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施工围堰挡水标准问题珠江水利 委 员会勘测设计 院兰为季围堰是水利工 程基坑施工 的 重要 屏一障,根据围堰运用条件的不 同,可以分为全年挡水围堰及枯水时段挡水,汛期淹没基坑的过水围堰两大类。全年挡水围堰一般为充分利用 当地材料的 土石 围堰。而过水围堰则根据过水时堰面流速的大小,结合当地条件,做成木笼填石加混凝 土面 板 型、土石与 混凝 土面板型及混凝 土型等型式。对于全年挡水的土石围堰,堰顶高程选择合理与否,直接影响工程费用、工期长短 及施工安全。堰顶不允许过水,因为一旦洪水漫顶,将冲毁围 堰及基坑,造成巨大损失,延误工期。我国土石坝因洪水漫顶而造 成工程损失的事例不少。截止19 8。年全 国垮坝共计2 9 7 6起,平均垮 坝率达3.4%。其中,由于洪水漫顶而造成垮坝的有15 34例,占垮坝总数 的5 1.5%。所以作为临时建筑物的土石围堰,应该特别重视洪水漫顶 的 问题。洪水漫顶的原因 多 为堰顶高程低或遇到超标 准洪水。围堰的挡 水高程,主要取决于围堰的级别及洪水标准。在美国 无统一的全 国性标准,恳务局的“重力坝设 计”一书指出不可能 定出适应各种情况的统一 准 则。但对于施工期在两年以上的大坝,规定设计洪水一般 为5一2 5年一遇。而美国“土坝手册”一般定为1 0一10 0 年一 遇,而常用2 5年一遇。实际 上,美国,加拿大等西方国家多按记录最大洪水资料确定(表1)。苏联通常采用 1 0一10 0 年 一遇。自动绘图机绘制出各种比例尺水下 地 形图。这就 使两系统很好的结合,实现了水下地 形外业测 量与 内业成图的数字化、自动化的全过 程。(七)淹没面积与水库库容的计算淹没面积和水库库容的计算;洪 水预测、洪 泛地区的面积量测 和土 地普查的量测计算。这 些工作 量大,精度要求较高,如果使用GEOMAP系统能较容易,较迅速地解决。四、结束语GE OMAP人机对话自动测图系统 在我国的应用仅 仅是开始,尚待 进 一 步 消化。特别是应用软件还要很 好掌握和 发展,使它更好地 为各 个 部 门 服 务,由于GE OMAP系统 具有较强的制图 功能 和完整的绘图 设备,可以开 发其他方面 的应用,如增加计算 机辅 助设计(CAD)软件,就可以进 行一般的C AD工 作并可以绘画各种的工 程 建 筑 图 和机械 图等。G EOMAP系统 亦有其缺 点,主要是T“k4 0 54计算机的内存量偏小(只有6 4K字节),限制其功能的发挥,难 以胜 任大 面积的地形测量工作和不 宜建 立大容量的地图数据库。表1国外几个采用实测记录洪水作设计流量标准实例陈一口尸价协l曰工程名称电站规模(万千瓦)导流方式导流标准流量频率备注(秒立米)伊太 普买加波太基山马立克3马立克5壶滩长云杉利贝齐雅12 602612271 17。61 2 9。2122988 4。、尔登沃尔特明渠全年导流隧道全年导流隧道全年导流隧道全年导流隧道全年导流三期导流二期导流二期导流分期导流二期导流300004 2507 6502 4004 1 105 90 0623031001 4 6009 800西大大大大大大国联利拿拿拿拿拿拿地巴加加加加加加美苏奥我国,对大中型河流采用的施工导流标准,系按S D J1 2一7 8标准执行。但对有一 定拦洪 宋容或 困堰 除担负工 程基坑开挖填 筑任务 外,还有临时通 航及发 电任务的,应相应提高一级 没 计(表2)。如 龙羊峡工程的 上 游飞堰 为混凝 土 心墙堆石围堰,按SD J1 2一7 8 规定,则属W级临时建筑物,设计标准为2 0一3 3 年一遇洪水,因为围堰库容已达1 0亿立方米,围堰 的安全关系到下游刘家峡等水库的安全 运行和 包兰线 等铁路的杨通,故 将 其标准提高到5 0 年一遇洪 水校核,2 0。年一遇 洪水 保 堰。对 同一 导流 工程,有多道围堰,应根据不 同导流 时段 及湘.嘎特点,视重要性不同分别 选用不 同标准。例如三:峡工程,可行性研究阶段 圈堰 共有5道,分 为三种级别,三种洪水标 准。,SD J1 2一7 8 经 实践运 用证明是符合我国水利工 程特点的,大多能 保证围堰基坑安全施工,但 也有一定 风险度,如有不少 工程在挡水期遇接近设计标准或 超标准洪水(表3)。对某些工程,若按S DJ1 2一7 8听选择挡水标准,其建筑物费用太高,可取其下限,甚至可冒一定风险度设计,但在进行这种设计时,必须对导流设施费用与 因冒险而造成的损失作权衡,使可能出现 的洪水对工程的损失减轻到最低限度。否 则将得不偿失。例如 白山工 程的导流设 计原考虑挡水标准为4月1 5日至7月1 5日前时段2 0年一遇 洪水349 0米”/秒,渡汛标准采用全年2 0年一遇洪水8 20 0米“/秒,上下游围堰分别采用过水混凝 土函堰和木笼围堰。在施工中,就把原设计挡水标淮 降 为1 0年一遇频率 流量29 1 0米“/秒,而且将过水围堰改为不过水土石围堰 型式,节约投资7 0万元。但 经实践检验,若围堰 过水后基坑淹没,重 新截流,基坑清淤,.将增加导流投资30 0 余万 元。由此可见,白山工程冒险降低导流标准不可取。对于 过水围堰,我国采用的 也比较多。其围堰高度和挡水标准一般是用频率法,即根据主体建筑物级别,工 期的安排,选用挡水时 段频率5一1 0%的 洪峰流量。但我国多用实测 历年 统计 资料分析法决定。表2工程国内几座电站导流建筑物采用标准Q单位:米“/秒导流建筑物永久建筑物导流建筑物导流标准设计校展一一保堪刘家峡龚咀上游珍溢流拱围堰上游横向土石围堰P二10%Q二4 700匕一青铜峡二土石期围堰丹 江口二期土石围堰P二5%Q”9 5 60P二5%P二5 540、P二1%Q二47 000P“l%P二2%Q二1 0600P“2%Q=6 200P二O。5%Q二5 2 000异钟坝体临时断面P二0。5%龙羊峡上 游堆石围堰P“2%Q=4 89 0P=O。5%590 0小浪底上游围堰葛洲坝大江上游围堰P二5%Q“42 0 0P“1%Q“2 0 8 00P=10%Q“668 00P二3%Q二7 110 0P二0。83%Q=86 00 0大4 4年实测最龙滩低水土石围堰Q“3 4 70挡水时段的选择,一般遵循水文 特性。工程的施工总 进度要求,作全 面 的技术经济比较。可选定 几组挡水流量,分析一年内可施工 的 夭数,过水次数及需要围堰的高度。当然,若挡水标准高,可以施工 的时 间长,则总工期短过水损失少,但建筑物投资大,对上游临时淹没也大。相反,挡水标准低,导流建筑物投资低,且对上游淹没少,但 总工期会增长,过水损失也较大。所以必需综合其利弊,选择经济合理的流 量标准。如拓溪导流工程的断流围堰,在初步设计中分析了四组流量标准(表4),最后选定诊计流 量 为2。米s/秒。对于上游已兴建有水库的坝 址,在确定其围堰挡水标准时,应考虑上游已建水库的调蓄 作用,可以削峰,从而降低 围堰高度。如黄河上的八盘峡电站,其导流设计流量,若不考虑 上游刘家峡电站水库调蓄作用,2。5 0年一遇洪水流 量分别 为63 50米3/秒及7 29 0 米”/秒,而考 虑上游刘家峡电站的调 洪后,设计 流 量采用55 0。米3/秒,相当于刘 家峡水库调洪后的2 060年一遇洪水标准又如黄河上 小浪表3国内几座电站导流围堰设计标准与实际洪水流纽对比工程及围堰名称频率(%)流米量3/秒)实遇洪水频率流量流米3/秒龙羊峡上游 土石围堰设计校 核大于15 5 70O。5保堰4 10 0489 05 9 00天桥一期土石围步匾9 0001070 0桓仁 二期上游围堰47 60云峰二期公围堰1 0709 020葛洲坝大江上游围堰10设计5校核0。8 3保坝6680 071 10086 000大于57 200 0表4流t组比较项目一-一一一一一一一一万一一-一一一一一丫一一一一一一一10 0 016002000250 028001 1年资料中时段平均过水次数八.八切n.U.儿几心臼勺no,.100,孟1山1 05 06 00 0内匕月山钾 才.几n年资料中时段不过水次数导流工程造价(万元)过水损失费用(万元)共计(万元)2。184056 714073103035013800。6912002601 4 60底的围堰为I V级临时 性建筑,挡水时段为截流年n月2 0日至次年6月2 0日,其设计标准按非汛期2 0年一遇频率 洪 水 为456 9米3/秒,考虑到有三门峡工 程的控制,采用25 00米3/秒作为设计标准。此外,对于泥沙含量大的河流,在围堰挡水期的淤积体对围堰高度的影响也应慎重考虑。结语1,对大中型水利工程的施工 围堰,必须严格遵循导流标准,不得侥幸修改或降低围堰挡水标准,不可任意将过水围堰型l式改为非过水围堰型式。2,允许在一定条件下进行科学的冒险,以节约投资费用,在进行 冒险设计时,若经分析论证施工时 可能来低流量则可降低围堰高度,但应有抢险及 渡汛措施,而且渡汛标准应为全 年设计 洪水标准。3,应考虑上游已建水库的 调洪作用。从而降低 导流流量,减 少工程投资。4,在过水围堰的 堰顶上 加土石子堰,以提高挡水标准,是一种既经济,又能增加施工期的好方法。