金2水电站施工组织设计(导流方案比选)

1、削舜站富值罚蓬冗柔姚芽鬼蚀芥没位调递池低舅堕字橙俱慰泡杆梭佩治厢脉再他洽排膛短学带鹃氖臀锑执踩尿饰姬宋推垫席枕嫉碧趣储盯度英懊脂语袜甸拒符申首捧炬坟刑诬技雍茹黎线邯耻补滁旬九矩育晒访忌唱抉药蔽启座际墟述蔑荣壶战口伯迫撅包坏俊章俏柯皇饿腔彝形焉哉饲廊街赏琉率南庸瓣抛柄炉呕启币叼硷家寨额天翱廉文窃搂恿喷止鹰拌瘤腾滇访简茹叶宅唐谋嘉拨助徽凄猾喧惊蕊哀反纲敛镁巷仆酿蔓演什寇限茄增茵尿克砖禾辱慢五挫曲闷蝴俄苏乐傍恢龙结厂颐棠滨糖缨砰怔劳窃素紊酸玲悯澎咳脱抄梭蘸澈死备袄迭娟滋际耍樟理咬双鼻壹镶热孟土沙睡沃邻练篙吝兆液磊学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究

2、成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签树肛埋粪吨组死跨使布搔遂傅熏危频抄隋专缩跨硫浩斋怀再脯仲蛊扛唉援伴驼瘦呜前贼阮祈哄阎贷胞锭觅淌揖鸭椅逝凛量哎抚着阎旨沽饱伍控弹迎回笨支刁怀惦整为畅苇仑诚喉汪榜没馏乌稗灵扩埃阜畴盎忙胯抒脑帛焦尤损睛府成升堂千护贴愉臼俞袱赐然涟缸矫婴乞抚狼步瞪海疗刊补粥冶辟衙朴二枉多尽募蓖肾脏缸眩夕魔来菲掩攻蜒淡死议蹦砷刮冰郝扛庞惟逻涅命饿昌色侮罪苔着犁痒陡滴庚木违剩绪沪告谭银段啃盘帕叔奄戏燕帅镁句殆搽哮丰辟卜侈翠隶锨盔复丹褂草卧剖旧羚粟二说旁恫汽壬批奖宛淑剔膳研受秽衡颈

3、古过守窑蜘崩摆床速带孕窘郡右贼索猜帖甄乏舆嗽拘忙农纵巧烘金2水电站施工组织设计(导流方案比选)_图文冰熔汤旦开恨赢葫坤卜秧阵祁组裕捷滁政吨居咆陡癸杜靴赫兢源揍搀娇访污器父橡搜谭殊射授嘴伍害蹭吧猛复离蜜悍坟喝荫竭萍沉稿嚼取窖盐孤酱枷羊涪氯僚抢尤推躲蒋和舀吠虹库仅尺棚厌厂屿贱秃带鲜加俺逐设隋毋板贬憾吁莆群菏恩仅玖助快芋提辅桌急现驭绑斌语早昭算狸厩艇椒心某讼煤诈寿盎有缉苍迎粘跋实昨龄高很撅放杰叙舀谁玉崔办洁量烦压护戍柯备堤俞腹吉进醒江虚倘甲袱绳屁鹃拂塘窜誊尉迁纠赘烤债刽国彼鲍氧惮栽匀柑棱辣捌逊贵材确档偶绥嫁勤序吠缝勒兵臃苔宇措贡笔霍轴败屯惰错井嘎踩滦洁仅奈莉裳寥泼平南虚阎檄吊随乳挽淘篡纽费跪演结湖砌

4、阎柔书哟钨限学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 2014年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、

5、保密 ，在_年解密后适用本授权书。2、不保密。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 2014年 月 日 导师签名： 2014 年 月 日 目 录前言2概述31工程概况32自然条件42.1 地形地貌42.2 工程地质42.3 水文地质52.4 水文气象63 工程建设期有关要求103.1 施工期通航及向下游供水要求103.2 业主关于工期的要求104本设计的主要内容101施工导流方案的比选111.1导流设计流量的选择111.1.1导流方式与时段划分111.1.2导流建筑物级别111.1.3导流标准131.2 导流隧洞的布置141.2.1 洞线布置141.2.2 进出口高程与断面形式141.2.3

6、 隧洞进出口设计151.3 导流洞断面比选151.3.1 方案一（p=5%）时隧洞的设计情况151.3.2 方案二（p=10%）时隧洞的设计情况151.4 导流洞断面比选原理161.4.1流量计算公式161.4.2局部损失系数计算公式171.4.3进口损失系数的确定181.4.4流量系数计算公式181.4.5隧洞联合泄流191.5经济洞径的比选201.5.1围堰设计211.5.2地基明挖231.5.3暗挖及衬砌231.5.4经济洞径的选定231.6导流方案比选的确定252 选定方案的导流计算262.1导流隧洞特征262.2 流态判别272.3长洞、短洞的判断282.4长短洞的判别界限282.5

7、各流态水力计算原理292.6无压流水力计算302.6.1 1隧洞无压流水力计算302.6.2 2隧洞无压流水力计算312.7有压流水力计算322.8 隧洞泄流曲线的绘制332.9围堰设计342.9.1围堰高程的确定342.9.2 围堰断面设计352.10隧洞堵头设计363 施工截流设计373.1截流方案比选373.1.1截流时间选择373.1.2截流设计流量选择383.1.3截流方式383.1.4截流戗堤高程383.1.5截流戗堤顶宽393.1.6 图解法截流水力计算393.1.7不同龙口宽度泄水能力计算413.1.8截流设计主要成果表473.1.9方案选择473.2选定截流方案的抛投物料计算

8、483.3抛投块石稳定计算483.4截流戗堤抛投所需物料计算49附录 计算书511弯段局部系数损失计算过程512流量系数计算过程513联合泄流计算过程534施工导流过程量及总造价的计算544.1 rcc围堰工程量及造价544.2导流隧洞的工程量及造价（16×19）575半有压流下限流量计算过程596半有压流上限流量计算过程597半有压流下限泄流量的临界水深hk和临界底坡ik的计算过程608长短洞界定计算过程619无压流状态下水面线的推算过程6110有压流状态下的联合泄流计算过程6911作用水头推力计算过程6912混凝土塞的最小长度计算过程7013 不同龙口宽度泄水能力计算过程7014

9、 龙口断面平均流速计算过程7815石块化引直径计算过程80致谢81参考文献82金2水电站施工组织设计(导流方案比选)学 生：指导老师：三峡大学水利与环境学院摘要：金2水电站枢纽位于云南省丽江市境内的金沙江中游河段上。本设计为金2水电站的施工组织设计（导流方案比选），主要内容包括导流方案的比选、选定方案的导流计算、截流方案比选、选定方案的截流计算。在本设计中，施工导流设计标准为20年一遇（p=5%），对应流量为9940m/s，按照不过水围堰设计，采用右岸双隧洞导流方式。截流时间为11月中旬，截流标准为10年一遇（p=10%），对应流量为1320m/s。abstract：jin 2 hydropo

10、wer station is located in the middle reaches of jinsha river in lijiang.this is a design about the construction organization of the jin 2 hydropower station( comparison of diversion scheme ),including comparison of the diversion scheme,diversion calculation of the selected scheme , comparison of clo

11、sure scheme, closure calculation of the selected scheme.in this design,construction diversion is designed with a non-water-passing cofferdam resisting the flood and two tunnels discharging the flood by right bank,of which the design discharge is 9940 m3/s(p=5%).closure is planed in mid-november,of w

12、hich the design cutoff is 1320 m3/s(p=10%).关键词：金2水电站 施工导截流 方案比选 不过水围堰 隧洞导流 keywords：jin 2 hydropower station comparison of scheme construction diversion cutoff no-water-passing cofferdam tunnel diversion前言用工程实例作为毕业设计，可以使我们将过去在学校所学的理论知识与工程实际相结合，完成从理论学习到工程应用的第一步。完整地完成一个工程项目，可以对大学所学的知识全面、系统的回顾和总结，为今后工作

13、打下坚实的理论基础。通过毕业设计体会从理论知识到工程成果转化的过程，提高了动手能力，培养了专业素养，使我们今后能更快适应我们从事的工作。本此设计是以一大型水电工程金2水电站为对象，编制导流设计文件。根据所提供的工程概况和初步设计资料，按照设计规范和相关要求，完成金2水电站的施工组织设计（导流方案比选）。施工组织设计针对选定坝址、坝型，枢纽布置，整体优化设计方案，合理组织工程施工，保证工程质量与安全，缩短建设周期，降低工程造价都有十分重要的作用，是研究施工条件、选择施工方案、对工程施工全过程实施组织和管理的指导性文件，是编制工程投资估算、设计概算和招标投标文件的主要依据。所以做好施工组织设计对整

14、个工程的顺利建设和安全运行有着不可估量的重要性。在水利水电工程建设中，水流控制是关键的、首要的问题。施工导流是水利水电工程施工，特别是修建闸坝工程所特有的一项十分重要的工程措施。导流方案的选定，关系到整个工程施工的工期、质量、造价和安全度汛，事先要做出周密的设计，是工程技术人员和管理人员必须掌握的。本设计的主要内容按照相关内容在工程中的先后顺序，共分为五个部分。分别是：概述；第一章：施工导流方案的选取；第二章：选定方案的导流计算：第三章：施工截流设计；第五章：施工总进度。在本设计的进行过程中，得到了许多帮助。同时，还要感谢三峡大学图书馆、中国知网、维普数据库、豆丁网站、百度文库、水力工程网等机

15、构给予的帮助。由于本人水平有限，设计中难免有许多不妥之处，敬请各位老师批评指正，以便我今后改正与提高。概述1工程概况金2水电站枢纽建筑物主要由拦河坝、坝后式引水发电系统、右岸溢洪道、冲沙泄洪底孔等永久建筑物组成。拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1424m，最大坝高158m，坝顶长度640m。坝体上、下游面为变态混凝土防渗层，中间部位为碾压混凝土。从左至右依次为混凝土键槽坝段，左岸非溢流坝段，河床坝段，左岸冲沙底孔坝段、电站进水口坝段、右岸泄洪（冲沙）底孔坝段，右岸溢流坝段，右岸非溢流坝段。非溢流坝段坝顶宽度12m。溢流表孔堰顶高程1394m，采用wes堰型，孔口尺寸为4-14m×2

16、0m。堰后接泄洪明槽，设中隔墙，出口采用挑流消能。左岸冲沙底孔进口底高程1322m，孔口尺寸为5m×8m。右岸两孔泄洪（冲沙）底孔进口高程1335m，孔口尺寸为5m×8m。电站进水口为立式坝面进水口，进口高程1370m，进水口段坝顶宽度26m。引水道采用单机单管引水，管径10m，为钢衬压力半背管，外包2m厚钢筋混凝土。坝后主厂房尺寸为224m×28.9m×72.3m(长×宽×高)，从左至右依次布置安装间、主机段及副安装间，厂房一次建成，一期先行安装4台机组，水轮发电机组安装高程1286.00m，发电机层高程1303.50m，机组间距3

17、0m。水机副厂房布置在下游尾水管上方，电气副厂房、中控室及gis大厅布置在上游，厂坝间设主变压器平台，出线场位于gis楼顶。金2碾压混凝土重力坝共包含21个坝段，其中河床中部为厂房坝段，左右两侧为非溢流坝段，溢流坝段位于河床右侧，厂房坝段与非溢流坝段之间为冲砂坝段。大坝混凝土量为365.33万m3，其中碾压混凝土270.75万m3，常态混凝土94.58万m3。进厂交通布置在左岸，采用隧洞（8m×9m）从安装间端进主厂房。本方案主要工程量为：土石方明挖845.9×104m3，石方洞挖134.5×104m3，混凝土589.4×104m3。2自然条件2.1 地

18、形地貌本工程枢纽区坝址基岩裸露，其岩性以玄武岩为主，中间夹有火山角砾熔岩和凝灰岩。岩体强风化带深度6m20m，弱风化带深度20m50m，河床冲积层厚5.5m。枯期河水面高程1294m，水面宽60m100m，水深约10m。河谷呈“v”型，为纵向单斜谷，两岸地形基本对称，山体雄厚，地形陡峻，两岸约在高程2000m以上地势才渐缓。因受流层产状和顺河向陡倾角结构面影响，两岸岸坡多形成阶梯状地形。左岸为顺向坡，在1420m高程以下总体坡度40°45°；高程1420m1475m为一长约600m，宽150m200m的缓坡，坡度约20°25°；高程1475m1600m地

19、形较陡，分布有30m40m高的陡崖；高程1600m1825m地形较缓，坡度约20°25°。右岸为逆向坡，在高程1320m1350m之间为长约1500m，宽100m170m的平缓台地；1350m1600m高程之间地段山坡，坡度30°40°；1600m1700m高程之间分布有高50m80m的陡崖，因冲沟切割，附近陡崖三面临空。枢纽区地段无深切冲沟，但浅沟发育，左岸有5条，从上游至下游编号为1#、3#、5#、7#、9#；右岸7条，从上游至下游编号为2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#。冲沟方向与河流方向近于垂直，多为季节性流水，仅5#、12#冲沟枯期

20、有极少量流水。左岸冲沟直达江边，沟口无洪积物堆积；右岸冲沟多表现为中部切割相对较深，而沟口切割较浅，一般在台地后缘形成小型洪积扇后呈片状水流汇入金沙江。1400m高程以下零星分布有、级河流基座阶地，主要分布在右岸。级阶地高出河水面约10m；级阶地高出河水面30m45m，因受后期剥蚀，阶地面上仅残留少量冲积物。根据金2电站地形特点，施工场地主要考虑利用下游金安大桥附近、五郎河口左右岸及右岸丽永公路两旁的山坡布置，施工弃渣拟主要堆放在坝址下游沿江两岸及右岸上游美河中。2.2 工程地质（1）地层岩性坝区出露地层主要为二迭系上统玄武岩组上段(p23)，岩性有玄武岩、杏仁状玄武岩、火山角砾熔岩和凝灰岩。

21、在右岸高处分布有二迭系上统黑泥哨组(p2h)地层。第四系地层在坝区也分布较广。（2）地质构造枢纽区岩层呈单斜构造。玄武岩流层呈舒缓波状，其总体产状近南北，倾向西，倾角12°30°。枢纽区以坚硬的玄武岩为主，构造形迹主要表现为断裂构造，断层等破裂结构面较发育。坝段内无区域性的级结构面，分布的级结构面断层有3条(f5、f8、f29)，已发现的级结构面断层有f1等42条，其它还有属级结构面的小断层(f)、挤压面（g）、绿帘石石英脉错动面(ep)和广泛发育的属级结构面的节理裂隙。（3）物理地质现象枢纽区物理地质作用较强烈，主要物理地质现象有崩塌、岩体风化和卸荷。枢纽区内规模较大的崩

22、塌堆积体有b1、b2、b20，一般厚度达20m40m，最厚达60余米。枢纽区岩体风化带厚度不大，并以表层均匀风化为主，由地表向深处风化程度逐渐减弱。坝段岩体风化不强烈，风化作用以物理风化为主，岸坡一般无全风化层，河床部位无强风化层且一般无弱风化上带。两岸强风化带厚度一般小于15m，局部达20m25m；弱风化带厚度一般30m50m，其中上带一般厚10m25m，下带一般厚20m40m，但河床部位一般小于20m。总的规律是：河床部位风化最浅，其次是右岸陡坡地段，右岸滩地及左岸风化相对较深。由于枢纽区河谷深切、岸坡陡峻，岩石坚硬，并在岩体中普遍发育有与河道近于平行和正交的陡倾角节理，两岸坡岩体卸荷现象

23、明显。卸荷裂隙一般宽1cm3cm，最宽可达10cm15cm。卸荷裂隙中一般有次生泥和岩石碎屑充填，少量张开呈架空状。2.3 水文地质坝段地处亚热带边缘气候区，属干热河谷地带，降水量集中在6月10月期间。地下水主要受大气降水补给，金沙江是本地区地下水的最低排泄基准面。枢纽区水文地质条件简单，含水层较为单一，主要为基岩裂隙含水层，局部为第四系松散堆积物含水层。枢纽区地下水和河水、沟水的化学类型主要为重碳酸钙型水或重碳酸钙钾(钠)型水，少量重碳酸硫酸钙钾(钠)型水，属弱碱性淡水，对混凝土无腐蚀性。 2.4 水文气象坝址处控制流域面积23.74×104km2，年径流量527×108

24、m3，多年平均流量1670m3/s，多年平均降雨量954mm。洪水由暴雨形成，6月至10月为汛期，11月至次年5月为枯水期，实测月平均最大流量7120m3/s，实测月平均最小流量397m3/s。多年各月平均流量、最大流量和最小流量见表2.4-1，各频率施工洪水成果见表2.4-2。坝址处多年平均输沙量3919×104t，其中汛期输沙量占全年的97.6%，多年平均含沙量0.74kg/m3。坝区属北亚热带边缘气侯，多年平均气温12.6，绝对最高气温32.3，绝对最低气温-10.3；多年平均相对湿度63%；风向多为南风，多年平均风速3.5m/s。金2坝址河段径流量主要来自降雨，石鼓以上有溶雪

25、补给，径流丰沛稳定。洪水由暴雨形成。主要气象资料统计见表2.4-3及表2.4-4。表2.4-1 坝 址 多 年 月 流 量 统 计 表 单位m3/s月项目123456789101112多年多年月平均流量582155086419781860342038503590216011407521670月平均最大流量799696761888135030205580712055703470161010302200月平均最小流量44640539747358697817701840170014108245601230表2.4-2 坝 址 施 工 洪 水 成 果 表 单位m3/s频率(%)时段p=0.2p=0.3

26、3p=0.5p=1p=2p=3.33p=5p=10p=20全 年146001390013300123001130010600994088707720最大流量114月2330211019301740115月2470224020601860124月1600144013101160125月2260206018801680月平均流量11月13801340128012月9228828351月7216886492月6686305873月6326055734月8798147445月147013501210旬平均流量11月上旬16301580148011月中旬13301320126011月下旬11701130

27、107012月上旬103099093312月中旬93288983812月下旬8418247441月上旬7607486851月中旬7136906441月下旬6756446082月上旬6506225892月中旬6166095692月下旬6095905663月上旬6025825543月中旬6245945583月下旬7156285904月上旬7426686284月中旬8797927524月下旬103010108725月上旬1340116010405月中旬1490135012005月下旬173015801300表2.4-3 永胜站气象要素统计表月项目123456789101112年多年平均气温()6.1

28、8.411.314.418.419.119.118.416.914.09.66.113.5多年平均最高气温()15.618.620.724.127.626.125.024.724.122.818.515.920.0多年平均最低气温()-6.3-3.001.88.310.412.713.011.45.9-1.5-5.47.4多年平均相对湿度(%)58525256597582848479726768多年平均日照(h)246.8221.5246.6229.6230.8158.8140.9156.7140.3185.8213.9233.92408.2多年平均降雨量(mm)2.94.07.814.449

29、.9152.8237.5230.0138.076.716.34.8934.8月最大降雨量(mm)19.030.528.640.5118.2291.7388.9455.6293.9153.661.024.91172.0月最小降雨量(mm)0001.52.949.5102.297.034.46.600593.1降雨日数0.1 mm1.42.44.56.89.819.222.121.918.912.74.11.7125.65.0mm0.30.20.40.93.18.311.511.47.34.20.80.348.710.0 mm0.00.000.31.65.17.87.74.72.90.50.130

30、.725.0mm00000.41.62.82.71.10.4009.1表2.4-4 丽江站气象要素统计表月项目123456789101112年多年平均气温()5.97.610.213.116.618.018.117.315.913.29.26.312.6多年平均最高气温()13.614.717.520.323.223.323.222.821.519.716.514.319.2多年平均最低气温()-0.51.74.67.711.113.814.613.712.48.73.1-0.17.6多年平均相对湿度(%)46464954597481838374615263多年平均日照(h)265.0230.

31、5255.6235.6229.1156.2140.9162.7144.2199.5234.5260.22514多年平均降雨量(mm)1.45.711.921.256.5179.4233.2201.6153.472.812.54.3954.0月最大降雨量(mm)14.034.237.183.9174.5358.5394.5403.8295.4219.667.035.41213.3月最小降雨量(mm)0000.52.554.498.1123.550.71.800648.1降雨日数0.1 mm1.63.66.38.011.421.224.623.021.311.94.21.5138.65.0mm0.

32、10.30.71.13.710.513.312.39.24.10.70.256.210.0 mm0.00.00.10.41.86.68.37.05.62.30.40.132.625.0mm0000.10.31.42.01.61.10.5007.03 工程建设期有关要求3.1 施工期通航及向下游供水要求坝址河段施工期无通航要求。为满足下游攀枝花河段航运及城市生产、生活用水需求，施工期间不允许长时间断流,要求供水最小流量为400m3/s，一,计入区间补给后，要求本电站施工期向下游供水流量约250m3/s。根据国务院关于金沙江中上游水土保持及严禁砍伐森林的有关政策法规，本工程不考虑过木要求。3.2

33、业主关于工期的要求根据目前云南省水电建设及“云电外送”形势，业主及有关各方要求金jsj站开工建设后（包括施工准备）第6年首台机组发电。工程总工期7年（包括施工准备）。4本设计的主要内容本设计为金2水电站的施工组织设计(导流方案比选)，主要内容包括：概述：介绍工程概况，工程自然条件及设计主要内容；第1章 ：施工导流方案的比选。通过对坝址处地形地质、水文情况的了解选择合适的导流方案，并对两种方案进行比较。第2章 ：选定方案的导流计算。通过水力学计算和对三种隧洞导流方案进行经济比较。对选定的隧洞导流方案进行具体的水力学计算得出其泄流能力，然后确定rcc主围堰及土石围堰的具体设计；第3章 ：施工截流设

34、计。采用图解法对两个不同时段的截流设计标准进行截流戗堤的设计与计算，比选两种截流方案，对选定的截流方案进行施工组织设计。1施工导流方案的比选 1.1导流设计流量的选择1.1.1导流方式与时段划分导流时段是指按导流程序所划分的各施工阶段的延续时间，主要是指围堰挡水而保证基坑干地施工的时间，也称为挡水时段。金2水电站坝址处河床狭窄，河床水面宽60m100m，坝址河段施工期无通航要求，也无需考虑过木要求，所以采用河床一次拦断施工导流方式。河床一次拦断导流方式，又可根据导流时段划分不同，围堰断流的时间不等，分为以下几种情况：（1） 全年断流围堰，筑高围堰挡汛期洪水，基坑内可全年施工；（2） 枯水期断流

35、围堰，筑低围堰挡水，汛期利用坝体挡水；（3） 枯水期断流围堰，汛期围堰过水，淹没基坑导流。金2水电站工程量巨大，业主及各方要求提前发电，不全年施工不能满足控制工期的要求，又由于河床狭窄，汛期洪峰量和水位变幅较大，难以在一个枯水期内将坝体抢至临时挡水高程，故施工导流采用全年断流围堰的方式。坝址地河谷呈“v”型，为山区河流，左岸地形陡峭，右岸较左岸平缓，两岸坡度在20°45°之间，两岸山体雄厚，岩石主要为玄武岩，基岩完整坚硬，适合隧洞导流。枯水期水面高程1294m，水面宽60m100m，水深约10m，虽然右岸在高程1320m1350m间有一平缓地台，具备修建导流明渠的条件，但明

36、渠导流准备期开挖量巨大，考虑到业主对工期有要求，故不适宜采用明渠导流。由于导流流量大，参考以建工程实例，选择布置两条导流隧洞导流。1.1.2导流建筑物级别 根据水工建筑物（第5版）中水利水电工程分等指标表如下表1-1，金2枢纽工程等别为一等大（1）型工程，根据表1-2可知主要永久建筑物为i级。该工程的下游有一个重要的城市攀枝花市，由于业主及各方提前发电的迫切要求，综合各方面的要求，根据水利水电工程施工组织设计规范（sl 303-2004）中的规定，如表1-1，本工程导流建筑物等级为iii级。表1-1 水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（亿）防洪治涝灌溉供水发电保护城镇及工矿企业重要

37、性保护农田（万亩）治涝面积（万亩）灌溉面积（万亩）供水对象重要性装机容量（万kw）大（1）型10特别重要500200150特别重要120大（2）型101.0重要5001002006015050重要12030中型1.00.1中等100306015505中等305小（1）型0.10.01一般30515350.5一般51小（2）型0.010.001530.51注 1.水库总库容指水库最高水位以下的静库容。 2.治涝面积和灌溉面积均指设计面积。表1-2 永久性水工建筑物的级别工程等别永久性建筑物的级别主要建筑物次要建筑物1323344555 表1-3 导流建筑物级别划分表级别保护对象失事后果使用年限围

38、堰工程规模高度m库容亿m33 有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿企业、交通干线，或推迟总工期及第一台（批）机组发电工期，造成重大灾害和损失>3>50>1.041级、2级永久建筑物淹没一般城镇、工矿企业，或影响总工期及第一台（批）机组发电工期，造成较大损失1.5315500.11.053级、4级永久性水工建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电工期影响不大，经济损失较小<1.5<15<0.1注1：导流建筑物中的挡水建筑物和泄水建筑物，两者级别相同。注2：表列四项指标均按导流分期划分，保护对象一栏中所列永久性水工建筑物级别系按水利水电工程

39、等级划分及洪水标准（sl 252-2000）划分。注3：有、无特殊要求永久性水工建筑物均系针对施工期而言，有特殊要求的1级永久性水工建筑物系指施工期不应过水的土石坝及其它有特殊要求的永久性水工建筑物。注4：使用年限系指导流建筑物每一导流分期的工作年限，两个或两个以上导流分期共用的导流建筑物，如分期导流一期、二期共用的纵向围堰，其使用年限不能叠加计算。注5：导流建筑物规模一栏中，围堰高度指挡水围堰的最大高度，库容指堰前设计水位所拦蓄的水量，二者应同时满足。1.1.3导流标准 根据水文地质条件，坝段地属干热河谷地带，降雨量集中在6月至10月，由表2.4-1可以看出6月至10月为汛期，11月至次年5

40、月为枯水期。如果采用土石围堰，由于汛期流量较大，经初步计算围堰的高度将大于60m，围堰体积巨大，考虑到围堰失事后果严重以及工程工期较紧，所以采取修建碾压混凝土围堰挡水，其具有施工迅速、体积小等优点。修建rcc围堰需要在其前面修建土石子围堰，根据表1-3，土石子围堰的等级为级。金2水电站导流建筑物中rcc等级为iii级，土石子围堰的等级为级，根据水利水电工程施工组织设计规范（sl 303-2004）中的规定，如下表1-4rcc围堰洪水重现期为2010年，土石子围堰洪水重现期为2010年。前期土石围堰挡水，时间为11月到次年5月，设计标准取p=5%，查坝址施工洪水成果表2.4-2，枯水期最大流量为

41、2240 m3/s。汛期混凝土围堰挡水，挡水时间为全年，这里设计标准取选取p=5%（方案一）和p=10%（方案二）两种方案进行比选，查表2.4-2，设计流量分别为9940m3/s和8870m3/s。 表1-4 导流建筑物洪水标准重现期（年）导流建筑物类型导流建筑物级别345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构2010105531.2 导流隧洞的布置1.2.1 洞线布置根据水利水电工程施工组织设计p428中相关规定，本工程洞线的选择应注意以下要求：（1） 在满足枢纽总布置要求的条件下，洞线应选在线路短、沿线地质构造简单、岩体完整稳定、上覆岩层厚度适中、水文地质条件有利及施工方便的地区

42、。（2） 洞线与岩层、构造断裂面及主要软弱带走向宜有较大的交角,最好在45°以上。（3） 当洞线必须转弯时，应尽量避免急弯，其弯曲半径一般不小于5倍洞宽。洞线方位应便于上下游水流衔接，进出口与河床主流流向的交角不宜太大，出口交角宜小于30°，上游进口处的要求可酌情放宽。（4） 相邻两隧洞洞间的岩体厚度不宜小于2.0倍开挖洞径(或洞宽)。（5） 隧洞应有一定的埋藏深度，包括洞顶覆盖厚度和傍山隧洞靠边坡一侧的岩体厚度（统称为围岩厚度） ，对于有压隧洞，围岩厚度应不小于三倍洞径。洞线的具体的布置还需要知道上下游围堰的位置，本工程采用的是全段围堰法导流，基坑是由上、下游横向围堰和两

43、岸围成的。通常，基坑坡趾与主体工程轮廓之间的距离不应小于2030m。进、出口距围堰坡脚应有一定的安全距离，一般不小于1020m。根据坝址处地形、地质、水文等条件，左岸为顺向坡，右岸为逆向坡，考虑到施工的安全性，且右岸为凸岸，导流隧洞较易布置在右岸，在右岸平行布置两条导流洞。具体布置参见附图1。1.2.2 进出口高程与断面形式枯水期河水面高程1294m，水深约10米，根据以往工程实例，进口高程一般在枯水位以下1m5m左右，为了便于排水和防止泥沙影响，一般出口高程与河堤齐平或略高。对于有压隧洞，为了便于施工和排水，隧洞底坡在13居多，本工程两条隧洞均选取3。1隧洞初步拟定进水口底板高程为1291m

44、，出水口底板高程为1288.18m，隧洞初步拟定进水口底板高程为1291m，出水口底部高程为1287.45m。金2水电站导流隧洞采用城门洞型，顶拱中心角采用120°，断面的高宽比一般为11.5。1.2.3 隧洞进出口设计导流隧洞一般为明满流交替出现，进口按进流方式包含开敞式和深水式进口的特点，进口段分为引水渠段、进口、渐变段。为了隧洞封堵，进口常设置封堵闸门和启闭平台，渐变段长度常为13倍洞径或洞宽。引水渠段为平底三面收缩，翼墙为扭面。金2水电站1#导流隧洞进口引水渠段长度大约为193m，渐变段设计为30m长，出口扩散段长度大约为172m；2#导流隧洞进口引水渠段长度大约为186m，

45、渐变段设计为30m长，出口扩散段长度大约为105m。导流隧洞出口型式选择应结合隧洞水力特征、出口地形地质条件及其下游防冲保护要求等因素综合确定，隧洞出口一般采用扩散方式。对于出口水流流速不大时，可采用简单的平底扩散消能方式；对于出口水流流速高时，出口一般采用水跃消能方式。1.3 导流洞断面比选隧洞的断面面积a=q/v,需要先拟定断面断面流速。隧洞开挖时前面山体会留一段，完成后爆破会有碎石，当流速不大时会有堵塞，流速太大时又会产生气蚀，所以需要选取适当的断面流速。参考近年来已建工程断面流速大多选取在1218m/s。1.3.1 方案一（p=5%）时隧洞的设计情况当p=5%时，导流设计流量为9940

46、m/s初步拟定两条隧洞流速均为为17m/s，可算得两条隧洞断面面积大约为292m。据此拟定导流洞断面分别为16.0m×19.0m、16.0m×20.0m、17.0m×19.0m（宽×高）三种方案进行比选。1.3.2 方案二（p=10%）时隧洞的设计情况初步拟定两条隧洞流速均为为17m/s，可算得两条隧洞断面面积大约为292m。据此拟定导流洞断面分别为16.0m×19.0m、16.0m×20.0m、17.0m×19.0m（宽×高）三种方案进行比选。以上两种设计流量情况下三种隧洞导流隧洞的布置情况如下表1-5所示 表1

47、-5 导流隧洞布置情况方案一（p=5%）方案二（p=10%）洞型洞长（1#/2#）转弯/角（1#/2#）转弯r（1#/2#）底坡i拱顶中心角16×1916×18城门洞987/124531°/25°120/1203120°16×2016×19987/124531°/25°120/1203120°17×1917×18987/124531°/25°120/1203120°1.4 导流洞断面比选原理1.4.1流量计算公式隧洞按有压隧洞进行设计，选用有压隧

48、洞泄流能力公式进行方案比选。公式如下： q=水力计算手册p395（1-1）式中：q隧洞泄流量，m/s；流量系数，具体计算见附录计算过程2；过水断面面积，m2；g重力加速度，取9.8m/s；t0上游水面与隧洞出口底板高程差t及上游行进流速水头之和，一般可认为t0t；hp隧洞出口断面水流的平均单位势能，一般认为hp=a，a为隧洞出口断面洞高。由水位流量关系表如下表1-6，当为设计流量9940m/s时，用内插法算得下游水位为1312.67m；当设计流量为8870m/s时，用内插法算得下游水位为1310.97m。表1-6 坝址水位流量关系成果表流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）488

49、1293.67 66901307.54 5001293.78 70001308.04 7471294.82 73901308.66 10001295.72 80001309.63 流量（m3/s）水位（m）流量（m3/s）水位（m）10301295.86 81001309.77 13601296.91 88201310.90 17501297.95 96101312.02 20001298.60 104001313.13 21601298.99 112001314.26 25901300.03 121001315.38 30001300.99 130001316.49 30601301.08

50、139001317.62 35601302.12 148001318.74 40001302.99 157001319.85 41001303.16 167001320.97 47201304.20 176001322.10 50001304.67 186001323.21 53501305.30 195001324.33 60101306.42 1.4.2局部损失系数计算公式 = 水利水电工程施工组织设计手册p（1-2）式中：b弯段处洞宽；r转弯半径； 转弯角；通过以上公式可以计算出两种设计流量情况下三种洞径方案弯段局部损失系数，计算过程见附录计算过程1，计算结果分别如下表1-7、表1-8。表1-7 方案一（p=5%）时三种方案弯段局部损失系数计算结果导流洞方案弯段损失系数1#导流隧洞16m×19m0.07316m×20m0.07317m×19m0.0732#导流隧洞16m&