导流工程计算说明书

8.3 截流设计与施工 根据合同要求进行正常截流设计标准流量2600m3/s和备用超标准流量3500m3/s下的截流设计，要求按照超标准流量进行施工备料。8.3.1标准流量截流方案8.3.1.1 截流时段及流量截流时间定为12月中旬16日18日，截流流量为12月份10年一遇的旬平均流量2600m3/s。8.3.1.2 截流方式 截流方式采用单向单戗立堵法进行截流，为节省截流时间，拟在上游戗堤预进占的同时，下游围堰跟进。8.3.1.3 截流水力学计算（1）戗堤布置为利于堰体的渗透稳定和防渗墙造孔的安全，同时为尽快形成基础防渗墙的施工平台，将截流戗堤布置在二期上游横向围堰的背水侧，戗堤轴线距离堰体轴线40m，距离防渗墙轴线65m。戗堤顶部高程273.0m，顶宽25.0m，上下游边坡均为11.5，戗堤轴线总长300.61m，其中左侧第一、二期纵向围堰间轴线长43.99m，右侧段轴线长约186m，其余为一期纵向土石围堰占据的宽度。（2）预留龙口戗堤轴线处河床基岩面高程218248m，基岩面左侧低、右侧高，右侧坡脚分布有浅槽；覆盖层为第四系河流冲积的砂卵砾石，大滩坝一侧覆盖层厚3855m，主河道部位1030m，靠近右岸岸边附近仅数米厚。一期纵向围堰混凝土护面及块石护脚抗冲刷能力强，可作为龙口左侧裹头的一部分。同时由于二期纵向围堰左侧即为二期的泄水缺口，为减少截流抛投工程量，可利用第一期土石围堰的拆除料堆起。因此将龙口布置在河床左岸、一期围堰的右侧，采用从右岸向左岸单向的进占方式，戗堤进占坡比1：1.25。通过非龙口段的水力学计算，得出预留龙口宽度应为100m，右岸预进占长度86m。龙口布置型式详见图8.3-1。图8.3-1 龙口布置示意图（3）龙口水力计算根据戗堤轴线断面的地形条件、导流洞分流能力，计算不同龙口宽度对应的水力学参数，据此划分龙口分区及计算抛投备料。计算结果详见表8.3-1。表8.3-1 龙口段水力学指标计算表龙口宽度上游水位龙口泄流量龙口水深龙口水面平均宽度龙口落差单宽流量q龙口流速抛投粒径龙口水流单宽能量(m)(m)(m3/s)h/m(m)(m)m3/(s.m)v(m/s)d(m)(t.m/(s.m)100268.920745.008.1156.190.1713.261.630.112.7090269.020663.007.0650.290.2713.181.870.144.2780269.120578.005.8045.650.3712.662.180.195.6270269.200490.004.8840.960.4511.962.450.246.4660269.300409.004.4733.000.5512.392.770.318.1850269.430313.004.0924.570.6812.743.110.3910.3940269.540200.003.6017.040.7911.743.260.4311.1330269.72068.001.3013.690.974.973.820.595.7820269.78012.500.607.831.031.602.660.291.97经截流水力学计算可知，龙口宽度为30m时，龙口流速达到最大，为3.82m/s，最大龙口落差为1.03m，最大单宽能量为11.13t.m/(s.m)，抛投体最大粒径0.59m，最大块石重量为0.28t。实际施工中龙口段的备料粒径及其重量见表8.3-2，备料系数取1.5。抛投体最大粒径0.67m，最大块石重量为0.41t。表8.3-2 实际截流中的备料粒径及重量龙口宽度B100908070605040302010抛投粒径d(m)计算0.11 0.14 0.19 0.24 0.31 0.39 0.43 0.59 0.29 0.11 备料0.12 0.16 0.22 0.27 0.35 0.44 0.49 0.67 0.32 0.12 抛石重量w(t)计算0.0017 0.0037 0.0095 0.0191 0.0401 0.0805 0.1059 0.2750 0.0313 0.0017 备料0.0025 0.0056 0.0143 0.0287 0.0601 0.1207 0.1589 0.4125 0.0469 0.0025 8.3.2超标准流量截流方案8.3.2.1 截流时段及流量截流时间定为12月中旬16日18日，截流流量为3500m3/s。8.3.2.2 截流方式 截流方式采用单向单戗立堵法进行截流，为节省截流时间，拟在上游戗堤预进占的同时，下游围堰跟进。8.3.2.3 截流水力学计算（1）戗堤布置为利于堰体的渗透稳定和防渗墙造孔的安全，同时为尽快形成基础防渗墙的施工平台，将截流戗堤布置在二期上游横向围堰的背水侧，戗堤轴线距离堰体轴线40m，距离防渗墙轴线65m。戗堤顶部高程273.0m，顶宽25.0m，上下游边坡均为11.5，戗堤轴线总长300.61m，其中左侧第一、二期纵向围堰间轴线长43.99m，右侧段轴线长约186m，其余为一期纵向土石围堰占据的宽度。（2）预留龙口戗堤轴线处河床基岩面高程218248m，基岩面左侧低、右侧高，右侧坡脚分布有浅槽；覆盖层为第四系河流冲积的砂卵砾石，大滩坝一侧覆盖层厚3855m，主河道部位1030m，靠近右岸岸边附近仅数米厚。一期纵向围堰混凝土护面及块石护脚抗冲刷能力强，可作为龙口左侧裹头的一部分。同时由于二期纵向围堰左侧即为二期的泄水缺口，为减少截流抛投工程量，可利用第一期土石围堰的拆除料堆起。因此将龙口布置在河床左岸、一期围堰的右侧，采用从右岸向左岸单向的进占方式，戗堤进占坡比1：1.25。通过非龙口段的水力学计算，得出预留龙口宽度应为100m，右岸预进占长度86m。龙口布置型式详见图8.3-2。图8.3-2 龙口布置示意图（3）龙口水力计算根据戗堤轴线断面的地形条件、导流洞分流能力，计算不同龙口宽度对应的水力学参数，据此划分龙口分区及计算抛投备料。计算结果详见表8.3-3。表8.3-3 龙口段水力学指标计算表龙口宽度上游水位龙口泄流量龙口水深龙口水面平均宽度龙口落差单宽流量q龙口流速抛投粒径龙口水流单宽能量(m)(m)(m3/s)h/m(m)(m)m3/(s.m)v(m/s)d(m)(t.m/(s.m)100 270.240 1123.00 9.28 57.65 0.32 19.48 2.10 0.18 7.48 90 270.320 1045.00 8.23 51.75 0.40 20.19 2.45 0.24 9.69 80 270.490 903.00 6.97 47.11 0.57 19.17 2.75 0.31 13.11 70 270.610 795.00 6.05 42.42 0.69 18.74 3.10 0.39 15.52 60 270.770 650.00 5.64 34.46 0.85 18.86 3.34 0.45 19.24 50 270.940 503.00 5.26 26.04 1.02 19.32 3.67 0.54 23.65 40 271.150 358.00 4.77 18.50 1.23 19.35 4.06 0.66 28.56 30 271.420 168.00 2.20 14.81 1.50 11.34 5.16 1.07 20.42 20 271.630 65.00 1.50 8.96 1.71 7.26 4.84 0.95 14.89 10 271.820 4.90 1.26 1.58 1.90 3.11 2.47 0.25 7.09 经截流水力学计算可知，龙口宽度为30m时，龙口流速达到最大，为5.16m/s，最大龙口落差为1.90m，最大单宽能量为28.56t.m/(s.m)，抛投体最大粒径1.07m，最大块石重量为1.66t。实际施工中龙口段的备料粒径及其重量见表8.3-4，备料系数取1.5，实际抛投体最大粒径1.21m，最大块石重量为2.49t。表8.3-4 实际截流中的备料粒径及重量龙口宽度B100908070605040302010抛投粒径d(m)计算0.18 0.24 0.31 0.39 0.45 0.54 0.66 1.07 0.95 0.25 备料0.20 0.28 0.35 0.44 0.51 0.62 0.75 1.21 1.07 0.28 抛石重量w(t)计算0.0075 0.0192 0.0381 0.0779 0.1234 0.2166 0.3928 1.6573 1.1323 0.0200 备料0.0113 0.0289 0.0572 0.1168 0.1851 0.3248 0.5893 2.4860 1.6984 0.0300 8.3.3 截流施工布置及备料根据计算结果为龙口段分区，为备料准备，详见图8.3-3所示。图8.3-3 龙口段分区示意图截流采用单戗立堵，预留龙口位于河床左岸，从右至左单向进占。预进占段戗堤抛投料的备料系数取1.2，龙口段戗堤抛投料的备料系数取1.5，截流难度较大的3区备料系数取1.8，截流总备料量13.43万m3（不含龙口护底量），其中龙口段备料量5.12万m3。龙口截流材料主要采用从右岸下游尾水渠出口部位备料场的备料量，其中，中小石备料量10.4万m3，大石备料量5.48万m3，特大石备料量3.96万m3，完全可以满足截流用料量,另外需准备1096m3铅丝笼和730m3混凝土四面体，龙口段2区投放的铅丝笼尺寸为1m1m1m，3区投放的铅丝笼尺寸为1m1m2m，混凝土四面体尺寸为1m1m1m，各部分备料量详见表8.3-5。截流施工道路利用规划的J2公路，具体平面布置见图XJB/0562-1，填筑材料详细分配表见表8.3-5。表8.3-5 戗堤填筑材料表龙口分区龙口范围m流速m/s填筑材料分配及用量（m3）合计（m3）石渣料中石大石特大石钢筋石笼四面体预进占100m2.10747638307/830701区100m80m2.75137451528/152732区80m50m3.671017750881697/329219175103区50m10m5.163650456263871826767511177031区10m0m2.4765473/727小计/102989195588084182610967301342838.3.2.4 护底鉴于龙口段覆盖层厚度较大，截流时对河床淘刷严重，对截流非常不利，因此采用在龙口范围采用驳船预先进行平抛护底。抛投护底长度在龙口戗堤轴线以下取45m，戗堤轴线以上取25m，垂直水流方向护底宽度按龙口宽度100m考虑，厚1.0m，护底块石化引直径0.62m，备料量为8400m3。8.3.4 截流抛投强度及设备配置截流预进占于12月1日开始施工，计划15天内完成，总抛投量83070m3，计算日平均抛投强度为5538m3/d，最大抛投强度6615m3/d。截流龙口合拢时间为12月16日18日，三天内完成合拢，总抛投量51213m3，计算日平均抛投强度为17071m3/d，最大抛投强度20485m3/d。截流戗堤顶宽25m，按三辆32t（18m3）自卸汽车同时卸料，单车卸料平均循环时间3.5min考虑，一个卸车点的循环车辆数为17辆/h，戗堤单向进占的最大抛投强度为31718918m3/h，完全满足截流时的抛投强度。根据龙口合龙计算抛投强度，计划配置15辆32t自卸汽车，备用5台，8台6.5 m3的液压铲，2台20t汽车吊吊装钢筋石笼或四面体，堰头各配置2台TY220推土机。河床护底在进占期间进行，抛投时间安排为2008年12月1日12月15日，抛投块石量为8400m3。配置2条50m3的驳船抛投。6.5.2.5 截流保证措施为保证截流顺利进行，拟采取如下措施：1、截流前作好料源的勘察工作，保证截流所需石渣料、块石料、钢筋石笼和四面体备料充足，确保截流材料数量和质量满足截流要求。2、积极与当地水文气象部门联系，合拢前，要对超标来水拟定应急措施，同时要有充足备料。3、截流预进占时，要根据确定的抛投方法，先进行截流戗堤进占，再进行戗堤迎水面水下抛填，以最大限度增大进占填筑工作面，保证进占填筑强度和戗堤稳定性，减少戗堤抛填材料流失。4、进占结束后必须