施工导流标准及方式设计大纲

1FCD71010FCD初步设计阶段水电建设项目施工导流标准及方式设计大纲范本水利水电勘测设计标准化信息网1995年2月2水电站初步设计阶段施工导流标准及方式设计大纲主编单位主编单位总工程师参编单位主要编写人员软件开发单位软件编写人员勘测设计研究院年月3目次1引言42设计依据文件和规范43设计基本资料44设计基本资料分析105施工导流设计标准及导流时段划分126导流方式的选择137应提供的设计成果1541引言工程位于,是以为主,等综合利用的水利水电枢纽工程。正常蓄水位M,最大坝高M,总库容M3,电站总装机容量MW,年发电量KWH,灌溉面积KM2。通航T级船队舶。本工程可行性研究报告于年月审查通过,选定坝址为。2设计依据文件和规范21有关本工程主要文件1工程可行性研究报告2工程可行性研究报告审批文件3初步设计任务书4施工导流和截流模型试验报告。22主要设计规范1水利水电枢纽工程等级划分及设计标准山区、丘陵区部分SDJ1278试行及补充规定2水利水电枢纽工程等级划分及设计标准平原、滨海部分SDJ217873水利水电工程施工组织设计规范SDJ33889试行4水利水电工程设计工程量计算规定修改稿5水利水电工程初步设计报告编制规程DL502193。3设计基本资料31工程等级和建筑物级别本工程为等工程永久建筑物按级设计临时建筑物按级设计。32水文1本坝址区历年实测逐月最大、最小及瞬时平均流量提示要求具有每日瞬时最大流量。2全年及各月不同频率最大流量,见表1。表1全年及各月不同频率最大流量表年至年单位M3/S频率月份全年12345678910111233520105213各种不同施工期内各种频率最大流量见表2。表2各种不同施工期内各种频率最大流量表单位M3/S施工期间频率P125102033枯水期101531111531春汛汛期提示不同分期包括汛期、春汛及枯水期。4本坝址各种频率最大洪峰流量及典型年洪峰过程曲线5坝址水位流量关系曲线6导流泄水建筑物上、下游水位流量关系曲线。见表3。提示若泄水建筑物进出口距水尺处较远,则需推算有关的水位流量关系曲线,必要时可另立水尺测得。表3水位流量关系曲线水位M流量M3/S7水库库容曲线见表4。表4库水位M库容万M38本坝址以上干流与主要支流流量分配和河床糙率。33气象1历年各月气温统计,见表5。表5历年各月气温统计表年至单位月份项目123456789101112全年月平均气温最高气温6最低气温绝对最高绝对最低2历年逐月降雨量统计,见表6。表6历年逐月降雨量统计表单位MM月份年降年降雨日最大年份123456789101112雨量天数降雨量多年平均3历年各月不同降雨强度出现天数统计见表7。表7历年各月不同降雨强度出现天数统计表年至单位D月份降雨天数降雨强度123456789101112D5MM10MM15MM20MM25MM4常见暴雨中心、降雨强度时间和空间分布,一次暴雨历时等暴雨特性；5降霜、雪及冰雹特性降霜、雪日期统计见表8。表8降霜、雪日期统计表降霜降雪年初霜月日终霜月日初雪月日终雪月日期间最早月日最迟月日最早月日最迟月日6冰凌冰冻期月,冰层厚度M,冰块融化时间月,流冰时间月,冰块尺寸MM,流冰量M3,历时月日月日,冰凌期水位变化情况。7泥沙多年平均输水量T多年平均汛期含沙量KG/M3悬移质平均粒径MM。8湿度最大相对湿度。多年月平均相对湿度。79蒸发量MM。历年各月蒸发量统计,见表9。表9历年各月蒸发量统计表单位MM月份年份123456789101112全年10风主风风向最大风速M/S,平均风速M/S。提示风示与挡水建筑物汛期和枯水期风示不同时,应另提供挡水建筑物挡水期的风的要求。11冻土深度最大冻土深度M。12水温多年平均水温。34地形、地貌及自然条件提示施工导流方案选择有关坝址、施工区、河床内外及两岸地形、地貌及自然条件。35地形图1水库库区地形图一般采用1/100001/50000,重点研究地段可补充测量1/20001/5000地形图。2坝址地形图对于山区河流采用比例尺1/2001/500对于平原河流采用比例尺1/10001/2000。3库区河床纵断面图对于山区河流水平比例尺采用1/250001/50000垂直比例尺采用1/2001/1000。对于平源河流水平比例尺1/500001/100000垂直比例尺1/2001/1000。4工程所在地段横断面图水平比例尺1/20001/5000垂直比例尺1/2001/500垂直地段如围堰地区剖面图,宜提出精度更高要求,水平比例尺1/2001/2000。36工程地质1坝址工程地质图2坝址区工程地质纵横剖面图83坝址岩盘、风化带及覆盖层等高线图4围堰堰址工程地质纵横剖面图5导流泄水建筑物工程地质纵横剖面图6钻孔柱状图7建议岩、土水上及水下开挖边坡8岩、土物理力学性质见表10。9河床覆盖层物理力学性质；见表11。10软基颗粒组成、可灌性、渗透系数,各种岩层的变化,单层、夹层淤泥及透镜体层位、连续性及与基岩接触带情况11喀斯特岩溶洞特性。37水文地质1坝区及坝址水文地质特征2地下水的分层、埋深、水源补给以及水的化学性质3透水岩层或岩带的分布、厚度、承压水的可能高程及渗透系数4河床的冲淤变迁资料。38建筑材料1主要建筑材料提示水泥、钢材、木材、油料、炸药等供应情况、来源、交通运输条件、运距等。2当地砂石、土料、产地、储量、性质及开采运输条件3各种材料物理力学性质及骨料碱活性测定粗骨料砾石物理力学性质,见表12。细骨料砂物理力学性质见表13。土料物理力学性质见表14。表10岩、土物理力学性质表混凝土与岩面摩擦系数岩土名称极限抗压强度MPA容许承压MPA质量密度KG/M3空隙率干容重KN/M3弹性模量MPA泊桑比压缩系数MPA1抗剪抗剪断凝聚力MPA渗透系数M/D表11河床覆盖层物理力学性质表与混凝土项目饱和容重KN/M3承载能力MPA允许冲刷流速M/S渗透系数CM/S渗透破坏坡降允许渗透破坏坡降内摩擦角摩擦系数表12粗骨料砾石物理力学性质表项天然级配分级松散容重KN/M3容重质量密度吸水针片状含含泥软弱颗粒有机质含粒度9目520MM2040MM4080MM80100MM520MM2040MM4080MM80100MMKN/M3KG/M3率量量含量量模数表13细骨料砂物理力学性质表天然级配项目520MM2512MM1206MM0603MM03016MM50M,库容大于1亿M3都满足时可列3级,否则应列入45级。提示上述指标只达一项时一般列入4级。要严格控制3级标准的使用,必需采用3级标准时要有充分论证。52导流时段划分从逐月水量较大的月份及各月的分配出发,结合其他水文、气象资料,绘制出月平均流量分配表,见表18。再根据南北方河流特性不同及施工工期要求,确定导流时段的划分。表18依据水文气象分析绘制月平均流量分配表月份项目123456789101112全年M3/S多年平均M3/S丰水年M3/S枯水年M3/S平水年M3/S多年最大M3/S多年最小提示1北方河流流量变幅较大,同时枯水时段亦较长,可充分利用此特性划分枯水期、凌汛期及汛期。并在枯水时段内施工,完成施工渡汛进度形象,以减少导流工程量及难度,降低工程投资2南方河流,枯水时段较短,一般需要考虑全年的洪水设计时段。亦按不同设13计时段确定该段内某一频率的洪水流量3采用枯水期设计时段进行设计的导流挡水建筑物,一般不宜使用过水围堰。尤其是北方河流由于枯水期间长,气温较低,大多采用土石围堰挡水4采用枯水期设计时段进行设计的导流挡水建筑物,一般应能在一个枯水期完成施工过程安全渡汛形象5采用过水围堰,应进行综合性的技术经济比较。53选择坝体拦洪、渡汛的标准531根据规范SDJ1278规定,坝体施工期临时渡汛的洪水标准,应考虑到坝体升高而形成的拦洪蓄水库容和坝体结构型式以及失事后对下游影响程度,在规定的幅度内进行选择。提示对于大型工程导流围堰,往往形成较大的临时蓄水库容,而主体建筑物要在围堰维护下施工,围堰失事将带来严重后果,因而导致提高导流标准。例如葛洲坝工程上游二期围堰,按规范规定,其临时导流建筑物均为4级,考虑到它长年抵御高水位,既要保证二期基坑安全施工,又要确保通航及第一期工程已建好的电站发电,经过具体分析、论证,将二期上游围堰,提高到3级临时建筑物设计。532汛前坝体上升高度应满足拦洪要求,灌浆帷幕及接缝灌浆高程应满足蓄水要求。6导流方式的选择61导流方式选择的基本因素分析14提示导流方式按围堰分期划分为两种基本形式分期围堰导流和全河床断流围堰导流以导流泄水建筑物类型划分导流方式有河床分期导流、明渠导流、隧洞导流、坝体底孔或涵洞导流、梳齿及缺口导流、厂房导流以及前几种导流方式的某种组合导流型式。1在窄河床条件下,宜采用全河床断流导流方式,应根据主体工程建筑物施工条件及施工进度要求,进行挡水高围堰与过水低围堰的方案比较。综合的技术经济比较结果是选择挡水围堰或者过水围堰的重要依据,此间导流建筑物为隧洞或岸边明渠等。2在宽河床条件下,宜采用河床分期导流方式。一般宜分两期,合理选定第一期围堰地段涉及施工期、施工布置及水工布置等因素,应仔细进行比较工作。束窄河床宽度应考虑发电、通航、排沙及二期导流建筑物等,使束窄系数控制在4060之间,特殊条件也可扩展为3070。3有较厚覆盖层时,应十分注意河床、堰基及泄水建筑物冲刷稳定及渗透稳定,必要时应做地基处理同样在薄层覆盖或岩基上,冲刷稳定往往也是主要问题。4以分期导流方式施工的河床式或坝后式电站工程中,要比较一期是否应先围电站坝段。通常条件下当电站坝段具备二期导流泄洪条件时,应优先考虑该坝段做为一期导流工程项目。相反由于河床较狭窄因而电站坝段无二期导流泄洪条件或者由此造成工程费用增加较大,工程措施复杂亦可放弃一期导流先围电站坝段的方案。5分期导流方式与水工建筑物布置关系密切,尤其是电站坝段以及永久泄洪建筑物布置既要考虑为临时导流工程提供方便,又要使永久工程布置得体,运行管理得到方便。6各种形式的导流泄水建筑物都应考虑同永久建筑物密切结合首先是施工期间临时与永久工程组合共同承担施工导流工程任务其次是工程完成后利用导流泄水建筑物承担永久工程泄流任务。7导流围堰工程与永久坝体往往存在着工程间相互结合的可能性,应当做必要的论证工作。8在特殊条件下,由于导流标准洪水流量过大,工期较长,为减少导流建筑物工程量,降低投资,可采用过水围堰的导流方式。采用这种方式,应当经过综合技术经济比较论证后确定。9对具有通航,放木和排冰等河道,在选定的导流建筑物时,在平面位置、尺寸、流速、流量等都应满足有关规范规定。62导流方式方案比较与选择621根据工程具体条件,提出23个可行的导流方式进行方案比较。622对每个导流方式进行必要的水力计算以确定方案的水力参数及基本尺寸。提示对导流泄水建筑物应提出其型式、断面尺寸、长度、工程量、上游壅高水位、水流流态与下游水面衔接、下游水位、泄量及流速、挡水建筑物围堰的型式、高程及基本断面尺寸、工程量。如过水围堰、堰上过流量、水深、水流流态、水面衔接、下游水位、流速等,对河床冲刷和对围堰稳定影响。623针对每个比较方案,应进行结构与应力稳定分析及工程量计算。624针对每个比较方案,应进行施工布置及施工组织设计,确定施工布置、施工方法、施工进度及有关施工综合指标。625针对比较方案,应估算导流工程投资。15626对上述方案应进行综合比较后选择最优方案。见表19。表19导流方式方案综合比较表方案编号123导流方式泄型式泄水断面尺寸MM水建孔条数及筑长度M挡物工程量水型式建围断面尺寸MM筑堰最大高