某混凝土重力壩施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

1、word 文檔某混凝土重力壩施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)一、工程概況二、基本資料1. 工程水文資料83以上，主壩工程為二級(jí)建筑物，壩址設(shè)計(jì)洪水過程線，是根據(jù)上該水庫庫容在 1×10 m游 3km處水文觀測站實(shí)測某年最大一次洪水典型加以修正，以洪峰、洪量控制進(jìn)行放大而得?，F(xiàn)將各設(shè)計(jì)頻率洪水過程線、施工設(shè)計(jì)洪水等水文資料列于表1表 5表 1壩址設(shè)計(jì)洪水過程線單位： m3/s頻率2%5%10%頻率1%2%5%10%20%時(shí)間1%20%時(shí)間06121824303642485421118016311888表 2施工設(shè)計(jì)洪水成果單位： m3/s頻率（%）分期全年施工7月次年4月9月次年3月10 月次年3 月10

2、 月次年4 月表 3水文站實(shí)測歷年月平均流量單位： m3/s月年119625.7819634.73196417.519653.0519662.9219674.3019683.1219693.0719705.0519713.36word 文檔word 文檔19723.8519732.7519746.3919752.2419765.1319772.5219782.8119796.9019803.2419814.6119821.98合計(jì)95.0平均4.52表 4壩址水位 流量關(guān)系曲線水位（ m）流量（ m3/s）表 5水庫容積曲線高程（ m）面積（ km2 ）容積（萬m3）2.壩址地形地質(zhì)條件（ 1

3、）左岸：地形自然坡度為 1：1.52.0，覆蓋層 23m，全風(fēng)化帶厚 35m，強(qiáng)風(fēng)化加弱風(fēng)化帶厚 5m，微風(fēng)化厚 4m（ 2）河床：巖面較平整。沖積沙礫層厚約 01.5m，弱風(fēng)化層厚 1m 左右，微風(fēng)化層厚36m。河床縱剖面地形中，迎水面壩踵處巖面高程約在 86m 左右，背水面壩趾處巖面高程約在 83.5m 左右。距壩趾下游 15m 處有一深潭。高程約 81m，整個(gè)河床皆為微、弱風(fēng)化的花崗巖組成，致密堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，抗沖能力強(qiáng)（ 3）左岸：地形自然坡度為 1：2 左右，覆蓋層 46m，全風(fēng)化帶厚 68m，強(qiáng)風(fēng)化帶厚24m，弱風(fēng)化帶厚 24m，微風(fēng)化厚 112m（ 4）壩基開挖：強(qiáng)風(fēng)化層要全部挖除

4、。壩基的開挖范圍應(yīng)與建筑物的底部輪廓尺寸相適應(yīng)，開挖的深度按壩底應(yīng)力和壩基強(qiáng)度而定（ 5）壩后式廠房基礎(chǔ)：廠房設(shè)于壩后靠右岸的河床處，設(shè)計(jì)最低開挖高程為 7983m 之間，全部處于微風(fēng)化新鮮基巖內(nèi)3.主要施工條件（ 1）對(duì)外交通：目前已有兩條三級(jí)公路分別從兩岸經(jīng)過壩首和壩區(qū)（ 2）施工電源：目前已有 35KV 輸電線路有縣城架至 G 鎮(zhèn)，距壩址僅 3km，施工用電可利用本縣電網(wǎng)中的水電，電源充足，質(zhì)量可靠（3）主要建筑材料：本樞紐主壩為砼重力壩，壩體砼所需的卵石，在壩址上下游 12km 均可開采，河砂在距壩址 10km 處的下游采集。庫內(nèi)盛產(chǎn)竹木，自給有余。僅水泥、鋼筋、機(jī)電設(shè)備等需要外購5.

5、施工年限word 文檔Q=235 m3/s。根據(jù)壩word 文檔本工程主體部分的大壩和電站廠房，施工工期為兩年左右，準(zhǔn)備工程在第一施工年度的 47 月份完成，水庫在第三施工年度的汛后開始蓄水，并在10 月 1 日并網(wǎng)發(fā)電三、施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)過程（一）施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)選擇1.施工導(dǎo)流建筑物級(jí)別的選定本工程根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范 （SDJ33889），以及本工程的級(jí)別和圍堰工程規(guī)模，選定施工導(dǎo)流建筑物為級(jí)2.施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的選擇根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范 （ SDJ33889），以及導(dǎo)流建筑物的級(jí)別，選定導(dǎo)流建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)為： 20 年一遇（ P=5%）（二）施工導(dǎo)流時(shí)段選擇根

6、據(jù)本工程的特征條件采用分段圍堰法導(dǎo)流，中后期用臨時(shí)底孔泄流來修建混凝土壩。劃分為三個(gè)時(shí)段：第一時(shí)段，河水由束窄河床通過，進(jìn)行第一期基坑內(nèi)施工；第二時(shí)段，河水由導(dǎo)流底孔下泄，進(jìn)行第二期基坑內(nèi)施工；第三時(shí)段，壩體全面升高，可先由導(dǎo)流底孔下泄河水，底孔封堵以后，則河水由永久泄水建筑物下泄，也可部分或完全攔蓄在水庫中，直到工程完建（三）施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量及壩址處河床水位的選擇根據(jù)導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)和圍堰施工分期，選定施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為址水位 流量關(guān)系曲線，采用內(nèi)插法得到 Q=235m3/s時(shí)的水位為，由于觀測點(diǎn)距壩86.09m址有 300m 遠(yuǎn)，考慮到坡降，選擇壩址處水位為86.39m（四）施工導(dǎo)流方案的

7、選擇根據(jù)樞紐的自然條件及壩體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工程的導(dǎo)流施工標(biāo)準(zhǔn)，選擇采用分段圍堰法施工，分為兩段兩期。第一期先圍左岸，包括左岸非溢流壩段和溢流壩段，進(jìn)行一期基坑內(nèi)施工；第二期圍河床右岸部分，包括右非溢流壩段（含廠房壩段） ，進(jìn)行二期基坑內(nèi)施工。本工程所在地，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)流方式完全可以滿足要求（五）第一期導(dǎo)流設(shè)計(jì)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%縱向圍堰軸線1:1. 5:2左岸1 右岸圖 2單位（ m）2.水利計(jì)算束窄度取 K=60%，抗沖流速 v4m / s（ 1）一期束窄段河床過流能力設(shè)計(jì)則過水?dāng)嗝婷娣e

8、：wQ23558.75m2v 4（ 2）過水?dāng)嗝鏋樘菪危杭僭O(shè)邊坡為 1:1， i 4 ooo ， n 0.03 ，出口處渠底高程 83.5mword 文檔word 文檔假定水深為 2.5m則： w(bmh)h(24.612.5) 2.567.75m2xb2h1m224.622.511231.67mRw67.752.14mx31.67c1 R1612.141637.84m1 2/ sn0.03QwcRi67.7537.842.144 ooo237.2m3 / s假定水深為 2.48m 時(shí)， Q235m3 / s束窄段河床平均流速：vcQ2353.65m / s4m / s( A1A2 )0.95

9、67.75（ 3）束窄河床段上游水位壅高：Zvcv03.652(147.96235 ) 20.81m2 2g2 g0.852 29.812 9.81（ 4）上、下游一期橫向圍堰堰頂高程：H 下H zd83.5 2.48 0.7086.68mH 上H zz85.98 0.81 0.7587.54m3.縱向圍堰長度的擬定及圍堰軸線布置根據(jù)施工要求及場地條件，擬定縱向圍堰長度為 150m?？v向圍堰軸線位置在河床中部偏右岸約 29m 處，如圖 24.圍堰斷面設(shè)計(jì)（ 1）縱向圍堰斷面構(gòu)造及尺寸塊石護(hù)面粘土斜墻堆石體反濾層圖 3 單位： 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

10、水位采用漿砌石護(hù)面（ 2）上、下游橫向圍堰斷面尺寸上游橫向圍堰斷面構(gòu)造及尺寸塊石護(hù)面粘土斜墻反濾層堆石體word 文檔word 文檔圖 4 單位： 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(hù)面下游橫向圍堰斷面構(gòu)造及尺寸塊石護(hù)面粘土斜墻堆石體反濾層圖 5 單位： mm5.圍堰工程量的估算上游橫向圍堰長度： 36mV上1(3 18.75) 3.5 36 1370.25m32下游橫向圍堰長度： 68mV下1(3 16.5) 3 68 1989 m32縱向圍堰方量：長150mV縱1(3 17)3.51505250m32V1370.25198952508609.25m3一期（

11、六）第二期導(dǎo)流水力計(jì)算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(gè)底孔1.底孔的布置及斷面尺寸的選擇根據(jù)水利水電工程設(shè)計(jì)規(guī)范選定：底孔布置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(jìn)口高程選定84.0m，出口高程 83.9m，底孔全長 57m由水利學(xué)原理，判定底孔出流為有壓自由出流。其泄流能力計(jì)算公式為：Qw2g (Th p ) ，式中 h p0.85D ，（ D 為引化直徑）。底孔進(jìn)水口水頭損失系數(shù)為進(jìn)0.1 ，閘門槽水頭損失槽0.1 ，沿程水頭損失沿(8g / c2 )(L / D ) 。Q235m3 / s時(shí)，出口處下游水位高程為86.39m，糙率取 n0.0

12、14word 文檔word 文檔HT斷面WRDhp (m)T hpQ2Q尺寸C(m)(m)(m2) (m)(m)(m)(m)(m3/S)(m3 /S)(m× m)4×4.54×4906.13×4.53×3.54×4.5939.14×49612.19915.13×4.53×3.54×4.54×43×4.53×3.54×4.54×43×4.53×3.5則底孔泄流量曲線如圖6（兩個(gè)底孔）圖 6底孔泄流能力曲線圖考慮到施工強(qiáng)度及防洪要

13、求，選定采用兩個(gè) 3× 4.5 的導(dǎo)流底孔。這樣既可以滿足施工期間導(dǎo)流的要求，又適當(dāng)減小混凝土的澆筑強(qiáng)度2.二期導(dǎo)流水力計(jì)算（ 1）上游水位壅高值ZH fcfc D1.5 3.995 5.99m（ 2）上下游堰頂高程H 下H zd83.5 2.48 0.7086.68mH 上H zz85.98 5.99 0.7592.70m3.二期縱向圍堰的上、下縱段長度及圍堰的軸線平面布置根據(jù)施工布置要求，定出縱向圍堰上縱段長54m。縱向圍堰下縱段主要靠一期工程時(shí)在word 文檔word 文檔溢流壩段右邊導(dǎo)墻來承擔(dān)，右導(dǎo)墻長38m，再在右導(dǎo)墻上接24m 的土石圍堰縱向圍堰上縱段軸線布置在一期縱向圍

14、堰軸線左邊14m 處，縱向圍堰下縱段軸線布置與右導(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塊石護(hù)面粘土斜墻反濾層堆石體圖 7單位（ mm ）結(jié)構(gòu)材料與一期一致（2）縱向圍堰下縱段剖面塊石護(hù)面粘土斜墻反濾層堆石體圖 8單位（ mm ）結(jié)構(gòu)材料與一期一致（ 3）上游橫向圍堰剖面籠鋼筋石護(hù)面粘土斜墻反濾層堆石體圖 9單位（ mm ）二期上游橫向圍堰采用鋼筋石籠護(hù)面，粘土斜墻鋪蓋防滲，圍堰長 62m （ 4）下游橫向圍堰剖面word 文檔word 文檔籠鋼筋石護(hù)面粘土斜墻反濾層堆石體圖 10單位（ mm）二期下游橫向圍堰結(jié)構(gòu)材料與一期下游圍堰相同，圍堰長 28m 5.圍堰工程量計(jì)算

15、縱向圍堰上縱段：V上縱1(335.4)9.0549331.2m32縱向圍堰上縱段：V下縱1(315.6)3.524781.2m32上游橫向圍堰：V1(343.5)9.06212973.5m3上橫2下游橫向圍堰：V下橫1(318.75)3.5281065.7m32二期圍堰總方量：V9331.2781.212973 .51065.7 24151.6m3二期四、截流設(shè)計(jì)1.截流時(shí)間的選擇根據(jù)表 3 的水文資料及工程施工條件的要求，選定截流時(shí)間在第二施工年度的9 月初。此時(shí)河流水量逐漸變小，進(jìn)入枯水期2.截流流量的確定根據(jù)表 3 的水文資料，選取 9 月份的流量作多年經(jīng)驗(yàn)頻率曲線表 7截流經(jīng)驗(yàn)頻率計(jì)算

16、表年份流量序號(hào)由大到小排列模比系數(shù) K iK i 1(K i 1) 2 Pm100%3/S)3n 1Qi (mQi (m /S)（ 1）（2）（ 3）（ 4）（ 5）（ 6）（7）（ 8）196216.4119.62.7341.7343.0067564.5196312.3216.42.2871.2871.6563699.119646.13316.02.2321.2321.51782413.619655.79412.31.7150.7150.51122518.219663.35510.91.5200.5200.270422.719673.9269.251.2900.2900.084127.319

17、684.2776.420.895-0.1050.01102531.819692.5886.130.855-0.1450.02102536.4word 文檔word 文檔19705.6495.790.808-0.1920.03686440.9197116.0105.640.787-.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.

18、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(jì)150.57150.5721.473+5.7289.661019-5.771根據(jù)表

19、7 數(shù)據(jù)繪制經(jīng)驗(yàn)頻率曲線(量流頻率(%)圖 11 截流流量經(jīng)驗(yàn)頻率曲線圖從頻率曲線上看出，曲線與大部分經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)配合較好，所以不用再進(jìn)矩法配線計(jì)算。從曲線上查得 P=10%時(shí)， Q p15.1m3/S，即為截流設(shè)計(jì)流量3.截流過程設(shè)計(jì)本工程一期施工截流可不做考慮，從一期圍堰的平面布置圖上可知，上游橫向圍堰工程量較小，且緊靠左岸的灘地，枯水期灘地處基本無水，縱向圍堰在灘地上順?biāo)鞣较蛱钪掠螜M向圍堰可在靜水中填筑。二期施工截流時(shí)，戧堤軸線選在一期上游橫向圍堰與縱向圍堰相交的背水面坡腳處，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(qiáng)，截留施工采用立堵法進(jìn)行河床右岸有一條三級(jí)公路，所以截流時(shí)

20、從河床右岸向龍口進(jìn)占，逐步束窄龍口，直至龍口合龍、閉氣。然后再進(jìn)行加固，填筑二期上游橫向圍堰，最后填筑二期下游橫向圍堰五、施工渡汛word 文檔word 文檔為了確保工程能夠如期完成，并保證工程在施工期間能安全渡汛，須進(jìn)行施工調(diào)洪計(jì)算。求出一、二期壩體施工時(shí)渡汛高程，以便在施工中對(duì)壩體工程和施工進(jìn)度及施工強(qiáng)度實(shí)行嚴(yán)格控制1.壩體施工期臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范 （ SDJ33889）規(guī)定，選擇渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為 20 年一遇，即 P=5%2.施工調(diào)洪計(jì)算調(diào)洪計(jì)算方法采用單輔助線圖解法，設(shè)計(jì)洪水過程線的頻率P=5%, t6h ,起調(diào)水位為導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量 Q235 m3/S 時(shí)的水

21、位。從表1 中選出 P=5%，t6h ，作設(shè)計(jì)洪水過程線圖(量流圖 12 設(shè)計(jì)洪水位過程線（ P=5%）（ 1）第一期施工渡汛，能滿足全年施工洪水 Q 996 m3/S 的通過要求，第一期施工可不作調(diào)洪計(jì)算（ 2）第二期工程施工渡汛，查下游水位流量關(guān)系曲線，當(dāng) Q 1699.9 m3/S 時(shí)，下游水位為 89.93m。經(jīng)流態(tài)校核，此流量上，底孔泄流量按有壓淹沒出流計(jì)算word 文檔word 文檔位水流量 (圖13 下游水位與流量關(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，澆筑混凝土封堵的方式進(jìn)行底孔封堵。當(dāng)大壩整體高程施工達(dá)到 124m 以上并能由溢流壩段泄水時(shí)，且廠房進(jìn)水口閘門已安裝完畢后，可進(jìn)行下閘。通過對(duì)制造成本、制作工藝、啟閉機(jī)械能力等方面的考慮后，決定采用鋼筋混凝土整體閘門作為封孔閘門。采用電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)沉