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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317km2，坝址处多年平均流量11.1rw/s，年径流总量XlOsrw。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X108m3,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X 108m3，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135m，其中左非溢流坝坝段长度为100m，
2、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6mX12m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2X3200KW。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1. 工程水文资料该水库库容在1X108m3以上
3、，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：m3/s频率时间、1%2%5%10%20%频率 时间、1%2%5%10%20%01010105560138107106815961781521841461126687726157411266060043836827672504442302818116013409967235047835272618172492378063447436684251915121130482
4、41534030924090201410553667558852942334396101042342406308253208102748209276218175133洪量5421118016311888（亿 m3）表2施工设计洪水成果单位：rw/s频率（）分期、251020全年施工13409967325047月次年4月11508606004009月次年3月31623517511910月次年3月2631861338610月次年4月319252206157表3水文站实测历年月平均流量单位：m3/s123456789101112合计平均19621963196419651966196719681969
5、1970197119721973197419751976197719781979198019811982合计平均表 4 坝址水位流量关系曲线水位（m）流量(m3/s)055022050085512801730237029903630表 5 水库容积曲线高程（m）9095100105110115120125130135面积（km2）容积（万m3）027595620603574552279351083014200180202. 坝址地形地质条件（1）左岸：地形自然坡度为1： ,覆盖层23m，全风化带厚35m，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01.5m,
6、弱风化层厚1m左右，微风化层厚36m。 河床纵剖面地形中，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46m，全风化带厚68m，强风化带厚 24m，弱风化带厚24m，微风化厚112m。(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7983m之 间，全部处于微风化
7、新鲜基岩内。3. 主要施工条件(1) 对外交通：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12km 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 47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
8、) 施工导流设计标准选择1. 施工导流建筑物级别的选定本工程根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ33889),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IV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(SDJ33889)，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
9、 泄河水，底孔封堵以后，则河水由永久泄水建筑物下泄，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 rw/s。根据坝 址水位一流量关系曲线，采用内插法得到Q=235rw/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
10、流坝段（含厂房坝段），进行二期基坑内施工。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%。纵向围堰轴线1.左岸 1- 5图2单位（m）2. 水利计算束窄度取K=60%，抗冲流速 v 二 4m / s。（1）一期束窄段河床过流能力设计则过水断面面积：w二Q二空二58.75m2v4(2) 过水断面为梯形：假设边坡为1:1, i = 4 / , n = 0.03，出口处渠底高程83.5m。 OO假定水深为 2.5m则：w = (b + mh)h =
11、(24.6 +1 x 2.5) x 2.5 = 67.75m2x = b + 2h1 + m2 = 24.6 + 2 x 2.5 x v 1 +12 = 31.67mR = w = 6775 = 2.14mx 31.67c =丄R i6 = x 2.14i6 = 37.84m/sn0.03Q = wc 両=67.75 x 37.84 x j2.14 x 4。匸=237.2m3 / sO O假定水深为 2.48m 时， Q = 235m3 / s。束窄段河床平均流速：v =235= 3.65m/ s 4m/ sc (A + A )0.95x67.75123)束窄河床段上游水位壅高：Z = _4- 申22 gW；9.81 馬=0.81m3.652H 下 = Hz + d +5=Hz + z + 54）上、下游一期横向围堰堰顶高程：=83.5+2.48+0.70 =86.68m=85.98+0.81+0.75=87.54m3. 纵向围堰长度的拟定及围堰轴线布置根据施工要求及场地条件，拟定纵向围堰长度为150m。纵向围堰轴线位置在河床中部偏 右岸约 29m 处，如图 2。4. 围堰断面设计1）纵向围堰断面构造及尺寸块石护面粘土斜墙反滤层堆石体c17血图3 单位：mm围堰主体采用块石、砂砾土料堆石体，防渗层为粘土斜墙，在粘土斜墙迎水位采用浆砌石护面。(2)上、下游横向围
