施工导流论文.doc

中央广播电视大学毕业设计论文西乡县白勉峡电站大坝引水枢纽工程施工导截流姓 名 崔 晨 学 号 专 业 水利水电工程 西乡县白勉峡电站大坝引水枢纽工程毕业论文 摘要：在水域内修建水利工程的过程中，为坝基水下施工创造干地施工条件，用围堰围护基坑，将河水通过预定方式导向下游的工程措施称之为施工导流。施工导流是水利工程特别是修建闸坝工程所特有的一项重要工程措施，而导流方案、导流方式和导流时段的选择，关系到整个工程施工的工期，质量，投资和安全渡汛等。导流方案和导流方式事关整个工程的进展和全局，是大中型水利工程建设项目的里程碑事件。结合工程现场综合环境和自然条件，制定出科学合理，能使各种资源得到最大限度的优化配置，又切实可行的导流截流方案，从而确保工程工期、质量，使工程尽早发挥最大效益。关键词：分期导流 浆砌石纵向围堰 导流底洞 导流底洞底板高程 封堵截流2008年6月至2010年9月，笔者参与了西乡县白勉峡电站大坝工程项目的施工技术和管理工作。作为施工现场主要技术及管理人员，参与并实施了大坝施工现场布置，基础及岸坡开挖，基础处理，及坝体排水等分项工程任务。本次仅对白勉峡大坝工程基础处理方案做以简要总结。一、 工程概况白勉峡电站大坝工程位于西乡县白勉峡乡树林坪村，距县城28km，所在河道白勉峡河为汉江一级支流，发源于西乡县马家湾乡中心村，海拔高程1200m的十二岭，先后经马家湾乡，白勉峡乡，在三花石乡的张柳村汇入汉江石泉水库。河道全长为47km，流域面积199km,比降9。电站为引水式水电站，落差99.0m，共3台机组，装机4800kw，工程概算总投资4100万元。电站主要由拦河大坝，引水隧洞，前池，压力管道，厂房和升压站组成。引水枢纽从左至右依次为非溢流坝，溢流坝，冲砂泄洪闸，非溢流坝组成。枢纽工程等级为等4级建筑物。大坝为M7.5浆砌石重力坝， 其中浆砌石量31000 m，砼14000 m，设计大坝长为121.0 m，其中溢流坝段长为51.25m，大坝高度为非溢流坝段27.5m，溢流坝段23.5m，堰面为WES曲线。溢流面板为1.8m厚C25钢精砼，坝后设1.0m厚，6.0m长C20砼防冲板，消能方式为挑流式消能，冲砂泄洪闸也为挑流式消能，底板高程498.0m，挑流鼻坎高程499.50m，净宽3.0m，设计洪水位517.924m时，冲砂闸下泄流量为180 m/s。工程地质坝址处于“S”型河湾间相对顺直的河段，河谷宽度为52m。右岸山坡陡峭，多悬崖峭壁，出露岩性为西乡群灰岩，灰灰绿色千枚岩，为中等坚硬类岩石。0+0600+102.5段基础基岩基本完好，但裂隙发育，坝基与坝坡交接处有2处小断层，夹层多为灰绿泥石，长约28m，宽530cm不等。0+0400+060段出露基岩软弱，破碎，属强风化泥灰岩，灰绿色千枚岩（上部分挖机直接可挖），开挖后坝基大面高差较大，局部高差为1.60m，经业主，设计，地质，质检，监理及施工单位联合验基，对软弱破碎和断层段确定局部坝段采用布设14钢筋网片后再浇筑砼处理。左坝肩0+0000+040开挖时没有爆破，仅用挖机开挖。坝基按原设计开挖后，岩石松动，破碎，且基本为强风化。基岩承载力达不到设计要求。2009年7月11日经各部门联合验基时，一致意见认为该坝基不能直接作为坝基础，必须进行二次深挖，直至挖到弱风化层为止，施工单位随即进行了二次深挖，相对最深处下挖约6m，平均达3m。深挖后大面岀露的基岩较完整，但局部仍有层状裂隙发育，岩石致密但不坚硬，局部地方仍有整块层状滑动体，且边坡出现了多次滑塌，最终验基浇砼时，对层状滑动体进行了彻底清除。二、 施工导流1、 工程水文1、 流域概况，降水及气象白勉峡河道全长47km，流域面积199km，主河道平均比降22.9，平均高程在1000m以上，河道多呈“U”字形，坝址以上流域面积187 km，河道长40km，植被较好，以杂灌林为主。径流主要由降雨补给，是典型的山溪性河流，径流年际变化大，年内分配不均，夏秋丰，冬春枯，大流量集中在汛期，7-10月份约占年总年经流的60%。流域属北亚热带半湿润季风气候，气候温和，雨量充沛，从四月开始进入雨季，9月后进入旱季，雨季暴雨次数多，雨量大，流域年均降水量1050mm，多年平均气温14.6C，年蒸发量457mm。2、 坝址年径流特征与多年平均年径流量流域内降水量年际变化大，年内分配不均，汛期7-10月年径流占全年的60%，非汛期11-6月站全年的40%，其中12-2月站全年的5.6%。白勉峡河属无资料地区，通过与西乡牧马河水文资料比拟，推测出流域多年平均径流量1.267亿m,平均流量4.02 m/s。3、 设计洪水标准流域洪水最早发生在4-5月份，属桃花汛，年最大洪水出现在7-10月份，属夏汛，多为雷暴雨，雨量集中，历时短，强度大。10月以后为淋雨，常有洪水发生，为秋汛，一般历时较长，洪量较大，但峰值不大。因河流地处峡谷之中，比降较大，一次暴雨形成一个洪峰，且陡涨陡落。根据水利水电工程等级划分及洪水标准SL252-2000，水库总库容308万m，电站装机4800kw，该工程枢纽属等工程，主要建筑物为4级，大坝按30年一遇洪水设计，相应洪峰容量为856 m/s，200年一遇洪水校核，洪峰流量为1371 m/s，施工导流期洪水采用枯水期（11月-次年3月）5年一遇洪水设计，相应流量38 m/s。2、 施工导流1、 导流标准该枢纽工程为小型等工程，导流建筑物为5级建筑物，土石围堰设计洪水重现期5-10年，白勉峡河属山溪性河流，5年和10年一遇洪水量相差较大，根据工程特点，为减少施工导流工程量，便于施工，减少投资，大坝导流标准选用枯水期（11月-次年3月）按5年一遇洪水标准，相应洪峰流量为38 m/s。2、 导流渡汛方式坝址区为“U”形河谷区，两岸山坡左缓右陡，地形不对称，主河道靠右，河谷宽54m，左岸山梁相对单薄，右岸512.243m高程有电站引水隧洞。根据坝址地形，地质条件和水工枢纽布置型式，考虑导流流量较小，不易采用隧洞导流的方式，宜采用浆砌石围堰，分期导流的方式，工程量相对较小，施工简单，投资少。白勉峡河径流源于降雨，年内分配极不均匀，枯汛期分明，坝址河段洪峰流量年际变幅大，洪枯流量相差悬殊，具备枯水期导流的条件，结合本工程特点，施工导流分为二期。一期导流：枯水期导流，由浆砌石纵向围堰，结合一期上下游横向土石围堰挡水，右岸河床稍加开挖，形成明渠泄流，施工左岸坝体，原计划在左岸坝体形成导流底孔，但因时间紧，砌筑强度没有跟上，替代方案在左坝段依托砌筑的坝体，形成一条宽8m的导流明渠导流，明渠底板高程控制在491.3m（枯水期水为491.6m）。计划时段为2007年12月20日，实际土石围堰实施时间为2008年1月10日。二期导流：枯水期导流，由浆砌石纵向围堰和二期上下游土石围堰挡水，将水导入左坝段已形成的导流底孔，砌筑右坝段坝体及全坝段坝体，计划时段2008年11月30日，实际实施时段2009年3月19日，同时考虑在底洞进口设置封堵闸槽及封堵方案和时段。3、 导流建筑物施工导流建筑物施工主要是针对大坝水下基础开挖，基础灌浆，坝体500 m高程以下砌筑（因冲砂闸砼底板高程498.0 m，坝体砌筑超过498.0 m时，冲砂闸可兼左泄洪槽，即利用永久建筑物导流）。本工程导流建筑物包括，浆砌石纵向围堰，大坝一，二期上下游土石围堰，导流底洞等。浆砌石纵向围堰：堰顶设计高程494.2m，最大堰高3.2m，堰顶宽0.5m，堰体为M7.5浆砌石，两侧边坡均为1:0.4，考虑一，二期围堰布置及基坑施工需要场地，浆砌石纵向围堰长60m，现状河床覆盖层较薄，围堰基础座于基岩上，因坝前上游200m右岸有一块空地作为一期拌合场，在坝前有一座便桥，桥下过流，浆砌石纵向围堰连接两桥墩，形成明渠，坝体以内部分明渠浆砌石边墙，后期拆除。坝体以外部分，因影响过洪的浆砌石墙予以拆除。一期上下游围堰：使用时段为2008年1月10日至2009年3月19日，上游设计堰顶高程494m，最大堰高5.6m，长约33m，堰顶宽4m，堰体为黄土心墙土石围堰，迎水面边坡1:2，背水面边坡1:1.5。下游围堰设计顶高程492 m，最大堰高2.5m，长约40m，堰顶宽4m，堰体为黄土心墙土石围堰，堰体主要利用岸坡开挖的土石渣填筑。二期上下游围堰：使用时段为2009年3月19日至2010年3月底，上游围堰设计顶高程494.2m，最大堰高5.8m，长约28m 堰顶宽4m，堰体为黄土心墙土石围堰，堰体主要利用岸坡开挖的土石渣填筑，实际施工时上游围堰兼作场内运输道路。二期下游围堰与一期围堰断面相同，长约23 m，主要利用岸坡开挖的土石渣填筑。导流底洞：由于左坝段（0+000-0+078）施工比右坝段（0+078-0+121）快，施工工期相差一个枯水期，导流底洞位置设置在0+060-0+078坝段，因实测坝前枯水位491.5m，坝后枯水位491.2m，原设计导流底洞底高程为492.88m，顶高程为496.28m,导流底洞型式为城门洞式，宽2.7m，直高2.6m，矢高0.8m，施工时拟定导流底洞底高程，进口底高程491.6m，出口底高程491.3m，没有按原设计高程形成导流底洞，主要基于以下几个方面考虑：封堵底洞时，坝后枯水位为491.2m，导流底洞在后期封堵，封堵下闸后底洞内没有完全封堵之前，不宜高水位运行，冲砂闸暂时泄流，坝后仍为枯水位，为保证导流底洞封堵时干法施工，洞底出口高程必须大于492.2m，否则将要再做一次坝后围堰（坝后一、二期围堰在2009年汛期过洪时已冲毁）坝址区呈“U”形河谷，左岸山坡虽有对外交通路，但山坡陡，场地狭小，无法平整出料场，右岸坝址上游约200m处有两块空地，场地平整，约有1000m,施工时作为一期主要料场和二期补充料场，由开挖出来的石渣沿河道右岸回填了一条宽4.0m交通路，路面高程约为493.5m，料场高程约为495.0m，若按原设计导流底洞底高程492.88m，则与料场高程高差仅为2.12m，（不包括枯水期水面高度约0.7 m）稍一涨水，临时道路，料场被淹，不但有水毁损失，而且不能正常施工。按实际确定导流底洞底高程491.6m，09年坝前料场也多次被淹。设计坝体砌筑至495.345m时，退9.07m进行收台，若按原设计底高程和顶高程，导流洞上部约1.0m为空，无法进行全拱施工，给后期施工带来很多不便。基于以上几个方面现状实际情况，确定了一个恰到好处的导流底洞底板高程，充分考虑现场布置，尽量减少干扰和影响，使其他资源也达到了最大限度的优化和利用。导流底洞的封堵：导流底洞的封堵是大坝导截流施工的最后一步，也是比较重要的一步。目前大坝工程进展基本顺利，计划于2010年4月蓄水发电，2010年3月上旬进行导流底洞的封堵。封堵闸门采用两扇C25钢筋砼闸门，基本尺寸28037020。封堵前先派人下水将闸槽附近杂物清除干净，并做好各项准备工作（起吊设备、配合工、黄土袋、闸门止水带安装、棉纱及封堵材料等）先下前闸门封堵明水，再派人迅速清理后闸槽杂物，同时迅速下后闸门。安排两个施工队做导流底洞的封堵工作24小时不停，初始封堵后，水位上升至498.0 m时由冲砂闸泄流（以减小导流底洞内水位差），当底洞封堵超过10m时，可以下闸蓄水，但底洞仍继续施工。若遇渗水或积水，根据渗水量大小，可用导管埋在封堵砼内，将积水导出洞口。封堵结束后，利用先期预埋的导管再进行回填灌浆。三、 结束语施工导截流在水利工程施工中至关重要