都柳江大融航电枢纽工程施工导流设计(论文)

1、都柳江大融航电枢纽工程施工导流设计赵光辉黄海燕（广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023）摘要：文章简要介绍了都柳江大融航电枢纽工程施工导流设计。根据水文气象资料，结合枢纽地形、地质特点、施工难易程度以及施工总进度的要求，选择了导流标准、导流方式，进行了导流建筑物设计，方案合理，结论可信，可为今后类似中小工程的施工导流设计提供一定的借鉴作用。关键词：导流标准；导流方式；导流建筑物设计；都柳江大融航电枢纽工程1工程概况都柳江大融航电枢纽工程位于贵州省黔东南州从江县境内，处于柳江干流中上游都柳江河段，为都柳江干流梯级规划中的第10级。大融坝址距从江县城约16km，距州府凯里市约268km，距贵州省省会贵阳市约428km，距广西柳州市约295km，本工程以航运、发电为主，兼顾旅游等。大融航电枢纽工程设计通航船舶吨级为500t，航道等级为Ⅴ级，装机容量36MW，总库容5016×104m3，根据《渠化工程枢纽总体布置设计规范》（JTS182-1-2009）规定，设计通航船舶吨级为500t、300t，以及航道等级为Ⅳ级、Ⅴ级时，枢纽工程等别为三等；根据水库总库容小于1.0亿m3，且大于等。

2、于0.1亿m3，枢纽工程等别为三等；根据装机容量大于10MW而小于50MW，枢纽工程等别为四等。而该规范规定，当设计通航船舶吨级、航道等级、水库总库容、装机容量分属不同的等别时，工程等别应取其中最高的等别，本工程为三等工程。枢纽布置从左至右主要有：左岸重力坝、厂房、泄水闸、厂房、船闸、右岸重力坝，GIS室布置在副厂房顶部。2、气象都柳江流域内设有三都、榕江及从江3个气象站，另外流域内各乡镇均设有雨量站共50多处。其中，从江气象站至今已有近60年的实测气象资料，系列年限较长，代表性较好。根据从江气象站1961~2008年资料统计，年平均气温一般为13.8℃~18.7℃，全年1月份气温最低（一般为3.4℃~8.0℃），7月气温最高（一般为23.0℃~27.9℃），多年平均气温18.4℃；年平均降雨量1050~1250mm，多年平均降雨日数195天，降雨在年内分配很不均匀，雨量集中于汛期4～8月。3、水文都柳江洪水一般自每年3月下旬或4月上旬开始出现，至9月上旬或10月中旬结束，每年5～8月为洪水多发季节，较大洪水多发生在5～7月，以6月份居多。各时段施工频率洪水成果下表所示。大融施工设计频。

3、率洪水成果表单位：m3/s频率（%）9月－次年4月10月－次年4月11月－次年4月9月－次年3月10月－次年3月11月－次年3月大融2017601390980144010506104、地形地质条件坝址左岸滩地及岸坡地面高程约189.7m～206.39m，地形平缓，岸坡坡度约25°。覆盖层主要为洪冲积层砂卵砾石层，中密～密实，厚0m～14m，主要分布于漫滩及岸坡坡脚；其次为人工堆积层素填土，成分为碎石土、块石土，结构松散，厚度0.5m～4.0m，基岩为上板溪群清水江组第三段粉砂质板岩夹轻变质粉砂质泥岩，部分基岩裸露，裸露基岩强风化，厚4m～15m，强风化下限埋深约4m～17m。河床地面高程189.3m～191.5m，地形平坦。覆盖层主要为洪冲积层砂卵砾石层，中密～密实状，厚1m～5m，下伏基岩为上板溪群清水江组第三段粉砂质板岩夹轻变质粉砂质泥岩，强风化～弱风化，强风化层厚6m～7m，强风化下限埋深7m～11m。右岸滩地及河床地面高程188.50m～209.40m，地形平缓，岸坡坡度20°～40°。覆盖层主要为洪冲积层砂卵砾石层，中密状，厚0m～13.4m；其次为粉土，中密状，厚0m～9.。

4、0m。下伏基岩为上板溪群清水江组第三段粉砂质板岩夹轻变质粉砂质泥岩及第二段轻变质粉砂质泥岩夹粉砂质板岩。基岩以强风化及弱风化为主，强风化岩体厚度较薄，厚0m～8.5m，强风化下限埋深约1.7m～22m。5施工导流设计5.1导流标准本工程电站为Ⅲ等中型工程，Ⅲ等中型工程水工主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，相应导流建筑物级别为5级，根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180－2003）及《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）的规定，5级临时性水工建筑物采用的洪水设计标准分别为：当建筑物类型为混凝土时，洪水重现为5～3年；当建筑物类型为土石时，洪水重现期为10～5年。本工程土石围堰挡水标准采用5年一遇洪水标准，混凝土围堰挡水标准采用5年一遇洪水标准。因本工程5年一遇全年洪水流量为Q=5950m3/s，相应水位201.34m，流量大，水位高，若采用全年围堰，围堰较高，截面尺寸较大，而坝址处河道宽度仅为210m左右，河道较窄，不利于施工导流布置。经经济技术比较，采用枯水期围堰进行施工导流设计。一期工程子围堰导流采用枯水时段11月1日至次年3月31日P=。

5、20%洪水，相应洪水流量Q=610m3/s；一期、二期土石围堰导流采用枯水时段11月1日至次年4月30日P=20%洪水，相应洪水流量Q=980m3/s；纵向混凝土围堰导流也采用枯水时段11月1日至次年4月30日P=20%洪水，相应洪水流量Q=980m3/s。在二期可根据来水情况利用二期围堰及一期已建成的2孔闸坝挡水发电。5.2导流方式施工导流方式根据水文资料，结合枢纽地形、地质特点、施工难易程度及施工总进度要求等因素，综合考虑后确定。坝址两岸地形较平缓，基岩为粉砂质板岩夹轻变质粉砂质泥岩，无法通过隧洞导流的方式施工导流。故本工程采用束窄河床分两期导流方式施工导流：一期围堰围左岸，利用右岸疏通后河道形成的导流明渠过流，一期施工左岸重力坝段、厂房及两孔泄水闸。二期围右岸，利用一期形成的2孔泄水闸过流，施工右岸船闸、右岸重力坝段及剩余5孔泄水闸段。5.3围堰挡水水位子围堰工程导流流量Q=610m3/s，相应下游水位为193.86m，河水通过缩窄河道后上游水位雍高至195.10m。因此子围堰下游段挡水水位为193.86m，子围堰下游段挡水水位为195.10m。一期工程导流流量Q=980m3/s。

6、，相应下游水位为194.56m，河水通过缩窄河道后上游水位雍高至195.38m。因此一期过流时围堰下游段挡水水位为194.56m，围堰上游段挡水水位为195.38m。二期工程导流流量Q=980m3/s，相应下游水位为194.56m，河水通过两孔泄水闸过流时，上游水位雍高至197.70m。因此二期围堰下游段挡水水位仍为194.56m，围堰上游段挡水水位为197.70m。5.4导流建筑物设计导流建筑物主要有右岸导流明渠开挖、子围堰，一期上、下游围堰、二期上、下游围堰及纵向混凝土围堰。（1）堰顶高程、堰顶宽度子围堰下游段挡水水位为193.86m，子围堰上游段挡水水位为195.10m。考虑到风浪雍高、安全超高，参考以往围堰修筑经验，子围堰下游段堰顶高程取195m，子围堰上游段顶高程取196.20m。一期土石围堰下游段挡水水位为194.56m，一期土石围堰上游段挡水水位为195.38m。考虑到风浪雍高、安全超高，参考以往围堰修筑经验，一期土石围堰下游段堰顶高程取196.00m，一期土石围堰上游段顶高程取196.80m。二期土石围堰下游段挡水水位为194.56m，二期土石围堰上游段挡水水位为197。

7、.70m，考虑到风浪雍高、安全超高，参考以往围堰修筑经验，二期土石围堰下游段堰顶高程取196m，二期土石围堰上游段顶高程取198.70m。纵向围堰下游段挡水水位为194.56m，纵向混凝土围堰上游段一期挡水水位为195.38m，纵向混凝土围堰上游段二期挡水水位为197.70m。虑到风浪雍高、安全超高，参考以往围堰修筑经验，纵向混凝土围堰上游段堰顶高程为198.70m，纵向混凝土围堰下游段堰顶高程从198.7m过渡到196.00m。因本工程为枯水期围堰，汛期时围堰须预先冲水，因此在纵向混凝土围堰下游段设25m宽冲水缺口，冲水缺口顶高程195.30m。根据《水电水利工程围堰设计导则（DL/T5087-1999）》的相关规定，为满足施工需要和防汛抢险要求，混凝土纵向围堰顶宽为3~6m，土石围堰堰顶宽为7~10m。考虑到本工程围堰等级较低，为节省投资，加快工程施工进度，子围堰顶宽取5m，一、二期土石围堰顶宽取7m。纵向混凝土围堰上游段顶宽取3m，纵向混凝土围堰下游段顶宽根据围堰挡水水深不同而分别设置，顶宽3~5m。（2）堰底高程土石围堰堰底高程为原河床地面线。纵向混凝土围堰基础应落在基岩上，并。

8、有一定的埋深，防止水流冲刷。本工程纵向混凝土围堰结合3#泄水闸闸墩布置。纵向混凝土围堰上游段堰底高程为184.20m，平均开挖深度约为6m。纵向混凝土围堰下游段结合泄水闸底板和消力池段进行分段布置，底高程分别为177m，179m和185m。（3）围堰范围围堰应根据水工建筑物及施工总布置的要求进行合理布置，应在满足主体工程基坑施工需要的前提下，范围尽量缩小，以减少围堰建设投资和以后抽水费用、维护费用。（4）围堰结构型式右岸导流明渠开挖底高程为191m，石质边坡开挖坡比为1:0.8，砂卵石边坡开挖坡比为1:1.5。子围堰采用石渣围堰，围堰坡比为1:1.5，顶宽5m，采用高压定喷灌浆防渗。一期上、下游围堰为粘土心墙过水围堰，围堰顶宽7m。心墙顶宽3m,，坡比1:0.3；粘土两侧为石渣，石渣坡比1:2.0。围堰外侧坡脚用1m厚块石护坡，内侧坡脚采用1m厚钢筋石笼护坡；围堰顶部为1m厚M7.5浆砌石护面。纵向围堰上游段挡水水头为11.18m，挡水水头较高，围堰底宽取11m,为C20钢筋混凝土结构方能满足围堰稳定、应力要求。纵向混凝土围堰下游段与3#闸墩底板结合部位一期挡水水头为18.38m，二期。

9、挡水水头为2070m；纵向混凝土围堰下游段与消力池结合部位一期挡水水头为16.38m，二期挡水水头为18.70m。围堰挡水水头很大，因此围堰底宽取19m，为C20钢筋混凝土结构方能满足围堰稳定、应力要求。二期上游围堰为粘土斜墙过水围堰，围堰顶宽7m，内侧坡比1:2.0，外侧坡比1:3.0。在193.5m高程位置，设灌浆平台，对粘土与砂卵石层接触部位进行高压定喷灌浆防渗。围堰外侧坡脚用1m厚块石护坡，内侧坡脚采用1m厚钢筋石笼护坡；围堰顶部为1m厚M7.5浆砌石护面。二期下游围堰为石渣过水围堰，围堰顶宽7m，采用高压定喷灌浆防渗，围堰外侧坡脚用1m厚块石护坡，内侧坡脚采用1m厚钢筋石笼护坡；围堰顶部为1m厚M7.5浆砌石护面。5.5导流工程施工本枢纽导流工程，主要包括导流明渠土石方开挖、上下游子围堰填筑，一期围堰基础土石方开挖，一期粘土心墙围堰填筑，纵向围堰混凝土浇筑，二期土石围堰填筑，围堰高压灌浆及围堰拆除。（1）土石方开挖土石方开挖量主要为砂卵石层及粉砂质板岩、粉砂质泥岩开挖。土方开挖采用自上而下分层开挖，利用2m3挖掘机挖装，部分土方留用围堰填筑，其余用15t自卸汽车运渣至弃渣场，。

10、平均运距约600m。石方开挖也采用用自上而下分层开挖，主要为粉砂质泥岩、板岩开挖。可以采用100型潜孔钻和手风钻自上而下台阶式逐层钻孔爆破，预留的保护层和齿槽开挖则辅以风动凿岩机、风镐作局部开挖修整，最大开挖层高不大于6m。74KW推土机集料，2m3挖掘机装碴，15t自卸汽车运输。开挖料可用作子围堰填筑料，平均运距600m。（2）土石围堰填筑子围堰施工由自卸汽车采用端进方式向水中抛填石渣，堰体石渣料主要来自导流明渠开挖石料及料场土石料。推土机推平后，振动机械分层碾压。一期上、下游横向围堰为干地施工，自卸汽车装运土石料土，推土机铺料推平后，振动机械分层碾压。二期上游土石围堰，先进行截流戗堤的施工，由自卸汽车采用端进方式向水中抛填石渣，截流戗堤合龙后，再进行粘土斜墙土方的抛填，然后，再按围堰设计断面加高培厚；二期下游土石围堰填筑施工方法同一期土石围堰。截流戗堤及围堰填筑的堆石料主要来自一期基坑开挖料，施工采用2m3挖掘机装料，由15t自卸汽车运至工作面，由推土机推平后，振动机械分层碾压。（3）混凝土纵向围堰施工混凝土采用自卸汽车从拌和楼出料口运抵浇筑现场附近，将拌和料卸入混凝土卧罐，再由履带。