水利工程导流方案

水利工程导流方案第一章项目背景与导流需求1.1工程概况××水库枢纽位于××江中游，坝址控制流域面积1.47万km²，多年平均流量326m³/s。枢纽由混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道、右岸引水发电系统及坝后生态电站组成，最大坝高118m，总库容4.8亿m³，属Ⅱ等大（2）型工程。大坝施工采用“分期导流、枯水围堰、隧洞泄流”方案，导流建筑物级别为4级，设计洪水标准：初期导流10年一遇（P=10%），中期导流20年一遇（P=5%），后期导流50年一遇（P=2%）。1.2水文特性坝址枯水期11月—翌年4月，多年平均流量68m³/s；汛期5月—10月，多年平均流量584m³/s。11月—翌年3月为施工黄金期，最枯月（2月）平均流量仅29m³/s。历史最枯流量17.8m³/s（1991年2月），历史最大洪峰流量8200m³/s（1998年7月）。1.3导流任务（1）保证大坝基坑全年干地施工；（2）确保下游供水、灌溉、生态流量不小于15m³/s；（3）满足度汛、蓄水、机组调试各阶段泄流需求；（4）导流总工期42个月，分四期实施。第二章导流标准与风险阈值2.1设计洪水采用PⅢ型适线，Cs/Cv=2.5，Cv=0.42。成果：Q10%=1780m³/s，Q5%=2340m³/s，Q2%=3120m³/s。2.2风险阈值（1）围堰堰顶安全加高：土石围堰≥1.0m，混凝土围堰≥0.5m；（2）隧洞最大允许流速：15m/s（防止空蚀）；（3）基坑抽水能力：20年一遇暴雨+上游汇流，24h抽排至基坑底板；（4）生态流量报警：实时监测<15m³/s持续30min，立即启动应急补水。第三章导流建筑物布置3.1导流洞两条平行隧洞，轴线间距60m，进口底板高程▽285m，出口▽282m，纵坡1.2%。洞径D=12m，城门洞形，混凝土衬砌厚0.8m，C30W8F50。单洞泄流能力：Q10%=920m³/s，双洞1780m³/s。3.2上游围堰土石围堰，堰顶高程▽295m，堰高25m，顶宽10m，上游坡1:2.5，下游坡1:2.0，防渗采用1.2m厚塑性混凝土防渗墙+帷幕灌浆，墙底嵌入基岩1.5m。3.3下游围堰土石围堰，堰顶高程▽288m，堰高12m，顶宽8m，防渗采用高喷墙，墙厚0.6m。3.4纵向围堰混凝土重力式，顶高程▽292m，顶宽5m，上游坡1:0.2，下游坡1:0.5，与坝体0+180—0+320段结合，作为坝体一部分永久保留。第四章导流分期与流量控制4.1第一期（T0—T11月）目标：截流，形成上游围堰，河水改由右岸导流洞宣泄。关键节点：（1）截流戗堤预进占：左岸预进占120m，右岸80m，预留龙口宽40m；（2）截流流量：选11月中旬，预报流量≤150m³/s；（3）截流材料：15t钢筋石笼+合金钢网兜，储备量≥3000m³；（4）合龙时间窗口：48h内完成，最大流速≤4.5m/s；（5）围堰闭气：合龙后24h内完成高喷墙+黏土铺盖，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s。4.2第二期（T11月—T30月）目标：大坝全断面上升至▽310m，度汛标准20年一遇。控制措施：（1）汛期前（4月30日前）坝体填筑至▽310m，预留1.5m超高；（2）导流洞进口设事故检修门，平板钢闸门12m×10m，Q345B，启闭容量2×1600kN；（3）基坑排水：设三级泵站，总装机6×355kW，单泵流量0.8m³/s，备用系数1.3；（4）围堰安全监测：表面位移≤10mm/周，内部沉降≤5mm/周，超阈值立即停面作业。4.3第三期（T30月—T38月）目标：下闸蓄水，导流洞依次封堵。步骤：（1）蓄水前验收：库盆、渗流、金属结构、监测仪器完成专项验收；（2）下闸顺序：先2洞，后1洞，间隔≥72h；（3）封堵体：C25二级配混凝土，长60m，分三段浇筑，每段20m，设2m×2m灌浆廊道；（4）蓄水速率：库水位上升≤1m/d，确保上游滑坡体稳定；（5）生态流量：通过生态放水管DN1200，保持15m³/s，阀门为电动蝶阀，双电源。4.4第四期（T38月—T42月）目标：导流洞全部封堵，枢纽投入正常运行，导流工程竣工。（1）封堵段灌浆：固结灌浆孔距2m，排距2m，深8m，压力0.3MPa；（2）封堵体接触灌浆：待混凝土温度稳定后（内部温度≤16℃），采用纯水泥浆，水灰比0.5:1，分三序施工；（3）围堰拆除：采用深孔+浅孔梯段爆破，粒径≤0.8m，利用料直接上坝，拆除高程▽285m以下全部清除，确保行洪断面。第五章截流设计与施工细则5.1水力计算龙口宽40m时，按宽顶堰公式：Q=σ·m·b·√(2g)·H^1.5σ=0.95，m=0.36，H=2.8m，得Q=150m³/s，对应流速4.3m/s。5.2材料储备（1）大块石：≥1.0m，3000m³，堆存于右岸0+050平台；（2）钢筋石笼：2m×1m×1m，1500个，提前3d装笼；（3）合金钢网兜：φ1.2m×2.0m，500套，单套重1.8t；（4）推土机D10R2台，挖掘机CAT3904台，自卸车40t20辆，24h两班制。5.3截流程序D7d：上游围堰预进占至龙口60m；D2d：水文预报中心提供72h滚动预报，流量≤150m³/s即启动；D1d：18:00完成龙口护底，抛填大块石厚2m；D日：06:00开始合龙，先下游侧，后上游侧，双戗堤立堵；D日：18:00龙口合龙，立即吊放石笼，每2m一个，逐层加高；D+1d：06:00堰体高出水面2m，开始黏土铺盖，压重平台。第六章导流洞施工与过流面防护6.1开挖（1）钻爆参数：深孔φ102mm，间距1.2m，排距1.0m，线装药0.35kg/m，单响药量≤80kg；（2）光爆孔：间距0.6m，线装药0.12kg/m，半孔率≥90%；（3）支护：系统锚杆φ25，L=4.5m，间排距1.5m，喷混凝土C25厚15cm，挂网φ8@150×150。6.2衬砌（1）台车：12m全圆针梁式，液压自走，每仓浇筑时间≤18h；（2）混凝土：掺聚丙烯纤维0.9kg/m³，减水剂0.8%，坍落度160mm，温控要求：入仓温度≤14℃，通冷水管φ32，单根长120m，流量18L/min；（3）过流面防护：底板及两侧1.5m范围设1cm厚环氧砂浆+2mm厚聚脲涂层，抗冲流速≥15m/s。6.3金属结构（1）进口检修门：滑动式，止水P60橡塑复合，水封预压2mm；（2）启闭机：固定卷扬式，双吊点，同步误差≤2mm，设闸门开度编码器，信号接入PLC；（3）出口工作门：弧形门10m×8m，支铰轴承自润滑铜合金，启闭容量2×1250kN。第七章围堰防渗与渗控体系7.1塑性混凝土防渗墙（1）配合比：水泥120kg/m³，膨润土45kg/m³，砂率45%，水胶比0.85，28d抗压强度≥3MPa，弹模≤800MPa；（2）成槽：液压抓斗BC40，槽段长6m，接头管φ880，刷壁次数≥10次，接头抗渗≥1MPa；（3）墙底灌浆：单排帷幕，孔距2m，深入基岩5m，灌浆压力0.5MPa，透水率≤3Lu。7.2高喷墙（下游围堰）（1）三重管法，水压35MPa，气压0.7MPa，浆压0.8MPa，提升速度8cm/min；（2）旋喷+摆喷组合，摆角25°，墙体有效厚0.6m，搭接20cm；（3）质量检测：28d钻孔取芯，抗压强度≥1.2MPa，渗透系数≤1×10⁻⁶cm/s。第八章基坑排水与降水8.1初期排水（1）集水井：设于基坑下游角，井径6m，深8m，C20钢筋混凝土，壁厚0.4m；（2）排水管：DN800钢管，壁厚10mm，沿纵向围堰布置，纵坡1%，出口设鸭嘴阀；（3）水泵：初期3×200kW潜水泵，单泵流量0.6m³/s，扬程28m，备用1台。8.2经常性排水（1）排水廊道：坝基设“井”字形盲沟，主沟1.5m×1.5m，支沟0.8m×0.8m，内填级配碎石φ2040，外包400g/m²土工布；（2）集水井：每50m设一口，井径1.2m，深3m，潜水泵自动启停，水位电极控制；（3）水质控制：pH68，含泥量≤0.2kg/m³，超标时加絮凝剂PAC，设沉淀池200m³。第九章安全监测与预警制度9.1监测项目（1）围堰：表面位移、深层沉降、渗流量、孔隙水压力；（2）导流洞：衬砌应力、钢筋应力、内水外渗、流速；（3）基坑：地下水位、边坡位移、支护应力；（4）下游河道：生态流量、水质、河床冲刷。9.2仪器选型（1）表面位移：徕卡TM50全站仪，自动照准，精度0.5″；（2）渗流量：三角堰+超声波液位计，精度±1mm；（3）孔隙水压力：振弦式渗压计，量程0200kPa，精度0.1%F.S；（4）生态流量：多普勒流速仪ADCPM9，实时上传云端。9.3预警阈值（1）围堰日位移≥10mm，立即停工并加高子堰；（2）导流洞衬砌应力≥12MPa，限速过流至80%；（3）基坑地下水位日升幅≥0.5m，增开水泵；（4）生态流量<15m³/s持续30min，启动应急阀并短信通知总监、水行政主管部门。第十章应急预案与演练10.1超标洪水（1）当预报流量>2340m³/s（P=5%），立即开启双洞+溢洪道预挖槽，联合泄流；（2）基坑内所有设备72h内撤至▽295m以上；（3）围堰加高子堰：采用钢筋石笼1m×1m×2m，机械吊放，3h内完成1m超高。10.2导流洞事故（1）事故门卡阻：备用200t汽车吊+液压千斤顶，2h内复位；（2）衬砌爆裂：立即关闭事故门，洞内流速降为零，采用钢衬应急环+环氧钢纤维快速封堵，24h内恢复通水；（3）停电：双电源+400kW柴油发电机，10s内自动切换。10.3演练制度（1）每年4月、9月各组织一次联合演练；（2）演练脚本提前15d经总监理审批，演练范围含截流、超标洪水、生态流量中断、火灾、触电；（3）演练评估：采用“发现问题整改销号”闭环管理，整改完成率100%方可复工。第十一章环保与生态保障11.1生态流量保障（1）生态放水管设双阀，一用一备，阀后装电磁流量计，信号接入省水利厅平台；（2）若因检修需停水，提前48h向流域管理局申请，并采用槽车补水，每车20m³，每日60车；（3）鱼类增殖：与××鱼类增殖站签订三年协议，每年放流齐口裂腹鱼10万尾、中华倒刺鲃5万尾，放流点设于坝下0.5km。11.2水质保护（1）围堰填筑前，河床清基20cm，含腐殖土全部运至指定弃渣场，禁止入河；（2）基坑排水设沉淀池+絮凝+过滤，SS≤70mg/L方可排放；（3）施工机械设防漏油盘，柴油储罐双层罐+在线渗漏监测。第十二章工程量与投资控制12.1主要工程量（1）导流洞开挖：石方38.4万m³，混凝土12.6万m³，钢筋1.1万t；（2）围堰填筑：土石方96万m³，防渗墙2.1万m²，高喷墙0.8万m²；（3）金属结构：闸门6套，启闭机4套，总重1860t；（4）基坑排水：常用水泵功率合计2130kW。12.2投资控制（1）导流工程概算14.7亿元，其中导流洞7.2亿元，围堰3.8亿元，安全监测0.4亿元，环保水保0.6亿元，临时房屋及道路2.7亿元；（2）采用“量价分离”清单计价，每月25日计量，监理、造价、施工三方联测，量差>2%时启动专项复核；（3）变更流程：设计变更>50万元须报项目法人、设计、监理、施工四方会审，超概算5%报原审批部门调整。第十三章信息化与BIM应用13.1BIM模型（1）建立LOD400模型，含导流洞、围堰、基坑、金属结构，坐标系CGCS2000，高程系1985国家高程；（2）4D模拟：将施工进度计划（P6）与模型关联，每周更新，提前发现冲突12处，节约工期28d；（3）5D成本：模型与清单编码绑定，自动提取工程量，误差<0.8%。13.2智能监测平台（1）采用“云边端”架构，边缘计算节点设于现场值班室，断网情况下可本地存储72h；（2）AI识别：摄像头+算法识别围堰裂缝宽度≥0.5mm，自动推送微信；（3）数字孪生：实时数据驱动模型，水位、流速、应力、