电站厂房施工导流方案

目录1.工程概况2.工程施工及地质条件3.施工导流4.安全度汛5.围堰拆除1.工程概况XX水电站工程位于XX省XX县XX乡境内的XX水系三级支流XX江上（属XX江最大支流），是XX县境内XX江XX坝～XX坝河段规划中第三级梯级电站，坝址上距XX县县城22km，下距XX电站56km。坝址、厂址左岸有XX公路（XX国道）通过，对外交通便利。工程枢纽主要任务是水力发电。XX水电站工程为Ⅳ等小（1）型，枢纽主要建筑物为4级。枢纽工程的主要建筑物由河床挡水闸坝、右岸引水建筑物、发电厂房及开关站等组成。水库正常蓄水位812.0m，总库容31万m3，电站额定水头17.2m，装机容量25MW，多年平均年发电量1.25亿kw·h，年利用小时数5000h。首部枢纽区采用低围堰隧洞枯水期导流方案。厂区采用围堰全年挡水，厂房基坑全年施工的导流方式。2.工程施工及地质条件2.1水文气象XX水电站坝址控制流域面积8044km2，多年平均流量105m3/s，多年平均年径流量33.11亿m3XX江洪水主要是暴雨产生。一般一年可发生多次洪水，一次洪水过程1～3天。洪水过程以单峰型为主。XX江汛期为5～10月，其中，主汛期为6～9月。主汛期来水量占全年来水量的50.3%。表2-1坝址设计洪水成果表流量：m3/s均值CvCs/Cv频率P（%）0.21/30.51210/3510206050.62427502520234020401750153013601080800表2-2坝址分期洪水成果表流量：m3/s可研阶段（采用）时段（月）频率P（%）5102012～397.892.185.5427123419653713292846～9136010808001048440632511178161142工程区多年平均气温14.8℃，极端最高气温38.1℃，极端最低气温－7.4℃；多年平均风速2.4m/s，多年最大风速16m/s，多年平均相对湿度62%，多年平均降水量451.6mm。2.2工程地质XX江以NE65°方向经风火崖山咀后转向SE142°流经坝址区。河道顺直，水流湍急。河谷两岸边坡不对称，右岸总体边坡坡度40°，左岸基岩不完整，沿岸边发育河流Ⅱ级阶地，河谷较狭窄。首部枢纽上游围堰工程地质条件：上游围堰位于坝轴线上游62m处，该部位河流偏向右岸，左岸为较宽阔的弯状河漫滩，被改造为耕地，古河槽偏左岸，右岸为河漫滩尾部。当河水位803.5m时河面宽22m,两岸河漫滩地表工程804～807.5m在正常蓄水位812m时，河谷宽163.4m。河床及其漫滩相冲积砂卵砾石层厚度43～51m，仍可分为三层，各层基本特征与坝基相近，渗透性强，需防渗。首部枢纽下游围堰工程地质条件：下游围堰位于坝轴线下游135m处，该部位为欠家沟口洪积扇前端，河床右岸为相对较宽的河漫滩与杜家沟洪积混合堆积物，被改造为耕地或住宅地。右岸侵蚀堆积（Ⅱ级阶地）与河床冲积砂卵砾石呈锯齿状相接，由块石、漂石、砂卵砾石及泥质等组成，较密实，渗透性较中等，建议渗透系数K=8～25m/d。厂房、前池至压力管道工程地质条件：前池至压力管道位于侥头山下侧坡，与引水隧洞相接。地基主要地层为长城系XX群砂质板岩，岩层略起伏延伸，属顺向坡。岩层产状NE600SE∠470。坡体表部岩体发生过顺层滑移，边坡局部残留有少量的崩坡积块碎石，未发生滑移的岩体亦有不同程度的卸荷松弛，致使风化深度增大，强风化垂直深度10－15m，弱风化垂直深度15～21m表层5～10m卸荷松动带，层间软弱面和切层裂隙较发育，主要裂隙可分为三组，①300NE∠750和②SNW∠750组，③NE700NW∠200平缓裂隙组，前两组裂隙构成“X”剪切，且②组裂隙最为发育，层状结构，地基岩体质较坚硬，承载力高，做为前池基础，需要清除坡表及坡脚部位的覆盖层和部分强风化岩体，将地基置于弱风化岩体之上。前池边坡基岩裸露，层面略呈起伏波状，表部岩体风化强烈，其中①、②组裂隙对边坡稳定有一定影响。上游开挖边坡属于顺向坡，并有顺坡向延伸的高倾角裂隙发育，开挖后会产生顺层滑移，边坡开挖应尽量不切脚为宜，当脚开挖时，需要加深锚固至出露岩层一下，两侧开挖边坡稳定性较好，可根据开挖揭露情况进行加固。3、施工导流3.1导流规划本工程首部枢纽在施工准备期，由原河床过水，主要进行导流隧洞及进出口明渠的施工；主河床截流后，枯水期由导流洞过水，上下游枯水围堰挡水，主要进行闸坝的施工，要求在汛前完成闸坝基础处理及底板砼浇筑，闸墩应浇至常水位以上；汛期闸坝基坑过水，主要进行导流隧洞封堵及出口明渠改建施工；汛后继续进行闸墩的施工及金属结构安装。主体工程施工期3.1施工导流建筑物设计标准及导流规划3.1.1施工导流建筑物设计标准XX水电站工程为Ⅳ等小（1）型，枢纽主要建筑物为4级，所以围堰按5级建筑物级别设计，设计洪水标准选择枯水期5年一遇。围堰的设计挡水标准为：首部枢纽上游围堰：枯水期5年一遇，Q=196m3首部枢纽下游围堰：枯水期5年一遇，Q=196m3厂房纵向围堰：全年5年一遇，Q=800m33.1.2导流规划本工程首部枢纽在施工准备期由原河床过水，主要进行导流洞及进出口明渠的施工；2007年11月初主河床截流后，枯水期（2007.11~2008.5）由导流洞过水，上下游围堰挡水，主要进行闸坝的施工，并在2008年汛前完成闸坝所有土建及金属结构安装。厂房系统采用围堰挡水，基坑全年施工的导流方案。3.2围堰设计3.2.1上游土石围堰设计上游围堰位于坝轴线上游62m处，堰顶高程为813.0m，堰顶宽度8.0m，堰底最大宽度为50.4m，最大堰高为10.0m，堰顶全长为163.5m。上游围堰背水侧的边坡为1∶1.8，围堰防渗采用在迎水侧边坡上铺防渗粘土（斜墙及铺盖），铺设后的上游边坡为1∶3.0，为延长渗径及减小基坑内的渗水量，在围堰的前沿铺设粘土水平铺盖，粘土铺盖长6m，厚2.4m。上游围堰剖面图见图3-1。上游围堰工程量：土石方及砂砾石填筑63404m3，粘土填筑10088m3，围堰拆除3.2.2下游土石围堰设计下游围堰位于坝轴线下游135m处，堰顶高程为806.50m，堰顶宽度为6.5m，最大堰高为3.5m，堰底最大宽度为23.3m，堰顶全长为57.6m。上下游边坡分别为1∶1.8和1∶3.0。围堰采用迎水侧粘土斜墙的防渗型式。下游围堰剖面图见图3-2。下游围堰工程量：砂砾石填筑3656m3，粘土填筑732m3，围堰拆除3.2.3厂房纵向土石围堰设计堰顶高程为796.0m，堰顶宽度为6.5m，堰顶全长为200.0m。上下游边坡分别为1∶1.8和1∶3.5。围堰采用迎水侧粘土斜墙的防渗型式，粘土斜墙外用钢筋笼护坡。厂房纵向围堰剖面图见图3-3。厂房纵向围堰工程量：土石方填筑2633m3，粘土填筑900m3，钢筋笼防护720m33.3截流3.3.1按照招标文件要求，主河床截流时间定在2007年11月1日。截流设计标准为5年一遇11月份平均流量142m33.3.2根据河床地形（河道靠右岸，左岸河床为漫滩）和场地的布置（截流备料场在左岸）情况，选定的截流方式为从左岸向右岸单戗立堵单向进占的截流方式。截流戗堤顶部高程810.50m，顶宽8m，上、下游边坡1:1.8。3.3.3经计算导流隧洞属长洞陡坡，为自由出流状态，过水公式为：Q=mB（2g）0.5H01.5m---流量系数，取0.31；B----导流洞宽度，取7m；H0---导流洞进口水深；已知H0，即可求出Q；导流洞进口水位与流量关系如下表3-1。表3-1导流洞过流水位~流量关系表洞前水位(m)0.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0过流量(m3/s)3.409.6117.6527.1838.0049.9462.9376.8891.74142.44注：导流洞进口底板高程805.0m3.3.4龙口地面高程按805m计，流量公式Q龙口=mb(2g)1/2H03/2b---龙口平均宽度m---流量系数，取0.31H0---龙口上游水头H0=Z-805计算过程首先给定龙口水流平均宽度。然后假定上游水位Z，可求出Q龙口及Q洞，若Q龙口+Q洞=142m3/s，则水位假定正确。通过以上试3.3.5龙口最大流速按下式计算v=Q龙口/（bhc）2hc----龙口收缩断面水深v---龙口最大流速Q龙口---龙口流量b---龙口水流平均宽度龙口抛投块石及护底块石粒径计算：v=k（2g）1/2（r3-r）/（rd）k---稳定系数，立堵抛投块石取0.9，护底块石取1.2r---水比重，取1.0r3---块石比重，取2.8rd---块石化引直径龙口最大落差2.13m（计算结果详见表3-2水力特性计算表），最大流速5.2m/s,块石最大粒径0.91m，最大重量1150kg，计算结果见表3-2水力特性计算表。表3-2截流水力特性计算表龙口底宽（ｍ）23181050000000龙口水流平均宽度(m)31.426.418.2513.1875.94.583.832.970上游水位(m)806.877807.102807.58808808.63809.2809.69810.08810.2810.35810.49上游水头(m)1.8772.1022.5833.633.22.692.081.741.350导流洞分流(m3/s)00.557.5317.0435.475575.292.199.4104.5107龙口流量(m3/s)107106.4599.4789.9671.535231.814.97.62.50龙口最大流速(m/s)2.142.433.183.985.204.853.682.501.841.330抛投块石粒径(m)0.160.210.350.560.910.710.470.220.120.06投块块石重量(kg)6.0712.7864.47251.361150535.5155.3015.372.40护底块石(kg)400150龙口落差(m)0.3770.6021.081.52.131.71.190.50.250.140注：龙口按自由出流计算，且不考虑截流堤渗流及水库调蓄对来水的影响。3.3.6截流戗堤回填总量4600m3，其中砂砾石料1000m3，石碴料2000m3，块石料1000m3,护底块石料600m3,1.5m×1m根据截流方式，选择左岸上游0.45km的倒碴场作为截流备料场，按截流用料的2倍进行备料。其中砂砾石料2000m3(左坝肩开挖料，运距100m)，石碴料4000m3（采用厂房岸坡石方明挖弃碴，运距2km），块石料2000m3（采用水坝料场，运距5.0km），护底块石料1200m3（采用水坝料场，运距6.5km），闭气粘土4500m３（采用水坝料场，运距6.5km3.3.7截流施工采用由左岸向右岸单向立堵进占方式，戗堤轴线偏围堰轴线下游4m。由导流洞过流流量公式，当水流全部从导流洞通过时，洞前水深为4.9m，导流洞底板高程805.0m，洞前水位高程为809.9m，所以确定戗堤顶高程为810.5m。在截流前，先做好左岸干滩围堰至810.5m高程及其粘土防渗，再从左岸向右岸方向立堵进占。进占时先向河里倾倒砂砾石料，随着过流河面的收缩，水流速度逐渐加大，当出现砂砾石料有被水流冲走的迹象时，停止倾倒砂砾石料，改为向河里倾倒石碴料，最后改为向河里倾倒块石料。块石料根据进占部位的不同，选取相应的块径。合龙时，用钢筋笼做好裹头，高强度投抛大块石和钢筋笼，一次合龙成功。戗堤合龙后，向戗堤迎水坡倾倒粘土料闭气。施工时采用2台2m3挖掘机和1台3m3装载机配合装车，20辆20t自卸汽车从1#弃碴及倒运场运料至龙口，运距3.3.8截流施工机械配置见表3-3。表3-3截流施工机械设备表机械名称型号规格单位数量液压反铲2m台2装载机3m台1推土机220HP台1自卸汽车20t台20自行式振动碾16t台13.4围堰施工3.上游围堰土石方及砂砾石填筑量63404m3，粘土填筑量10088m3。堰体填筑料利用就近河漫滩和引水明渠开挖的砂砾料约24204m3，施工方法为2m3反铲装20t自卸汽车，运距100m，其它填筑料采用下游尧头料场开采的砂砾料，施工方法为2m3反铲装20t自卸汽车，运距1.6km。粘土料取自上游水坝料场，运距施工时段为2007年10月20日至11月20日（11月1日截流，截流前先进行左岸干滩处围堰的施工）。3.下游围堰砂砾石填筑量3656m3，粘土填筑量732m3。堰体填筑料利用就近河漫滩和引水明渠开挖的砂砾料，运距100m施工时段为2007年10月20日至11月20日（11月1日截流，截流前先进行左岸干滩处围堰的施工）。3.厂房纵向围堰