浅谈陶岔渠首枢纽工程施工导流方案及应用

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1、浅谈陶岔渠首枢纽工程施工导流方案及应用1.中国水利水电第I■^一工程局有限公司河南郑州450000；2.黄河勘测规划设计有限公司河南郑州450000摘要：施工期为保证下游灌溉用水需要，原设计施工导流临界条件发生变化。为保证陶岔渠首枢纽工程节点目标实现，需重新调整施工导流方案。根据实践证明，调整后的施工导流方案切实可行，解决了工程建设期间下游灌溉用水和工程建设进度的矛盾，为顺利完成节点目标提供了保证。关键词：陶岔渠首枢纽；施工导流1工程概述1.1概况陶岔渠首枢纽工程位于河南省淅川县九重镇陶岔村，既是南水北调中线输水总干渠的引水渠首，也是丹江U水库副坝。南

2、水北调一期工程建成后，该枢纽承担着向北京、天津、河北、河南等城市输水的任务，是南水北调中线工程的重要组成部分。陶岔渠首枢纽位于陶岔老闸下游约70m。陶岔老闸建于1974年，是1977年建成的南阳引丹灌区的水源工程，将在陶岔渠首枢纽工程建成后拆除。陶岔老闸下游约150m处建有宋岗提灌站，主要承担宋岗灌区的灌溉任务。宋岗灌区有效灌溉面积在2005年达到32.12万亩。陶岔渠首枢纽工程施工期间将拆除宋岗提灌站并重建。根据2010年12月1日在南阳召幵的关于陶岔提灌站建设与陶岔渠首枢纽工程建设交叉施工干扰协调会议精神，为配合陶岔提灌站基础石方爆破开挖施工，要求

3、陶岔渠首枢纽工程在2010年12月20日前全力配合提灌站开挖，为其建设让路。为满足每年3〜4月、7〜9月提灌期下游灌溉用水需要，施工期间仍由陶岔老闸提闸放水灌溉下游。为保证2011年提灌期正常引水灌溉，汛期陶岔老闸安全度汛，结合现场实际情况，决定采取提灌期陶岔渠首枢纽工程引水闸坝段导流方案。1.2导流标准陶岔渠首枢纽工程主要建筑物为1级建筑物,导流建筑物为4级建筑物;设计洪水标准为10-20年一遇洪水重现期，考虑丹江口水库的调节作用，取下限值10年一遇。根据丹江口水库1974-2001年间实测库前水位统计分析，10年一遇分月最高库水位为156.99m，

4、接近于丹江口水库正常蓄水位157.00m。故确定拦挡丹江U水库围堰设计水位为157.00m。根据陶岔老闸每年灌溉期下游用水量，提灌期陶岔老闸的灌溉流量不超过50m3/s,按此进行导流方案设计。2施工导流方案设计2.1导流方式根据现场实际情况，结合陶岔枢纽工程人坝结构，拟采取在陶岔老闸5#孔与引水闸坝段之间、引水闸与厂闸导墙之间修筑纵向混凝土围堰，连接引水闸左边墩；利用引水闸底板过流，引水闸下游通过厂闸导墙纵向挡水，在厂闸导墙尾部修筑土石围堰将水引至下游现冇引渠，形成明渠导流，达到导流0的。在导流期间，电站厂房、安装场坝段土建、金结、水机等施工将能保证连

5、续施工。2.2过流断面计算根据导流性质，采取明渠导流，已知流量Q=50m3/s,过流断面取矩形断面，最窄处在老闸出口处，底宽b=6m，边坡系数m=0.3,渠道底坡i=0.008,渠道粗糙系数n取0.033,根据谢才公式Q=AC(Ri)1/2=K(i)1/2计算水深h。过流断面A=bh..式1湿周χ=b+2h..式2水力半径R=A/χ=bh/(b+2h)..式3谢才系数C=l/n(R)1/6..式4•••Q=AC(Ri)1/2=K(i)1/2∴流量模数KA=Q/(i)l/2=555m3/sXVK=AC(R)1/2=A(Rl/

6、6/n)Rl/2=(A/n)R2/3=A5/3/(nχ)2/3代入式1、2,K=(bh)5/3/[n(b+2h)]2/3采用试算法计算得：h=6m因此，保证导流明渠宽度B不小于6m，明渠水位EL146m，考虑安全、防止水位漫过堰顶，围堰顶部高程确定为EL147m。2.3混凝土纵向围堰设计根据过流断面确定纵向围堰顶部高程为EL147m,底部高程约为EL140m。由于围堰高度己考虑超高，所以围堪高度确定约为7m(低于EL140m基础面围堰向下延伸)。混凝土围堰顶宽设计为60cm,底宽为250cm,迎水面为直立面，背水面坡比为1:0.27。挡水墙底部

7、为老闸下游底板混凝土，摩擦系数取0.65。考虑到挡水墙的稳定性，对挡水墙倾覆稳定性Kt(Kt〉1.5安全)和滑动稳定性Ks(Ks〉1.3安全)两部分进行验算。(1)水压力计算取lm墙长为计算单元。Ea=l/2rh2=180KN/m水压力作用点距墙趾距离hf=hc+lc/hcA=h/2+bh2/[(h/2)×bh]=l/3hhf=l/3h=(1/3)×6=2m(2)挡水墙自重和重心距离墙趾的距离将挡水墙分成一个三角形和一个矩形，则Gl=l/2×1.9×7×23=152.95KN/mG2=0.6&

8、times;7×23+190×0.5/l=191.6KN/m(考虑底部