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1、中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 1 - - - 1 - - 1 -1.概述黔中水利枢纽一期水源工程由大坝枢纽工程大坝、开敞式溢洪洞、泄洪放空洞、平寨电站、取水系统等永久建筑物组成。大坝枢纽工程位于三岔河中游六枝与织金交界的平寨河段，坝址以上集雨面积为 3492km2，平寨水库正常蓄水位 1331.0m，死水位 1305.0m，总库容 10.89 亿 m3，属大型水库，大坝右岸设平寨电站及发电取水系统，电站装机 136MW，左岸设取水系统及渠首电站。大坝为混凝土面板堆石坝，最大坝高 162.7m；大坝、开敞式溢洪洞、泄洪放空洞、灌溉及供水取水口、发电取水口为 1 级建筑物
2、，发电引水系统及厂房、灌溉取水隧洞、渠首电站等建筑物为 3 级建筑物，临时建筑物为 4 级。1.1 施工导流主要工程项目黔中水利枢纽一期水源工程大坝枢纽工程的施工导流工程项目包括：大坝截流、导流及挡水建筑物(上、下游围堰 )填筑、度汛、基坑排水等工作内容，以及主体工程施工期导流工程的运行和维护。截流前后的形象进度及工作安排：1)2011 年 8 月 31 日，左右坝肩开挖至 1200m（河床水面）高程；2)2011 年 10 月 17 日到 10 月 24 日，导流洞进出口围堰拆除。3）2011 年 10 月 22 日到 2011 年 10 月 25 日，完成上游戗堤填筑，10 月26 日大坝
3、截流；4）2011 年 10 月 27 日到 11 月 25 日，上下游围堰填筑及防渗墙施工完成。5）2011 年 11 月 26 日到 2011 年 12 月 5 日，完成大坝基坑的初期抽水。6）2011 年 11 月 26 日到 2011 年 12 月 25 日，完成大坝基坑 1200m-1173.2m 段开挖作业施工。7） 2012 年 1 月 1 日开始大坝填筑；1.2 上、下游围堰工程地质条件根据地质资料及现场实际地形地貌，上游围堰处河谷断面呈宽“U”字型，中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 2 - - - 2 - - 2 -两岸基岩裸露，岩层产状为 300320
4、2530，横向坡谷，边坡总体稳定，地形坡度在 50左右。围堰轴线处河谷宽 2535m，水深 13m，河床覆盖层为第四系冲洪积砂卵石及少量崩塌块石，厚度 4m，透水性极强，必须做防渗处理；下伏基岩为 T1yn3灰色薄中厚层灰岩，强风化深 58m，河床砂卵砾石层及强风化基岩透水性强，砂卵砾石层渗透系数 K=10-110 -2cm/s，属于强透水层，强风化基岩吕荣值多大于 5Lu。下游围堰处河谷断面呈宽“V”字型，岩层产状为 3203304555，为横向坡谷，边坡总体稳定，地形坡度在 3060左右。围堰轴线处河谷宽2535m，水深 14m，河床覆盖层为第四系冲洪积砂卵石及少量崩塌块石，厚度 6.5m
5、 左右，透水性极强，必须做防渗处理；下伏基岩为永宁镇第一段第二层灰色中厚层灰岩间夹极少量薄层泥质灰岩，强风化深 46m，河床砂卵砾石层及强风化基岩透水性强，砂卵砾石层渗透系数 K=10-110 -2cm/s，属于强透水层，强风化基岩吕荣值多大于等于 10Lu。1.3 主要工程量本工程施工导流和水流控制主要工程量见表 1-1。表 1-1 围堰主要工程量表序号 项目名称 单位 工程量 备注一 上游围堰1 石渣填筑 m3 212552 C10 盖重混凝土 m3 423 上游围堰高压旋喷防渗墙 m2 616二 下游围堰1 石渣填筑 m3 269612 C10 盖重混凝土 m3 573 下游围堰高压旋喷
6、防渗墙 m2 936三 截流戗堤1 上游围堰截流戗堤1.1 块石料 m3 4501.2 石渣料填筑 m3 5010中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 3 - - - 3 - - 3 -2 下游围堰截流戗堤 m 62652 施工总体布置2.1 施工道路布置结合现场施工实际道路布置情况，上游围堰部分截流料从左岸 3 号弃渣场经 5 号支线路运输，运距约 1.5-2km，其余材料从左岸 2 号堆渣场通过右岸 3号干线运输，运距约 3.0-3.5km；下游围堰、截流戗堤材料从左岸 2 号堆渣场经 3 号干线路运输，运距约 2.5-3.0km。施 工 平 面 布 置 见 附 图 2-
7、1 施 工 导 流 平 面布 置 示 意 图 。2.2 施工供水上下游围堰施工用水由 A 区高位水池供水。 2.3 施工供电、照明上游围堰填筑施工照明、上游围堰高压旋喷施工用电、上游基坑抽水用电主要布置在上游索桥右岸桥头处的由 3 号供电点承担。高程 1247m，电力变压器容量 315KVA，电源直接从 10kv 高压供电线路接入。下游围堰处施工抽排水施工用电由布置在大坝下游 5 号支线公路旁溢洪洞和泄洪放空洞出口之间施工平台的 7 号供电点承担。高程 1230m，变压器容量1250KVA，从下游 10kv 高压供电线路接入。3 截流前后主要项目施工规划根据总进度计划及大坝枢纽工程施工规划，导
8、流工程截流前后主要施工项目包括截流前截流材料及设备人员等资源准备、2011 年 11 月完成上下游围堰截流戗堤合龙、上下游围堰的填筑、围堰防渗墙高压旋喷灌浆施工以及大坝基坑进行初期排水和经常性排水等项目，根据合同文件及工程施工实际，截流前后导流工程主要项目施工程序安排见图 3-1 所示；导流工程基本完成后即开始河床段大坝坝基土石方开挖、大坝趾板及下游延长段混凝土浇筑以及大坝坝体填筑等项目施工。3.1 导流方式、标准本工程采用的导流方式、各阶段导流标准见表 3-1。中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 4 - - - 4 - - 4 -13.2 导流建筑物布置导流建筑物包括导流
9、隧洞及上、下游围堰。图 3-1 上下游围堰施工程序示意图表 3-1 导流标准及方式表导流时段 导流方式 洪水标准 流量（m3/s） 上游水位 （m）2011 年 11 月2012 年 4 月 上下游围堰挡水，右岸导流隧 洞导流 10 年一遇 253 1196.32012 年 5 月2012 年 10 月坝体临时拦洪度汛断面挡水， 右岸导流隧洞导流50 年一遇洪水标准 2140 1242.012012 年 11 月2013 年 4 月 上下游围堰挡水，右岸导流隧洞导流10 年一遇 253 1196.32013 年 5 月2013 年 10 月 坝体挡水，右岸导流隧洞导流100 年一遇洪水标准 2
10、390 1245.83.2.1 右岸隧洞导流：导流隧洞布置于右岸，全长 894m，城门洞型，净断面尺寸(宽高)为7.510.0m，中心角 120，进口底板高程 1188.0m，出口底板高程 1185.0m，底坡坡降 0.336%。右岸隧洞导流工程目前已经完建。3.2.2 上游围堰：上游围堰布置于面板坝坝轴线上游约 420m，围堰堰型采用土石围堰，堰施工准备修筑截流施工道路 截流材料准备戗堤截流完工围堰经常性排水初期抽水上游围堰填筑高喷灌 浆上游围堰填筑 下游围堰填筑上游围堰盖重砼施工 下游围堰盖重砼施工下游围堰填筑高喷灌浆下游围堰拆除中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 5
11、- - - 5 - - 5 -顶长约 41m，顶宽 4.0m，迎水坡坡比为 1：1.75，背水坡坡比为 1:2.0，设计堰顶高程 1198.5m，围堰高 11.9m，填筑石渣料为 21255m3。堰基及堰体均采用高压旋喷灌浆防渗。高压摆喷灌浆防渗施工平台高程为 1198.5m。上游围堰型式见附图 3-2 上游围堰及截流戗堤横断面图所示。3.2.3 下游围堰：下游围堰布置于面板坝轴线下游约 360370m 处，设计为土石围堰，堰顶宽度 9.0m，堰顶长约 53m，迎水面坡比为 1:1.75，背水坡坡比 1：2.0，堰顶高程 1198.6m，围堰高 17.6m，填筑石渣料为 26961m3。堰基及
12、堰体均采用高压旋喷灌浆防渗。详见附图 3-3 下游围堰及截流戗堤横断面图所示。3.3 导流时段的选择、截流方案与技术措施3.3.1 截流时间依据合同文件要求及总进度计划安排，截流时间安排在 2011 年 10 月下旬，初步确定为 2011 年 10 月 26 日，届时择机实施（截流具体时间依据水文、气象等条件确定） ，计划当天截流、当天合龙。3.3.2 截流流量的确定截流时间为 2011 年 10 月下旬，截流设计流量为 10 年一遇 11 月份平均流量 51.9ms。3.3.3 截流方式根据业主要求将截流龙口位置设在戗堤中间，采用从两边向中间进占的单戗双向立堵法截流，结合现场施工实际道路布置
13、情况，上游围堰截流戗堤填筑利用右岸 3 号干线和左岸 5 号支线施工道路。根据施工需要确定截流戗堤顶宽12.0m，上游边坡系数为 1：1.5 ，下游边坡系数为 1：1.5，堤头 1：1，截流戗堤合龙后堰前水位 1190.6m， 戗堤高程为 1191.5m,戗堤最大高度 7.0m，戗堤总长约 36m，详见附图 3-4 上游围堰截流戗堤分区示意图。下游截流戗堤在上游截流戗堤合龙后从右岸向左岸单戗立堵截流。3.3.4 截流龙口水力特性计算依据相关施工规范，截流龙口水力特性采用图解法计算。中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 6 - - - 6 - - 6 -3.3.4.1 截流设计
14、流量在截流中分为四部分Q = Qg+Qd+Qr+Qs 式 3-1其中：Q截流设计流量Qg龙口流量Qd分流建筑物泄流量（本次计算按宽顶堰公式推算）Qr上游河道调蓄流量Qs截流基坑渗流量截流时将 Qr 和 Qs 作为安全裕度不予考虑。则 Q=Qg+Qd3.3.4.2 不同龙口宽度水力学特性计算龙口宽度根据不同流态采用不同公式分别计算。计算基本假定：视龙口为梯形或三角形过水的宽顶堰；堰顶水面是平的，忽略坡状水面影响；淹没流时上游水深等于下游水深，不计回弹落差；非淹没流时上游水深为临界水深。淹没流时龙口泄流量用式 3-2 计算：式 3-2式中：m流量系数，采用 0.300.32；本次计算 m=0.31
15、；n淹没系数，龙口呈梯形断面时，h n/H0.7 时为淹没流，查巴浦洛夫斯基淹没系数表；龙口呈三角形断面时，h n/H0.8 时为淹没流， n查别列津斯基淹没系数表Bcp龙口平均宽度，B cp =Shn+bb 龙口底部宽度（m） ；nh龙口下游水位(m) ；H0龙口上游水头(m)（包括流速水头）非淹没流时龙口泄流量用式 3-3 计算：式 3-3式中：m流量系数，采用 0.300.32，本次计算 m=0.31；cpB龙口断面平均宽度，Bcp=Sh k+b230cpHgQ龙2/30cpHgQBn龙中国水电十五局黔中水利枢纽项目部 导截流施工组织设计- 7 - - - 7 - - 7 -kh临界水深 (m)；其它符号同式 3-2根据龙口流量判别流态，相应选取式 3-2、3-3 进行不同龙口水力特性计算。3.3.4.3 龙口平均流速计算龙口平均流速按下式计算：式 3-4其中 hp临界水深(m)；3.3.4.4 龙口抛投材料计算龙口抛投材料块径按下式计算： 式 3-5式中： d石块折算为球体的直径（m） ；vmax最大流速，计算时取龙口最大平均流速，m/sg重力加速度，取 9.81m/s2m抛
