大坝引水枢纽工程的施工导流是非常重要的,在施工前做好充分的准备,让施工能顺利的进展,每个细节处理都很关键。鲁班乐标小编就大坝引水枢纽工程的施工导流和大家说明一下。
工程概况
某大坝工程位于村镇,距县城28km。河道全长为47km,流域面积199km²,比降9‰,电站为引水式水电站,落差99.0m,共3台机组,装机4800kw,工程概算总投资4100万元。电站主要由拦河大坝,引水隧洞,前池,压力管道,厂房和升压站组成。引水枢纽从左至右依次为非溢流坝,溢流坝,冲砂泄洪闸,非溢流坝组成。
坝址处于“S”型河湾间相对顺直的河段,河谷宽度为52m。右岸山坡陡峭,多悬崖峭壁,出露岩性为灰岩,灰—灰绿色千枚岩,为中等坚硬类岩石。0+060~0+102.5段基础基岩基本完好,但裂隙发育,坝基与坝坡交接处有2处小断层,夹层多为灰绿泥石,长约28m,宽5~30cm不等。0+040~0+060段出露基岩软弱,破碎,属强风化泥灰岩,灰绿色千枚岩(上部分挖机直接可挖),开挖后坝基大面高差较大,局部高差为1.60m,经业主,设计,地质,质检,监理及施工单位联合验基,对软弱破碎和断层段确定局部坝段采用布设Φ14钢筋网片后再浇筑砼处理。左坝肩0+000~0+040开挖时没有爆破,仅用挖机开挖。坝基按原设计开挖后,岩石松动,破碎,且基本为强风化。基岩承载力达不到设计要求。
二、施工导流
导流标准
该枢纽工程为小⑴型Ⅳ等工程,土石围堰设计洪水重现期5-10年,河道属山溪性河流,5年和10年一遇洪水量相差较大,根据工程特点,为减少施工导流工程量,便于施工,减少投资,大坝导流标准选用枯水期(11月-次年3月)按5年一遇洪水标准,相应洪峰流量为38 m³/s。
导流渡汛方式
坝址区为河谷区,两岸山坡左缓右陡,地形不对称,主河道靠右,河谷宽54m,左岸山梁相对单薄,右岸512.243m高程有电站引水隧洞。根据坝址地形,地质条件和水工枢纽布置型式,考虑导流流量较小,不易采用隧洞导流的方式,宜采用浆砌石围堰,分期导流的方式,工程量相对较小,施工简单,投资少。白勉峡河径流源于降雨,年内分配极不均匀,枯汛期分明,坝址河段洪峰流量年际变幅大,洪枯流量相差悬殊,具备枯水期导流的条件,结合本工程特点,施工导流分为二期。
一期导流:枯水期导流,由浆砌石纵向围堰,结合一期上下游横向土石围堰挡水,右岸河床稍加开挖,形成明渠泄流,施工左岸坝体,原计划在左岸坝体形成导流底孔,但因时间紧,砌筑强度没有跟上,替代方案在左坝段依托砌筑的坝体,形成一条宽8m的导流明渠导流,明渠底板高程控制在491.3m(枯水期水为491.6m)。
二期导流:枯水期导流,由浆砌石纵向围堰和二期上下游土石围堰挡水,将水导入左坝段已形成的导流底孔,砌筑右坝段坝体及全坝段坝体,同时考虑在底洞进口设置封堵闸槽及封堵方案和时段。
导流建筑物施工
导流建筑物施工主要是针对大坝水下基础开挖,基础灌浆,坝体500 m高程以下砌筑(因冲砂闸砼底板高程498.0 m,坝体砌筑超过498.0 m时,冲砂闸可兼左泄洪槽,即利用永久建筑物导流)。本工程导流建筑物包括,浆砌石纵向围堰,大坝一,二期上下游土石围堰,导流底洞等。
浆砌石纵向围堰:堰顶设计高程494.2m,最大堰高3.2m,堰顶宽0.5m,堰体为M7.5浆砌石,两侧边坡均为1:0.4,考虑一,二期围堰布置及基坑施工需要场地,浆砌石纵向围堰长60m,现状河床覆盖层较薄,围堰基础座于基岩上,因坝前上游200m右岸有一块空地作为一期拌合场,在坝前有一座便桥,桥下过流,浆砌石纵向围堰连接两桥墩,形成明渠,坝体以内部分明渠浆砌石边墙,后期拆除。坝体以外部分,因影响过洪的浆砌石墙予以拆除。
一期上下游围堰:使用时段为2008年1月10日至2009年3月19日,上游设计堰顶高程494m,最大堰高5.6m,长约33m,堰顶宽4m,堰体为黄土心墙土石围堰,迎水面边坡1:2,背水面边坡1:1.5。下游围堰设计顶高程492 m,最大堰高2.5m,长约40m,堰顶宽4m,堰体为黄土心墙土石围堰,堰体主要利用岸坡开挖的土石渣填筑。
二期上下游围堰:使用时段为2009年3月19日至2010年3月底,上游围堰设计顶高程494.2m,最大堰高5.8m,长约28m 堰顶宽4m,堰体为黄土心墙土石围堰,堰体主要利用岸坡开挖的土石渣填筑,实际施工时上游围堰兼作场内运输道路。二期下游围堰与一期围堰断面相同,长约23 m,主要利用岸坡开挖的土石渣填筑。
导流底洞:由于左坝段(0+000-0+078)施工比右坝段(0+078-0+121)快,施工工期相差一个枯水期,导流底洞位置设置在0+060-0+078坝段,因实测坝前枯水位491.5m,坝后枯水位491.2m,原设计导流底洞底高程为492.88m,顶高程为496.28m,导流底洞型式为城门洞式,宽2.7m,直高2.6m,矢高0.8m,
施工时拟定导流底洞底高程,进口底高程491.6m,出口底高程491.3m,没有按原设计高程形成导流底洞,主要基于以下几个方面考虑:
①封堵底洞时,坝后枯水位为491.2m,导流底洞在后期封堵,封堵下闸后底洞内没有完全封堵之前,不宜高水位运行,冲砂闸暂时泄流,坝后仍为枯水位,为保证导流底洞封堵时干法施工,洞底出口高程必须大于492.2m,否则将要再做一次坝后围堰(坝后一、二期围堰在2009年汛期过洪时已冲毁)
②坝址区呈河谷,左岸山坡虽有对外交通路,但山坡陡,场地狭小,无法平整出料场,右岸坝址上游约200m处有两块空地,场地平整,约有1000m²,施工时作为一期主要料场和二期补充料场,由开挖出来的石渣沿河道右岸回填了一条宽4.0m交通路,路面高程约为493.5m,料场高程约为495.0m,若按原设计导流底洞底高程492.88m,则与料场高程高差仅为2.12m,(不包括枯水期水面高度约0.7 m)稍一涨水,临时道路,料场被淹,不但有水毁损失,而且不能正常施工。按实际确定导流底洞底高程491.6m,09年坝前料场也多次被淹。
⑶设计坝体砌筑至495.345m时,退9.07m进行收台,若按原设计底高程和顶高程,导流洞上部约1.0m为空,无法进行全拱施工,给后期施工带来很多不便。
基于以上几个方面现状实际情况,确定了一个恰到好处的导流底洞底板高程,充分考虑现场布置,尽量减少干扰和影响,使其他资源也达到了最大限度的优化和利用。
导流底洞的封堵:导流底洞的封堵是大坝导截流施工的最后一步,也是比较重要的一步。封堵闸门采用两扇C25钢筋砼闸门,基本尺寸280×370×20。封堵前先派人下水将闸槽附近杂物清除干净,并做好各项准备工作(起吊设备、配合工、黄土袋、闸门止水带安装、棉纱及封堵材料等)先下前闸门封堵明水,再派人迅速清理后闸槽杂物,同时迅速下后闸门。安排两个施工队做导流底洞的封堵工作24小时不停,初始封堵后,水位上升至498.0 m时由冲砂闸泄流(以减小导流底洞内水位差),当底洞封堵超过10m时,可以下闸蓄水,但底洞仍继续施工。若遇渗水或积水,根据渗水量大小,可用导管埋在封堵砼内,将积水导出洞口。封堵结束后,利用先期预埋的导管再进行回填灌浆。
总结
总之,施工导截流在水利工程施工中至关重要,导流方案、导流方式、导流时段的选择以及导流建筑的设计和施工,关系着整个工程的投资大小和工程能否优化资源,效益最大发挥,与施工现场布置,施工总体安排,施工强度,后期封堵截流蓄水等都有相互影响、相互制约、密不可分的关系。
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