混凝土重力坝施工导流设计方案（内容详细）[优秀工程方案]

1、word文档某混凝土重力坝施工导流设计一、工程概况二、基本资料1.工程水文资料该水库库容在1108米3以上,主坝工程为二级建筑物,坝址设计洪水过程线,是根据上游3千米处水文观测站实测某年最大 一次洪水典型加以修正,以洪峰、洪量控制进行放大 而得.现将各设计频率洪水过程线、施工设计洪水等水文资料列于表1表5表1 坝址设计洪水过程线 单位:米3/s 频率时间1%2%5%10%20% 频率时间1%2%5%10%20%06121824303642485421118016311888 表2 施工设计洪水成果 单位:米3/s 频率(%)分期全年施工7月次年4月9月次年3月10月次年3月10月次年4月 表3

2、 水文站实测历年月平均流量 单位:米3/s 月年119625.7819634.73196417.519653.0519662.9219674.3019683.1219693.0719705.0519713.3619723.8519732.7519746.3919752.2419765.1319772.5219782.8119796.9019803.2419814.6119821.98合计95.0平均4.52表4 坝址水位流量关系曲线水位(米)流量(米3/s)表5 水库容积曲线高程(米)面积(千米2)容积(万米3)2.坝址地形地质条件(1)左岸:地形自然坡度 为1:1.52.0,覆盖层23米,全

3、风化带厚35米,强风化加弱风化带厚5米,微风化厚4米(2)河床:岩面较平整.冲积沙砾层厚约01.5米,弱风化层厚1米左右,微风化层厚36米.河床纵剖面地形中,迎水面坝踵处岩面高程约在86米左右,背水面坝趾处岩面高程约在83.5米左右.距坝趾下游15米处有一深潭.高程约81米,整个河床皆为微、弱风化的 花岗岩组成,致密坚硬,强度 高,抗冲能力强(3)左岸:地形自然坡度 为1:2左右,覆盖层46米,全风化带厚68米,强风化带厚24米,弱风化带厚24米,微风化厚112米(4)坝基开挖:强风化层要全部挖除.坝基的 开挖范围应与建筑物的 底部轮廓尺寸相适应,开挖的 深度 按坝底应力和坝基强度 而定(5)

4、坝后式厂房基础:厂房设于坝后靠右岸的 河床处,设计最低开挖高程为7983米之间,全部处于微风化新鲜基岩内3.主要施工条件(1)对外交通:目前已有两条三级公路分别从两岸经过坝首和坝区(2)施工电源:目前已有35KV输电线路有县城架至G镇,距坝址仅3千米,施工用电可利用本县电网中的 水电,电源充足,质量可靠(3)主要建筑材料:本枢纽主坝为砼重力坝,坝体砼所需的 卵石,在坝址上下游12千米均可开采,河砂在距坝址10千米处的 下游采集.库内盛产竹木,自给有余.仅水泥、钢筋、机电设备等需要外购5.施工年限本工程主体部分的 大 坝和电站厂房,施工工期为两年左右,准备工程在第一施工年度 的 47月份完成,水

5、库在第三施工年度 的 汛后开始蓄水,并在10月1日并网发电三、施工导流设计过程(一)施工导流设计标准选择1.施工导流建筑物级别的 选定本工程根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ33889),以及本工程的 级别和围堰工程规模,选定施工导流建筑物为级2.施工导流设计洪水标准的 选择根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ33889),以及导流建筑物的 级别,选定导流建筑物的 洪水标准为:20年一遇(P=5%)(二)施工导流时段选择根据本工程的 特征条件采用分段围堰法导流,中后期用临时底孔泄流来修建混凝土坝.划分为三个时段:第一时段,河水由束窄河床通过,进行第一期基坑内施工;第二时段,河水由导流

6、底孔下泄,进行第二期基坑内施工;第三时段,坝体全面升高,可先由导流底孔下泄河水,底孔封堵以后,则河水由永久泄水建筑物下泄,也可部分或完全拦蓄在水库中,直到工程完建(三)施工导流设计流量及坝址处河床水位的 选择根据导流设计洪水标准和围堰施工分期,选定施工导流设计流量为Q=235 米3/s.根据坝址水位流量关系曲线,采用内插法得到Q=235 米3/s时的 水位为86.09米,由于观测点距坝址有300米远,考虑到坡降,选择坝址处水位为86.39米(四)施工导流方案 的 选择根据枢纽的 自然条件及坝体的 结构特点及工程的 导流施工标准,选择采用分段围堰法施工,分为两段两期.第一期先围左岸,包括左岸非溢

7、流坝段和溢流坝段,进行一期基坑内施工;第二期围河床右岸部分,包括右非溢流坝段(含厂房坝段),进行二期基坑内施工.本工程所在地,河流流量小 ,河床滩地宽,两岸坡度 缓,采用两段两期的 施工导流方式完全可以满足要求(五)第一期导流设计1.河床水面宽度 及束窄度 河床水面宽度 由图2所示确定为64米,束窄度 取K=60%图2 单位(米)2.水利计算束窄度 取K=60%,抗冲流速(1)一期束窄段河床过流能力设计则过水断面面积: (2)过水断面为梯形:假设边坡为1:1,出口处渠底高程83.5米假定水深为2.5米则: 假定水深为2.48米时,束窄段河床平均流速:(3)束窄河床段上游水位壅高: (4)上、下

8、游一期横向围堰堰顶高程:3.纵向围堰长度 的 拟定及围堰轴线布置根据施工要求及场地条件,拟定纵向围堰长度 为150米.纵向围堰轴线位置在河床中部偏右岸约29米处,如图24.围堰断面设计(1)纵向围堰断面构造及尺寸图3 单位:米米围堰主体采用块石、砂砾土料堆石体,防渗层为粘土斜墙,在粘土斜墙迎水位采用浆砌石护面(2)上、下游横向围堰断面尺寸上游横向围堰断面构造及尺寸图4 单位:米米 堆石体采用块石、砂砾土石料堆砌,防渗层为粘土斜墙,防冲采用浆砌石护面下游横向围堰断面构造及尺寸图5 单位:米米5.围堰工程量的 估算上游横向围堰长度 :36米下游横向围堰长度 :68米 纵向围堰方量:长150米 (六

9、)第二期导流水力计算本工程二期采用底孔导流,为了 确保泄流能力,拟定采用2个底孔1.底孔的 布置及断面尺寸的 选择根据水利水电工程设计规范选定:底孔布置在主河床的 溢流坝段中,底孔底板距基岩面的 距离为2米.底孔进口高程选定84.0米,出口高程83.9米,底孔全长57米由水利学原理,判定底孔出流为有压自由出流.其泄流能力计算公式为:,式中,(D为引化直径).底孔进水口水头损失系数为,闸门槽水头损失,沿程水头损失.时,出口处下游水位高程为86.39米,糙率取(米)(米)断面尺寸(米米)(米2)(米)(米)(米)(米)(米)(米3/S)(米3/S)906.144.54434.533.5939.14

10、4.54434.533.59612.144.54434.533.59915.144.54434.533.5则底孔泄流量曲线如图6(两个底孔)图6 底孔泄流能力曲线图考虑到施工强度 及防洪要求,选定采用两个34.5的 导流底孔.这样既可以满足施工期间导流的 要求,又适当减小 混凝土的 浇筑强度 2.二期导流水力计算(1)上游水位壅高值(2)上下游堰顶高程3.二期纵向围堰的 上、下纵段长度 及围堰的 轴线平面布置根据施工布置要求,定出纵向围堰上纵段长54米.纵向围堰下纵段主要靠一期工程时在溢流坝段右边导墙来承担,右导墙长38米,再在右导墙上接24米的 土石围堰纵向围堰上纵段轴线布置在一期纵向围堰轴

11、线左边14米处,纵向围堰下纵段轴线布置与右导墙轴线重合4.围堰断面的 结构及尺寸(1)纵向围堰上纵段剖面图7 单位(米米)结构材料与一期一致(2)纵向围堰下纵段剖面图8 单位(米米)结构材料与一期一致(3)上游横向围堰剖面图9 单位(米米)二期上游横向围堰采用钢筋石笼护面,粘土斜墙铺盖防渗,围堰长62米(4)下游横向围堰剖面图10 单位(米米)二期下游横向围堰结构材料与一期下游围堰相同,围堰长28米5.围堰工程量计算纵向围堰上纵段: 纵向围堰上纵段: 上游横向围堰:下游横向围堰: 二期围堰总方量: 四、截流设计1.截流时间的 选择根据表3的 水文资料及工程施工条件的 要求,选定截流时间在第二施

12、工年度 的 9月初.此时河流水量逐渐变小 ,进入枯水期2.截流流量的 确定根据表3的 水文资料,选取9月份的 流量作多年经验频率曲线表7 截流经验频率计算表年份流量(米3/S)序号由大 到小 排列(米3/S)模比系数(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)196216.4119.62.7341.7343.0067564.5196312.3216.42.2871.2871.6563699.119646.13316.02.2321.2321.51782413.619655.79412.31.7150.7150.51122518.219663.35510.91.5200.5200.27042

13、2.719673.9269.251.2900.2900.084127.319684.2776.420.895-0.1050.01102531.819692.5886.130.855-0.1450.02102536.419705.6495.790.808-0.1920.03686440.9197116.0105.640.787-.02130.04536945.519724.52115.100.711-0.2890.0835215019733.62124.600.642-0.3580.12816454.519743.01134.520.630-0.3700.136959.119756.42144.

14、270.596-0.4090.16321663.619763.13154.040.563-0.4370.19096968.219775.10163.920.547-0.4530.20520972.719784.04173.620.505-0.4950.24502577.319799.25183.350.467-0.5330.28408981.8198019.6193.130.437-0.5630.31696986.419814.60203.010.420-0.5800.336490.9198210.9212.580.360-0.6400.409695.5总计150.57150.5721.473

15、+5.728-5.7719.661019根据表7数据绘制经验频率曲线图11 截流流量经验频率曲线图从频率曲线上看出,曲线与大 部分经验点配合较好,所以不用再进矩法配线计算.从曲线上查得P=10%时,米3/S,即为截流设计流量3.截流过程设计本工程一期施工截流可不做考虑,从一期围堰的 平面布置图上可知,上游横向围堰工程量较小 ,且紧靠左岸的 滩地,枯水期滩地处基本无水,纵向围堰在滩地上顺水流方向填筑,而下游横向围堰可在静水中填筑.二期施工截流时,戗堤轴线选在一期上游横向围堰与纵向围堰相交的 背水面坡脚处,龙口段设在主河槽偏右侧.该处河床基岩出露,抗冲能力强,截留施工采用立堵法进行河床右岸有一条三

16、级公路,所以截流时从河床右岸向龙口进占,逐步束窄龙口,直至龙口合龙、闭气.然后再进行加固,填筑二期上游横向围堰,最后填筑二期下游横向围堰五、施工渡汛为了 确保工程能够如期完成,并保证工程在施工期间能安全渡汛,须进行施工调洪计算.求出一、二期坝体施工时渡汛高程,以便在施工中对坝体工程和施工进度 及施工强度 实行严格控制1.坝体施工期临时渡汛洪水标准根据水利水电工程施工组织设计规范(SDJ33889)规定,选择渡汛洪水标准为20年一遇,即P=5%2.施工调洪计算调洪计算方法采用单辅助线图解法,设计洪水过程线的 频率P=5%,起调水位为导流设计流量米3/S时的 水位.从表1中选出P=5%,作设计洪水

17、过程线图图12 设计洪水位过程线(P=5%)(1)第一期施工渡汛,能满足全年施工洪水米3/S的 通过要求,第一期施工可不作调洪计算(2)第二期工程施工渡汛,查下游水位流量关系曲线,当米3/S时,下游水位为89.93米.经流态校核,此流量上,底孔泄流量按有压淹没出流计算 图13 下游水位与流量关系曲线图六、导流底孔封堵 1.底孔封堵施工方案 本工程采用下闸封孔,浇筑混凝土封堵的 方式进行底孔封堵.当大 坝整体高程施工达到124米以上并能由溢流坝段泄水时,且厂房进水口闸门已安装完毕后,可进行下闸.通过对制造成本、制作工艺、启闭机械能力等方面的 考虑后,决定采用钢筋混凝土整体闸门作为封孔闸门.采用电

18、动卷扬机沉放.临时底孔是坝体的 一部分,封堵时要全孔封堵,浇筑混凝土.为了 确保封堵混凝土与洞壁之间有足够的 抗剪力,采用键槽结合2.封堵时间及蓄水计划(1)封堵时间导流底孔的 封堵时间安排在枯水期.根据本工程的 施工进度 要求在第三施工年度 汛期后开始蓄水,并在10月1日并网发电.所以本工程的 封堵时间选在第三施工年度 的 8月份(2)蓄水计划蓄水历时计算,按表3给出的 多年各月来水量在保证率为85%时,将这些水量依次累计,对照水库容积曲线与水位线关系图及满足发电要求,可确定临时泄水建筑物的 封堵时间,绘出图14中的 曲线1校核库水位上升过程中大 坝施工的 安全渡汛及据此拟定大 坝施工进度 .大 坝施工渡汛校核洪水标准选用20年一遇(P=5%)的 月平均流量;核算时以导流临时建筑物封堵日期为起点,用顺推法绘制水库蓄水曲线2大 坝全线浇筑高程过程线,如图14中