 洪量控制进行放大而得 现将各设计频率洪水过程线 施工设计洪水等水文资料列于表1 表 5 表 1 坝址设计洪水过程线单位 m 3 s 频率 时间 1 2 5 10 20 频率 时间 1 2 5 10 20 010101055601381071068159 6178152184146112668772615741 12660600438368276725044423028 1811601340996723504783527261
4、817 24923780634474366842519151211 304824153403092409020141055 36675588529423343961010 423424063082532081027 48209276218175133洪 量 亿 m 3 1 261 090 870 690 53 5421118016311888 表 2 施工设计洪水成果单位 m 3 s 频率 分期 251020 全年施工1340 996732504 7 月 次年4 月 1150860600400 9 月 次年3 月 316235175119 10 月 次年3 月 26318613386 10 月
5、 次年4 月 319252206157 表 3 水文站实测历年月平均流量单位 m 3 s 月 年 123456789101112合计 年 平均 19 62 5 78 8 4220 211 43 3815 18 818 5716 47 513 09 2 9 7 142 2 5 11 8 19 63 4 73 5 8718 811 61 8724 611 26 7612 312 519 4 8 0 2 154 4 8 12 9 19 64 17 5 12 210 815 945 874 251 320 96 134 153 20 3 9 7 266 0 5 22 2 19 65 3 05 4 19
6、8 4016 821 659 311 111 25 793 303 07 2 7 2 150 4 9 12 5 19 66 2 92 3 7610 513 635 517 58 425 993 353 052 52 2 3 0 107 4 1 8 95 19 67 4 30 5 627 2819 230 810 38 1214 83 925 153 71 3 4 6 114 6 6 9 55 19 68 3 12 4 208 6823 347 921 411 55 054 274 773 15 2 7 1 140 0 5 11 7 19 69 3 07 16 36 917 5512 027 7
7、8 425 212 582 304 68 3 4 0 100 28 34 19 70 5 05 3 118 4012 122 028 07 226 805 643 554 16 3 3 8 109 3 8 9 11 19 71 3 36 9 0515 915 212 827 08 3210 816 04 986 26 4 3 0 131 9 7 11 0 19 72 3 85 2 955 2514 630 444 815 95 204 526 695 90 3 5 8 143 3 7 12 0 19 73 2 75 2 622 684 2121 312 811 07 083 623 275 3
8、6 3 3 3 80 026 67 19 74 6 39 6 777 6114 210 922 88 609 273 013 822 89 2 6 2 96 888 07 19 75 2 24 3 264 3515 68 7913 38 116 916 425 785 84 6 3 9 86 897 24 19 76 5 13 7 948 0526 613 525 132 77 453 134 363 45 3 0 7 140 4 8 11 7 19 77 2 52 4 7510 313 850 036 216 813 05 104 065 19 3 3 7 165 0 9 13 8 19 7
9、8 2 81 3 029 0612 314 87 887 445 354 043 972 98 4 5 0 78 156 51 19 79 6 90 6 7010 817 826 529 631 922 19 257 635 59 3 8 6 178 6 3 14 9 19 80 3 24 4 2013 518 529 726 436 611 119 68 857 71 7 9 9 187 3 9 15 7 19 81 4 61 6 567 509 7121 938 28 597 624 603 342 35 2 3 3 115 7 9 9 65 19 82 1 98 8 624 645 56
10、15 217 77 5918 110 97 0613 6 6 9 8 117 9 3 9 83 合95130 200 299 523 579 309 209 150 110 114 85 2807 234 计 011065389885429570907252812 平 均 4 52 6 209 5214 3 24 9 4 27 6 1 14 7 4 9 597 175 245 44 4 0 6 133 6 8 11 1 4 表 4 坝址水位 流量关系曲线 水位 m 84 384 685 086 087 088 089 090 091 092 093 0 流量 m 3 s 05502205008
11、5512801730237029903630 表 5 水库容积曲线 高程 m 9095100105110115120125130135 面积 km 2 0 1460 9551 7682 6323 4404 3505 2816 2877 2068 088 容积 万m 3 02759562060357455227935108301420018020 2 坝址地形地质条件 1 左岸 地形自然坡度为1 1 5 2 0 覆盖层 2 3m 全风化带厚 3 5m 强风化加弱 风化带厚 5m 微风化厚 4m 2 河床 岩面较平整 冲积沙砾层厚约 0 1 5m 弱风化层厚 1m左右 微风化层厚 3 6m 河床纵
12、剖面地形中 迎水面坝踵处岩面高程约在86m左右 背水面坝趾处岩面高程约在83 5m 左右 距坝趾下游15m处有一深潭 高程约81m 整个河床皆为微 弱风化的花岗岩组成 致密坚硬 强度高 抗冲能力强 3 左岸 地形自然坡度为1 2 左右 覆盖层4 6m 全风化带厚6 8m 强风化带厚 2 4m 弱风化带厚 2 4m 微风化厚 1 12m 4 坝基开挖 强风化层要全部挖除 坝基的开挖范围应与建筑物的底部轮廓尺寸相适 应 开挖的深度按坝底应力和坝基强度而定 5 坝后式厂房基础 厂房设于坝后靠右岸的河床处 设计最低开挖高程为79 83m之 间 全部处于微风化新鲜基岩内 3 主要施工条件 1 对外交通
13、目前已有两条三级公路分别从两岸经过坝首和坝区 2 施工电源 目前已有35KV输电线路有县城架至G镇 距坝址仅 3km 施工用电可 利用本县电网中的水电 电源充足 质量可靠 3 主要建筑材料 本枢纽主坝为砼重力坝 坝体砼所需的卵石 在坝址上下游1 2km 均可开采 河砂在距坝址10km处的下游采集 库内盛产竹木 自给有余 仅水泥 钢筋 机 电设备等需要外购 5 施工年限 本工程主体部分的大坝和电站厂房 施工工期为两年左右 准备工程在第一施工年度的 4 7月份完成 水库在第三施工年度的汛后开始蓄水 并在10月 1 日并网发电 三 施工导流设计过程 一 施工导流设计标准选择 1 施工导流建筑物级别的
14、选定 本工程根据 水利水电工程施工组织设计规范 SDJ338 89 以及本工程的级别和围 堰工程规模 选定施工导流建筑物为 级 2 施工导流设计洪水标准的选择 根据 水利水电工程施工组织设计规范 SDJ338 89 以及导流建筑物的级别 选定 导流建筑物的洪水标准为 20 年一遇 P 5 二 施工导流时段选择 根据本工程的特征条件采用分段围堰法导流 中后期用临时底孔泄流来修建混凝土坝 划分为三个时段 第一时段 河水由束窄河床通过 进行第一期基坑内施工 第二时段 河 水由导流底孔下泄 进行第二期基坑内施工 第三时段 坝体全面升高 可先由导流底孔下 泄河水 底孔封堵以后 则河水由永久泄水建筑物下泄
15、 也可部分或完全拦蓄在水库中 直 到工程完建 三 施工导流设计流量及坝址处河床水位的选择 根据导流设计洪水标准和围堰施工分期 选定施工导流设计流量为Q 235 m 3 s 根据坝 址水位 流量关系曲线 采用内插法得到Q 235 m 3 s 时的水位为 86 09m 由于观测点距坝址 有 300m远 考虑到坡降 选择坝址处水位为86 39m 四 施工导流方案的选择 根据枢纽的自然条件及坝体的结构特点及工程的导流施工标准 选择采用分段围堰法施 工 分为两段两期 第一期先围左岸 包括左岸非溢流坝段和溢流坝段 进行一期基坑内施 工 第二期围河床右岸部分 包括右非溢流坝段 含厂房坝段 进行二期基坑内施工
16、 本工 程所在地 河流流量小 河床滩地宽 两岸坡度缓 采用两段两期的施工导流方式完全可以 满足要求 五 第一期导流设计 1 河床水面宽度及束窄度 河床水面宽度由图2 所示确定为 64m 束窄度取 K 60 1 1 5 1 2 左岸右岸 纵向围堰轴线 图 2 单位 m 2 水利计算 束窄度取 K 60 抗冲流速smv 4 1 一期束窄段河床过流能力设计 则过水断面面积 2 4 235 75 58mw v Q 2 过水断面为梯形 假设边坡为1 1 4i 03 0n 出口处渠底高程83 5m 假定水深为 2 5m 则 2 75 675 2 5 216 24 mhmhbw mmhbx67 31115 226 2412 22 mR x w 14 2 67 31 75 67 smRc n 84 3714 2 2 1 6 1 6 1 03 0 11 smRiwcQ 2 237414 284 3775 67 3 假定水深为 2 48m时 smQ 235 3 束窄段河床平均流速 smsmv AA Q c 4 65 3 75 6795 0 235 21 3 束窄河床段上游水位壅高 mZ g v g vc
