拦河坝施工导流技术方案

1拦河坝导截流施工技术方案一、工程概况临沧市仙人山水电站，位于云南省临沧市耿马县孟定镇境内，取水坝位于镇康县木场乡与耿马县孟定镇相联的南片河上，取水坝右岸为木场乡四角田自然村，左岸为孟定镇大河边自然村，为引水式小（1）型水电站，装机容量为3×8MW。电站无调洪能力，发电为其唯一的效益。电站主要建筑物有：拦河坝、无压引水隧洞、引水渠道、压力前池、泄水道、露天压力管道及厂房、升压站、尾水渠等。本标段拦河坝位于大河边村上游约600m，木场河与勐撒河汇口下游约500m的南片河上，拦河坝为浆砌石重力坝，采用坝顶溢流，坝顶总长75.70m，包括溢流坝段和非溢流坝段。溢流坝采用底流消能，下游设消力池及消力坎，消力池长32m，深2.0m。压力前池由首部扩散段、池身段、进水室、溢流堰、冲沙闸室、冲沙泄水道等部分组成。泄水道布置于前池溢流堰下侧，全长1270m。尾水渠顺南汀河右岸河道治理间设置的道路旁布置，汇入南汀河后向下游顺延230m，尾水渠道总长1550m，断面为钢筋混凝土矩形箱涵及混凝土梯形断面。交通：拦河坝距振清二级公路约16km，前池、泄水道及尾水渠位于振清二级路旁，距孟定镇约9km。交通条件较好。二、水文气象1.库区降雨量南片河发源于镇康县木厂乡北面的雪竹林大山，海拔高程：2978.4m；流域内的水系发育，水量充沛。根据流域内1974年设立的木厂雨量站实测降水量资料统计，流域多年平均降水量约2380mm，年降水量的89%主要集中在汛期的5～10月份，多年平均降水日数183天，其中5～10mm的32天，10mm以上86天，降水时空分布极不均匀，年内具有干湿季节分明的特点。据邻近流域内若干降水站点的实测暴雨分析，暴雨多发生在6～10月份，其中，流域内以资料年限较长n=35年的凤尾雨量站看，多年平均最大1、6、24小时暴雨分别为36.1mm、59.2mm、84.1mm；最大测点1、6、24小时暴雨分别为56.5mm、86.4mm、108.6mm。取水口处洪水特性一般为陡涨陡落的山区性洪水，起涨历时一般1～3小时，次洪历时一般不超过48小时，暴雨洪水基本同频。多年平均最高气温21.2℃；多年平均最低气温12.2℃。2仙人山水电站降雨量表月份123456789101112月均降水量（毫米）49.338.231.939.038.518045957926265.648.458.42.分期设计洪水根据《水利水电工程设计洪水规范SL44—93》，结合实际资料条件，电站坝址的设计洪水采用“云南省暴雨径流查算手册”分析计算。设计洪水成果见下表。仙人山水电站流域设计洪水成果表标准设计值P=0.5%P=1%P=2%P=3.33%P=5%P=10%P=20%坝址区Qm.p(m3/s)897760606530435336206W24.p(104m3)245121921899171214871189854据仙人山电站工程设计施工要求，推求分期设计洪水标准为5年一遇（P=20%）和10年一遇（P=10%）的坝址洪峰流量。用凤尾水文站洪水资料为参证，以年最大值法选样，分别统计汛期和枯期（12～5）月洪峰值按常规频率分析方法，求出同频率设计洪水分期比值，再乘以设计流域相应标准汛期洪峰值为所求，成果见下表仙人山电站分期设计洪水成果表项目站名分期设计值Qm.pP=5%P=10%P=20%本区汛435335.9206枯53.342.026.7三、施工导流1.导流方式根据施工计划要求拦河坝施工导流采用分期导流。一期导流为左岸明渠导流,二期导流为右岸底孔导流。2.导流建筑物仙人山水电站为Ⅳ等小（1）型工程，其主要建筑物为4级，临时性水工建筑物为5级，确定相应的临时导流建筑物级别为5级。3.导流时段及施工安排1)导流时段3库区枯水期为本年12月～次年5月,丰水期为次年6月～次年11月。2)施工安排一期导流也即左岸明渠导流时期,主要施建大坝右岸建筑物(包括左岸冲沙闸的施工),待大坝右岸建筑物达到748.0m高程后（导流底孔顶拱高程为747.0m）,由左岸明渠导流改为右岸底孔导流,暂时停止大坝右岸建筑物施工,开始主抓大坝左岸建筑物施工。待左岸建筑物也达到748.0m高程后,采取左岸右岸建筑物交错施工的方式施工。4.导流标准及流量根据《施工组织设计规范(SL303)》要求，并综合考虑工程规模及围堰失事后果等因素，导流标准枯水期选10年一遇洪水重现期，其洪峰流量为42m3/s；汛期选20年一遇洪水重现期，其洪峰流量为435m3/s。5.一期二期施工分缝一期二期施工分缝也即为施工方便以及根据施工能力和施工进度计划所设置的贯通大坝纵向的施工缝，本工程选定在大坝纵轴线左侧2.2m处，见拦河坝施工导流布置图。四、导流施工1.明渠导流设计1)围堰形式根据其工程特点及地区条件，本工程施工围堰选择土石围堰，其优点有以下几点：a可以就地取材和充分利用开挖弃料作围堰填料；b构造简单，施工方便，易于拆除；c工程造价较低，具有良好的技术经济指标。2)围堰围堵位置选择根据现在施工进度及后期施工安排，一期施工导流明渠轴线设在大坝纵轴线（本工程定护坦中心线为大坝纵轴线）左侧5.2m处，渠道底宽为2.0m，详见拦河坝施工导流布置图。3)堰顶高程a)上游围堰堰顶高程：有实际测量知河道地板高程为742.0m，水深1.0m，取0.5m的安全超高，则堰高为1.5m，堰顶高程为743.5m。b)下游围堰堰顶高程：根据施工规划及进度安排，导流明渠底板高程设为738.5m，水深0.8m，取0.2m的安全超高，则堰顶高程为739.5m。c)横向围堰与纵向围堰连接转角处，为使水流平顺减小对围堰的冲刷，采用R=12.0m4圆弧转角；上游围堰与下游有3.0m高差，施工中采用1:2的坡比进行衔接放坡。4)堰顶宽度：本工程水头较小水深较浅围堰较矮，下游堰顶宽度取1.0m，上游堰顶宽度取2.0m。5)围堰坡度：考虑到堰体较小，围堰迎水面与背水面均采用1:1的坡比；为防止水流冲刷破坏迎水面采用砂砾石护坡。6)堰体防渗：由于河道水浅，水压力较小，在施工过程中采用靠迎水面堆筑粘土层防渗，堰体渗流由集水井集中抽排。2.明渠导流施工1)上游围堰施工：上游围堰采用填筑方式形成，进料铺料采用装载机、挖机配合自卸车进行施工。2)下游围堰施工：由施工现场实际测知大坝左侧开挖后的基坑高程约741.0～742.0m，故其明渠施工时可根据实际基坑高程进行合理挖填形成。3.底孔导流设计1)底孔断面：依据自身受力稳定性较好和施工难度较简易，底孔断面采用城门洞形，其内部尺寸为2.5m×3.0m（宽×高）,顶拱半径R=1.5m，底板起点高程为742.50m，末端高程为740.0m,洞身段采用10.73％坡比降坡，后段采用明渠连接消力池，详见导流底孔结构布置图。2)洞身构筑材料：洞身采用40cm厚度的钢筋混凝土。3)配合底孔导流工作的上游围堰a)堰体材料：为土石围堰，迎水面采用粘土层防渗，堰体渗流采用集中抽排；b)堰体结构尺寸：依据施工进度计划和施工期间内雨量分配情况，在大坝纵轴线右侧3.0m与大坝横轴线成58°夹角,设置上游纵向围堰,堰高2.0m,堰顶宽2.0m，迎水面与背水面均采用1:1的坡比，且迎水面采用砂砾石护坡。4)配合底孔导流工作的下游围堰底孔出口为大坝消力池底板顶面,顺大坝纵轴线方向,故下游围堰设在消力池底板上,顺大坝纵轴线延伸至下游河床。a)堰体材料：为土石围堰，迎水面采用粘土层防渗，堰体渗流采用集中抽排；b)堰体结构尺寸：依据施工进度计划和施工期间内雨量分配情况，在导流底孔左边墙外侧1.0m顺大坝纵轴线方向设置下游纵向围堰,堰高1.0m,堰顶宽1.0m，迎水面与背水面均采用1:1的坡比，且迎水面采用砂砾石护坡。55)封堵设计:为方便后期施工封堵,在底孔前部施设闸门,作为后期封堵挡水,闸门具体尺寸待设计定。4.底孔导流施工1)底孔施工：严格按照设计要求进行放样，所用材料必须符合设计要求，底孔顶拱施工时采用定型钢模板，底板混凝土浇筑严格按照配合比进行；2)围堰施工：围堰填筑进料铺料采用装载机、挖机配合自卸车进行施工。5.底孔封堵待大坝整体施工完成后，采用C20混凝土进行全段封堵。五、施工截流1.截流方法：由于水深较浅，流速较小，选择立堵法进行截流。2.截流施工：采用装载机配合自卸车直接倒渣至拦截位置进行堵截,截流材料采用由抛石、碎石、粘质砂土组成的混合料。六、施工质量控制1.按堰体防渗要求控制堰体填筑材料，不合格者不准用；2.堰体填筑坡度不得小于设计坡度；3.堰顶宽度不得小于设计宽度；4.堰体填筑一层要及时压实一层，保证其填筑质量；5.坝基开挖时坡脚预留一定距离，保证围堰的安全稳定；6.当堰体渗流比较严重或发生漏洞、管涌时，及时用透水性材料进行堵填；7.导流底孔的施工及预留严格按照设计施工；8.导流底孔的封堵严格按照设计要求进行。七、施工安全技术1.施工导流应根据工期提前安排，以免影响施工进度；2.施工导流尽量结合永久建筑物及利用当地材料；3.施工导流应避开滑坡、崩塌体及高边坡开挖区；4.施工截流前应周密设计，做好水情预报，并做好人力、物力与技术上的准备；5.截流过程中要根据实际的水力特征，适时改换抛投料种类、抛投强度，改进抛投方法，以改善截流条件。