河床式水电站土建工程施工导流和水流控制方案.docx

河床式水电站土建工程施工导流和水流控制方案1.1 工程概况本工程采用枯水期原始河床或明渠导流、汛期基坑过水的导流方式。导流标准采用枯水期5年一遇洪水，相应导流流量为537m3s.导流明渠布置在右岸，采用梯形断面，轴线长度为361.0m。一期纵向混凝土围堰施工一期明渠开挖在枯水期为旱地施工，不需要另外填筑围堰挡水。二期上、下游围堰为土石及混凝土混合过水围堰，与纵向混凝土围堰结合形成大坝和厂房施工基坑，确保枯水期大坝和厂房旱地施工。三期上、下游围堰采用土石围堰，与纵向混凝土围堰结合形成三期基坑，确保重力坝段和冲沙闸坝段枯期旱地施工。汛期坝体利用1#、2#、3#泄洪冲沙闸和基坑过流。1.2 水文气象条件1.2.1 水文条件1.2.1.1 径流XX电站工程坝址以上流域集雨面积为4439.3kr2,多年平均流量130m3s,多年平均降雨量1233mmOXX坝址年径流设计成果见表9-1。表1-1XX坝址年径流频率设计成果流量：m3s时段均值CvCsQp().10.2().50.80.9日历年（112月）1290.262Cv17315612599.988水利年（43月）1300.242Cv17115412810391.6枯水期（123月）41.50.362Cv61.453.239.728.723.81.2.1.2洪水特性XX流域位于亚热带季风气候区，河流的洪水特性与暴雨特性、流域的自然地理条件密切相关。XX流域有XX楼水文站，集雨面积4282km2,xx流域4月10月为汛期，一般从4月开始就相继有洪水出现。到10月份基本结束。最大洪峰流量主要集中在67月，其次为5月、8月、9月。11月很少出现。流域暴雨持续时间一般为23d,两天左右强度最大，从历年特大暴雨来看，三天暴雨量又集中在一天，因此流域内洪峰主要是由一日暴雨形成，一次洪水过程的洪量主要集中在三日内。由于该流域山高坡陡，河谷深切，河道狭窄，洪水来势凶猛，汇流时间快，洪水过程具有陡涨缓落的特性。XX电站（坝址、厂房）设计洪峰流量成果见表9-2。表1-2XX电站（坝址、厂房）设计洪峰流量成果表流量：m3sP(%)0.20.5123.35102050Q(m7s)11986104509271809372336526533741492561XX电站（坝址、厂房）各频率设计洪水总量成果表9-3表1-3XX电站（坝址、厂房）各频率设计洪水总量成果表流量：m3sP(%)0.20.5123.33510Wl(InV亿)8.787.556.635.75.044.53.58W3(m7¼)13.311.5510.319.068.147.366.061.2.1.3 坝址天然设计洪水成果XX坝址距XX楼水文站约IOkm,XX电站工程坝址以上流域面积为4439.3k,XX楼水文站集雨面积4282kn0XX流域4月10月为汛期，一般从4月开始就相继有洪水出现。到10月份基本结束。最大洪峰流量主要集中在67月，其次为5月、8月、9月。11月很少出现。流域暴雨持续时间一般为23d,两天左右强度最大,从历年特大暴雨来看，三天暴雨量又集中在一天，因此流域内洪峰主要是由一日暴雨形成，一次洪水过程的洪量主要集中在三日内。由于该流域山高坡陡，河谷深切，河道狭窄，洪水来势凶猛，汇流时间快，洪水过程具有陡涨缓落的特性。XX电站（坝址、厂房）设计洪峰流量成果见表9-4。表1-4XX坝址不同频率天然洪水成果表P(%)0.20.5123.35102050Q(m7s)119861045092718093723365265337414925611.2.1.4 分期洪水及施工洪水XX的洪水由暴雨产生，所以洪水分期时段是按暴雨及洪水出现的时间和频率，以及量级的大小来划分的。将全年划分为：枯水期ll3月、114月、123月，汛前期4月，汛末过渡期10月五个时段，供选用。分期及施工期不同频率洪水对应流量见表9-5o表1-5XX电站（坝址、厂房）分期洪水成果表单位：m3s频率P%51()2033.35()洪峰流量1广3月9087235373972851广4月220316901199840564频率P%5102033.350(m3s)123月6625163722661834月22231670113776248810月18851455103573549912.15坝、厂址HQ关系曲线XX电站水尺坝、厂址水位流量关系成果见表9-6。表1-6XX电站水位流量关系曲线（天然河床）水位（m）流量(m3s)水位（m）流量(m3s)226.6310242462022850.624453802302682466250232863248727023416102508410236235025297302383090254112002403830254.34115001.2.2气象条件本XX流域属亚热带季风气候区，位于云贵高原东面的迎风坡。流域内有忠路、文斗、马武、白石关和XX楼5个雨量站，邻近还有XX气象站。每年从4月开始进入雨季，直至10月为多雨洪水期，雨量丰沛，境内的暴雨中心位于上游的文斗一带，文斗站多年平均降雨量为1607.5mm,中下游地区为1250mm左右。据XX楼雨量（水文）站（在坝址上游10公里河段处）资料统计，多年平均降雨量为1233.0mm,最大年降水量为1584.9mm（1975年），最小年降水量为890.7mm（1966年）。降水在年内分配上很不均匀,410月占全年的85.8%o由于坝址处无其它气象资料，据XX县气象站（在坝址下游14公里处）1951年2000年资料统计，多年平均气温为17.4,多年极端最高气温为44.1oC（1953年8月19日），多年极端最低气温为-3.8。C（1977年1月29）。多年平均相对湿度为78%,多年平均年蒸发量为987.8mm（口径为20cm）,多年平均风速为0.8ms,多年平均最大风速13.2ms,多年瞬时最大风速为33.0ms,相应风向为EN（1992年8月16日）。多年平均远近雷暴日数为18天。1.3 施工导流与水流控制主要工作内容施工导流与水流控制主要工作内容如下：（1）厂、闸、坝区的导流和截流；（2）厂、闸、坝区上下游横向围堰和分期纵向围堰;（3）厂、闸、坝区安全度汛和防护工程；（4）厂、闸、坝等建筑物的基坑排水；（5）施工围堰及堰基防渗（6）施工期的安全度汛（7）导流建筑物拆除；（8）导流建筑物下闸和封堵；1.4 导流方案说明1-4.1导流标准根据招标文件提供的有关资料，本工程主要永久建筑物级别为III级，其导流建筑物级别为V级。围堰枯期导流为5年一遇洪水标准，度汛为20年一遇洪水标准。1.4.2 导流方式本工程坝址处河段较顺直，河谷较开阔。河床靠左岸发育且较狭窄，宽度3040m；河漫滩靠右岸发育且较宽阔，宽度5080m；河谷剖面形态为左岸略缓的较对称的“U”型。根据招标文件采用枯期右岸明渠导流，汛期基坑过水的的导流方式。后期导流为坝体设置冲沙闸底孔和溢流表孔的导流方式。1.4.3 导流规划及程序1.4.3.1 导流规划按施工总进度安排,结合导流设计具体情况,施工导流时段划分为三个阶段:（1）一期导流时段：右岸明渠开挖及纵向混凝土围堰施工时段，即2008年11月中旬2009年1月底。（2）二期导流时段：河床截流至坝体和厂房超过堰体高程前的时段以及三期明渠截流前，即2009年1月下旬2010年11月。（3）三期导流时段：明渠截流至坝体厂房浇筑完成具备永久泄洪能力为止,即2010年11月2011年4月。1.4.3.2 导流程序根据导流建筑物布置及施工总进度计划安排，施工导流程序如下：（1）2008年11月进场后进行一期纵向围堰堰基的槽挖施工和导流明渠及右岸边坡的开挖；（2） 2009年1月中旬，河床截流；（3） 2009年1月下旬2月底，进行堰基高喷灌浆施工；（4） 2009年3月，进行堰体填筑及围堰上下游混凝土面板浇筑施工；（5） 2009年4月2009年10月由导流明渠和基坑联合泄流，过流标准为全年20年一遇的洪水，相应的设计流量为6526m3s,上游围堰堰顶水位为246.05mo（6） 2009年11月2010年3月由上下游围堰挡水，导流明渠泄流，导流标准为枯水期5年一遇洪水，相应的设计流量为537m3s,上游围堰堰前水位为233.68m。（7） 2010年4月初二期围堰拆除，厂房进、出水口闸门下闸度汛。（8） 2010年4月2010年10月由导流明渠和冲沙闸联合泄流，度汛标准为全年20年一遇的洪水，相应的设计流量为6526m3s;上游围堰堰顶水位为246.05m,泄洪冲沙闸混凝土浇筑至248m高程。（9）2010年12月初，明渠截流施工及围堰填筑施工；2010年12月2011年3月，三期围堰内重力坝及5#冲沙闸250.6m高程以下混凝土浇筑。（10） 2011年3月底，三期围堰拆除。（11） 2011年3月以后，永久泄洪建筑物全部建成，参与度汛，2011年9月底工程全部完成。1.4.4主要导流泄水建筑物1.4.4.1 导流明渠导流明渠布置在右岸，梯形断面。明渠最小底宽为54mO导流明渠进口底板高程为229.0m,出口底板高程为228.230m,轴线长度为361.0m,底坡坡度为0.2%。1.4.4.2 混凝土纵向围堰混凝土纵向围堰分别与二期和三期土石围堰结合围成左岸和右岸施工基坑。混凝土纵向围堰总长度为334.05m,断面尺寸分为A、B、C、D、E、F六种类型，具体见：纵向围堰剖面图。混凝土纵向围堰最大堰顶高度为236.80m。1.4.4.3 二期围堰二期围堰为土石和碾压混凝土混合过水围堰，二期上游围堰顶高程为235.0m,最大堰高9.5m,堰顶宽度为5.0m；二期上游围堰迎水面坡比为1：2,并在231m高程设置一宽度为3.0m的马道，背水面231m高程马道以上坡比为1：3,马道23Im高程以下坡比为1：2；二期上游围堰迎水面采用钢筋石笼护面，背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。二期下游土石围堰堰顶高程为234.20m,最大堰高9.92m,堰顶宽度为5.0m；二期下游围堰迎水面坡比为1：2,并在23Im高程设置一宽度为2.0m的马道，背水面23Im高程马道以上坡比为1：3,马道23Im高程以下坡比为1：2；二期下游围堰迎水面采用钢筋石笼护面，背水面采用厚度为LOm的C20现浇混凝土护面。1.4.4.4 三期围堰三期土石围堰挡水时段为2010年12月2011年3月。三期土石围堰采用粘土斜墙防渗，斜墙布置在土石混合料迎水面一侧。三期上游土石围堰堰顶高程为236.60m,下游堰顶宽度为234.80m,堰顶宽度均为6.5m。1.4.4.5 泄洪冲沙闸泄洪冲沙