金安桥施工导截流组织设计--隧洞施工.docx

1.施工条件
1.1工程概况
金安桥水电站设计总库容为9.13亿m3，控制流域面积为23.74×104km2，总装机2400MW，是金沙江中段“一库八级”水电开发方案中的第五级电站，JSJ水电站枢纽建筑物主要由拦河坝、坝后式引水发电系统、右岸溢洪道、冲沙泄洪底孔等永久建筑物组成。
拦河坝为碾压混凝土重力坝，坝顶高程1424m，最大坝高158m，坝顶长度640m。坝体上、下游面为变态混凝土防渗层，中间部位为碾压混凝土。从左至右依次为混凝土键槽坝段，左岸非溢流坝段，河床坝段，左岸冲沙底孔坝段、电站进水口坝段、右岸泄洪（冲沙）底孔坝段，右岸溢流坝段，右岸非溢流坝段。非溢流坝段坝顶宽度12m。
溢流表孔堰顶高程1394m，采用WES堰型，孔口尺寸为4-14m×20m。堰后接泄洪明槽，设中隔墙，出口采用挑流消能。
左岸冲沙底孔进口底高程1322m，孔口尺寸为5m×8m。右岸两孔泄洪（冲沙）底孔进口高程1335m，孔口尺寸为5m×8m。
电站进水口为立式坝面进水口，进口高程1370m，进水口段坝顶宽度26m。引水道采用单机单管引水，管径10m，为钢衬压力半背管，外包2m厚钢筋混凝土。
坝后主厂房尺寸为224m×28.9m×72.3m(长×宽×高)，从左至右依次布置安装间、主机段及副安装间，厂房一次建成，一期先行安装4台机组，水轮发电机组安装高程1286.00m，发电机层高程1303.50m，机组间距30m。水机副厂房布置在下游尾水管上方，电气副厂房、中控室及GIS大厅布置在上游，厂坝间设主变压器平台，出线场位于GIS楼顶。
JSJ碾压混凝土重力坝共包含21个坝段，其中河床中部为厂房坝段，左右两侧为非溢流坝段，溢流坝段位于河床右侧，厂房坝段与非溢流坝段之间为冲砂坝段。大坝混凝土量为365.33万m3，其中碾压混凝土270.75万m3，常态混凝土94.58万m3。
进厂交通布置在左岸，采用隧洞（8m×9m）从安装间端进主厂房。本方案主要工程量为：土石方明挖845.9×104m3，石方洞挖134.5×104m3，混凝土589.4×104m3

1.2 水文气象
1.2.1 流域概况
金安桥水电站位于云南省丽江市境内，距丽江市52公里，处于丽江到四川攀枝花市的交通要道上，交通便利，坝址左右两岸分属云南省丽江市古城区和永胜县，距古城区和永胜县城的公路里程均为52.5km，坝址处控制流域面积23.74×104km2。
金沙江该流域大气环流形势，冬半年（横断山脉区北段为10月至次年5月，其余地区为11月至次年4月）主要受西风带气流影响，被青藏高原分成南北两支的西风急流，其南支经过云贵高原，带来大陆性的晴朗干燥天气；而流域东北部受昆明静止锋和西南气流影响，阴湿多雨。夏半年（6～9月或5～10月）西风带北撤，则受海洋性西南季风和东南季风的影响，带来丰沛的降水，并由流域东南向流域西北逐趋减少。该流域属高山峡谷区，降水和径流垂直分布明显，年径流量527×108m3，多年平均流量1670m3/s，多年平均降雨量954mm。

1.2.1气象基本资料
坝区属北亚热带边缘气侯，多年平均气温12.6℃，绝对最高气温32.3℃，绝对最低气温-10.3℃；多年平均相对湿度63%；风向多为南风，多年平均风速3.5m/s。
JSJ坝址河段径流量主要来自降雨，石鼓以上有溶雪补给，径流丰沛稳定。洪水由暴雨形成。据坝址附近的永胜站和丽江站多年平均气候资料统计，主要气象资料统计见表2.4-3及表2.4-4。

表2.4-3 永 胜 站 气 象 要 素 统 计 表
月
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
多年平均气温(℃)
6.1
8.4
11.3
14.4
18.4
19.1
19.1
18.4
16.9
14.0
9.6
6.1
13.5
多年平均最高气温(℃)
15.6
18.6
20.7
24.1
27.6
26.1
25.0
24.7
24.1
22.8
18.5
15.9
20.0
多年平均最低气温(℃)
-6.3
-3.0
0
1.8
8.3
10.4
12.7
13.0
11.4
5.9
-1.5
-5.4
7.4
多年平均相对湿度(%)
58
52
52
56
59
75
82
84
84
79
72
67
68
多年平均日照(h)
246.8
221.5
246.6
229.6
230.8
158.8
140.9
156.7
140.3
185.8
213.9
233.9
2408.2
多年平均降雨量(mm)
2.9
4.0
7.8
14.4
49.9
152.8
237.5
230.0
138.0
76.7
16.3
4.8
934.8
月最大降雨量(mm)
19.0
30.5
28.6
40.5
118.2
291.7
388.9
455.6
293.9
153.6
61.0
24.9
1172.0
月最小降雨量(mm)
0
0
0
1.5
2.9
49.5
102.2
97.0
34.4
6.6
0
0
593.1
降

雨

日

数
≥0.1 mm
1.4
2.4
4.5
6.8
9.8
19.2
22.1
21.9
18.9
12.7
4.1
1.7
125.6
≥5.0mm
0.3
0.2
0.4
0.9
3.1
8.3
11.5
11.4
7.3
4.2
0.8
0.3
48.7
≥10.0 mm
0.0
0.0
0
0.3
1.6
5.1
7.8
7.7
4.7
2.9
0.5
0.1
30.7
≥25.0mm
0
0
0
0
0.4
1.6
2.8
2.7
1.1
0.4
0
0
9.1
表2.4-4 丽 江 站 气 象 要 素 统 计 表
月
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
年
多年平均气温(℃)
5.9
7.6
10.2
13.1
16.6
18.0
18.1
17.3
15.9
13.2
9.2
6.3
12.6
多年平均最高气温(℃)
13.6
14.7
17.5
20.3
23.2
23.3
23.2
22.8
21.5
19.7
16.5
14.3
19.2
多年平均最低气温(℃)
-0.5
1.7
4.6
7.7
11.1
13.8
14.6
13.7
12.4
8.7
3.1
-0.1
7.6
多年平均相对湿度(%)
46
46
49
54
59
74
81
83
83
74
61
52
63
多年平均日照(h)
265.0
230.5
255.6
235.6
229.1
156.2
140.9
162.7
144.2
199.5
234.5
260.2
2514
多年平均降雨量(mm)
1.4
5.7
11.9
21.2
56.5
179.4
233.2
201.6
153.4
72.8
12.5
4.3
954.0
月最大降雨量(mm)
14.0
34.2
37.1
83.9
174.5
358.5
394.5
403.8
295.4
219.6
67.0
35.4
1213.3
月最小降雨量(mm)
0
0
0
0.5
2.5
54.4
98.1
123.5
50.7
1.8
0
0
648.1
降

雨

日

数
≥0.1 mm
1.6
3.6
6.3
8.0
11.4
21.2
24.6
23.0
21.3
11.9
4.2
1.5
138.6
≥5.0mm
0.1
0.3
0.7
1.1
3.7
10.5
13.3
12.3
9.2
4.1
0.7
0.2
56.2
≥10.0 mm
0.0
0.0
0.1
0.4
1.8
6.6
8.3
7.0
5.6
2.3
0.4
0.1
32.6
≥25.0mm
0
0
0
0.1
0.3
1.4
2.0
1.6
1.1
0.5
0
0
7.0

1.2.3 径流
JSJ坝址河段径流量主要来自降雨，石鼓以上有溶雪补给，径流丰沛稳定。洪水由暴雨形成。多年各月平均流量、最大流量和最小流量见表2.4-1
表2.4-1 坝 址 多 年 月 流 量 统 计 表 单位m3/s
月
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
多年
多年月平均流量
582
515
508
641
978
1860
3420
3850
3590
2160
1140
752
1670
月平均最大流量
799
696
761
888
1350
3020
5580
7120
5570
3470
1610
1030
2200
月平均最小流量
446
405
397
473
586
978
1770
1840
1700
1410
824
560
1230

1.2.4 洪水
洪水由暴雨形成，6月至10月为汛期，11月至次年5月为枯水期，实测月平均最大流量7120m3/s，实测月平均最小流量397m3/s。，各频率施工洪水成果见表2.4-2。
坝址处多年平均输沙量3919×104t，其中汛期输沙量占全年的97.6%，多年平均含沙量0.74kg/m3。坝址水位流量关系见表1-3

表1-3 坝址水位天然流量关系
水位（m）
1290
1291
1291.7
1293
1293.5
流量（m3/s）
0
100
200
300
400
水位（m）
1294
1295
1295.5
1297.3
1299
流量（m3/s）
500
600
700
800
900
水位（m）
1290
1300
1301
1305
1311
流量（m3/s）
0
932
1000
2000
3000
水位（m）
1313
1316
1319
1321
1323
流量（m 3/s）
4000
5000
6000.0
7000.0
8000
水位（m）
1325
1328
1330
1333
1335
流量（m3/s）
9000.0
10000.0
11000.0
12000.0
13000.0
水位（m）
1337
1340
1342
1345
1347
流量（m3/s）
14000
15000
16000
17000
18000

表5.2-2 坝 址 施 工 洪 水 成 果 表 单位m3/s
频率(%)
时段
P=0.2
P=0.33
P=0.5
P=1
P=2
P=3.33
P=5
P=10
P=20
全 年
14600
13900
13300
12300
11300
10600
9940
8870
7720
最
大
流
量
11～4月

2330

2110
1930
1740
11～5月

2470

2240
2060
1860
12～4月

1600

1440
1310
1160
12～5月

2260

2060
1880
1680

月
平
均
流
量
11月

1380
1340
1280
12月

922
882
835
1月

721
688
649
2月

668
630
587
3月

632
605
573
4月

879
814
744
5月

1470
1350
1210

旬

平

均

流

量

11月上旬

1630
1580
1480
11月中旬

1330
1320
1260
11月下旬

1170
1130
1070
12月上旬

1030
990
933
12月中旬

932
889
838
12月下旬

841
824
744
1月上旬

760
748
685
1月中旬

713
690
644
1月下旬

675
644
608
2月上旬

650
622
589
2月中旬

616
609
569
2月下旬

609
590
566
3月上旬

602
582
554
3月中旬

624
594
558
3月下旬

715
628
590
4月上旬

742
668
628
4月中旬

879
792
752
4月下旬

1030
1010
872
5月上旬

1340
1160
1040
5月中旬

1490
1350
1200
5月下旬

1730
1580
1300

1.3 工程地质概况
1.3.1地形地貌
本工程枢纽区坝址基岩裸露，其岩性以玄武岩为主，中间夹有火山角砾熔岩和凝灰岩。岩体强风化带深度6m～20m，弱风化带深度20m～50m，河床冲积层厚5.5m。枯期河水面高程1294m，水面宽60m～100m，水深约10m。河谷呈“V”型，为纵向单斜谷，两岸地形基本对称，山体雄厚，地形陡峻，两岸约在高程2000m以上地势才渐缓。因受流层产状和顺河向陡倾角结构面影响，两岸岸坡多形成阶梯状地形。左岸为顺向坡，在1420m高程以下总体坡度40°～45°；高程1420m～1475m为一长约600m，宽150m～200m的缓坡，坡度约20°～25°；高程1475m～1600m地形较陡，分布有30m～40m高的陡崖；高程1600m～1825m地形较缓，坡度约20°～25°。右岸为逆向坡，在高程1320m～1350m之间为长约1500m，宽100m～170m的平缓台地；1350m～1600m高程之间地段山坡，坡度30°～40°；1600m～1700m高程之间分布有高50m～80m的陡崖，因冲沟切割，附近陡崖三面临空。枢纽区地段无深切冲沟，但浅沟发育，左岸有5条，从上游至下游编号为1#、3#、5#、7#、9#；右岸7条，从上游至下游编号为2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#。冲沟方向与河流方向近于垂直，多为季节性流水，仅5#、12#冲沟枯期有极少量流水。左岸冲沟直达江边，沟口无洪积物堆积；右岸冲沟多表现为中部切割相对较深，而沟口切割较浅，一般在台地后缘形成小型洪积扇后呈片状水流汇入金沙江。
1400m高程以下零星分布有Ⅰ、Ⅱ级河流基座阶地，主要分布在右岸。Ⅰ级阶地高出河水面约10m；Ⅱ级阶地高出河水面30m～45m，因受后期剥蚀，阶地面上仅残留少量冲积物。
根据JSJ电站地形特点，施工场地主要考虑利用下游金安大桥附近、五郎河口左右岸及右岸丽永公路两旁的山坡布置，施工弃渣拟主要堆放在坝址下游沿江两岸及右岸上游美河中。
1.3.2地层岩性
坝区出露地层主要为二迭系上统玄武岩组上段(P2β3)，岩性有玄武岩、杏仁状玄武岩、火山角砾熔岩和凝灰岩。在右岸高处分布有二迭系上统黑泥哨组(P2h)地层。第四系地层在坝区也分布较广。
1.3.3地质构造
枢纽区岩层呈单斜构造。玄武岩流层呈舒缓波状，其总体产状近南北，倾向西，倾角12°～30°。枢纽区以坚硬的玄武岩为主，构造形迹主要表现为断裂构造，断层等破裂结构面较发育。
坝段内无区域性的Ⅰ级结构面，分布的Ⅱ级结构面断层有3条(F5、F8、F29)，已发现的Ⅲ级结构面断层有F1等42条，其它还有属Ⅳ级结构面的小断层(f)、挤压面（g）、绿帘石石英脉错动面(EP)和广泛发育的属Ⅴ级结构面的节理裂隙。
1.3.4物理地质现象
枢纽区物理地质作用较强烈，主要物理地质现象有崩塌、岩体风化和卸荷。枢纽区内规模较大的崩塌堆积体有B1、B2、B20，一般厚度达20m～40m，最厚达60余米。
枢纽区岩体风化带厚度不大，并以表层均匀风化为主，由地表向深处风化程度逐渐减弱。坝段岩体风化不强烈，风化作用以物理风化为主，岸坡一般无全风化层，河床部位无强风化层且一般无弱风化上带。两岸强风化带厚度一般小于15m，局部达20m～25m；弱风化带厚度一般30m～50m，其中上带一般厚10m～25m，下带一般厚20m～40m，但河床部位一般小于20m。总的规律是：河床部位风化最浅，其次是右岸陡坡地段，右岸滩地及左岸风化相对较深。
由于枢纽区河谷深切、岸坡陡峻，岩石坚硬，并在岩体中普遍发育有与河道近于平行和正交的陡倾角节理，两岸坡岩体卸荷现象明显。卸荷裂隙一般宽1cm～3cm，最宽可达10cm～15cm。卸荷裂隙中一般有次生泥和岩石碎屑充填，少量张开呈架空状。

2 施工导流
2.1 导流方式
施工导流方案选择的原则是：因地制宜，统筹兼顾，综合分析，比选择优。正确处理导流方案与坝址水文、地形、地质条件的关系，与枢纽布置及永久建筑物之间的关系；与施工因素、工期、造价之间的关系；与综合利用因素之间的关系；与水库蓄水、淹没、生态环境之间的关系。使导流方案经济合理，工程安全并尽早发挥效益。
河床一次拦断导流方式，又可根据导流时段划分不同，围堰断流的时间不等，分为以下几种情况：
（1）初期导流均采用河床一次断流、围堰挡水、隧洞泄流、主体工程全年施工的导流方式。
（2）中期导流采用坝体临时断面挡水，导流洞和冲砂泄洪底孔联合泄流。
（3）后期采用导流洞或导流底孔下闸封堵后，由大坝挡水、水工永久泄水建筑物泄洪。
据上述结论，金安桥水电站坝址河谷狭窄，两岸岸坡陡峻，根据地形条件，初期采用河床一次拦断、右岸隧洞导流的导流方式，选择枯水期断流围堰，筑低围堰挡枯水；汛期利用坝体挡水，基坑过水。
2.2 导流标准
2.2.1 工程等别
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》确定导流标准。
水利水电工程的等别，应根据其工程规模、效益及在国民经济中的重要性，按表2-1确定。
表2-1 水利水电工程分等指标

工程等别
工程规模
水库总库容(108m3)
防洪
治涝
灌溉
供水
发电
保护城镇及工矿企业的重要性
保护农田(104亩)
治涝面积(104亩)
灌溉面积(104亩)
供水对象重要性
装机容量(104kW)
I
大(1)型
≥10
特别重要
≥500
≥200
≥150
特别重要
≥120
Ⅱ
大(2)型
10～1.0
重要
500～100
200～60
150～50
重要
120～30
Ⅲ
中型
1.0～0.10
中等
100～30
60～15
50～5
中等
30～5
IV
小(1)型
0.10～0.01
一般
30～5
15～3
5～0.5
一般
5～1
V
小(2)型
0.01～0.001

<5
<3
<0.5

<1
注：1、水库总库容指水库最高水位以下的静库容；
2、治涝面积和灌溉面积均指设计面积。

金安桥水电站设计总库容为9.13亿m3，控制流域面积为23.74×104km2，总装机2400MW。根据表中数据，可知本工程为I等大(1)型工程。

2.2.2 永久性水工建筑物级别
水利水电工程的永久性水工建筑物的级别，应根据其所在的工程的等别和建筑物的重要性，按表2-2确定。
表2-2 永久性水工建筑物级别

工程等别
主要建筑物
次要建筑物
I
1
3
Ⅱ
2
3
Ⅲ
3
4
IV
4
5
V
5
5

金安桥水电站工程等别为I等，则本工程主要建筑物的级别为1级，次要建筑物为3级。

2.2.3 导流建筑物级别
水利水电工程施工期使用的临时性挡水和泄水建筑物的级别，应根据保护对象的重要性、失事后果、使用年限和临时性建筑物规模，按表2-3确定。
表2-3 临时性水工建筑物级别

级别
保护对象
失事后果

使用年限(年)
临时性水工建筑物规模
高度(m)
库容(108m3)
3
有特殊要求的1级永久性水工建筑物
淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟总工期及第一台(批)机组发电，造成重大灾害和损失
>3
>50
>1.0
4
1、2级永久性水工建筑物
淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批)机组发电而造成较大经济损失
3～1.5
50～15
1.0～0.1
5
3、4级永久性水工建筑物
淹没基坑、但对总工期及第一台(批)机组发电影响不大，经济损失较小
<1.5
<15
<0.1

由于本工程临时性水工建筑物（围堰）的保护对象为1级永久性水工建筑物。导流建筑物的级别按其保护对象、失事后果，使用年限和工程规模4项指标确定。
（1）金安桥水电站位于金沙江中游河段上，下游有重要工业城市攀枝花，金沙江中游河段的最末一级——观音岩电站有可能在本工程建设期内开工建设。导流建筑物的主要保护对象为拦河坝及坝后厂房，均为I级建筑物。
（2）导流建筑物一旦失事，将直接推迟工程总工期及第一台机组发电工期，并将影响下游梯级电站的施工安全及攀枝花市的防洪安全，可能造成重大灾害和损失。
（3）导流建筑物使用年限，挡水围堰2~3年，导流隧洞为3~4年
（4）围堰工程规模大于50m，初期导流拦洪库容约0.48x108m3.
临时性水工建筑物洪水标准，应根据建筑物的结构类型和级别，在表2-4规定的幅度内，结合风险度综合分析，合理选用。对失事后果严重的，应考虑遇超标准洪水的应急措施。根据规范，临时性水工建筑物选定为3级。

表2-4 临时性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]

临时性建筑物类型
临时性水工建筑物级别
3
4
5
土石结构
50～20
20～10
10～5
混凝土、浆砌石结构
20～10
10～5
5～3

导流设计洪水标准选择，要根据工程具体情况进行分析论证，论证中需考虑以下问题：
（1）导流建筑物级别。按被保护的永久建筑物的级别，失事后果，围堰使用年限，围堰工程规模，确定导流建筑物的级别与洪水标准。
（2）水文资料实测系列的长短。当河流水文实测系列较长，洪水规律明显时，可根据洪水规律性及相应的频率选择标准；若水文资料实测系列较短，或资料不可靠时，需考虑不利情况，留有余地。
（3）围堰的高低和其形成库容的大小以及失事后造成下游损失的大小。库容越大，一旦失事对下游的危害也大，其标准也应适当提高。对下游的危害不仅取决于库容大小，也取决于下游经济情况，影响居民生命财产多少，有时库容虽不大，特别是可能大量死人的情况也不能完全按库容定级。
（4）所保护的主体建筑物类型。对于土石坝，临时坝面过水，则冲刷损失很大，结合其他条件，其标准可选用上限，而对混凝土或浆砌石重力结构，临时坝面允许过水时可采用下限。
（5）围堰本身结构类型。如为上游土石围堰且不允许过水时，其标准应高于混凝土及浆砌石重力围堰。
（6）基坑施工期的长短。工期越长，遭遇较大洪水机遇越大，洪水标准宜高一些，工期越短时则遭遇较大洪水机遇越少，洪水标准可低一些。
（7）导流泄水建筑物为隧洞、涵管等封闭式结构时，其超泄能力比开敞式结构（如分束窄河床、导流明渠等）要小，失事后修复也较难，其洪水标准应高一些。
（8）导流泄水建筑物参与后期导流时，应按后期导流的洪水标准。
（9）导流建筑物与永久水工建筑物结合时，其结合部分应采用永久建筑物的标准。
金安桥水电站为I等大型工程，临时水工建筑物为3级建筑物，采用土石围堰结构时，导流建筑物设计挡水标准为20~50年一遇，土石围堰挡水标准采用30年一遇洪水。中后期导流标准50~100年一遇洪水。导流洞堵头施工期间导流标准取20年一遇枯期（12~5月）施工洪水标准。
2.2.4 导流标准及流量的确定
（1）初期导流：本工程拟采用土石围堰，导流初期应采用重现期为30年的洪水标准，Q=10600m3/s。
（2）中后期导流：第5年汛前前坝体混凝土浇筑至1349高程，已超过上游围堰1343高程，具备坝体临时断面度汛挡水条件，坝体临时断面拦洪库容为0.83x108m3。第六年度汛前坝体最低浇筑至1400m高程，坝体临时断面拦洪库容为5.05x108m3.第五年度汛标准为50年一遇洪水，相应流量为11400m3，第六年度汛标准为100年一遇洪水，相应流量为12400m3/s。导流洞于第六年十一月中旬下闸，此时永久建筑物已完工。第7年坝体度汛永久泄水建筑物已具备正常运行条件
（3）截流、下闸、封堵及蓄水标准，本工程河床截流标准采用20年一遇12月中旬旬平均流量，Q=932m3/s。导流洞下闸标准采用20年一遇，流量为12月中旬的旬平均流量，Q=932m3/s。导流洞封堵标准采用5年一遇，11月的时段流量，Q=2240m3/s。
导流时段划分及导流流量、标准见表2-1

表2-1 施工导流标准及流量表
序号
项目
时间
设计标准
（P=%）
设计流量
（m3/s）
1
初期
一汛~二汛土石围堰挡水
第三年6月~第五年5月
3.33（全年）
10600
2
中后期
三汛坝体临时度汛断面挡水
第5年6月~第6年5月
2（全年）
11400
四汛坝体临时度汛断面挡水
第6年6月~第6年10月
1（全年）
12400
大坝挡水
第7年6月以后
0.2（全年）
14600
3
截流
第2年12月中旬
5（12月中旬平均）
932
4
导流洞下闸
第6年12月中旬
5（12月中旬平均）
932
5
导流洞堵头混凝土施工
第6年11月~第7年5月
20（时段）
2240

2.2.5导流程序
（1）初期导流
根据施工总进度安排：河床截流安排于第2年12月中旬进行，截流设计标准为20年一遇旬平均流量，Q=932m3/s
第二年12月~第三年5月：挡水设计标准为该时段10年一遇洪水，Q(11月~4月)=1930m3/s，由加高的截流戗堤挡水，导流洞过流，进行围堰基础防渗体及堰体填筑、基坑开挖施工
第三年6月~第五年5月：导流设计标准为全年30年一遇洪水，Q=10600m3/s，上、下游围堰全年挡水，导流洞泄流，进行坝基、厂房基坑开挖及坝体、厂房混凝土浇筑
（2）中后期导流
第五年5月底，大坝混凝土浇筑至1349m高程，第5年6月~第6年5月，导流设计标准采用全年50年一遇洪水，Q=11400m3/s，坝体临时断面挡水度汛，导流洞泄流，进行坝体及厂房混凝土浇筑。第6年5月底，大坝混凝土浇筑至1400m高程。
第六年6月~第六年10月，导流设计标准为全年100年一遇洪水，Q=12400m3/s，坝体临时断面度汛挡水，导流洞及永久冲沙底孔联合泄流，进行坝体及厂房混凝土浇筑。第6年10月底，坝体混凝土基本浇筑至坝顶1424m高程。
第6年11月中旬导流洞下闸，第6年12月底，首台机组投产发电。下闸设计标准为10年一遇11月中旬平均流量，Q=1320m3/s。堵头施工期封堵设计标准为20年一遇11月~5月时段洪水，Q=2240m3/s。
第7年5月底，坝体工程基本完建，第7年6月以后，又大坝挡水，永久泄洪建筑物泄洪。导流程序安排见表

表2-2 施工导流程序表
施工时段
设计标准
（%）
设计流量
m3/s
堰（坝）顶高程
（m）
堰（坝）前水位
（m）
泄水建筑物流量（m3/s）
备注
导流洞
供水洞
右岸冲砂底孔
2.12.11以前
原河床过流
导流洞施工
2.12.11~2.12.20
5
（12月中旬平均）
932
戗堤
1304.6
1304.1
932

12月中旬截流
3.6.1~5.5.31
3.33
（全年）
10600
堰
1334.9
1333.9
10600

上下游围堰挡水，坝体混凝土浇筑施工
5.6.1~6.5.31
2
（全年）
11400
坝1349
1346.7
11400

坝体临时断面挡水，坝体混凝土浇筑施工
6.6.1~6.10.31
1
（全年）
12400
坝1400
1350
11412

988
坝体临时断面挡水，坝体混凝土浇筑施工
6.11
10（11月中旬平均）
1320
坝1424
1301.3
1320

坝1424
1307
1070
350

坝1424
1340
1070

350

6.11.1~7.5.31
5（11月~5月）
2240
1424
永久泄洪建筑物泄流
导流洞堵头混凝土浇筑
7.6以后
0.2
14600
1424
大坝挡水，永久建筑物泄流，第一台机组于第6年12月底发电

2.3 经济洞径比选
2.3.1 洞线选择
1、地形条件
1）洞线方位应便于上下游水流衔接，进出流畅。
2）平洞布置应力求直线，使洞线最短，工程量最小，水流条件最好。
3）进出口地形陡缓适中，均匀对称，以利于进出口建筑物布置。
4)便于布置施工支洞，对外交通方便，有利于施工和管理。
2、地质条件
1）应尽量把隧洞布置在坚硬、完整、稳定和地质构造简单的山体内。
2）洞线与岩体主要主要构造的走向的交角不宜小于30°，与围岩交角宜大于45°。
3、隧洞埋藏深度
1）有压隧洞洞身岩体覆盖层应不小于0.4H（H为最大内水压力水头）。
2）隧洞进出口覆盖层厚度不小于1.5~2.0倍洞径。
4、水力条件因素
一般控制弯道转角不大于60°，弯曲半径一般不小于5倍洞径，出口段洞轴线与河道主流方向的交角一般不大于30°。
根据以上设计要求与金安桥水电站坝址处地形条件，在地形图上布置出一条隧洞轴线。

2.3.2洞型选择与断面尺寸方案
金安桥水电站导流隧洞采用圆拱直墙形断面，主要原因是其施工简单，隧洞枯水期泄流能力较大，有利于降低截流难度及土石围堰高度。
圆拱直墙形断面高宽比一般为1.0~1.5，顶拱圆心角一般在90°~180°范围内选取。
金安桥水电站围堰挡水流量为10600m3/s ，故采用左岸一条导流隧洞，断面尺寸选择三种方案，分别是22m×30m、24m×30m、26m×30m（宽×高），顶拱圆心角均采用120°。
2.3.3隧洞进、出口设计
导流隧洞一般为明满流交替出现，进口按进流方式同时包含开敞式和深水式进口的特点，进口布置必须圆滑，避免在进口前产生强漩涡和回流。 进口明渠扩散段轴线长75.67m，进口高程为1295m，洞身长1231.989米，进水塔闸室段长22m，高54m，底板高程1295m，渐变段长30m，隧洞底坡i=0.003，其中0+154.035~0+261.373m为转弯段，平面转弯半径R=150m，转角41。。出口高程1291.304m，出口引渠长78.214m。
导流隧洞出口型式选择应结合隧洞水力特征、出口地形地质条件及其下游防冲保护要求等因素综合确定，隧洞出口一般采用扩散方式。对于出口水流流速不大时，可采用简单的平底扩散消能方式；对于出口水流流速高时，出口一般采用水跃消能方式。
表2-8 导流隧洞布置情况

方案
洞型
洞长 （m）
转弯角 （°）
转弯R （m）
拱顶中心角
22×30

圆拱直墙型
1231.989
41°
150
120°
24×30
1231.989
41°
150
120°
26×30
1231.989
41°
150
120°

2.3.4泄流量计算公式（确定T，然后反推围堰的高度和造价，利用围堰和隧洞的总造价作为隧洞尺寸的判据）
比选时隧洞按有压隧洞进行设计，采用有压隧洞泄流公式，计算公式为：
（见水力学计算手册P319）
式中：
隧洞泄流量，本工程有Q= 10600m3/s ；
流量系数 ；
隧洞出口断面面积 ；
重力加速度，取9.8m/s2 ；
上游水位与隧洞出口底板高程差及上游行近流速水头之和，一般可认为；
隧洞出口断面水流的平均单位势能，。
2.3.4.1流量系数计算公式

（见计算手册P320）
式中：
隧洞出口断面面积；
某一局部能量损失系数，与之相应的流速所在的断面为（指根号内第二项中的） ；
隧洞某一段的长度，与之相应的断面面积、水力半径和舍齐系数分别为（指根号内第三项中的）、和。
（1）进出口水头损失系数的确定
导流洞进口为喇叭形，由表查得ξ=0.10，出口为平直型。
（2）各弯段局部水头损失系数的确定

式中：
弯段处洞宽；
转弯半径；
转弯角；
不同方案弯段局部损失系数计算见计算书中计算过程1，计算结果列于表2-9。
表2-9 弯段局部损失系数计算成果表

方案
转弯角 （°）
转弯R （m）

22×30
41°
150
0.083
24×30
41°
150
0.083
26×30
41°
150
0.083

将各数据代入公式6-3-1并计算各方案的综合流量系数，具体计算见计算书计算过程2，计算结果列于下表2-10。
表2-10 综合流量系数计算成果表

方案
22×30
24×30
26×30
μ
0.737
0.746
0.754
2.2.6洞径的必选
通过计算可得各工程总造价见下表：
表2-11 各工程总造价表
方案
隧洞面积（m2）
隧洞长度（m）
总造价（元）
6×9
50.52
688.896
4508527
7×9
58.27
688.896
5129803
8×9
65.82
688.896
5742582

根据计算可知，三种方案中，6×9 方案的工程费用最少，也就是说隧洞的洞径越小，