导流施工方案

吉林敦化抽水蓄能电站吉林敦化抽水蓄能电站 吉林敦化抽水蓄能电站 C1 标段 上水库施工导流方案上水库施工导流方案 合同编号 SGXYDH JH JSGC 2014 32 号 批准 审核 编制 中国水利水电第十一工程局有限公司 吉林敦化抽水蓄能电站工程项目经理部 二 一六年五月二十八日 目目 录录 1 概述 1 2 水文基本资料 1 2 1 径流 1 2 1 1 径流特性 1 2 1 2 多年平均径流量计算 2 2 2 洪水 2 2 2 1 暴雨洪水特性 2 2 2 2 设计暴雨 3 2 2 3 设计洪水 3 3 编制依据 4 4 导流设计标准 4 5 施工导流方案 4 6 导流明渠方案 7 6 1 导流明渠布置 7 6 2 导流明渠结构型式 8 6 3 导流明渠主要工程量 8 6 4 明渠过流能力计算 8 6 6 导流明渠穿心墙部位措施 10 6 5 导流明渠穿渣场措施 11 6 6 导流明渠过流特殊部位处理措施 11 7 围堰设计及施工 11 7 1 拦河坝上游围堰设置 11 7 2 进出水口围堰设置 12 7 3 导流明渠口临时围堰的设置 12 8 机械抽排方案 13 8 1 汛期抽排方案 13 8 2 抽排导流冬季方案 17 9 发生超标准洪水基坑淹没分析 19 10 安全度汛与防凌排冰 19 10 1 施工期度汛 19 10 2 防汛准备 19 10 3 安全度汛措施 20 10 4 超标洪水应急措施 20 11 施工资源配置 21 11 1 导流施工机械配备 21 11 2 人员配备 22 12 施工进度计划 22 0 上水库施工导流方案上水库施工导流方案 1 1 概述概述 敦化抽水蓄能电站位于吉林省敦化市北部 上水库位海浪河源头洼地上 靠近 西北岔河和海浪河的分水岭 本工程为大 1 型一等工程 规划装机容量 1400MW 装机 4 台 单机容量 350MW 上水库位于海浪河源头区樱桃沟内 库区均为林地 植被良好 上水库集水面 积 2 4km2 库区内集水面积 0 7km2 河道长度 1 75km 库区平均坡降 51 7 采 用开挖和筑坝方式兴建 上水库工程主要包括沥青混凝土心墙堆石坝 库区清理 环库公路 上水库进 出水口及库区防渗处理等 上水库沥青心墙堆石坝顶高程 1395 0m 坝长 948 0m 坝顶宽 8m 最大坝高 54m 进出水口前池反坡顶部平台高程 1370 0m 前池开挖高程 1357 00m 2 2 水文基本资料水文基本资料 敦化抽水蓄能电站上水库所在的海浪河源头无实测水文资料 依照下水库下游 的额穆水文站 西北岔和北大殃雨量站进行推测修正 2 12 1 径流径流 2 1 12 1 1 径流特性径流特性 上水库径流以雨水和冰雪融水补给为主 每年 4 月 5 月来水以冰雪融水为主 6 月 9 月来水主要源于降雨 由于森林茂密 植被良好 对径流的调蓄作用较大 使径流的年际变化不大 根据额穆水文站资料统计 多年平均径流量 3 67 亿 m3 最大年径流量 5 44 亿 m3 1981 年 最小年径流量 1 7 亿 m3 1978 年 最大与 最小比为 3 2 径流年内分配春汛 4 月 5 月份径流占全年的 25 6 大汛 6 月 9 月 占全年的 61 1 枯季 10 月 次年 3 月占全年的 13 3 1 2 1 22 1 2 多年平均径流量计算多年平均径流量计算 1 1 工程区域多年平均径流深 工程区域多年平均径流深 根据上库坝址与额穆水文站的流域面积比及降雨量修正 计算坝址 1965 2008 年径流系列 降水量采用西北岔雨量站降水成果 其多年平均降水量为 802 9mm 额穆水文站雨量根据西北岔 北大秧 额穆站降水量及权重计算 其多年平均降水 量为 747 9mm 得到工程区多年平均径流深为 512mm 2 2 上水库多年平均径流量 上水库多年平均径流量 敦化抽水蓄能电站上水库流域面积为 2 4km2 计算得上库多年平均径流量分别 为 123 万 m3 设计年径流成果见下表 3 1 径流年内分配见表 3 2 表表 2 12 1 上水库设计年径流成果表上水库设计年径流成果表 表表 2 22 2 上水库设计径流年内分配表上水库设计径流年内分配表 2 22 2 洪水洪水 2 2 12 2 1 暴雨洪水特性暴雨洪水特性 本流域洪水主要由暴雨所形成 洪水多猛涨猛落 峰型尖瘦 本流域洪水期在 6 月初至 9 月末之间 最大洪峰流量大部分出现在 8 月份 根据西北岔雨量站统计 多年平均最大 24 小时降水量为 67 2mm 实测最大 24 小时降水量为 121 2mm 1991 年 7 月 29 日 设计值 区域均值 单位 CvCs Cv P 5 P 10 P 25 P 50 P 75 P 90 P 95 上库 123 万 m3 0 332 019617714711993 874 764 7 库区 频率 1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月10 月 11 月12 月 年平均 10 1 181 053 2218 04 27 01 28 33 53 76 18 56 11 21 8 474 301 86177 5 1 301 173 57 19 98 29 91 31 37 59 53 20 55 12 42 9 384 762 06196 上库 2 1 461 314 01 22 43 33 57 35 21 66 82 23 07 13 94 10 53 5 352 31220 2 2 2 22 2 2 设计暴雨设计暴雨 由于工程区没有实测雨量成果 采用 吉林省暴雨图集 1989 年 查算年最大 24 小时设计暴雨参数 设计暴雨成果见表 4 1 表表 2 32 3 工程区附近最大工程区附近最大 2424 小时降水量设计成果表小时降水量设计成果表 设计值 mm 方法 均值 mm Cv Cs Cv 0 1 0 2 0 5 1 2 5 10 20 查图集方法 67 0 57 3 5292266231205178143117 90 3 2 2 32 2 3 设计洪水设计洪水 1 1 设计洪峰设计洪峰 以 吉林省水文图集 及 吉林省暴雨径流查算图表 为依据 采用吉林省经 验公式对上水库的设计洪峰流量进行计算 洪峰流量成果见表 2 4 表表 2 42 4 上库设计洪峰流量计算成果表上库设计洪峰流量计算成果表 设计值 m3 s 地点 0 1 0 2 0 5 1 2 5 10 20 上水库 54 548 039 433 026 818 913 28 0 2 2 洪量 洪量 设计洪量采用 吉林省暴雨径流查算图表 中的降雨径流关系方法 上水库的 产水面积按水面面积和陆地面积两部分计算 当上水库正常蓄水位 1391m 时 水面 面积为 0 55km2 陆面面积 1 85km2 上水库洪量见表 2 5 表表 2 52 5 上水库年最大上水库年最大 2424 小时设计洪量成果表小时设计洪量成果表 设计值 项目 0 1 0 2 0 5 1 2 5 10 20 降水 mm 29226623120517814311790 3 降雨径流系数 0 830 820 820 810 800 770 750 75 上库洪量 万 m3 60 955 047 742 036 128 222 717 5 2 3 冰情 敦化抽水蓄能电站地处北纬 44 附近 每年冬季都出现不同程度的冰情 珠尔 3 多河额穆水文站有较长冰情观测资料 本次天然河道冰情资料统计依据额穆水文站 1964 2006 年的冰情资料 根据额穆水文站冰情资料统计 珠尔多河春季开江最早在 3 月 11 日 最晚在 4 月 27 日 初冰日期最早在 10 月 15 日 最晚在 11 月 23 日 稳定封冻最早出现在 11 月 12 日 最晚在 12 月 8 日 平均封冻期 132 天 最大河心冰厚 1 48m 多年平 均最大河心冰厚 0 93m 额穆水文站冰情统计见表 2 6 表表 2 62 6 额穆水文站冰情统计表额穆水文站冰情统计表 最早初冰日期最早封冻日期最迟解冻日期最迟终冰日期最长冰期最大河心冰厚 月 日月 日月 日月 日天 m 10 月 15 日11 月 12 日4 月 21 日4 月 27 日154 天 1 48m 3 3 编制依据编制依据 1 水电工程施工组织设计规范 DL T5397 2007 2 水电工程围堰设计导则 NB T35006 2013 3 招 投标文件 4 施工现场的实际情况 4 4 导流设计标准 导流设计标准 初期洪水标准采用 10 年一遇流量 13 2m3 s 3 天洪量 26 8 万 m3 采用明渠 导流方式 导流建筑物级别为 级 施工期采用坝体度汛洪水标准采用 50 年一遇 3 天洪量 41 7 万 m3 5 5 施工导流 施工导流方案方案 根据招标阶段设计资料及设计院提供的上水库施工导流方案分析报告 上水库 施工导流方案采用明渠和水泵抽排相结合的导流方式 上水库大坝和进 出水口导流 程序分述如下 4 1 1 大坝施工导流 大坝施工导流 1 初期导流 初期导流分为两个时段 第一时段自 2016 年 6 月中旬河道截流至 2017 年 5 月 10 日坝体填筑至 1360 0m 共 11 个月 本时段大坝基坑在上游围堰的保护下全年施 工 由上游土石围堰挡水 导流明渠泄流 围堰挡水标准采用全年 10 年一遇洪水 相应流量 13 2m3 s 导流明渠进水口高程为 1363 0m 高程 围堰顶高程为 1372 0m 本期主要完成上游围堰的施工及闭气 大坝基坑开挖 沥青混凝土施工和 1360 高程以下坝体填筑等工作 第二时段自 2017 年 5 月 11 日至 2017 年 6 月 30 日 坝体填筑截断导流明渠 由上游围堰挡水 机械抽排导流 围堰挡水标准采用全年 10 年一遇 3 天洪量 26 8 万 m3 围堰挡水位为 1371 0m 堰前水位库容见表 5 1 堰前积水按 5 天排干配备抽 排措施 最大排水强度 2233m3 h 6 月的 10 年一遇的径流量 28 33 万 m3 未考虑蒸 发渗漏损失 仍小于围堰堰前库容 2017 年 6 月末坝体填筑至 1374 0m 高程 表表 5 15 1 围堰堰前水位库容曲线表围堰堰前水位库容曲线表 2 中后期导流 中期导流自 2017 年 7 月 1 日至 2017 年 11 月 30 日 为坝体临时断面挡水具 备挡水条件后至坝体填筑到顶 根据施工总进度计划 2017 年 6 月末坝体填筑 至 1374 0m 高程 挡水坝施工不再需要围堰的保护 施工导流进入中后期导流 根据大坝类型及拦洪库容 挡水坝度汛标准采用 50 年一遇 3 天洪量 41 7 万 m3 坝前水位为 1372 8m 坝前积水按 7 天排干配备抽排设备 最大排水强度 高程 m 库容 m3 13600 13621189 67 136410575 79 136635884 32 136883405 15 1370162660 42 1372339041 82 5 为 2482m3 h 本期主要进行上水库坝体自高程 1374m 至坝体填筑完成 时段末 上水库大坝填筑到顶 2017 年 10 月底坝体填筑至坝顶高程 1395 0m 表表 5 25 2 上水库大坝施工导流程序规划表上水库大坝施工导流程序规划表 施工时段 导流 标准 导流流量 m3 s 3 日洪 量 万 m3 上游水 位 m 泄水建筑 物 挡水建 筑物 2016 年 6 1 2017 年 5 月 10 全年 P 10 13 20 1365 0 导流明渠 土石围 堰初期导 流2017 年 5 11 2017 年 6 30 全年 P 10 26 81371 02 水泵 土石围 堰 中后期 导流 2017 年 7 1 2017 年 11 30 全年 P 2 41 71372 84 水泵 土石围 堰 2 2 进 进 出水口施工导流出水口施工导流 1 初期导流 初期导流第一时段自 2016 年 9 月至 2017 年 5 月 10 日 共 9 个月 本时段进 出口基坑在预留岩坎的保护下进行土石方开挖 导流明渠泄流 为了防止汛期洪水 进入厂房 在引水隧洞上平段预留岩塞 岩坎挡水标准采用全年 10 年一遇洪水 相 应流量 13 2m3 s 上游围堰挡水位 1370 9 岩坎顶高程为 1372 0m 本时段 2016 年 9 月至 10 月完成进出水口土石方明挖 第二时段自 2017 年 5 月 11 日至 2018 年 10 月 31 日 本时段进 出水口基坑在 预留岩坎的保护下进行混凝土浇筑 金属结构安装 采用机械抽排导流 围堰挡水 标准采用全年 10 年一遇 3 天洪量 26 8 万 m3 堰前挡水位为 1371 0m 堰前积水按 5 天排干配备抽排措施 最大排水强度为 2233m3 h 至 2018 年 9 月底 进 出水口闸 门具备挡水条件 本时段 2018 年 5 月至 10 月完成进 出水口混凝土浇筑 金属结构 安装 2 中后期导流 2018 年 11 月初进 出水口闸门具备挡水条件后 引水隧洞上平段岩塞开挖施工 进 出口挡水标准采用永久设计标准 水库进行初期蓄水 上水库进 出水口施工导 流程序见表 5 3 表表 5 35 3 上水库进上水库进 出水口施工导流程序规划表出水口施工导流程序规划表 施工时段导流导流流量3 日洪上游水泄水建筑挡水建 6 标准 m3 s 量 万 m3 位 m 物筑物 2016 年 9 1 2017 年 5 10 全年 P 10 13 20 1370 86 导流明渠 预留岩 埂初期导 流2017 年 5 11 2018 年 10 31 全年 P 10 26 81371 02 水泵 预留岩 埂 中后期 导流 2018 年 11 1 2020 年 1 31 全年 P 2 进出水 口闸门 6 6 导流明渠 导流明渠方案方案 6 16 1 导流明渠布置导流明渠布置 由于坝体左岸覆盖层及全风化层厚度大 岩石条件差 对明渠布置不利 右岸 山体平缓 坝 0 350 坝 0 400 段 覆盖层厚度约 3m 全风化层厚度 1 2 5m 局部 直接到达强风化下限 岩石条件较好 导流明渠穿过心墙基础 进入到弱风化岩层 成型条件较好 受围堰上游地面高程所限 导流建筑物进口高程和穿沥青心墙基础部位高差不 宜过大 以保证导流建筑物的纵坡尽量减少 所以布置在右岸条件较好 根据上述地形条件 水文气象资料 结合上水库所处的地理位置和现场实际情 况 采用在上水库大坝桩号坝 0 395 96 处设计底宽为 3m 总长为 541 578m 导流明 渠 具体位置见后附平面布置图 以坝 0 395 96 处心墙基础建基面高程为导流明渠 设计高程进行导流明渠穿坝 坝后穿 1 渣场段暂停弃渣 待导流明渠导流任务完成 后再进行弃渣 替代设计建议的在左坝肩开挖导流明渠和机械抽排相结合的导流方案 表表 6 16 1 导流明渠主点坐标表导流明渠主点坐标表 坐 标坐 标 点号 N X E Y 点号 N X E Y A80367 2188013 352G80454 1778356 634 B80349 1378030 377H80494 0268497 94 C80340 8658067 029O180369 7028052 219 D80356 6538250 538O280386 5438247 967 7 E80366 2888270 097O380425 3038364 777 F80445 5588342 646 6 26 2 导流明渠结构型式导流明渠结构型式 为根据施工导流建筑物的布置要求 导流建筑物拟布置导流明渠引水段 导流 明渠等结构 根据导流期过流能力及后期施工要求 断面采用倒梯形 底宽 3m 明 渠全长 541 578m 进口引水段长 64 10m 进口段高程 1363 0m 出口段高程 1343 0m 导流明渠经过坝体心墙基础轴线桩号坝 0 395 96 处高程为 1360 173m 导流明渠与心墙基槽交叉部位 由于心墙基槽已结开挖完成 需要在下游堵沙袋用 作导流明渠挡水 待导流明渠不过流时进行拆除 导流明渠结构布置具体详见下表 表表 6 16 1 导流明渠结构布置导流明渠结构布置 项目桩号范围长度 m 坡度 结构断面备注 明渠引水段导 0 000 导 0 064 160 64 1603m 明渠穿坝段导 0 000 导 0 098 490 98 490 02873m 明渠坝后段导 0 098 490 导 0 313 958 215 4680 033m 明渠渣场段导 0 313 958 导 0 477 418 163 460 06553m 6 36 3 导流明渠主要工程量导流明渠主要工程量 导流明渠建筑物各部位工程量见下表 表表 6 26 2 导流明渠主要工程量导流明渠主要工程量 方量 名称 长度 m 坡度 断面 m 土方 m3 石方 m3 导流明渠引水段 64 10 00 底宽 3m 1200200 导流明渠穿坝段 186 412 87 3 0 底宽 3m 10006500 导流明渠坝后段 2913 6 55 底宽 3m 90001500 8 6 46 4 明渠过流能力计算明渠过流能力计算 根据 水力学 上册河海大学李家星等编著 水深 过流断面上渠底最低点到水面的距离 以 h 表示 底宽 梯形断面的渠底宽度 以 b 表示 边坡系数 边坡倾角 a 的余切以 m 表示 m cot a 它的意义在边坡上高差为 1m 时两点之间的水平距离 当 m 0 时 边坡线为铅直线 这时的断面为矩形断面 为简化计算 按照矩形断面进行计算 明渠断面底宽 3 0m 按照有效过流断面 底宽 2 9m 计算 过水面积 A 按矩形面积计算 m 0 A hb 湿周 X 按矩形面积计算 X b 2h 水力半径 R 按定义为 R A X 明渠恒定均匀流 是明渠水流中最简单的流动型式 明渠均匀流是流速沿程不 变 流线为一系列互相平行的直线 明渠的水深和断面的流速分布等均沿流不变的 流动 由此推论 其断面平均流速 动能校正系数以致断面平均动能 av2 2g 也沿流 不变 因此 明渠均匀流的底坡线 水面线和总水头线相互平行 及 J Jp i 明渠全长 541 578m 进口引水段长 64 10m 进口段高程 1363 0m 出口段高程 1343 0m 本工程平均 i 0 0369 导流明渠过坝段纵坡 I 0 0278 从过流安全考虑选 取较小纵坡进行过流验算 取 I 0 0278 糙率查表 4 6 12 n 取 0 032 9 本工程底坡线较缓 可近似明渠均匀流进行计算 明渠均匀流水力计算的基 本公式是谢才公式 明渠均匀流中 J i 所以谢才公式 水流速度v CiR 流量 Q CA AviR 应用曼宁公式 C R1 6 n 针对导流明渠的过流能力 按照上述水力计算公式 采用试算法进行计算 试算水深 h 计算见附表 水力计算表 根据上水库大坝施工导流程序规划表 导流明渠导流标准全年 P 10 导流 流量为 13 2m3 s 查取上述计算表 得知水深 h 1 4m 6 66 6 导流明渠穿心墙部位措施导流明渠穿心墙部位措施 导流明渠在坝 0 395 96 处高程为 1360 173m 根据过流验算 明渠过流在满 足全年十年一遇 13 2m3 s 条件下 水位高 1 4m 在明渠与坝体建基面接触部位 靠近左岸侧 堆砌沙袋进行挡水 考虑 0 5m 安全超高 沙袋堆砌高度必须达到 1 9m 最大过流条件下流速为 4 2m s 10 施工过程将该导流明渠跨越心墙基座预留后期进行 坝 0 394 0 坝 0 404 段 心墙基座后期进行浇筑 6 56 5 导流明渠穿渣场措施导流明渠穿渣场措施 1 渣场堆渣目前堆渣较多 该部位在渣场底部排水体与堆渣体之间穿过 根据 招标文件显示 1 渣场设计容量 460 万 m3 目前开挖约 160 万 m3 目前只堆存渣场 少部分范围 渣场范围较大特别是下游靠右岸部位 明渠导流阶段明渠周围不进行 弃渣 完全满足弃渣条件 待明渠封堵后再安排进行弃渣 明渠穿渣场部位受到暴雨冲刷容易产生滑坡 水流冲刷容易造成该部位导流明 渠底板和边墙冲刷破坏 汛期应经常检查导流明渠穿渣场部位 如冲刷严重 局部 安装钢筋铅丝笼进行护坡 6 66 6 导流明渠过流特殊部位处理措施导流明渠过流特殊部位处理措施 1 根据坝基部位地质条件 岩石裂隙发育 局部裂隙与心墙基槽建基面连通 导致导流明渠向大坝心墙基槽开挖部位渗水 根据过流验算全年 10 年一遇洪水 明 渠水深约 1 4m 为防止裂隙渗水 局部裂隙发育位置进行喷混凝土 喷混厚度为 5cm 混凝土标号 C20 2 局部土质边坡不稳 为防止滑坡和雨水对土质边坡冲刷 导流明渠土质边 坡亦进行 5cm 喷混凝土固坡 3 导流明渠坝后段 施工道路局部需要跨越导流明渠 采用埋设直径 1 5m 涵管进行过流 涵管过流面积 1 766m2 根据导流明渠流速 4 2m s 计算 不能满足 全年 10 年一遇 13 2m3 s 过流条件 现场根据汛期天气预报 如果出现连续暴雨 将挖开涵管进行泄洪 待暴雨过后再回复交通 7 7 围堰设计及施工 围堰设计及施工 7 17 1 拦河坝上游围堰设置拦河坝上游围堰设置 1 1 围堰型式选择应遵循下列原则 围堰型式选择应遵循下列原则 11 1 安全可靠 满足稳定 防渗 抗冲要求 2 堰型结构简单 施工方便 易于拆除 尽量利用当地材料及开挖渣料 3 堰基易于处理 堰体便于和岸坡或已有建筑物连接 4 能在预定的施工期内修筑到需要的断面及高程 满足进度要求 5 具有良好的技术经济指标 2 2 挡水坝上游土石围堰设计 挡水坝上游土石围堰设计 采用土石填筑围堰 上游围堰位于坝上 0 105 处 上游围堰轴线与坝体轴线距 离 105m 围堰顶高程 1372 00m 围堰顶宽 6 0m 围堰上游坡度为 1 1 75 下游坡 度 为 1 1 5 围堰总长 255m 轴线部位最高 12 1m 围堰采用土工防渗 围堰防渗结构为 上部采用复合土工膜防渗 下部采用混凝土板与基础岩石连 接 围堰结构型式及稳定计算具体详见 上水库围堰施工方案 7 27 2 进出水口围堰设置进出水口围堰设置 1 根据施工进度计划 2016 年 9 月进行进 出水口前池段开挖 开挖面低于 围堰高程 该部位利用预裂岩坎布置围堰 岩坎高程为 EL1372 0m 7 37 3 导流明渠口临时围堰的设置导流明渠口临时围堰的设置 根据施工进度计划 明渠提前具备过流条件 上游围堰施工滞后 为提前开始 基坑开挖并保证上游围堰填筑质量 我部在导流明渠渠口设置临时围堰 进口段高程 1363 0m 根据上水库大坝施工 导流程序规划表 导流明渠导流标准全年 P 10 导流流量为 13 2m3 s 查取 水 利计算表 得知水深 h 1 4m 根据 水利工程施工手册 第五版 围堰堰顶高程 Hd hd ha hd 为上游围堰 水位高 ha 为波浪爬高 一般取 0 3m 0 5m 为围堰的安全超高 不过水围堰堰顶安全超高下限值 围堰型式 围堰级别 土石围堰 12 0 7m 0 5m 本工程 ha 为波浪爬高取 0 4m 围堰级别为 级 围堰的安全超高取 0 5m hd 为上游围堰水位高 1363 1 4 1364 4m Hd hd ha 1364 4 0 4 0 5 1365 5m 临时围堰堰顶高程为 EL1365 5m 8 8 机械抽排方案 机械抽排方案 8 18 1 汛期抽排方案汛期抽排方案 1 抽水能力确定 1 大坝抽排标准 根据大坝类型及拦洪库容 挡水坝度汛标准采用 50 年一遇 3 天洪量 41 7 万 m3 坝前水位为 1372 8m 坝前积水按 7 天排干配备抽排设备 最 大排水强度为 2482m3 h 2 进出水口抽排标准 围堰挡水标准采用全年 10 年一遇 3 天洪量 26 8 万 m3 堰前挡水位为 1371 0m 堰前积水按 5 天排干配备抽排措施 最大排水强度为 2233m3 h 取最大抽水强度 2482m3 h 作为抽排标准配置水泵 2 抽水设备的选型 1 S 型单级双吸离心泵供输送最高温度不超过 80 的清水和物理 化学性质 类似于水的其它液体 适用于工厂 矿山 城镇 电站给水和农田水利排灌等 2 型号意义说明 300S58A 其中 300 进口直径 mm S 单级双吸离心泵 58 扬程 m A 叶轮外径第一次切割 mm 3 性能 S 型单级双吸离心泵性能见表 8 1 表表 8 18 1 300S58A300S58A 型单级双吸离心泵性能表型单级双吸离心泵性能表 型号流量 Q m3 h 扬程 H m 转速 n r min 功率 Kw 电动机效率 13 型号 功率 Kw 300S58A720581450118 6Y315M2 416081 3 水泵台数的确定 在泵型初步选定之后 利用可抽排能力来确定水泵台数 为此 为保证抽水工作的顺利进行 对计算求得流量 应根据施工条件乘以 1 2 1 5 的扩大系数 以此作为选择水泵台数的根据 抽水扬程除了扬水净高 还 要计入抽水管路中的各项损失 扬程损失一般为扬程的20 30 由此 得各种型号 水泵台数ni 的计算公式 式中ni 某一型号水泵台数 Qi 某一型号水泵所承担的计算排水流量 L s i 某一型号水泵单机排水流量 L s Ki 备用系数 可参考表9 4 4 确定 根据上述公式 n 1 2 2482 720 1 20 4 96 5 配置5台水泵进行抽水 扬程损失计算 58 75 43 5m 工区围堰抽水最大高差40m 扬程满足要求 上述已经考虑了事故备用容量 表表 8 28 2 机械抽排投入设备表机械抽排投入设备表 设备及型号 流量 m3 h 扬程 m 功率 KW 台数备注 300S58A720581605 4 抽水布置及用电负荷 1 输水线路的布置 输水管线路选择与布置应遵循以下原则 14 输水管线路的布置应尽量做到线路短 起伏小 水流顺畅 进行输配水管的布置与计算时 应根据实际情况 在满足抽水的前提下 尽量 节省工程投资 并采取相应的保温防冻以及方便移设的措施 输水管线应充分利用水位高差 当条件许可时优先考虑重力流输水 2 抽水泵站布置 上水库水流主要来自 7 条主沟 抽水泵站布置在左岸 利用左岸排水渠向下游 泄流 泵管布置绕过左岸坝顶 在坝顶部位直接排入左岸排洪渠 3 台 300S58A 水 泵利用浮箱架设在上游围堰靠左岸位置 上游围堰上游的底部高程为 1357 0m 坝顶高程 1397 0 高程 40m 58m 的扬程 完全满足水泵要求 2台水泵架设在靠近拌和站位置 利用拌和站变压器供电 在该部位设置积水坑 将7条沟主流引至积水坑进行抽排 具体布置详见附图 抽水需要配置的设施见下表 表表 8 28 2 上水库导流工程抽水设备配置表上水库导流工程抽水设备配置表 序号名称及型号型号单位数量备注 1 水泵 300S58A 台 5 2 电机 160KW 台 5 3 启动柜 台 5 4 电缆 180mm2 5 芯 m300 变压器到配电柜 5 电缆 120mm2 5 芯 m250 配电柜到启动柜 6 2 级柜 个 3 7 麦吸管 个 5 8 325 流量管 m2000 9 真空泵 台 1 10 325 蝶阀 个 2 11 PN300 法兰盘 个 500 12 800KV V 变压器 台 1 13 变压器接线 项 1 14 3 级配电柜 个 3 2 用电负荷计算 15 根据 电水利工程施工压缩空气 供水 供电系统设计导则 DL T 5124 2001 C1 0 1 用需要系数法计算供电高峰负荷时 应采用式 C1 P K1K2K3 cPd KcPm KcPn C1 式中 P 施工供电系统高峰负荷时的有功功率 kW K1 考虑未计及的用户及施工中发生变化的余度系数 一般取1 1 1 2 K2 各用电设备组之间的用电同时系数 一般取0 6 0 8 因几台水泵同时 启动 取1 0 K3 配电变压器和配电线路的损耗补偿系数 一般取1 06 Kc 需要系数 见表C1 水泵站选择0 75 因几台水泵同时启动 取1 0 Pd 各用电设备组的额定容量 k Pm 室内照明负荷 kW Pn 室外照明负荷 kW 根据上水库的用电情况 P 1 1 1 1 06 1 160 5 932KW 变压器利用拌和站出 1000KVA 中富余约 500KVA 容量 利用在左岸新建 800KVA 变压器进行抽水供电配置 5 抽水注意事项 1 机械抽排期间须配备足资源 主要是水泵和电源 并做好可能出现的各项 风险预案 同时 可以充分利用围堰拦蓄库容 降低水泵运行功率 16 2 在基坑施工过程中 由于从围堰及地基渗透入基坑的渗流 降雨和施工废水 等 也必须不断排出 水泵的选择 既要根据不同的排水任务 不同的扬程和流量 选择不同的泵型 又要注意设备的利用率 在可能的情况下 尽量使各个排水时期 所选的泵型一致 同时 还需配置一定数量的柴油抽水机 以防事故停电对排水工 作造成影响 8 28 2 抽排导流冬季方案抽排导流冬季方案 1 冰情基本情况 敦化抽水蓄能电站地处北纬 44 附件 每年冬季都出现不同程度的冰情 珠尔 多河额穆水文站的较长冰情观测资料 本次天然河道冰情资料统计依据额穆水文站 1964 2006 年的冰情资料 根据额穆水文站冰情资料统计 珠尔多河春季开江最早在 3 月 11 日 最晚在 4 月 27 日 初冰日期最早在 10 月 15 日 最晚在 11 月 23 日 稳定封冰最早出现在 11 月 12 日 最晚在 12 月 8 日 平均封冰期 132 天 最大河心冰厚 1 48m 多年平 均最大河心冰厚 0 93m 额穆水文站冰情统计见表 8 1 表表 8 38 3 额穆水文站冰情统计表额穆水文站冰情统计表 最早初冰日期最早冰封日期最迟解冻日期最迟解冻日期最长冰期最大河心冰厚 月日月日月日月日天 m 101511124214271541 48 2 冰情对冬季抽排方式的影响分析 冬季抽排分析 根据冰情资料统计 最大河心冰厚 1 48m 考虑采用抽排导流方式 库内为静 水 结冰厚度将进一步加大 根据一般工程经验及北方水库 湖泊等资料分析 冰 冻一般仅存在于水库表面 在冰凝结一定厚度后 由于上部形成冰层遮盖 将减少 下部热量损失 当库水较深时 几乎没有整个河道或水库从上至下冻穿的情况发生 本工程大坝上游围堰及进出口预留岩埂顶高程 1372 0m 堰前水深约 11m 采用 17 抽排导流方式是 可以在冬季将抽排管道适当下探 设置于冰封厚度以下进行抽排 并做好外露管道的保温 基本可实现冬季抽排 围堰拦蓄库容对冬季抽排的影响分析 若考虑冬季冰情对抽排将造成一定影响 冬季施工导流可考虑充分利用围堰的 拦蓄库容 围堰堰前水位库容曲线见表 8 1 堰前 10 月至次年 5 月各月 10 频率径 流量见表 3 1 本工程冬季进行抽排的时段为 2017 年 11 月至 2018 年 4 月 根据冰情资料统计 按最不利情况统计 假设河道最早从 10 月 15 日开始结冰 最迟解冻日期在 4 月 21 日 最迟结冰日期在 4 月 27 日 按照结冰后水库即不再进行抽排的方式考虑 自 10 月 15 日至次年 4 月 27 日按照 10 频率围堰堰前入库径流量约为 31 6 万 m3 小 于围堰堰前 1372 0m 高程以下库容 33 9 万 m3 若再入冬前排空围堰前蓄水 可以 充分利用围堰堰前库容 将整个冬季径流全部蓄至水库内 待水库解冻后再进行抽 排 也不会淹没进出 水口基坑 3 基坑淹没对工程的影响分析 根据工程施工总进度计划安排和控制发电工程项目分析 本工程冬季不进行地 面工程施工 包括上水库大坝及进 出水口 根据上水库大坝施工导流程序 大坝抽排导流时段为 2017 年 6 月至 2017 年 11 月 其中只有 2017 年 11 月为冬季 2017 年 10 月底坝体填筑至坝顶 2017 年 11 月 进行大坝下游干砌石施工 根据上水库进 出水口施工导流规划 进 出水口抽排导流时段为 2017 年 6 月至 2018 年 10 月 其中 2017 年 10 月至 2018 年 4 月为冬季时段 该时段进 出水口地 面不施工 引水隧洞上平段预留岩塞保护引水系统洞内及厂房施工 2018 年 11 月 初引水事故闸门安装完成并具备下闸条件后 拆除岩塞 闸门挡水 若冬季未能及时抽排 水位超过围堰高程 对大坝工程不会造成影响 最直接 影响是会淹没进 出水口基坑及引水事故闸门井下部 由于有引水隧洞岩塞洞段的保 护 引水系统洞内及厂房施工不会造成影响 根据施工进度安排 进 出水口及引水 施工闸门井冬季不安排施工 进 出水口只完成基础开挖未进行混凝土浇筑 因此 冬季不采取抽排或抽排无法实施 淹没基坑产生的影响非常有限 仅需要在解冻后 18 增加一次基坑抽水和清理 经上述分析 认为采用导流明渠和水泵抽排相结合的导流方式是可行的 在冰 冻期一般情况下仍可继续抽水 同时在入冬前排空水库蓄水 冬季利用围堰拦蓄库 容 可不进行抽排 若冬季基坑淹没 对工程影响也非常有限 9 9 发生超标准洪水基坑淹没分析发生超标准洪水基坑淹没分析 导流明渠过流阶段 如果发生超标准洪水 明渠进口高程 1363 0m 通过明渠 下泄 以及围堰前的拦蓄调洪 不会对大坝工程 进 出水口造成影响 抽排阶段 根据上述汛期及冬期抽排方案的分析 配备的抽排设备满足超标洪 水的要求 1010 安全度汛与防凌排冰 安全度汛与防凌排冰 10 110 1 施工期度汛施工期度汛 本流域洪水主要由暴雨所形成 洪水多猛涨猛落 峰型尖瘦 本流域洪水期在 6 月初至 9 月末之间 最大洪峰流量大部分出现在 8 月份 本工程地处北纬 44 附近 每年冬季都出现不同程度的冰情 主要是导流明渠 除冰 在冰开花时 安排一台反铲将冰块捣碎 以防大冰块堵塞导流明渠 为保证施工免受洪水影响 不仅要保证建筑物施工质量及建筑物在干地施工 同时保证土石方填筑 基坑开挖 混凝土浇筑等干处施工的要求 方便设备和工人 在良好的工作面施工作业 安排专人对水情 水位进行时时监控 并成立专门的防 洪度汛抢险及救援队 为防止边坡坍塌堵塞河道 定期安排机械 人员对导流明渠 不稳定边坡进行清理及加固 定期对河道淤泥及沉沙进行清理 防止因淤泥及沉沙 抬高水位 10 210 2 防汛准备防汛准备 在每年汛前根据批准的安全度汛措施 备足防汛所需的材料和设备 并在紧急 情况下 作好防汛劳动力安排 并对超标准洪水度汛作出应急预案 将损失降低到 19 最小程度 成立安全度汛领导小组 由现场项目经理任组长 项目总工程师和项目副经理 任副组长 各施工作业队队长为安全度汛领导小组成员 制