混凝土重力壩施工導(dǎo)流設(shè)計方案

某混凝土重力壩施工導(dǎo)流設(shè)計某混凝土重力壩施工導(dǎo)流設(shè)計一、工程概況本水庫是該流域水利水電培植規(guī)劃中的主體工程之一。壩址位于某鄉(xiāng)上游3km處，節(jié)制流域面積317km2，壩址處多年平均流量11.1m3/s，年徑流總量3.5×108m工程總庫容為1.6×108m3，正常高水位130.0m，死水位112.0m，設(shè)計洪水位130.74m，校核洪水位132.4m，水庫有用庫容達1.0該工程攔河壩的壩型為砼重力壩，電站安插在河床右側(cè)的非溢流壩段的后面，為壩后式安插，壩頂全長315m，壩頂高程135m，其中左非溢流壩壩段長度為100m，溢流壩段長度為48m，右非溢流壩段長度167m，溢流壩段安插在河床中部偏左岸，設(shè)有3孔6m×12m的弧形工作閘門，堰頂高程124m，壩底最年夜寬度為54m，消能體例為挑流消能，在壩后式廠房處，非溢流壩段的最年夜底度為46.6m，廠房最年夜寬度為13.7m，廠壩聯(lián)絡(luò)段為4m。電站裝機容量為2×3200KW。引水壓力鋼管設(shè)在非溢流壩段內(nèi)，進水口底板高程為95.0m，管徑1.75m，采用單機供水的安插體例。水輪機安裝高程85.0m，設(shè)計工作水頭36.0m，最年夜工作水頭45.0m，最小工作水頭27.0m。工程樞紐處地形及工程安插見圖1。二、根基資料1.工程水文資料該水庫庫容在1×108m3表1壩址設(shè)計洪水過程線單元：m3/s頻率時刻1%2%5%10%20%頻率時刻1%2%5%10%20%0101010556013810710681596178152184146112668772615741126606004383682767250444230281811601340996723504783527261817249237806344743668425191512113048241534030924090201410553667558852942334396101042342406308253208102748209276218175133洪量（億m3）1.261.090.870.690.535421118016311888表2施工設(shè)計洪水功效單元：m3/s頻率（%）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水文站實測歷年月平均流量單元：m3/s月年123456789101112合計年平均19625.788.4220.211.43.3815.18.818.5716.47.513.092.97142.2511.819634.735.8718.811.61.8724.611.26.7612.312.519.48.02154.4812.9196417.512.210.815.945.874.251.320.96.134.153.203.97266.0522.219653.054.198.4016.821.659.311.111.25.793.303.072.72150.4912.519662.923.7610.513.635.517.58.425.993.353.052.522.30107.418.9519674.305.627.2819.230.810.38.1214.83.925.153.713.46114.669.5519683.124.208.6823.347.921.411.55.054.274.773.152.71140.0511.719693.0716.36.917.5512.027.78.425.212.582.304.683.40100.28.3419705.053.118.4012.122.028.07.226.805.643.554.163.38109.389.1119713.369.0515.915.212.827.08.3210.816.04.986.264.30131.9711.019723.852.955.2514.630.444.815.95.204.526.695.903.58143.3712.019732.752.622.684.2121.312.811.07.083.623.275.363.3380.026.6719746.396.777.6114.210.922.88.609.273.013.822.892.6296.888.0719752.243.264.3515.68.7913.38.116.916.425.785.846.3986.897.2419765.137.948.0526.613.525.132.77.453.134.363.453.07140.4811.719772.524.7510.313.850.036.216.813.05.104.065.193.37165.0913.819782.813.029.0612.314.87.887.445.354.043.972.984.5078.156.5119796.906.7010.817.826.529.631.922.19.257.635.593.86178.6314.919803.244.2013.518.529.726.436.611.119.68.857.717.99187.3915.719814.616.567.509.7121.938.28.597.624.603.342.352.33115.799.6519821.988.624.645.5615.217.77.5918.110.97.0613.66.98117.939.83合計95.0130.11200.06299.53523.89579.88309.54209.29150.57110.09114.0785.252807.28234.12平均4.526.209.5214.324.9427.6114.749.597.175.245.444.06133.6811.14表4壩址水位—流量關(guān)系曲線水位（m）84.384.685.086.087.088.089.090.091.092.093.0流量（m3/s）055022050085512801730237029903630表5水庫容積曲線高程（m）9095100105110115120125130135面積（km2）0.1460.9551.7682.6323.4404.3505.2816.2877.2068.088容積（萬m3）027595620603574552279351083014200180202.壩址地形地質(zhì)前提（1）左岸：地形自然坡度為1：1.5~2.0，籠蓋層2~3m，全風(fēng)化帶厚3~5m，強風(fēng)化加弱風(fēng)化帶厚5m，輕風(fēng)化厚4m。（2）河床：巖面較平整。沖積沙礫層厚約0~1.5m，弱風(fēng)化層厚1m擺布，輕風(fēng)化層厚3~6m。河床縱剖面地形中，迎水面壩踵處巖面高程約在86m擺布，背水面壩趾處巖面高程約在83.5m擺布。距壩趾下流15m處有一深潭。高程約81m，整個河床皆為微、弱風(fēng)化的花崗巖組成，致密堅硬，強度高，抗沖能力強。（3）左岸：地形自然坡度為1：2擺布，籠蓋層4~6m，全風(fēng)化帶厚6~8m，強風(fēng)化帶厚2~4m，弱風(fēng)化帶厚2~4m，輕風(fēng)化厚1~12m。（4）壩基開挖：強風(fēng)化層要全數(shù)挖除。壩基的開挖規(guī)模應(yīng)與建筑物的底部輪廓尺寸相順應(yīng)，開挖的深度按壩底應(yīng)力和壩基強度而定。（5）壩后式廠房基本：廠房設(shè)于壩后靠右岸的河床處，設(shè)計最低開挖高程為79~83m之間，全數(shù)處于輕風(fēng)化新奇基巖內(nèi)。3.首要施工前提（1）對社交通：今朝已有兩條三級公路分袂從兩岸經(jīng)由壩首和壩區(qū)。（2）施工電源：今朝已有35KV輸電線路有縣城架至G鎮(zhèn)，距壩址僅3km，施工用電可操作本縣電網(wǎng)中的水電，電源充沛，質(zhì)量靠得住。（3）首要建筑材料：本樞紐主壩為砼重力壩，壩體砼所需的卵石，在壩址上下流1~2km均可開采，河砂在距壩址10km處的下流采集。庫內(nèi)盛產(chǎn)竹木，自給有余。僅水泥、鋼筋、機電設(shè)備等需要外購。5.施工年限本工程主體部門的年夜壩和電站廠房，施工工期為兩年擺布，籌備工程在第一施工年度的4~7月份完成，水庫在第三施工年度的汛后起頭蓄水，并在10月1日并網(wǎng)發(fā)電。三、施工導(dǎo)流設(shè)計過程（一）施工導(dǎo)流設(shè)計尺度選擇1.施工導(dǎo)流建筑物級此外選定本工程按照《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SDJ338—89），以及本工程的級別和圍堰工程規(guī)模，選定施工導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級。2.施工導(dǎo)流設(shè)計洪水尺度的選擇按照《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SDJ338—89），以及導(dǎo)流建筑物的級別，選定導(dǎo)流建筑物的洪水尺度為：20年一遇（P=5%）。（二）施工導(dǎo)流時段選擇按照本工程的特征前提采用分段圍堰法導(dǎo)流，中后期用姑且底孔泄流來建筑混凝土壩。劃分為三個時段：第一時段，河水由束窄河床經(jīng)由過程，進行第一期基坑內(nèi)施工；第二時段，河水由導(dǎo)流底孔下泄，進行第二期基坑內(nèi)施工；第三時段，壩體周全升高，可先由導(dǎo)流底孔下泄河水，底孔封堵往后，則河水由永遠泄水建筑物下泄，也可部門或完全攔蓄在水庫中，直到工程完建。（三）施工導(dǎo)流設(shè)計流量及壩址處河床水位的選擇按照導(dǎo)流設(shè)計洪水尺度和圍堰施工分期，選定施工導(dǎo)流設(shè)計流量為Q=235m3/s。按照壩址水位—流量關(guān)系曲線，采用內(nèi)插法獲得Q=235m3/s時的水位為（四）施工導(dǎo)流方案的選擇按照樞紐的自然前說起壩體的結(jié)構(gòu)特點及工程的導(dǎo)流施工尺度，選擇采用分段圍堰法施工，分為兩段兩期。第一期先圍左岸，搜羅左岸非溢流壩段和溢流壩段，進行一期基坑內(nèi)施工；第二期圍河床右岸部門，搜羅右非溢流壩段（含廠房壩段），進行二期基坑內(nèi)施工。本工程地址地，河流流量小，河床灘地寬，兩岸坡度緩，采用兩段兩期的施工導(dǎo)流體例完全可以知足要求。（五）第一期導(dǎo)流設(shè)計1.河床水面寬度及束窄度河床水面寬度由圖2所示確定為64m，束窄度取K=60%。圖2單元（m）2.水利計較束窄度取K=60%，抗沖流速。（1）一期束窄段河床過流能力設(shè)計則過水斷面面積：（2）過水斷面為梯形：假設(shè)邊坡為1:1，，，出口處渠底高程83.5m。假定水深為2.5m則：假定水深為2.48m時，。束窄段河床平均流速：（3）束窄河床段上游水位壅高：（4）上、下流一期橫向圍堰堰頂高程：3.縱向圍堰長度的擬定及圍堰軸線安插按照施工要求及場地前提，擬定縱向圍堰長度為150m。縱向圍堰軸線位置在河床中部偏右岸約29m處，如圖2。4.圍堰斷面設(shè)計（1）縱向圍堰斷面機關(guān)及尺寸圖3單元：mm圍堰主體采用塊石、砂礫土料堆石體，防滲層為粘土斜墻，在粘土斜墻迎水位采用漿砌石護面。（2）上、下流橫向圍堰斷面尺寸①上游橫向圍堰斷面機關(guān)及尺寸圖4單元：mm堆石體采用塊石、砂礫土石料堆砌，防滲層為粘土斜墻，防沖采用漿砌石護面。②下流橫向圍堰斷面機關(guān)及尺寸圖5單元：mm5.圍堰工程量的估算上游橫向圍堰長度：36m下流橫向圍堰長度：68m縱向圍堰方量：長150m（六）第二期導(dǎo)流水力計較本工程二期采用底孔導(dǎo)流，為了確保泄流能力，擬定采用2個底孔。1.底孔的安插及斷面尺寸的選擇按照水利水電工程設(shè)計規(guī)范選定：底孔安插在主河床的溢流壩段中，底孔底板距基巖面的距離為2m。底孔進口高程選定84.0m，出口高程83.9m，底孔全長57m。由水利學(xué)事理，剖斷底孔出流為有壓自由出流。其泄流能力計較公式為：，式中，（D為引化直徑）。底孔進水口水頭損失蹤系數(shù)為，閘門槽水頭損失蹤，沿程水頭損失蹤。時，出口處下流水位高程為86.39m，糙率取。(m)(m)斷面尺寸(m×m)(m2)(m)(m)(m)(m)(m)(m3/S)(m3/S)906.14×4.516.2815.281.0654.55472.180.1820.8483.8712.22991.297185.594×414.2814.281.04.26571.430.2070.8403.6252.47583.586167.183×4.512.5313.710.9143.99570.370.2180.8353.3962.70476.206152.413×3.59.5311.710.8143.48469.020.2600.8702.9613.13961.327122.65939.14×4.516.2815.281.0654.55472.180.1820.8483.8715.229139.833279.674×414.2814.281.04.26571.430.2070.8403.6255.475124.322248.643×4.512.5313.710.9143.99570.370.2180.8353.3965.704110.682221.363×3.59.5311.710.8143.48469.020.2600.8702.9616.13985.764171.539612.14×4.516.2815.281.0654.55472.180.1820.8483.8718.229175.418350.8364×414.2814.281.04.26571.430.2070.8403.6258.475154.677309.353×4.512.5313.710.9143.99570.370.2180.8353.3968.704136.725273.453×3.59.5311.710.8143.48469.020.2600.8702.9619.139104.642209.289915.14×4.516.2815.281.0654.55472.180.1820.8483.87111.229204.913409.834×414.2814.281.04.26571.430.2070.8403.62511.475179.984359.973×4.512.5313.710.9143.99570.370.2180.8353.39611.704158.546317.093×3.59.5311.710.8143.48469.020.2600.8702.96112.139120.600241.20則底孔泄流量曲線如圖6（兩個底孔）。圖6底孔泄流能力曲線圖考慮到施工強度及防洪要求，選定采用兩個3×4.5的導(dǎo)流底孔。這樣既可以知足施工時代導(dǎo)流的要求，又恰當減小混凝土的澆筑強度。2.二期導(dǎo)流水力計較（1）上游水位壅高值（2）上下流堰頂高程3.二期縱向圍堰的上、下縱段長度及圍堰的軸線平面安插按照施工安插要求，定出縱向圍堰上縱段長54m?？v向圍堰下縱段首要靠一期工程時在溢流壩段右邊導(dǎo)墻來承擔，右導(dǎo)墻長38m，再在右導(dǎo)墻上接24m的土石圍堰?？v向圍堰上縱段軸線安插在一期縱向圍堰軸線左邊14m處，縱向圍堰下縱段軸線安插與右導(dǎo)墻軸線重合。4.圍堰斷面的結(jié)構(gòu)及尺寸（1）縱向圍堰上縱段剖面圖7單元（mm）結(jié)構(gòu)材料與一期一致。（2）縱向圍堰下縱段剖面圖8單元（mm）結(jié)構(gòu)材料與一期一致。（3）上游橫向圍堰剖面圖9單元（mm）二期上游橫向圍堰采用鋼筋石籠護面，粘土斜墻鋪蓋防滲，圍堰長62m。（4）下流橫向圍堰剖面圖10單元（mm）二期下流橫向圍堰結(jié)構(gòu)材料與一期下流圍堰不異，圍堰長28m。5.圍堰工程量計較縱向圍堰上縱段：縱向圍堰上縱段：上游橫向圍堰：下流橫向圍堰：二期圍堰總方量：四、截流設(shè)計1.截流時刻的選擇按照表3的水文資料及工程施工前提的要求，選定截流時刻在第二施工年度的9月初。此時河流水量逐漸變小，進入枯水期。2.截流流量簡直定按照表3的水文資料，拔取9月份的流量作多年經(jīng)驗頻率曲線。表7截流經(jīng)驗頻率計較表年份流量(m3/S)序號由年夜到小枚舉(m3/S)模比系數(shù)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）196216.4119.62.7341.7343.0067564.5196312.3216.42.2871.2871.6563699.119646.13316.02.2321.2321.51782413.619655.79412.31.7150.7150.51122518.219663.35510.91.5200.5200.270422.719673.9269.251.2900.2900.084127.319684.2776.420.895-0.1050.01102531.819692.5886.130.855-0.1450.02102536.419705.6495.790.808-0.1920.03686440.9197116.0105.640.787-.02130.04536945.519724.52115.100.711-0.2890.0835215019733.62124.600.642-0.3580.12816454.519743.01134.520.630-0.3700.136959.119756.42144.270.596-0.4090.16321663.619763.13154.040.563-0.4370.19096968.219775.10163.920.547-0.4530.20520972.719784.04173.620.505-0.4950.24502577.319799.25183.350.467-0.5330.28408981.8198019.6193.130.437-0.5630.31696986.419814.60203.010.420-0.5800.336490.9198210.9212.580.360-0.6400.409695.5總計150.57150.5721.473+5.728-5.7719.661019按照表7數(shù)據(jù)繪制經(jīng)驗頻率曲線。圖11截流流量經(jīng)驗頻率曲線圖從頻率曲線上看出，曲線與年夜部門經(jīng)驗點配合較好，所以不用再進矩法配線計較。從曲線上查得P=10%時，m3/S，即為截流設(shè)計流量。3.截流過程設(shè)計本工程一期施工截流可不做考慮，從一期圍堰的平面安插圖上可知，上游橫向圍堰工程量較小，且緊靠左岸的灘地，枯水期灘地處根基無水，縱向圍堰在灘地上順水流標的目的填筑，而下流橫向圍堰可在靜水中填筑。二期施工截流時，戧堤軸線選在一期上游橫向圍堰與縱向圍堰訂交的背水面坡腳處，龍口段設(shè)在主河槽偏右側(cè)。該處河床基巖出露，抗沖能力強，截留施工采用立堵法進行。河床右岸有一條三級公路，所以截流時從河床右岸向龍口進占，慢慢束窄龍口，直至龍口合龍、閉氣。然后再進行加固，填筑二期上游橫向圍堰，最后填筑二期下流橫向圍堰。五、施工渡汛為了確保工程能夠如期完成，并保證工程在施工時代能平安渡汛，須進行施工調(diào)洪計較。求出一、二期壩體施工時渡汛高程，以便在施工中對壩體工程和施工進度及施工強度實施嚴酷節(jié)制。1.壩體施工期姑且渡汛洪水尺度按照《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SDJ338—89）劃定，選擇渡汛洪水尺度為20年一遇，即P=5%。2.施工調(diào)洪計較調(diào)洪計較體例采用單輔助線圖解法，設(shè)計洪水過程線的頻率P=5%,,起調(diào)水位為導(dǎo)流設(shè)計流量m3/S時的水位。從表1中選出P=5%，，作設(shè)計洪水過程線圖。圖12設(shè)計洪水位過程線（P=5%）（1）第一期施工渡汛，能知足全年施工洪水m3/S的經(jīng)由過程要求，第一期施工可不作調(diào)洪計較。（2）第二期工程施工渡汛，查下流水位流量關(guān)系曲線，當m3/S時，下流水位為89.93m。經(jīng)流態(tài)校核，此流量上，底孔泄流量按有壓覆沒出流計較。圖13下流水位與流量關(guān)系曲線圖六、導(dǎo)流底孔封堵1.底孔封堵施工方案本工程采用下閘封孔，澆筑混凝土封堵的體例進行底孔封堵。昔時夜壩整體高程施工達到124m以上并能由溢流壩段泄水時，且廠房進水口閘門已安裝完畢后，可進行下閘。經(jīng)由過程對制造成本、建造工藝、啟閉機械能力等方面的考慮后，抉擇采用鋼筋混凝土整體閘門作為封孔閘門。采用電動卷揚機沉放。姑且底孔是壩體的一部門，封堵時要全孔封堵，澆筑混凝土。為了確保封堵混凝土與洞壁之間有足夠的抗剪力，采用鍵槽連系。2.封堵時刻及蓄水打算（1）封堵時刻導(dǎo)流底孔的封堵時刻放置在枯水期。按照本工程的施工進度要求在第三施工年度汛期后起頭蓄水，并在10月1日并網(wǎng)發(fā)電。所以本工程的封堵時刻選在第三施工年度的8月份。（2）蓄水打算①