1、金沙江中游河段阿海水电站截流阶段验收设计工作汇报截流阶段验收设计工作汇报汇报人:李宏祥中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院二八年十月汇报目录一、工程概况二、施工导流规划四、围堰工程设计三、1#导流洞工程设计五、截流规划设计六、截流前工程形象面貌要求七、2009年防洪度汛要求八、结论及建议专题报告目录:昆明院:截流规划设计报告昆明院:围堰工程设计报告昆明院:1#导流洞工程设计报告昆明院:2009年防洪度汛专题报告昆明院:围堰截流征地移民安置规划设计专题报告昆明院:截流阶段验收设计报告 试验单位:长江水利委员会科学院截流模型试验研究报告设计成果设计成果第一部分工程概况第一部分工程概况阿海水电站位于云
2、南省玉龙县与宁蒗县交界的金沙江中游河段上,为金沙江中游河段的第四个梯级电站阿海水电站位于云南省玉龙县与宁蒗县交界的金沙江中游河段上,为金沙江中游河段的第四个梯级电站。电站距。电站距昆明市昆明市昆明市昆明市、攀枝花市攀枝花市攀枝花市攀枝花市和和丽江市丽江市丽江市丽江市距离分别为距离分别为636km636km、299km299km和和130km130km。东线铁路已通至。东线铁路已通至格格格格里坪里坪里坪里坪,南线铁路现已通至南线铁路现已通至大理,大理,大理,大理,大丽铁路大丽铁路大丽铁路大丽铁路现正在建设,计划现正在建设,计划20092009年年年年6 6月月月月完工完工。阿海水电站丽江大理火车
3、站大理火车站格里坪火车站格里坪火车站昆明宁蒗1.1 地理位置及对外交通1.2 枢纽布置概况1.2 枢纽布置概况右岸进厂交通碾压混凝土重力坝坝顶高程碾压混凝土重力坝坝顶高程1510m1510m,最大坝高,最大坝高138m138m,坝顶长度,坝顶长度482m482m,电站进,电站进水口为立式坝面进水口,采用单机单管引水,水口为立式坝面进水口,采用单机单管引水,进厂交通布置在厂房右岸进厂交通布置在厂房右岸。装机容量装机容量5 5400MW400MW,枢纽建筑物主要由混凝土重力坝、左岸溢流表,枢纽建筑物主要由混凝土重力坝、左岸溢流表孔及消力池、左岸泄洪底孔、右岸泄洪冲沙底孔、坝后厂房等组成。孔及消力池
4、左岸泄洪底孔、右岸泄洪冲沙底孔、坝后厂房等组成。2007年4月导流洞工程开工建设;2008年12月上旬大江截流;2012年5月中旬,1#导流洞下闸蓄水;2012年6月底,第一台机组投产发电;2013年610月底,最后一台机组投产发电。1.3 施工总进度计划阿海水电站工程施工总工期为79个月,其中工程准备期21个月,主体工程施工期42个月,第一台机组发电工期为63个月,工程完建期16个月。新源沟人工砂石加工系统炸药库油库机电设备库施工总降压站1.4 施工总布置及场内交通泥结石9.58.0水电四级支线砼或泥结石10.59.0水电三级次干线混凝土1210水电二级主干线路面路基宽(m)路面宽(m)等
5、级项目左岸上游混凝土系统左岸下游混凝土系统本工程共布置一个座砂石加工系统和两座混凝土拌和系统,三个弃渣场。1.5围堰工程地形、地质条件坝址区两岸地形坡度一般为3045,基岩大多裸露,从上游至下游依次出露有泥盆系、志留系和奥陶系层状地层、华力西晚期顺层侵入的辉绿岩以及零星分布的第四系松散堆积物。围堰两岸地形对称,堰体范围两岸基岩裸露,除辉绿岩外,其它岩层岩性为浅变质的薄中厚层状砂岩与板岩互层或砂岩夹板岩,部分为厚层的砂砾岩。河床部位冲积层厚1.7m6.0m,物质组成为砂卵砾石夹漂石、孤石等。戗堤轴线位置金沙江径流年内分配不均,金沙江洪水由暴雨形成,金沙江洪水由暴雨形成,6月至月至10月为汛期,月
6、为汛期,11月至月至5月为枯水期,洪水以复峰型为多,坝址多年平均流量月为枯水期,洪水以复峰型为多,坝址多年平均流量1620m3/s。坝址多年月平均流量统计表单位m3/s1.6 水文条件表2-1 阿海坝址多年月平均流量表 流量单位:m3/s 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 水 文 年 流量 561500 4966289731820 3350 373056150011107241620 1.6 水文条件123.3351020122001120010400980087307580最11月4月197018101650大11月5月217020201830流12月4月140012
7、501120量12月5月20401890170011月138013101220月12月869841787平1月716664622均2月620592558流3月607580549量4月8507687105月131012301130旬11月上旬168015501460平11月中旬136012601200均11月下旬115010801020流12月上旬967951889量12月中旬87586379312月下旬780763698时段P(%)全 年 表2-2 阿海坝址施工设计洪水成果表 流量单位:m3/s 频率(%)第二部分施工导流规划第二部分施工导流规划2.1导流方式及导流标准坝址两岸地形基本对称,河
8、谷较狭窄且坡度较陡,本工程初期导流采用河床一次断流、隧洞泄流的全年导流方式。本工程导流建筑物级别定为级。根据有关规范及风险分析,确定了各时段的导流标准。施工导流标准及程序如下:施 工 导 流 程 序 表2.2 导流程序围堰施工,坝基开挖,1围堰施工,坝基开挖,1#导流洞泄流导流洞泄流189018901427.091427.091440(堰)1440(堰)1890189010(125月)10(125月)2009.52009.5防渗墙施工,1防渗墙施工,1#导流洞泄流导流洞泄流125012501422.491422.491424(堰)1424(堰)125012505(124月)5(124月)200
9、8.122009.42008.122009.4永久建筑物正常泄流永久建筑物正常泄流1510坝1510坝14400144000.2(全年)0.2(全年)2012.11以后2012.11以后13200132000.5(全年)0.5(全年)1 1#导流洞封堵,左岸泄洪中孔供水,水位为正常蓄水位导流洞封堵,左岸泄洪中孔供水,水位为正常蓄水位1504.001504.001510坝1510坝11200112002(全年)2(全年)2012.52012.102012.52012.101 1#导流洞下闸导流洞下闸125012501423.651423.651510坝1510坝1250125010(旬平均)10
10、旬平均)2012.5中旬2012.5中旬185018501428.221428.221500坝1500坝185018500.5(124月)0.5(124月)2 2#导流洞封堵,1导流洞封堵,1#导流洞泄流导流洞泄流140014001426.261426.261430(堰)1430(堰)140014005(124月)5(124月)2011.122012.42011.122012.4坝体挡水,导流隧洞+左岸泄洪底孔坝体挡水,导流隧洞+左岸泄洪底孔1992199250965096517951791470.21(调)1470.21(调)1475坝1475坝1220011667调1220011667调
11、1(全年)1(全年)2011.62011.112011.62011.11围堰挡水,导流洞泄流,坝体浇筑围堰挡水,导流洞泄流,坝体浇筑46354635470947091461.99(调)1461.99(调)1465.0堰1465.0堰98009344调98009344调5(全年)5(全年)2009.62011.52009.62011.512月上旬截流,112月上旬截流,1#导流洞泄流导流洞泄流9519511420.361420.361422戗堤1422戗堤95195110(旬平均)10(旬平均)2008.12月上旬2008.12月上旬修建1修建1#、2、2#导流洞导流洞原河床过流原河床过流200
12、8.12以前2008.12以前左泄洪孔左泄洪孔2 2#导流洞导流洞1 1#导流洞导流洞备注备注泄水建筑物流量泄水建筑物流量堰坝前水位m堰坝前水位m堰坝顶高程m堰坝顶高程m设计流量设计流量设计洪水标准(P=%)设计洪水标准(P=%)导流时段x年.x月导流时段x年.x月2.3 导流建筑物1#导流洞2#导流洞两条导流洞布置于左岸,采用方圆型断面,断面尺寸1619m。1#导流洞进口高程为1408m,出口高程1405m,洞长1054.922m。2#导流洞引渠高程为1415m,进洞口高程为1410m,进口不设进水塔,出口高程1407m,洞长1406.838m。上、下游围堰均为土工膜心墙土石围堰,上游围堰高
13、69m,下游围堰高30m。第三部分1#导流洞工程设计第三部分1#导流洞工程设计3.1 导流洞布置1#导流隧洞布置在左岸,采用方圆型断面,断面尺寸为16m19m120(宽高)。1#导流洞进口底板高程为1408.00m,出口底板高程1405.00m,洞长1054.922m,底坡i=0.293;进水塔高42.0m,进口明渠6.5m,出口引渠长约20.211m,平面上设置了两个转弯段,转弯半径为120m。1#导流洞导流洞1#导流洞导流洞3.2 导流洞泄流能力(1)(1)水力学计算1#、2#导流洞洞身糙率设计取值均为n=0.014;无压流按宽顶堰流计算,流量系数取0.32;有压流计算:1#导流洞流量系数
14、1=0.6713,2#导流洞流量系数2=0.6607。1#、2#导流洞联合泄流计算表项目频率(P=%)项目频率(P=%)1053.3321设计流量(m3/s)873098001040011200122001#导流洞(m3/s)440049405242564561492#导流洞(m3/s)43304860515855556051上游水位(m)1457.041461.99(调)1470.911478.211487.97下游水位(m)1429.601431.221431.971433.041434.38(2)(2)水力学模型试验成果可研设计阶段由我院科研所进行了导流模型整体试验。试验成果见下表:1#
15、2#导流洞联合运行库水位泄流量关系表3.2 导流洞泄流能力洪水频率(洪水频率(%)库水位()库水位(m)总泄流量()总泄流量(m3/s)下游水位()下游水位(m)备注)备注21469.885112001433.000有压流(1#+2#导流洞过流)3.331463.335104001431.99051459.35898001431.22011476.944122001434.2601#导流洞过流1426.06420401419.433无压流1424.62412501418.5441420.099511411.59注:表中昆明院科研所所试验数据;泄流能力试验中已考虑了水库调蓄作用3.2 导流洞泄
16、流能力在施工详图阶段,长江科学院对1#、2#导流洞的泄流能力进行了复核试验。1#导流洞泄流时及1#、2#导流洞联合泄流时,各级水位与流量关系见下表。1 1#导流洞泄流时水位与流量关系表导流洞泄流时水位与流量关系表1#、2#导流洞联合泄流围堰上游水位与泄流量关系表流量流量(m3/s)76386395110801260上游水位(m)1417.691418.721419.441420.411421.72流量(m3/s)15502030300040005300上游水位(m)1423.611426.941434.111442.801455.58流量(流量(m3/s)2030534060007040765
17、090009500上游水位(m)1421.471432.241435.61441.191444.791453.001456.503.3 导流洞结构设计(1)(1)进出口明渠设计导流洞进口明渠底高程为1408m,明渠长6.5m,底宽28.4m,边墙坡比为1:0.3,采用1.2m厚C25钢筋混凝土护面。导流洞出口明渠底高程为1405m,长20m,底宽16m,边墙坡比1:0.15,明渠底板及边墙采用2m厚C30钢筋混凝土护面。1#导流洞进口最高边约58m,出口最高边坡约67m。采用挂网喷锚、锚筋桩和预应力锚索等联合支护方式。1#导流洞进水塔长22m、宽30.5m、高45m,塔身壁厚塔身壁厚2.5m,
18、中墩厚6.5m,边墩厚4.0m;进水塔顶高程1450m,底板高程1408m。经计算,进水塔在施工期、运行期和封堵期的工况下,抗滑和抗倾满足规范要求,进水塔基础出现的压应力均不超过基岩承载力(4MPa)的要求。在封堵期工况下,塔底前沿齿槽部位出现0.38 MPa的拉应力,施工中采取对进水塔基岩设置锚筋桩,以提高基础混凝土与岩石拉应力。3.3 导流洞结构设计(2)(2)水塔设计3.3 导流洞结构设计(3)(3)隧洞设计用结构力学法分析1、2导流洞洞身二次衬砌的结构稳定,主要包括荷载组合作用下的内力、位移、抗力分布。项目类围岩类围岩项目类围岩类围岩施工期(封堵期)荷载外水自重弹性抗力外水山岩压力自重
19、弹性抗力位置堵头前堵头后进口渐变段堵头前堵头后二次衬砌厚度(m)1.00.82.01.21山岩压力(KN/m)/145/56(顶/边墙)145/56(顶/边墙)150/58(顶/边墙)外水荷载(m)96(蓄水)130(地下水)96(蓄水)96(蓄水)35(地下水)外水折减系数0.20.10.250.20.4内水荷载(m)00000灌浆压力(Mpa)00000单位弹性抗力系数(kg/cm3)800800200200200用有限元法分析1#导流隧洞开挖后一次支护及二次衬砌的稳定,主要包括荷载作用下的结构的应力场和位移场。通过对各断面进行开挖全过程仿真模拟计算,各断面在现有的一次、二次支护条件下是可
20、以满足稳定要求的。隧洞典型断面渐变段(类)A型断面(类)B型断面(类)C型断面(类)D型断面(类)E型断面(堵头段)F型断面(类)G型断面(类)H型断面(类)隧洞典型断面渐变段(类)A型断面(类)B型断面(类)C型断面(类)D型断面(类)E型断面(堵头段)F型断面(类)G型断面(类)H型断面(类)喷混凝土0.28m0.28m0.28m0.15m0.15m0.20m0.28m0.28m0.15m挂网6.5,20cmx20cm6.5,20cmx20cm6.5,20cmx20cm6.5,20cmx20cm6.5,20 x20cm6.5,20cmx20cm6.5,20cmx20cm6.5,20cmx2
21、0cm/特殊措施20b钢支撑,间距0.5m20b钢支撑,间距0.75m20b钢支撑,间距1.0m/20b钢支撑,间距1.0m20b钢支撑,间距1.0m/衬砌厚度2.5m1.5m1.2m1.0m0.8m1.2m1.0m1.2m0.8m配筋情况(主筋)321253212528150281502815028125 321502812528200(单层)导流洞洞身底板采用C30混凝土,边顶拱采用C25混凝土。全段隧洞顶拱120范围内进行回填灌浆,间排距4m4m,入岩0.1m,灌浆压力为0.5MPa。、类围岩洞段及进出口洞段进行固结灌浆,进口段和堵头段固结灌浆孔伸入岩石10m,其余段伸入岩石5m,间排距
22、2m2m,灌浆压力为1.5MPa。1#导0+090.0001#导0+513.933段顶拱120范围内设排水孔,间排距6m4m。1#导流洞洞身段按现场实际浇筑长度设环向结构缝,除进出口结构缝设橡胶止水带外,其余洞段均不设止水带。3.3 导流洞结构设计(4)(4)堵头设计导流洞堵头为永久建筑物,级别为1级。堵头设计水位为水库正常蓄水位1504.00m,相应设计水头约97m;校核水位为水库校核水位1507.21m;相应校核水头约101m。堵头采用楔形体,长度为35.0m,堵头后半段设观测廊道。3.4 导流洞监测设计1导流洞洞身监测包括围岩收敛变形、围岩深部变形、支护效应、围岩与结构衬砌接缝、外水压力
23、变化监测等项目。1导流洞洞身收敛监测沿洞轴线方向每距离50m左右,布置一个监测断面。,导流洞洞身监测共布置5个重点监测断面,其中堵头段布置两个监测断面。1导流洞进出口边坡监测包括变形监测、锚索荷载变化监测等项目。3.5 金属结构设计1#导流洞进口底槛高程为1408m,在导流洞进口段设置两扇孔口尺寸为8m19.5m平面封堵闸门,挡水水头为96m的。闸门采用滑道支承,下游止水,在13m水头下动水下门。每扇闸门分七节制造和运输,在工地现场用铰轴连接成整体。每扇闸门各由一台容量为23600kN,扬程为45m的固定卷扬式启闭机启闭操作。第四部分围堰工程设计第四部分围堰工程设计4.1 围堰挡水标准本工程采
24、用围堰一次断流、左岸两条导流洞泄流的全年导流方式。围堰为级建筑物。可研设计阶段,拟定了砼拱围堰、粘土心墙土石围堰、土工膜心墙土石围堰三种堰型,从布置、结构、施工技术、工期及投资等各方面进行综合比较,推荐采用土工膜心墙土石围堰。经综合考虑,确定上游围堰挡水标准为20年一遇洪水,设计流量为9800m3/s;下游围堰挡水标准为20年一遇洪水,设计流量为9800m3/s。可研阶段咨询同意上述设计意见。4.2 围堰平面布置上游围堰布置在导流洞进口和坝基开挖线之间,围堰轴线距坝轴线约240m,迎水面坡脚与1导流洞进口保持约50m的防冲安全距离。下游围堰布置于溢洪道出口附近,迎水面坡脚与1导流隧洞出口保持约
25、50m的防冲安全距离,下游围堰轴线距坝轴线约400m。上、下游围堰堰顶均并兼顾交通要求。上游围堰下游围堰4.3 围堰断面设计堰顶高程:综合考虑波浪爬高、安全超高及堰体沉降、交通衔接等要求,上游围堰堰前水位为1461.99m,堰顶高程定为1465.0m;下游围堰堰前水位为1431.22m,堰顶高程定为1433.0m。堰顶宽度考虑若遇超标准洪水有临时加高的余地及施工交通的要求等综合因素,确定上、下游围堰堰顶宽度均为15m。围堰边坡经计算分析,确定水上碾压部分边坡为:上游围堰上、下游边坡均为1:1.8;下游围堰上、下游边坡均为1:1.8。水下抛填部分取抛投边坡1:1.5。截流戗堤布置在上游围堰轴线下
26、游侧,戗堤顶宽60m,顶高程1422m,最大高度约30m。截流戗堤1:1.81:1.81:1.51:1.54.4 围堰填料设计复合土工膜:两布一膜复合结构,材料规格为300g/0.75mm,PE/300g。过渡料:粒径0.0745mm,采用新源沟砂石加工系统加工的成品砂或合格天然砂。过渡料:最大粒径小于180mm,采用新源沟砂石加工系统生产的成品级配料,或经分选的工程开挖料。堆石料:工程开挖料,采自各渣场和备料场,也可采用坝基开挖直接上堰。石渣料:粒径不受限制,可采用坝基开挖有用料直接上堰或从渣场回采填筑。石渣料:最大料径30cm,可采用坝基开挖有用料或从渣场经分选后上堰填筑。4.5 围堰稳定
27、计算计算依据:根据碾压式土石坝设计规范(SL274-2001)、水电工程等级划分及设计安全标准(DL5180-2003)及水电工程施工组织设计规范(DL/T5397-2007)有关规定,围堰结构设计坝坡抗滑稳定安全系数:正常运用条件K1.25,非常运用条件(库水位骤降)K1.15。计算工况:(1)上游为最高水位时,核算背水面边坡的稳定性。(2)上游水位为堰高的三分之一时,核算迎水面边坡的稳定性。(3)上游为最高水位骤然降落时,核算迎水面边坡的稳定性。4.5 围堰稳定计算计算参数:4.5 围堰稳定计算计算成果计算方法采用毕肖普法,采用土质边坡稳定分析软件STAB2008进行。找出相应于毕肖普法的
28、影响围堰边坡整体稳定的最小安全系数滑弧。围堰计算成果见表。4.5 围堰稳定计算成果分析经计算和工程类比:上、下游围堰上、下游边坡坡比均为1:1.8,边坡整体抗滑稳定安全系数均满足规范要求,上、下游围堰边坡是稳定的。表层局部坍塌不稳定部分通过加固或者修缮不影响整体稳定。4.6 围堰防渗设计堰体防渗:采用土工膜心墙防渗,土工膜上、下游侧各设一层反滤料和过渡料层。为满足防渗、结构安全及施工要求,确定反滤料顶宽为1.5m,过渡料顶宽3.0m,填筑边坡为1:0.2。堰基防渗:根据类似工程经验,本工程堰基确定采用混凝土防渗墙型式。砼防渗墙平均厚0.8m,钻孔深度上游830.5m,下游827m。岸坡防渗:考
29、虑到灰绿岩、砂岩和板岩岩体破碎,裂隙张开且连通性好,故两岸基岩采用帷幕灌浆防渗,并使防渗墙与帷幕灌浆搭接23个孔距的长度,约6m。经计算,上游帷幕灌浆两排,下游一排。上、下游围堰堰基防渗结构施工平台高程分别为1424m和1414m。复合土工膜混凝土防渗墙帷幕灌浆帷幕灌浆4.7 主要工程量166188m3截流戗堤2651101345535m3填筑量合计365410764m帷幕灌浆8591014m3混凝土32475024m2混凝土防渗墙14064/1012815525m3块石料/钢筋石笼29237257729m3石渣料60174143240m3石渣料水下741718674m2土工膜26806800
30、m3干砌块石护坡1815557324m3过渡料1913697770m3过渡料110677599945m3堆石料水上下游围堰上游围堰单位项目第五部分截流规划设计第五部分截流规划设计5.1 截流标准、时段及流量考虑到本工程导流洞工期较紧,2#导流洞进口较高,经过截流计算表明,1#导流洞单洞截流和双洞截流难度相差不大。因此,本工程确定采用1#导流洞截流,1#、2#导流洞度汛的方式。根据可研设计成果及有关咨询意见,同时考虑现场实施进度情况。本阶段主要对11月下旬,12月上旬、中旬3个时段,以宽戗堤立堵截流为代表方式,进行截流水力学计算及围堰施工进度比较。三个方案截流水力指标对比截流参数单位宽戗堤立堵截
31、流截流时段11月下旬12月上旬12月中旬设计流量(P=10%)m3/s1080951863上游合龙水位m1420.811419.771419.00龙口最大水深m12.4612.0611.71龙口最大单宽流量m3/s50.3546.2743.39龙口最大单宽功率t.m/s.m213.63182.15160.83龙口最大平均流速m/s5.905.735.59龙口最大落差(未闭气)m8.708.007.48?根据计算结果,截流时段越靠后,龙口水力指标越低,截流难度也越低。11月下旬的1080m3/s工况,各水力指标最高,最大平均流速为5.9m/s,最大落差8.7m,截流难度非常大,12月上旬次之,最
32、大平均流速为5.73m/s,最大落差8m,12月中旬相对较低。?从施工进度角度看,上游围堰较高(约69m),填筑工程量大,截流时间越早,2009年度汛风险就越小。但截流时间越早,截流流量越大,截流也越大,导流隧洞进、出口临时围堰拆除的难度将增加。?因此,截流时段不宜太前,但也不宜太靠后。综合技术经济比较,截流时段选择在12月上旬,截流标准采用12月上旬,P=10%,设计流量Q=951m3/s。根据两岸及河床的地形,同时结合施工交通、抛投方式分析,平堵截流的栈桥施工较困难,因此,本工程选用立堵截流方式,经对单戗堤、宽戗堤和双戗堤3个方案的比较,推荐采用上游宽戗堤单向进占、立堵截流方案。5.2 截
33、流方案比选5.3截流方案设计(1)截流戗堤布置为防止截流时大块体料物流落在防渗墙轴线部位,截流戗堤宜布置在防渗墙下游侧;同时戗堤坡脚离坝基开口线要有一定的安全距离。因此,截流戗堤轴线选择在上游围堰轴线下游侧80.5m处。戗堤轴线上游围堰轴线下游围堰轴线5.3截流方案设计(2)戗堤断面设计对于戗堤顶宽,初步拟定了单戗堤(顶宽20m)、宽戗堤(顶宽60m)、宽戗堤(顶宽70m)三个方案进行了比较研究。通过截流水力学指标、工程造价和工程类比等综合分析,推荐采用60m宽戗堤立堵截流方案。根据水力学计算成果,闭气后上游水位约1420.1m,考虑预留安全超高及施工需要,戗堤顶高程定为1422m,戗堤最大高
34、度约30m,上、下游边坡为水中自然边坡,设计边坡为1:1.5,龙口进占边坡为1:1.45。5.3截流方案设计5.3截流方案设计(3)龙口位置及宽度?龙口位置:考虑到阿海水电站的截流备料场地大部分在右岸,右岸施工场地和施工道路布置相对较易。因此,经分析比较,将龙口布置于河床左岸。?龙口宽度:本工程计划于12月上旬截流,根据截流水力学计算成果及戗堤裹头抛投料物允许的抗冲流速,同时为保证预进占段的防洪要求和导流洞进口的防洪要求,经试算并综合研究,确定龙口宽度为65m。5.3截流方案设计(4)截流水力学计算(1)截流计算按恒定流进行计算;(2)不考虑上游河槽的调蓄作用;(3)导流隧洞分流按无底坎宽顶堰
35、流计算;龙口分流按有坎宽顶堰流计算。由计算结果看:截流最困难区段为55m25m之间,流速:4.39m/s5.73m/s,落差:3.10m7.14m,单宽流量:18.25m2/s46.27 m2/s,单宽功率:139.24 t.m/s.m182.10 t.m/s.m。计算龙口最大平均流速为5.73m/s,最大落差为8.00m,最大单宽功率182.10 t.m/s.m,考虑不均匀系数后,龙口表面最大流速将接近9m/s,龙口进占难度较大。5.3截流方案设计右岸预进占区区区(5)龙口分区预进占段:平均流速1.0073.29m/s,最大平均流速为3.29m/s。区:龙口宽65m55m,龙口平均流速3.2
36、95.08m/s,最大平均流速为5.08m/s。区:龙口宽55m25m,龙口平均流速4.395.73m/s,最大平均流速为5.73m/s。区:龙口宽25m0m,龙口平均流速4.390m/s,最大平均流速为4.39m/s。(6)龙口保护5.3截流方案设计河床的主河道靠右岸,在戗堤预进占时主河道的的冲积层范围已基本被覆盖,而龙口段的河底基本没有冲积层,为微风化及新鲜岩体,抗冲流速大。戗堤下游由于部分流失堆渣料和坝基开挖下江,也可以起到部分护底作用。同时考虑到金沙江河床比较狭窄,江水流速较大,护底施工难度较大。因此建议龙口可不护底。当龙口平均流速为45m/s时,在右堤头抛投大块石;当龙口平均流速为5
37、6m/s时,在右堤头抛投混凝土四面体、钢筋石笼或钢筋石笼串;当龙口平均流速大于6m/s时,采用钢筋石笼串或混凝土四面体串对堤头进行保护,以防止堤头坍塌。5.3截流方案设计(7)截流抛投材对截流抛投材料的最大粒径选择,根据不同分区的最大流速、最大落差、止动流速等方法,并辅以工程类比确定。根据上述三种计算方法可知,截流抛石粒径选择范围为0.682.4m,即在合龙最困难阶段,采用当量粒径2.5m左右的大块石方可满足要求,因此,在高流速区需使用钢筋石笼串和混凝土四面体串。截流抛投料物有:石渣料、大块石、钢筋铅丝石笼及混凝土四面体。为保证顺利截流合龙,并适当留有余地,根据国内外工程截流抛投料流失统计分析
38、备料量较设计增加20%40%,备料总方量为223715m3,其中混凝土四面体约511m3,钢筋石笼3409m3,大石42388m3。5.3截流方案设计(8)导流洞进、出口围堰及岩埂拆除为适当降低截流难度和截流风险,避免增加截流戗堤和围堰防渗结构工程量,确保截流顺利实施,同时确保截流后导流洞安全运行,要求导流洞进、出口围堰岩埂分别拆除至设计高程1408m和1405m。5.3截流方案设计(8)截流模型试验成果龙口宽度在40m12m间为截流最困难区段,未闭气截流落差7.29m,戗堤轴线部位最大平均流速6.71m/s,戗堤头部龙口最大垂线平均流速9.28m/s。导流洞泄流能力复核从上图可以看出,导流
39、洞泄流能力实验值略高于计算值5.4截流施工规划(1)场地布置A区:指挥部B区:钢筋石笼、四面体C区:大石、中石D区:青云沟备料场E区:白云沟弃渣场在上、下游围堰附近的右岸台地和冲沟内共设五个生产区作为主要施工设施布置及备料场地。5.4截流施工规划左岸上游中线公路右岸上游联络线右岸上游低线公路右岸下游低线公路截流主干线右岸坝顶公路青云沟联络线(2)道路布置5.4截流施工规划(3)戗堤进占方向及抛投方法的选择截流戗堤预进占主要采用右岸坝基开挖料,挖掘机和装载机装渣,32t自卸汽车运输至戗堤右端,端进法卸料,推土机推赶,戗堤行车路线拟布置双车道,堤头全面抛投。堤上车辆运行线路拟布置为8车道,重车在下
40、游,空车走上游,重车道用来运输中块石、石渣料及混凝土四面体、钢筋石笼等截流材料,堤头行车区域分3个区布置,即“卸料区,回车区,编队区”。根据截流模型试验结果,并借鉴其它工程经验,龙口进占过程中,区的前半段可采用全断面抛投进占,后半段及区采用上挑脚法进占,区的前半段采用上挑脚法,后半段可采用全断面进占,直至龙口合龙。石渣料:右岸下游青云沟备料场(场地D),主要用于预进占和龙口段进占。大块石料:在青云沟备料场和白云沟渣场挑选,不足部分考虑从新源沟石料场开采,存放在右岸下游备料场(场地C)。四面体:四面体主要存放在右岸下游备料场(场地B)。钢筋石笼:存放于右岸下游备料场(场地B),用于截流困难区段进
41、占使用,另外在左岸戗堤开挖平台上存放一部分钢筋石笼,用于龙口高流速区的左岸裹头保护。D区:青云沟备料场C区B区根据截流方式和戗堤上、下游施工布置情况,截流备料场主要布置在右岸下游的坝肩开挖平台上和青云沟。(4)截流料源选择(5)截流进度及程序清除左、右岸坡堆渣在右岸形成进占堤头龙口进占施工龙口合龙戗堤闭气抛填石渣料石渣料大块石坡面保护形成堰基防渗处理施工平台(1)计划于2008年11月中旬开始预进占,要求1#导流洞于2008年11月上旬具备过流条件,1#导流洞进、出口围堰于2008年11月上旬拆除完成。(2)2008年11月10日前,1#导流隧洞具备分流条件;(3)2008年12月1日10日,
42、大江截流。序号机械设备名称规格/型号单位数量小计1正(反)铲6m3台2124.5m3台42m3台31.6m3台32装载机3m3台553汽车吊50t台3616t台34自卸汽车32t辆208525t辆2520t辆405推土机D155台16卡特D9R台2D85台1320 HP台26洒水车5t台22(6)施工机械设备配置第六部分截流前工程形象面貌要求第六部分截流前工程形象面貌要求(1)1#导流隧洞进口引渠段的混凝土浇筑完毕,并达到混凝土强度要求;进水塔1450m以下的混凝土浇筑、闸门槽的二期混凝土浇筑完成并达到混凝土强度要求、闸门槽及门槽保护装置安装和调试完成;(2)1#导流隧洞洞身混凝土衬砌完成,并
43、达到混凝土强度要求,缺陷处理完成;回填灌浆及固结灌浆完成且满足过水条件;(3)1#导流隧洞出口明渠混凝土浇筑完成,并达到混凝土的强度要求,具备过流条件;(4)1#导流洞与2#导流洞连通的共4条施工支洞及其分支洞应封堵完成,保证2#导流洞可在截流后继续施工,不受1#洞过流的影响;(5)1#导流隧洞进、出口施工围堰按要求分别拆除至1408m和1405m高程;(6)1#导流隧洞进、出口围堰堰外引渠堆渣按要求分别清除至导流隧洞进、出口底板的设计高程;(7)1#导流隧洞工程通过单位工程验收,具备分流条件。6.1 1#导流隧洞(1)上游围堰及戗堤两岸1430m高程以上边坡开挖、支护完成;下游围堰及戗堤两岸
44、1420m高程以上边坡开挖、支护完成;(2)堰基防渗处理现场生产性试验完成,已选定堰基防渗结构施工方案;(3)截流模型试验完成,截流及围堰工程施工方案已经监理工程师批准;工程截流的应急措施已报批;(4)实施工程截流的料物按水力计算及模型试验准备到位、施工机械配置满足抛投强度要求;(5)围堰填筑施工料源、堰基防渗处理及施工机械设备规划,满足截流及截流后围堰加高的施工要求;(6)上、下游围堰处截流进占及进入基坑所需的施工道路投入正常使用,并满足截流和堰体填筑施工运输强度要求;(7)备料场和存料场具备回采条件,保证截流后围堰及坝体填筑施工的料物供应。6.2 上、下游围堰2008年10月31日前,与截
45、流工程相关的主体工程形象面貌应达到以下标准:(1)左、右岸坝肩EL.1420m以上边坡开挖完成,EL.1430以上支护完成;(2)其它主体工程形象面貌满足招标文件要求。6.4 交通工程(1)场内公路R4、R6、R12干线公路投入正常使用,R6公路延长至右岸截流戗堤,与右岸上游低线公路相连。(2)作为截流主干线的左岸上游低线公路(r1)、R6公路及延长线、青云沟联络线(r2)施工道路已完成并能满足高强度填筑要求。(3)围堰填筑的施工支线道路已具备截流合龙后的填筑及防渗墙施工条件。6.3 主体工程6.5 水库征地、移民电站计划2008年12月上旬实施大江截流,为满足工程截流要求,2008年10月3
46、1日前,1430m高程以下征地、移民安置、库区清理及库区设施搬迁等工作应按计划完成,并通过截流阶段性移民安置验收。6.6 水情预报2008年10月前,水情测报应落实以下工作:(1)2009年防洪度汛方案和超标准洪水预案等已落实;(2)工程施工期水文、气象资料已落实及水情测报系统已投入使用;需保证水情测报系统正常运行,在截流施工过程中能及时掌握水情,指导施工。第七部分2009年防洪度汛要求第七部分2009年防洪度汛要求7.1 度汛标准?2009年汛期1#、2#导流洞运行的防洪设计标准采用20年一遇洪水,相应的设计流量为9800m3/s。?2009年汛期采用上、下游土石围堰挡水,导流隧洞泄流的全年
47、导流方式。上、下围堰汛期度汛设计标准为20年一遇洪水,Q=9800m3/s,上游围堰堰前水位为EL.1461.99m,下游围堰堰前受金安桥回水影响水位为EL.1431.22m。7.2 安全度汛要求?1#导流洞工程为满足防洪度汛需要,2009年5月31日前应完成以下相关工作:1#导流洞进水塔、排架混凝土浇筑完成。?2#导流洞工程导流隧洞进口引渠、洞身和出口混凝土浇筑完毕、回填灌浆及固结灌浆完成、施工支洞(包括岔洞)封堵完成、满足过水条件,且2#导流隧洞工程通过单位工程验收,具备参与防洪度汛条件。?上、下游围堰上、下游围堰2009年5月31日前必须按设计要求分别填筑到设计高程,并完成相应的防渗和防
48、洪措施,具备挡水条件。?大坝及厂房工程工程计划于2008年12月上旬河床截流,2009年3月开始基坑开挖,2009年5月基坑开挖及支护工程量应完成50%以上。?左岸上游堆积体工程左岸上游堆积体开挖及支护工程2009年汛前必须完成,边坡排水孔和坡外截水天沟也必须在汛前完成,并将堆积体的排水系统接入工程区排水系统。7.2 安全度汛要求?交通工程(1)场内公路场内公路计划于2008年年底路基工程基本完建,2009年汛前应完成场内公路的路面工程,汛期防洪主要考虑消除隐患和保证排水。(2)桥梁2009年汛期围堰挡水后将淹没上游索吊桥,因此,上游索吊桥需在汛前拆除。下游混凝土施工桥在2009年汛前必须完成
49、具备通车条件。?工程区排水系统2009年汛前工程区的排水系统需按设计要求全部完成,并对已建成的排水设施应全面检查、清理,确保排水设施正常运行。?移民搬迁安置2009年5月前须完成围堰截流枯期5年一遇洪水淹没范围至汛期20年一遇洪水淹没范围之间的266.41耕地的补偿兑付工作和玉龙县、宁蒗县82户305人的搬迁安置工作。7.3 超标准洪水预案(1)上、下游围堰的防洪设计标准为全年20年一遇洪水,Q=9800m3/s,水位为1461.99m。当发生超标洪水时,防洪预案的主要措施是采用粘土麻袋包适当加高上、下游围堰。当预计洪水将翻堰时,提前向基坑充水,对围堰进行扒口,及时将人员及施工机械撤出。同时
50、通过预警系统提前通知下游可能受影响的各城镇、乡村,尽早组织下游人员撤离,把财产转移到地势相对较高的安全地带。(2)在2009年汛前,应将各种抢险材料备齐,成立抢险指挥部,并制定详细的抢险计划,发生超标洪水时,便于组织整个工程的人力和物力,统一指挥协调抢险工作。第八部分结论及建议第八部分结论及建议8 结论及建议(1)截流设计标准为P=10%,截流时段为12月上旬,相应的设计流量(旬平均)Q=951m3/s;考虑到工程截流难度及上游围堰工程规模较大,施工工期较为紧张的实际情况,建议截流时段为12月上旬,具体截流时间可根据河道实际来流量在该时段内调整。(2)从龙口水力计算及模型试验指标分析,工程截






