[甘肃]水利枢纽工程混凝土施工组织设计[详细]

1、水利枢纽工程混凝土施工组织设计批 准: 核 定: 审 查: 校 核: 编 写: 设计人员: 目 录8.1施工条件18.1.1工程条件18.1.2自然条件48.2施工导流98.2.1设计条件98.2.2导流标准98.2.3导流方式及导流规划108.2.4导流建筑物设计158.2.5导流工程施工208.2.6截流与基坑排水218.2.7下闸蓄水228.3料场选择与开采228.3.1料场选择228.3.2料场规划248.3.3料场开采248.4主体工程施工258.4.l施工方案选择258.4.2挡水建筑物(闸坝)施工258.4.3引水系统建筑物施工268.4.4厂区建筑物施工298.4.5厂、坝砼温

2、度 控制298.5施工交通运输308.5.l对外交通运输308.5.2场内交通运输318.6 施工工厂设施338.6.1混凝土拌和系统338.6.2砂石料加工系统348.6.3机械修配及综合加工系统358.6.4风、水、电、通信358.7施工总布置398.7.1布置条件及布置原则398.7.2施工分区规划408.7.3碴场规划418.7.4主要临建工程量418.7.5施工征地418.8施工总进度 418.8.l编制依据及原则418.8.2施工进度 计划438.8.3工程筹建期438.8.4施工准备期438.8.5主体工程施工期438.8.6工程完建期448.8.7工程的主要施工特点458.9主

3、要技术供应468.9.l主要建筑材料468.9.2风水电供应468.9.3 劳动力供应468.9.4 主要施工机械设备47 甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告 8施工组织设计8.1施工条件8.1.1工程条件(1)工程位置如吾水电站位于甘肃省甘南州卓尼县麻路镇如吾村附近的洮河干流上.在洮河干流开发规划报告中,洮河青走道古城河段共规划了 33个梯级,如吾水电站为其中规划范围内的第12个梯级电站.推荐坝址位于如吾村上游约300米洮河拐弯处,距卓尼县城约57千米,厂房位于枢纽下游洮河右岸,距卓尼县城约55千米,沿洮河右岸有乡级公路贯通并通往卓尼.卓尼县城至兰州310.9千米,至陇海铁路陇西站187千米.

4、对外交通比较便利.(2)工程特性如吾水电站是以发电为主的低坝(无调节)引水式电站.枢纽工程主要由拦河闸坝、发电引水系统和地面厂房三部分组成.水库正常蓄水位2742.00米,总库容223万米3.坝址处多年平均流量59.9米3/s,发电引用流量为112.4米3/s,最大水头19.1米,平均水头17.6米,额定水头15.5米,装机容量15米W,多年平均发电量5834万kWh,年利用小时数3889h.根据水电枢纽工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003)中的规定,工程规模为等小(1)型,主要建筑物级别为4级,次要建筑物及临时建筑物为5级.如吾水电站主体工程主要工程量汇总见表8.1.1.(3)

5、拦河闸坝拦河闸坝由三孔泄洪闸、一孔冲砂泄洪闸坝段、浆砌石左副坝等建筑物组成.最大坝高14.3米,坝前沿总长269.9米(其中副坝长231.1米).泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段为钢筋混凝土结构.闸顶高程2743.50米,闸室总宽为38.8米,闸段最长处为23.6米.泄洪闸、冲砂泄洪闸闸墩齿墙基础面高程2728.20米.泄洪闸内设平板检修门一扇,孔口尺寸6.2米11米(宽高);设平板工作门三扇,孔口尺寸6.2米11米(宽高).底板高程2731.00米,底板厚度 1.8米.出口为底流消能,消力池长34米,底板厚度 1.5米,下设0.2米厚的反滤层与0.2米厚的碎石垫层,底板高程2728.50米.其后接铅丝

6、笼块石.基础为砂砾石基础,泄洪闸前河床设置50米长的混凝土水平铺盖.中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 8-1甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告 8施工组织设计表8.1.1 如吾水电站主体工程主要工程量汇总表序号项目单位大坝引水隧洞工程厂房尾水渠开关站合计泄洪冲砂闸浆砌石副坝进水口引水隧洞调压井压力管道1砂砾石覆盖层开挖米31779517172183134295130110245787621682石方明挖米330172001472097383石方洞挖米3223602148245084石方井挖米3323332335回填石渣米3336544602321101466砼浇筑米39486278545215

7、214918166456954501242319757喷混凝土米317957419478198浆砌石米31267104132623143039干砌石米34951495110钢筋t34956164207119722841826129511钢材t19019012金属结构t38229247.5721.513锚杆根2491104170146166914固结灌浆米2926856426420815回填灌浆米238531973582616接触灌浆米28-2中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 8-2 甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告 8施工组织设计冲砂泄洪闸闸顶高程2743.50米,闸室段宽为23.6米(顺水

8、流方向).闸内设平板检修门一道,孔口尺寸6.2米11米(宽高);设弧形工作门一道,孔口尺寸6.2米11米(宽高).闸底板末端为消力池,池底板高程2728.50米,池长28米.左副坝为浆砌石重力坝,坝顶宽为4米,长231.1米,坝顶高程2743.50米,.左副坝上游垂直,下游坡为1:0.8.坝基为砂砾石基础,副坝前河床设置35米长的干砌石面层水平铺盖,水平铺盖采用复合土工膜防渗.发电引水系统发电引水系统由进水口、压力引水隧洞、调压井、压力管道四部分组成.电站进水口布置采用塔式进水口,取水口底板高程2733米,闸顶高程2743.5米,进水口前缘宽度 20米,中墩厚度 3.0米,边墩厚度 2.0米,

9、设拦污栅两孔,单孔孔口尺寸6.59.5米(宽高),拦污栅后设一孔事故检修门,孔口尺寸为6.58.5米(宽高),进水口后为一方变圆渐变段与引水隧洞相接,渐变段长10米.引水隧洞洞长488.18米,隧洞衬砌段内径6.5米,衬砌段厚度 :III类围岩为30厘米,IV类围岩为40厘米.隧洞进水口底板高程2728.50米,隧洞末端底板高程为2714.95米,纵向坡度 2.83%.调压井为阻抗式,上室高20.00米,上室内径12米,阻抗孔内径3.0米,上室开挖直径13.8米.压力钢管为地下埋管,在进厂前一分为二,岔管分岔形式为卜形.钢管主管直径为5.5米,主管段长度 39.61米,外包混凝土厚度 60厘米

10、,支管直径为4.2米.厂房系统厂房系统由电站地面主厂房、副厂房、尾水渠、开关站等组成,副厂房布置在主厂房的上游,主厂房长度 46米,副厂房长度 40.6米,总宽度 32.4米(其中主厂房宽度 20.4米,副厂房宽度 12米),主厂房高31.8米,机组段长度 13.5米,安装间长度 17米.尾水渠按1:3.2的反坡与洮河相接.尾水渠长30米,宽29米,底板混凝土衬砌50厘米,并按梅花型布置20的排水孔,间排距为2.0米,尾水渠边墙采用米7.5的浆砌石重力式挡墙.开关站采用开敞式开关站,布置在主副厂房左侧,平面面积29.5米18.4米.(4)施工特性本工程所处河段属于中高山区,相对高差100500

11、米,河谷较宽阔,两岸植被较好.沿河两岸有不对称的阶地,且多为耕地,工程施工可利用的场地有限.施工期间环保要求严格.拦河闸坝首部枢纽区位于如吾村上游约0.3千米洮河拐弯处,厂址区位于如吾村下游约0.7千米处作娄村西侧长隧洞出口的洮河右岸坡麓地带,发电引水隧洞长488.18米.各水工建筑物布置相对独立,相互间施工干扰较小.工程计划总工期24个月,第一台机发电工期19.5个月.工程经2个月筹建后,于第一年8月开工,第三年3月第一台机组发电,第三年6月底竣工.电站对外交通比较方便,施工期所需的钢材、水泥、炸药、生活及生产物资等均可采用公路运输直抵工地,木材可在当地解决.现有乡级公路经过拓宽可满足电站施

12、工期外来物资的运输要求.枢纽区附近天然砂石骨料较充足,质量满足工程需要.本工程地处洮河干流上游,坝址区及厂址区附近无大、中型工业企业,河水清澈,水量丰富,水质较好,含沙量小,基本无污染,可直接提取作为生产用水,经沉淀、消毒处理后可作为生活用水.工程区有10kV农用输电线路通过,可作为本工程施工用电电源.洮河流域属中纬度 内陆高原,属典型的高原大陆性气候,高寒阴湿.具有冬春长而夏秋短、气温日差较大和无霜期短的特点.根据本地区气候条件,砼施工要求进行温度 控制,以防止砼裂缝.控制砼原材料,低温季节加强砼表面保护,高温季节砼浇筑降温等温度 控制措施,即可满足施工要求.8.1.2自然条件(1)水文条件

13、洮河是黄河上游右岸最大的一级支流,发源于甘肃、青海两省交界处的西倾山东麓.洮河干流全长673.1千米,流域面积为25527千米2,河道平均比降2.8,水力资源较为丰富.如吾水电站距上游下巴沟水文站约17千米.根据1:50000地形图量算,电站坝址和厂址以上控制流域面积分别为9094.9千米2和9238.3千米2,多年平均流量为59.9米3/s,多年平均降水量499米米,其中在4月10月降水量占年降水量的93.8%,6月8月降水量占全年降水量的54%.如吾水电站设计洪水成果是依据下巴沟站和岷县站洪水设计成果,按其坝址、厂址流域面积 采用内插法求得;分期洪水设计成果是依据下巴沟站和岷县站各分期洪水

14、设计成果,按坝址、厂址面积采用区间内插法求得.坝址、厂址设计洪水、分期洪水成果表见表8.1.2和8.1.3.表8.1.2 如吾水电站坝址、厂址设计洪水成果 流量:米3/s 名称设计值P(%)0.20.330.5123.33 510坝址193017601630140011801020893684厂址195017801650142011901030906695表8.1.3 如吾水电站坝址分期洪水成果 流量:米3/s名称时段设计值(%)1020100/350坝址123月66.0 57.7 50.8 44.4 45月228 176 136 104 6.1-6.25月239 184 142 109 6.

15、26-9.30月684 486 350 255 10月243 188 148 115 11月113 94.0 79.4 66.3 厂址123月66.7 58.3 51.3 44.9 45月233 179 139 107 6.1-6.25月244 188 145 111 6.26-9.30月695 495 358 262 10月247 192 151 117 11月114 95.3 80.5 67.2 (2)气象条件洮河流域地处中纬度 的内陆高原,属典型的大陆性气候,具有冬春长而夏秋短,气温日较差、年较差大和无霜期短的特点.因流域地形变化幅度 较大,海拔高程由4400 米的河源降至1400 米的

16、入黄河口,纬度 由河源的34增至入黄口的36,气候在上、中、下游有一定的差异.上游地区高寒阴湿,冬季漫长,基本无夏天;中游地区高寒湿润,四季不分明;下游地区为温带半干旱地区.如吾水电站位于洮河中游的高山地区,气候高寒阴湿,冰雹和暴雨是主要灾害性天气.据临潭县气象站19712000年共30年气象要素资料统计,多年平均气温3.4,极端最高气温30.6,极端最低气温-27.1.多年平均风速2.6米/s,多年平均相对湿度 64%,多年平均降水量499米米,其中4月10月降水量占年降水量的93.8%, 6月8月降水量占全年降水量的54%,实测最大日降水量48.3米米.最大冻土深度 147厘米,最大积雪深

17、度 18厘米.由于如吾水电站工程距临潭县县城最近,海拔高程相近,因此采用临潭县气象站做为如吾水电站工程气象设计代表站,临潭县气象站各气象要素见表8.1.4.表8.1.4 临潭县气象站气象要素统计表项目123456789101112全年平均气温()-8.0-5.5-0.84.28.211.213.412.89.04.2-1.6-6.43.4极端最高气温()15.116.322.629.428.627.230.629.626.622.219.515.530.6极端最低气温()-24.9-22.5-21.0-9.8-6.8-2.40.60.1-4.5-11.0-18.8-27.1-27.1平均地表温

18、度 ()-7.0-3.02.68.612.715.718.517.712.56.60.0-5.96.6平均5厘米地温()7.111.314.417.016.612.06.6平均10厘米地温()6.711.114.116.716.512.26.9平均15厘米地温()6.511.214.216.916.812.77.5平均20厘米地温()5.910.713.816.516.512.67.6平均降雨量(米米)2.85.214.830.564.779.396.693.768.035.56.31.7499.0最大日降雨量(米米)6.210.414.128.133.338.648.347.337.033.

19、411.82.948.3降雨量0.1米米日数4.76.611.012.216.318.917.216.216.511.94.42.5138.3降雨量10米米日数0000.41.92.23.23.12.20.50.1013.6降雨量25米米日数00000.10.20.50.50.10001.5降雨量50米米日数0000000000000蒸发量(米米)65.777.6114.3160.0180.1165.9174.9167.2118.798.279.570.71472.8平均总云量(成)4.46.17.47.27.77.77.26.97.66.44.23.76.4平均日照时数(h)213.6187

20、.9196.8206.6206.8193.5209.8207.5156.6175.6210.1221.12385.8平均相对湿度 (%)48526062667276777772584764平均风速(米/s)2.32.83.03.12.92.72.42.32.32.32.22.32.6大风日数(天)2.02.42.52.81.81.71.11.20.60.50.62.219.2雷暴日数(天)001.23.49.610.711.010.16.92.80.2055.9最大积雪深度 (厘米)81418121440011312818最大冻土深度 (厘米)1451471461313000310491051

21、47(3)泥沙如吾水电站坝址位于植被良好、含沙量相对较小的洮河中上游,距上游下巴沟水文站17千米,距下游岷县水文站157千米.如吾水电站年内悬移质输沙量分配不均匀,主要集中来汛期69月,汛期输沙量约占年沙量的84.8,8、9月份来沙分别占年沙量的26.6和27.0.如吾水电站坝址控制流域面积9095千米2,多年平均悬移质入库沙量58.3万t,入库推移质沙量为其悬移质的10,推移质沙量5.83万t,约合3.24万米3.坝址年平均流量59.9米3/s,年平均含沙量0.308 千克/米3.汛期平均流量94.1米3/s,汛期平均含沙量0.498 千克/米3.(4)冰情建库后河道冰情将较天然河道发生明显

22、变化.由于建库后库区产生明显壅水,库内水面比降变缓、水流流速减小,有可能在库区形成冰盖.河流封冻后冰盖逐渐增厚,影响冰厚的主要因素是气温,在其他条件相同时,气温愈低及负气温的历时愈长,则冰盖也愈厚,即冰厚与累积负气温成正比.洮河中上游,冬季气候寒冷,每年自10、11月开始至翌年3、4月为冰期.据临潭气象站30年资料统计,累积月平均负气温为22.3,以此估算的如吾电站冰期平均冰厚约为0.91米.(5)工程地质条件首部枢纽区工程地质条件洮河以NW358方向流进下坝线区,经NW316323转向后,以NW312方向流出坝线区.河流平面型态呈“S”型,平水期河水位为27332734米,水面宽1219米,

23、水深0.61.5米.河谷呈不对称“U”型,谷宽5060米;正常蓄水位2742米时,坝前水面宽约300米.左岸为级阶地,地表平坦.右岸为基岩岸坡,坡度 4050.坝线、级堆积阶地呈不对称分布.级阶地连续分布在左岸,前缘分布高程在27352736米之间,高出河水面23米;级基座阶地连续分布在左岸坝线右端头,阶地前缘分布高程为27472749米,高出河水面1315米;基座分布高程2739米,高出河水面6米,其上覆漂石砂卵砾石层,可见厚度 35米,表部被薄层冲积粉土覆盖.坝址区右岸坝前发育2号冲沟,切割深度 大于100米,延伸长度 大于2千米,沟底纵向坡降1018%,沟谷呈不对称的“V”型,两岸松散堆

24、积物以崩坡积、冲洪堆积为主,沟口及两岸台地的堆积物以块碎石土为主,厚1020米,沟底为洪积堆积,组成物质为大孤石、块石、碎石夹少量砂土.坝线出露三叠系中统地层(T2 d)及第四系堆积物(Q).坝址区左岸级基座阶地上部为砂卵砾石层,厚度 1.01.5米.下部为Td2中厚层巨厚层状砂岩夹板岩;坝址区左岸级阶地及河床砂卵砾石层厚约21. 0米,属极强透水层;坝址区右岸为裸露基岩山体,岩性以砂岩为主,夹页岩或板岩.库区两岸岸坡大部分较平缓,局部基岩裸露,岸坡较陡,岸坡相对高差一般在100米以上,河谷不对称呈“U”型.崩坡积物或冲洪物等松散堆积物覆盖的岸坡坡度 一般小于45,基岩岸坡一般为5070,较陡

25、,局部为陡崖.左右岸均零星有漫滩,少部分河段有河心滩发育,高出河水面1.53.3米;两岸断续分布有、级阶地,拨河高度 分别为24米、3035米.其中级阶地为基座阶地,基座高出河水面35米,阶面高程为27492772米,在纵横方向,阶地表面起伏较大,且向河谷方向倾斜,坡度 1020.根据国家地震局颁布的中国地震动峰值加速度 区划图(GB183062001),工程区50年超越概率10的地震动峰值加速度 为0.10g,相应的地震基本烈度 为度 .引水系统工程地质条件引水洞线位于洮河右岸低山区,山顶海拔29032972米,高出河水面250米.隧洞顶板埋深15163米,坝址最大埋深163米.河流流向总体

26、为NE18.河流在此段转了 一个“”形的弯,流向由进入坝址时的SE128转过大弯后又恢复为SE128方向.本河段河谷宽250米左右,坝址区谷宽达260余米. 隧洞轴线主要出露三叠系中统地层(T2d),岩性以变质砂岩.、砂质板岩为主,新鲜岩石致密坚硬.隧洞沿线岩层产状变化较小,进水口附近为NE75NW56,出口段为NW276NE54,沿线断层不发育.引水洞线地下水类型为基岩裂隙水.地下水埋深20100米,最大埋深200米,接受大气降水补给,贮存和运移于基岩裂隙及断层破碎带内,向洮河及支流或向第四系松散地层中排泄,地下水和地表水对混凝土无腐蚀性.引水洞沿线物理地质现象主要表现为岩体风化、卸荷拉裂、

27、松动倾倒、崩塌、泥石流等方面.引水洞线进、出口基岩岸坡平缓,经受了 长期的侵蚀、堆积作用,岩体风化、卸荷强烈.基岩岸坡就坡度 而言,达到了 自然稳定坡角.据坝址、厂址勘探资料,椐地质调查及勘探资料,坝址区岩性为变质砂岩和砂质板岩分段出现.砂岩段厚度 一般2534米.板岩段岩层厚度 一般5080米.由于变质砂岩岩性较坚硬,而砂质板岩岩性较软弱,两种岩性抗风化能力的不同,形成了 不同的地貌现象.砂岩段形成山脊,而板岩段形成山谷.岩体表部以强风化为主.变质砂岩强风化水平厚度 一般13米,弱风化水平深度 1520米,纵波速度 Vp=13702520米/s;微风化岩体RQD值平均大于50,纵波速度 Vp

28、=30603490米/s.砂质板岩强风化水平厚度 一般35米,弱风化水平深度 1520米,纵波速度 Vp=13702520米/s;微风化岩体RQD值平均大于50,纵波速度 Vp=30603490米/s.崩塌主要发生于高陡岸坡中上部,堆积于岸坡中下部,常呈现倒石锥地貌,组成物质为块石、碎石及碎石土,厚度 变化较大,中部薄,下部厚.一般厚35米,较大者厚达10米.此类地质现象常发生于引水洞线板岩段凹地形,凹地形接受两侧山坡及山顶岩体崩塌物形成崩塌堆积体.岩体松动、倾倒主要分布在单薄山梁、厚35米,规模小,一般对引水建筑物影响小.引水洞线全线未跨越大型、深切冲沟,所跨越小型冲沟对建筑物无影响.厂房区

29、工程地质条件电站厂房位于如吾村下游700米处的洮河右岸坡麓地带上,阶面宽阔.厂址区洮河较为顺直,流向为SE152178,河水位高程27252723.40米,平水期河水面宽4763米,谷宽180280米,厂房尾水区以下河水面宽6065米,谷宽320338米,河谷呈不对称的“U”形,左岸大部为第四系堆积体,岸坡坡度 较缓,坡度 2530;右岸为高山斜谷地貌,部分段基岩裸露,坡度 4560.两岸断续发育级阶地,前缘高程一般为27262727米,拨河高度 为34米,左岸局部残留有级基座阶地,阶地主体为坡度 较缓的Q3堆积粉土地层,前缘高出河水面3040米米,基座顶面高程27322734米, 高出河水面

30、710米.厂址区及其上、下游没有规模较大的冲沟发育.厂址区出露三叠系中统地层,岩性为薄层砂质板岩夹变质砂岩,第四系(Q)不同成因的堆积物分布在河床、漫滩、阶地和坡脚及缓坡地带.冲积砂卵砾石层(Q4Sgr)主要分布于漫滩、河床及、阶地中下部,组成物为砂卵砾石,砂卵砾石层厚1520米.崩坡积块碎石土(Q4col+dl)分布在调压井、压力钢管附近坡脚和岸坡缓坡地带,一般厚35米,局部厚度 大于10米,由孤石、块石、碎石土等组成,松散,局部架空.冲洪积块碎(卵)砾石层(Q4al+pl)主要分布在冲沟口,组成物为砂卵砾石,块碎石油土交互状出现.8.2施工导流8.2.1设计条件坝址区河道略弯曲,沟谷开阔,

31、呈不对称的“V”型,右岸为基岩山坡,坡度 较缓.左岸为级阶地,地表平坦;右岸为基岩岸坡,坡度 4050.经水文资料分析可知:每年的510月,水量相对较大,划为汛期,每年的11月翌年4月,水量相对偏小,划分为枯水期.8.2.2导流标准本工程为等小(1)型工程,工程枢纽主要建筑物按4级建筑物设计,次要建筑物按5级建筑物设计.根据水利水电工程施工组织设计规范(SL3032004)的规定,其导流建筑物级别为5级.根据本工程所处河流的水文特点、首部枢纽的布置及现场地形特点,本工程首部枢纽采用明渠导流方式.导流标准:选用5年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=486米3/s.厂房导流标准选用5

32、年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=495米3/s.8.2.3导流方式及导流规划(1)导流方式枢纽导流方式根据坝址处地形、地质、水位等实际情况,本阶段对三种导流方案进行了 比较,见表8.2.1.方案(推荐方案):河床一次断流,明渠全年导流方式.导流标准:选用5年一遇洪水重现期(全年),相应导流流量为Q20%=486米3/s.方案(备用方案):河床一次断流,明渠枯水期导流方式.导流标准:选用5年一遇洪水重现期(枯水期),相应导流流量为Q20%=188米3/s;度 汛标准选用10年一遇洪水重现期(汛期),相应流量为Q10%=684米3/s.方案III(比较方案):明渠全年导流,汛期围

33、堰过水导流方式.枯水期导流标准:选用5年一遇洪水重现期(枯水期),相应导流流量为Q20%=188米3/s.方案、方案与方案III的布置、优、缺点、工程量及造价比较见表8.2.1、表8.2.2与表8.2.3.坝址处右岸有乡级公路通过,左岸有阶地存在.考虑到首部枢纽泄洪闸、冲砂泄洪闸及进水口的布置特点,以及冬季寒冷,混凝土无法浇筑,金属结构闸门与埋件安装的工期要求等因素,虽然方案比方案工程造价高28.91万元,但方案可为工序安排创造了 条件,能够保证电站按期发电,所以本阶段推荐首部枢纽采用全年导流方案,主体工程分二阶段施工.第一阶段(全年):施工泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、浆砌石副坝段、电站进水口等有

34、关建筑物到坝顶2743.50米高程.第二阶段(枯水期):导流明渠封堵,河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄,施工左岸副坝未完建部分等.厂房导流方式厂房导流根据岸坡地形、地质条件以及尾水渠等建筑物的布置方式采用全年导流方式.(2)导流规划枢纽导流规划根据首部枢纽建筑物布置特点,推荐方案主体工程施工分二阶段进行,施工期共经历两个汛期.表8.2.1 首部枢纽各导流方案特性比较表序号项目名称单位方案(推荐方案)(全年明渠导流方案)方案II(备用方案)(枯水期明渠导流方案)方案III(比较方案)(明渠导流,汛期围堰过水方案)一导流明渠流量米3/s486(全年)188(枯水期)684 (度 汛)188 (枯

35、水期) 684 (度 汛)明渠底宽米1699渠底坡度 0.0030.0030.003明渠边坡坡比1:1.51:1.51:1.5糙率(浆砌石面层)0.0320.030.03渠道水深米5.24.24.2流速米/s3.993.353.35渠道防渗彩条布彩条布土工膜二上游围堰高度 米6.155顶宽米7.066上/下游坡比1:2.0/1:1.51:2.0/1:1.51:2.5/1:3.0围堰防渗粘土+彩条布粘土+彩条布土工膜基础防渗粘土+彩条布粘土+彩条布土工膜铺盖三下游围堰高度 米6.055顶宽米7.066围堰防渗粘土+彩条布粘土+彩条布土工膜基础防渗粘土+彩条布粘土+彩条布土工膜铺盖第一阶段(全年,

36、第1年12月第2年11月):基坑在上、下游横向围堰和纵向围堰围护下,河水由左岸导流明渠通过,进行泄洪闸、冲砂泄洪闸坝段、消力池、护坦、纵向导墙、左岸浆砌石副坝及电站进水口的施工.导流采用全年导流方式,导流流量为Q20%=486米3/s.第二阶段(枯水期,第2年11月第3年3月):导流明渠封堵,河水由完建的泄洪闸、冲砂泄洪闸渲泄,施工左岸副坝未完建部分等.导流流量为Q20%=94米3/s.第3年2月中旬,坝体挡水,永久泄洪建筑物泄洪,首台机运转发电.至第3年6月底,整个工程全部完工.首部枢纽导流特性见表8.2.4. 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 8-12 甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告

37、8施工组织设计表8.2.2 枢纽导流工程各方案主要工程量比较表项目及名称方案(推荐方案)(全年明渠导流方案)方案(备用方案)(枯水期明渠导流方案)方案III(比较方案)(明渠导流,汛期围堰过水方案)项目及名称单位数量项目及名称单位数量项目及名称单位数量导流明渠导流明渠开挖米320271砂砾石开挖米318201砂砾石开挖米314270干块石护坡(底)米31690干砌石护坡米31795干砌石护坡米31124防渗彩条布米25462防渗彩条布米28976粗砂垫层米3749粗沙垫层米31092抛填块石米3626复合土工膜米23746围堰填筑(渠堤顶)米31397明渠回填(碾压)米31161明渠回填(碾压

38、)米39476渠堤顶拆除米31397渠堤顶拆除米311610渠堤顶拆除米39476抛填块石米3626导流明渠回填米32483上/下围堰砂砾石开挖米31722/1396砂砾石开挖米32036/867砂砾石开挖米31231/912砂砾石填筑米312067/10139砂砾石填筑米37564/5256砂砾石填筑米36508/6607粘土垫层米3269/266块石护坡米3590/245斜墙与地下粘土米33246/3243干砌块石护坡米3261/144堆石体米3714/304干砌块石护坡米3414/420堆石护脚米3458/576截流戗堤米3821C20砼护坡米31172/1176防渗彩条布米21659/

39、1331防渗粘土米31073/452反滤料米3614/612围堰拆除米311332/9729防渗彩条布米21789/753复合土工膜米23538/3470围堰拆除米316106围堰拆除米322590表8.2.3 导流方案方式比较表项目方案(推荐方案)(全年明渠导流方案)方案(备用方案)(枯水期明渠导流方案)方案III(比较方案)(明渠导流,汛期围堰过水方案) 平面布置图挡水建筑物上游横向围堰、下游横向围堰、纵向围堰上游横向围堰、下游横向围堰、纵向围堰上游横向围堰、下游横向围堰、纵向围堰泄水建筑物左岸导流明渠左岸导流明渠左岸导流明渠突出优点和缺点1施工简单,泄水安全,运行方便,整个导流过程对主体

40、工程的施工影响不大.2.金属结构安装时间充裕.3.工程造价较大.1施工简单、方便.2主体工程的施工必须在枯水期内完成度 汛水位以下的部分.3. 工程造价低.4. 金属结构安装工期紧.1.度 汛标准低,可全年施工.2.基坑淹没、抽排水及堰顶砼造价较高.3.适合多汛期.4.工程造价高工程投资(万元)139.39110.48227.31 通过方案比较,结合中间成果审查会意见,选定方案为推荐方案,即河床一次断流,左岸明渠全年导流方案为推荐方案.中国水电顾问集团西北勘测设计研究院 8-15甘肃洮河如吾水电站可行性研究报告 8施工组织设计表8.2.4 首部枢纽导流推荐方案特性表项 目单位分 段第一阶段第二

41、阶段导流时段年/月l/122/112/123/3导流标准重现期5年(全年)5年(枯水期)导流流量米3/s48694上游水位米2737.20下游水位米2736.80上游堰顶高程米2738.20下游堰顶高程米2737.50泄水建筑物导流明渠泄洪闸冲砂泄洪闸厂房导流规划厂房导流从第2年1月至第3年1月,施工期内经历1个汛期.厂房在全年围堰的围护下进行基坑开挖、砼浇筑、金属结构、厂房机组的安装等,河水由束窄河床渲泄.厂房导流采用全年导流方式,导流流量为Q20%=495米3/s.厂房导流特性见表8.2.5.表8.2.5 厂房导流特性表项目及名称单位特性导流建筑物级别级5级导流标准(全年)P=20%导流时

42、段第一年10月第二年11月导流设计流量米/s495挡水建筑物围堰泄水建筑物束窄河床上、下游水位米2725.7/2725.57围堰顶高程米2726.7围堰最大高度 米5堰顶宽度 米6堰顶长度 米1178.2.4导流建筑物设计首部枢纽导流建筑物布置与泄洪闸冲砂泄洪闸相结合,导流建筑物包括导流明渠、上、下游横向围堰.厂房导流建筑物包括厂房岸边围堰.首部枢纽导流建筑物布置见图8.1,厂房导流建筑物布置见图8.2.图8.1 首部枢纽导流建筑物布置图图8.2 厂房导流建筑物布置图(1)首部枢纽导流建筑物导流建筑物包括导流明渠、上游横向围堰、下游横向围堰.导流明渠在布置时尽量顺直,渠道断面沿程不变,假定明渠

43、为均匀恒定流.相关计算公式如下,公式见水工设计手册第一册(由华东水利学院编写): A=(b+米y)y R= A /X 式中:Q流量,米3/s;A过水断面面积,米2;C谢才系数,米1/2/s;R水力半径,米;i渠道坡度 ;i=0.3%米边坡系数;米 =1.5b渠道底宽,米;b=16 米y水深,米;湿周.渠底与边坡采用干砌石护坡,水泥浆灌缝,水泥砂浆勾缝,粗糙系数取0.032,初选三个边坡系数1、1.25、1.5分别计算水力最佳断面各水力要素,计算结果见表8.2.6.表8.2.6 不同边坡系数水力最佳断面计算表流量(米3/s)渠道坡度 边坡系数糙率h米(米)b米(米)v米(米/s)4860.003

44、1.500.0327.484.534.134860.0031.250.0327.75.44.24860.0031.000.0327.896.544.27按所选边坡系数米=1.5时计算实用经济断面,以便根据枢纽地质、地形条件进行选择,计算结果见表8.2.7.表中为经济实用断面过水面积与水力最佳断面过水面积的比值,h/h米 与b/h可对应查表求得.表8.2.7 米=1.5时的一组实用经济断面计算表h/h米b/hh(米)b(米)v(米/s)R(米)110.6067.484.534.133.741.010.8231.6426.1610.114.093.681.020.7612.2115.6912.58

45、4.053.631.030.7172.7175.3614.564.013.581.040.6833.1985.1116.343.973.53根据以上计算数据及水力学有关文献资料,导流明渠的不冲流速可以按4米/s控制,故从边坡系数1.5的计算结果选择,初选渠底宽16米进行各水位情况下的流量、流速计算,计算结果见表8.2.8. 表8.2.8 米=1.5底宽采用16米时渠道内水位、流量计算水深h过水面积A湿周水力半径R糙率n谢才系数C=R1/6/n流量Q流速v1.527.3821.411.280.03232.5655.242.0223823.211.640.03233.9490.462.382.54

46、9.3825.011.970.03234.99132.832.69361.526.822.290.03235.88182.92.973.574.3828.622.60.03236.64240.693.2448830.422.890.03237.3305.633.474.5102.3832.223.180.03237.9378.993.75117.534.033.450.03238.41459.153.915.2123.7634.753.560.03238.62493.943.995.5133.3835.833.720.03238.9548.124.11615037.633.990.03239.

47、36645.944.31根据以上计算结果,渠内水深在5.2米以下时流速小于4.0米/s,且大于不淤流速0.5米/s,应能满足不冲不淤要求.根据首部枢纽布置特点,导流明渠布置在河床左岸,直线段长约83.9米.由以上计算结果,选定明渠断面采用梯形断面,底宽16米,渠身过水断面为16米5.2米,两侧开挖边坡均为1:1.5,进口高程2732.20米,出口高程2731.90米,纵向坡降为i=0.3%,渠中最大流速为3.99米/s,明渠全段面铺设彩条布防渗,彩条布上铺设30厘米厚的干砌石护坡,水泥浆灌缝,水泥砂浆勾缝.导流明渠剖面图见图8.3.图8.3 导流明渠剖面图上下游横向、纵向围堰均采用土石围堰,堰体防渗采用堰体中间粘土+彩条布;基础防渗采用开挖深3米,底宽0.8米的槽埋设粘土+彩条布截水层.上游围堰堰顶总长136.09米,高6.1米,顶宽7米,迎水面边坡1:2.0,坡面采用块石护坡,防护厚度 0.3米,背水面边坡1:1.5,堰顶高程2738.20米.为了 防止导流时水流对围堰上游坡脚的淘刷,上游坡脚设底宽3.2米、高2.2米的堆石体护脚.下游围堰堰顶总长80.14米,高6.0米,顶宽7米,迎水面边坡1:2.0,背水面边坡1:1.5,迎水面坡脚设底宽3.4米、高3.3米的堆石体护脚.上、下游横向围堰剖面图分别见图