圍堰施工和設(shè)計(jì)方案概要(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄專心-專注-專業(yè)1概述巫山縣千丈巖梯級(jí)水電站工程是一座以發(fā)電為主，同時(shí)兼顧農(nóng)田灌溉、人畜飲水和城市防洪等功能的具有綜合效益的水利水電工程。工程位于湖北省建始縣、重慶市奉節(jié)縣和巫山縣交界附近，其壩址位于巫山縣廟宇鎮(zhèn)紅椿鄉(xiāng)放馬村陰灣河上游，壩址距巫山縣城約76km，距廟宇鎮(zhèn)約23km，距湖北建始縣城46km。本工程總裝機(jī)3.67萬KW，年發(fā)電量12170萬KW.h。水庫正常庫容369萬m3，總庫容405萬 m3，巫山縣千丈巖梯級(jí)電站工程屬等?。?）型工程。千丈巖梯級(jí)水電站主體工程標(biāo)段包括：大壩樞紐工程（包括常態(tài)混凝土雙曲拱壩及混凝土重力敦等）、壩后一級(jí)電站地面廠房樞

2、紐、右壩肩引水隧洞等。其中攔河壩由擋、泄水建筑物和取水建筑物組成，擋、泄水建筑物包括擋水砼雙曲拱壩、溢流閘孔，建基面高程1668.0m，壩頂高程1733.5m,最大壩高65.5m，壩頂長度147m。施工導(dǎo)流方式采用一次斷流、隧洞導(dǎo)流的方式。導(dǎo)流隧洞布置在右岸，長145.28m，導(dǎo)流隧洞斷面為城門洞型，凈空斷面尺寸設(shè)計(jì)為1.8×2.32m，導(dǎo)流洞進(jìn)口頂拱高程EL1678.58，出口頂拱高程EL1675.32m。導(dǎo)流隧洞采用5年一遇枯水時(shí)段（11月、12月3月、4月）的最大分期洪水流量為導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量為18.6m3/s（見招標(biāo)文件）。上游圍堰設(shè)計(jì)為重力式圍堰結(jié)構(gòu)形式，堰體采用混凝

3、土、漿砌石結(jié)構(gòu)，50cm厚面板C20混凝土防滲；下游圍堰設(shè)計(jì)為土石圍堰結(jié)構(gòu)形式，采用填筑粘土斜墻防滲。2 氣象水文資料千丈巖流域處在奉節(jié)縣、巫山縣以及湖北的建始縣境內(nèi)，地處高山。根據(jù)巫山縣氣象站統(tǒng)計(jì)（1971年2000年），多年平均降水量1053.5mm，年日照1542小時(shí)，多年平均氣溫18.2，歷年最高氣溫42.8，最低氣溫-6.9。實(shí)測最大風(fēng)速22m/s，以東北風(fēng)為主。千丈巖河屬山溪性河流，其洪水由暴雨形成，洪水發(fā)生時(shí)間與暴雨一致。每年4月下旬開始進(jìn)入汛期，洪水多集中在六、七、八這三月，每年10月以后，副高南移，降雨強(qiáng)度減弱，難以形成大洪水。因流域地處山區(qū)，且河谷深切，岸坡陡峭，河道較短，

4、河床比降大，洪水匯流時(shí)間短，河槽調(diào)蓄能力小，水流湍急，暴雨洪水迅疾，河水陡漲陡落明顯，一次洪水多呈尖瘦形單峰過程，洪水歷時(shí)多在20小時(shí)左右，具有山區(qū)洪水的特性。具體參見設(shè)計(jì)提供二一一年千丈巖梯級(jí)電站工程度汛方案。表1 壩址水位流量關(guān)系H（m）1672167316741676167816801682Q（m³/s）04.1319.4104289555893表2 千丈巖電站壩址分期洪水成果表 單位：m3/s時(shí)段 P（%）3.35.01020123月4.694.022.961.984月50.242.429.918.6510月18416813911111月22.318.712.97.75表3

5、5、6月份洪水成果表 單位：m3/s 位置P（%）壩址五級(jí)隧洞進(jìn)口五級(jí)廠房5月6月5月6月5月6月2022.426.841.149.1457.869.01032.1135.758.965.582.892.1圖1 千丈巖壩址水位庫容曲線圖2 千丈巖導(dǎo)流隧洞泄流曲線3 施工導(dǎo)流方式千丈巖梯級(jí)水電站主體大壩工程原施工導(dǎo)流方式采用一次斷流、隧洞導(dǎo)流的方式。導(dǎo)流隧洞布置在右岸，長145.28m，導(dǎo)流隧洞斷面為城門洞型，凈空斷面尺寸設(shè)計(jì)為1.8×2.32m，導(dǎo)流隧洞采用5年一遇枯水時(shí)段（11月、12月3月、4月）的最大分期洪水流量為導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)流量為18.6m3/s。計(jì)劃安排枯水期2011

6、年10月下旬進(jìn)行截流和上下游圍堰的施工，其中上游圍堰堰頂達(dá)到EL1679.18m即可滿足枯水期設(shè)計(jì)流量為18.6m3/s的過流要求。鑒于導(dǎo)流洞為枯水期導(dǎo)流使用，最大下泄流量為18.6m3/s?？蓾M足枯水期度汛要求，而汛期導(dǎo)流則要求壩體在2012年汛前壩體整體澆筑至EL1703m度汛高程。實(shí)現(xiàn)壩體擋水安全度汛。且由于大壩的優(yōu)化設(shè)計(jì)致使壩址向上游偏移了約10m，導(dǎo)流洞進(jìn)口與壩址上游面距離（圍堰有效布置寬度）不到20m。在考慮布置空間和堰體種類結(jié)構(gòu)，上游圍堰無法難以土石圍堰結(jié)構(gòu)形式，而采用混凝土重力式圍堰的結(jié)構(gòu)形式，以盡量節(jié)省空間。2011年10月11日業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及施工四方周生產(chǎn)例會(huì)上，應(yīng)業(yè)主

7、及監(jiān)理方要求，將上游圍堰堰頂高程降至EL1678.83m，因此導(dǎo)流洞過流量尚達(dá)不到枯水期5年一遇洪水頻率標(biāo)準(zhǔn)。4 上游圍堰設(shè)計(jì)4.1 圍堰布置上游圍堰平行于壩軸線（垂直于水流方向）20m布置，圍堰坡腳距基坑上游開口線13.8m，圍堰上游堰腳落于原取水壩（取水用小型攔河壩）進(jìn)水口處。圍堰在導(dǎo)流洞進(jìn)口左岸坡處形成一個(gè)轉(zhuǎn)角布置于其上。圍堰軸線長度30m。4.2堰斷面設(shè)計(jì)4.2.1堰頂高程確定（1）導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)洪水位：根據(jù)圖2，千丈巖導(dǎo)流洞泄流曲線，查得當(dāng)導(dǎo)流洞達(dá)到設(shè)計(jì)18.6 m3/s的過流量時(shí)，導(dǎo)流洞進(jìn)口水位為EL1679.18m。（2）堰頂超高的計(jì)算：由中國水利水電出版社水工建筑物第三版第207頁

8、,關(guān)于堰頂超高的計(jì)算公式表明;堰頂超高由波浪爬高、水位壅高e及安全加高A三部分組成。圍堰安全加高的計(jì)算可根據(jù)中華人民共和國水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)導(dǎo)則(DL/T5087-1999)關(guān)于臨時(shí)建筑物工程級(jí)別確定安全加高的列表,大致確定出上游圍堰的安全加高值按五級(jí)臨時(shí)性建筑物來選定。設(shè)計(jì)波高 計(jì)算風(fēng)速（m/s）。是指水面上10m處10min的風(fēng)速平均值。采用氣象資料最大風(fēng)速計(jì)算，取=22m/sD風(fēng)作用于水域的長度，稱為吹程或風(fēng)區(qū)長度,為自堰前到對岸距離。近似取吹程 D=5B(5倍圍堰長度，B=37.8m)。取吹程D=0.19km。 =0.455m 波浪爬高 由于圍堰上游為垂直邊坡，所以其設(shè)計(jì)波

9、高即為其波浪爬高。水位壅高 =綜合摩阻系數(shù)，一般取值范圍(1.55.0),計(jì)算時(shí)可取3.6； 設(shè)計(jì)風(fēng)速,按22m/s計(jì)算；吹程。按0.19km計(jì)算；堰前水域平均水深,上游圍堰平均水深一般為57m。計(jì)算時(shí)取定=6m；風(fēng)向與軸線法線方向夾角，圍堰軸線方向?yàn)槲鞅背驏|南，查氣象資料，該地區(qū)風(fēng)向一般為東北方向，兩方向垂直，所以風(fēng)向與法向方向近乎為0°，計(jì)算時(shí)可取=0 =3.6=0.015m圍堰安全加高 關(guān)于臨時(shí)建筑物工程級(jí)別確定安全加高的列表,大致確定出上游圍堰的安全加高值按4級(jí)臨時(shí)性建筑物來選定。確定A=0.5m。取值見下表4-1；堰頂超高 =表4-1水工建筑物安全加高列表壩的級(jí)別、正常運(yùn)

10、行1.51.00.70.5非常運(yùn)行0.70.50.40.3確定安全加高A=0.5m。 將波浪爬高、水位壅高、安全加高的數(shù)值代入堰頂高程的計(jì)算公式,得出堰頂超高值=，因此確定上游圍堰堰定高程EL1680.15m，為便于施工，確定上游圍堰堰頂高程EL1680.2m，應(yīng)業(yè)主及監(jiān)理要求，上游圍堰堰頂高程與導(dǎo)流洞進(jìn)口洞頂高程平齊，即EL1678.58m。4.2.2圍堰剖面設(shè)計(jì)上游圍堰按重力式圍堰設(shè)計(jì)，堰高5.58m，堰頂高程EL1678.58m，堰基高程EL1673m，堰頂寬度2m，下游坡比1:0.7，堰基寬度5.91m，上游圍堰堰軸線長度30m，圍堰下游基腳距壩址基坑上游開口線約13.1m。4.3圍堰

11、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 上游圍堰采用重力式圍堰設(shè)計(jì)，漿砌石和混凝土混合結(jié)構(gòu)。圍堰基礎(chǔ)（1.5m高范圍）采用C15三級(jí)配混凝土澆筑，其標(biāo)號(hào)與左岸重力墩相同；圍堰堰身采用M7.5漿砌石砌筑；堰身迎水面澆筑0.5m厚的C20二級(jí)配混凝土面板防滲。為降低壩體揚(yáng)壓力，保證堰體穩(wěn)定。圍堰可在堰中設(shè)置一條橫縫，不設(shè)縱縫。為減小堰體揚(yáng)壓力和防滲考慮。在堰基前側(cè)開挖出（0.8m×0.8m，寬×高）的截水槽，截水槽內(nèi)回填C15三級(jí)配混凝土。 圖4-1 上游圍堰結(jié)構(gòu)圖4.4 堰體荷載計(jì)算上游重力式圍堰設(shè)計(jì)，主要考慮其以下荷載：堰體自重、靜水壓力、揚(yáng)壓力、這三種主要荷載。波浪壓力較小，可暫不考慮。堰體自重：從上

12、圖可以看出堰體自重可分為三個(gè)部分的面積。 其自重： 靜水壓力：揚(yáng)壓力：不設(shè)置帷幕灌漿孔也不設(shè)置排水孔，因此不考慮揚(yáng)壓力折減系數(shù)，計(jì)算可取，從上圖中可以看出，揚(yáng)壓力可做如下計(jì)算： 所以揚(yáng)壓力4.5 堰體穩(wěn)定校核計(jì)算圍堰堰基礎(chǔ)所在高程為EL1673m，根據(jù)地質(zhì)資料，該地層為T1d2-3 含頁巖條帶、泥質(zhì)灰?guī)r、T1d2-4的生物碎屑灰?guī)r、頁巖，巖石較堅(jiān)硬。其強(qiáng)度指標(biāo)：灰?guī)r承載力特征值3.54.0MPa，條帶狀灰?guī)r或泥灰?guī)r3.03.5MPa，將堰基下挖至EL1673m高程，基本削除強(qiáng)風(fēng)化巖層面，將堰基坐落于弱風(fēng)化巖層上部。表4-2 物理力學(xué)參數(shù)建議值表項(xiàng)目（巖性）抗剪斷強(qiáng)度摩擦系數(shù)承載力彈性模量變形模

13、量泊松比密度比重fcfMapGPaGPam3/sT1d2-3 (泥灰?guī)r)0.800.850.70.650.703.03.55.56.055.50.152.662.67T1d2-4（灰?guī)r）0.850.900.850.70.753.54.078670.122.662.68根據(jù)地質(zhì)資料其巖性從而選取相應(yīng)的參數(shù)接觸面摩擦系數(shù)=0.65、抗剪斷摩擦系數(shù)=0.8及抗剪斷凝聚力=0.7MPa。抗剪強(qiáng)度公式，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 符合穩(wěn)定要求?？辜魯喙剑淇够€(wěn)定安全系數(shù) 符合穩(wěn)定安全要求。圖4-2 上游圍堰結(jié)構(gòu)圖5 下游圍堰設(shè)計(jì)5.1 圍堰布置下游圍堰垂直于河流方向布置，圍堰下游迎水面貼近導(dǎo)流洞出口布置，圍

14、堰軸線長度25m。5.2 圍堰斷面設(shè)計(jì)5.2.1堰頂高程確定（1）導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)洪水位：導(dǎo)流洞出口水位高程為EL1674.59m，由于導(dǎo)流洞在遇超標(biāo)洪水時(shí)為滿泄，導(dǎo)流洞出口洞前水位即為下游設(shè)計(jì)洪水位。（2）堰頂超高的計(jì)算：關(guān)于堰頂超高的計(jì)算公式同樣為堰頂超高由波浪爬高、水位壅高e及安全加高A三部分組成。設(shè)計(jì)波高 計(jì)算風(fēng)速（m/s）。采用氣象資料最大風(fēng)速計(jì)算，取=22m/sD風(fēng)作用于水域的長度，吹程 D=5B(5倍圍堰長度，B=25m)。取吹程D=0.1km。 =0.367m 波浪爬高 由于圍堰下游迎水坡坡比為1:0.35，坡比較小，所以其設(shè)計(jì)波高即為其波浪爬高。水位壅高 =吹程。按0.1

15、km計(jì)算；堰前水域平均水深,上游圍堰平均水深一般為45m。計(jì)算時(shí)取定=4.5m；風(fēng)向與軸線法線方向夾角，圍堰軸線方向?yàn)槲鞅背驏|南，該地區(qū)風(fēng)向一般為東北方向，計(jì)算時(shí)取=45° =3.6=0.0014m圍堰安全加高 關(guān)于臨時(shí)建筑物工程級(jí)別確定安全加高的列表,大致確定出上游圍堰的安全加高值按4級(jí)臨時(shí)性建筑物來選定。確定A=0.5m。取值見下表4-1；堰頂超高 = 因此確定上游圍堰堰定高程EL1675.46m，為便于施工，確定上游圍堰堰頂高程EL1675.5m5.2.2圍堰剖面設(shè)計(jì)下游圍堰按重力式混凝土過水圍堰設(shè)計(jì)，堰頂高程EL1675.5m，堰基高程EL1673m，堰頂寬度3m，上下游坡

16、比均為1:1.5，堰基寬度10.5m，下游圍堰堰軸線長度29.6m。5.3 圍堰防滲設(shè)計(jì)下游圍堰閉氣防滲采用粘土斜墻壓蓋土工膜（彩條布）的方式防滲，首先在土石碴填筑的戧堤迎水面鋪設(shè)土工膜，鋪設(shè)完成后土工膜用大塊石壓蓋固定，之后在迎水面鋪填粘土壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)閉氣。為達(dá)到圍堰的防沖要求，在粘土斜墻的基礎(chǔ)上再鋪填一定厚度的大塊石實(shí)現(xiàn)圍堰的護(hù)腳和護(hù)坡。圖5-1 下游圍堰典型斷面圖6 圍堰施工措施6.1 上游圍堰施工措施上游圍堰采用重力式圍堰，漿砌石和混凝土結(jié)構(gòu)形式，其底板基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)為C15三級(jí)配，高1.5m。上游圍堰堰體采用M7.5漿砌石砌筑。堰體迎水面澆筑50cm厚C20面板混凝土防滲。圍堰施工前首

17、先對圍堰堰基進(jìn)行一定的開挖，由于重力式圍堰主要利用自身自重進(jìn)行擋水，因此需要將河床和兩岸坡堰基進(jìn)行下挖，原則上將上下游圍堰堰基下挖應(yīng)基本剝離表層強(qiáng)風(fēng)化巖層，將堰基坐落于弱風(fēng)化巖層上部。根據(jù)該部位巖石地質(zhì)條件，確定堰基高程EL1673m。河道截流后，首先利用在土石碴填筑的戧堤迎水面鋪填粘土實(shí)現(xiàn)初步閉氣（即土石子圍堰），將河水引至導(dǎo)流洞泄流。子圍堰閉氣后將基坑內(nèi)的水通過小型潛水泵排出基坑外，隨即開始上游圍堰堰基的開挖。堰基開挖采用挖機(jī)和人工進(jìn)行開挖，采用風(fēng)鎬撬除強(qiáng)風(fēng)化松散的巖石，局部風(fēng)鎬和挖機(jī)無法挖除的部位，可進(jìn)行淺孔爆破進(jìn)行開挖。隨著堰基的下挖，在堰基上游部位可開挖一個(gè)排水坑，其高程低于堰基底部

18、?？觾?nèi)常備數(shù)臺(tái)潛水泵進(jìn)行排水，保證基礎(chǔ)混凝土的澆筑施工堰基開挖完成后則開始對圍堰底板基礎(chǔ)C15混凝土進(jìn)行澆筑。由于基礎(chǔ)混凝土澆筑方量較小，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際地形情況，混凝土的澆筑入倉采用挖掘機(jī)入倉或搭設(shè)溜槽聯(lián)合入倉的方式。圍堰長度為30m，因此底板混凝土分兩倉進(jìn)行澆筑。堰基礎(chǔ)混凝土澆筑完成后，則進(jìn)行堰體M7.5漿砌石的砌筑。原則上利用壩肩開挖料，但從右壩肩目前巖層情況多為薄層狀灰?guī)r，層厚均不超過10cm，該種巖石原則上不能用于堰體漿砌石的砌筑。因此，在巖石不符合要求的前提下必須從料場選取較好塊石運(yùn)至圍堰處施工。漿砌石砌筑施工嚴(yán)格按照漿砌石作業(yè)施工技術(shù)交底的要求進(jìn)行施工，堰體漿砌石砌筑完成后，再其上游澆筑50cm厚C20面板混凝土。面板混凝土采用挖機(jī)入倉，人工振搗。面板混凝土高4.08m，分兩層澆筑，每層高度2m。面板混凝土采用3015小型組合鋼模架設(shè)，模板固定采用外撐鋼管的形式。6.2 下游圍堰施工措施下游圍堰采用土石圍堰結(jié)構(gòu)形式，防滲閉氣采用粘土斜墻填筑和土工膜防滲。利用填筑的下游戧堤向迎水面鋪設(shè)土工膜，并在其基礎(chǔ)上填筑粘土壓實(shí)