水库工程大坝施工导流设计研究

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1、水库工程大坝施工导流设计研究-工程设计1、工程概况  中桥水库工程位于贵州省遵义市中心城区东北面,地处湘江左岸支流仁江下游新田湾河段内,坝址距仁江河口13.6km,距遵义市城区中心21.Okm,距中桥集镇2.4km,现有乡村公路通到水库坝址下游540m处。水库坝址以上流域面积598.2km2。,多年平均径流量31980万m3。,坝址以上河长68.5km,河道比降7.03%o。水库总库容7380万m3。,规划正常蓄水位812m,正常蓄水位库容5570万m3。,兴利库容5230万m。,城市供水能力30万m3/d,

2、同时灌溉农田3.012万亩并解决4.6009万人的人饮(集镇4万人,农村0.6009万人)。  工程任务为城市供水、农田灌溉兼顾集镇及农村人畜饮水,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定,工程规模为中型,工程等别为III等。工程由大坝枢纽、提水泵站、供水管道及灌溉工程等组成,工程概算总投资105970万元,大坝工程施工工期24个月,整个工程施工总工期36个月。  2、施工导流及度汛  2.1施工导流  水库坝址所在河流属山区河流,坝址段河面宽23~36m,坝址左右岸地形总体较完整,

3、多以连续的斜坡为主,近河床为零星不连续分布的一级阶地,宽约5~15m。其上至826m高程地形坡角35度~45度,826m高程以上多为呈台阶状耕植地分布,坡角约20度~25度,坡顶高程1100m,靠河床侧略向河床凸出,坡角不均匀,786m高程以下为陡坎状耕地,其上坡角相对平顺,地形坡角40度~45度,坡顶高程838m。下部为一开阔平缓台地,台地高程785~793m。  2.1.1导流方式  水库所在的仁江河属典型的山区峡谷河流,洪水主要由暴雨形成,水位变幅大。根据坝址地形地质及水文条件、枢纽建筑物布置及结构特点

4、、施工工期要求等因素,基本不具备分期导流及涵管导流建筑物的布置条件。经综合比较,水库大坝施工导流采用全段围堰+右岸隧洞过水的导流方式。导流隧洞按城门洞型设计,全长425m,导流隧洞设计过水断面3.5m×5.0m(宽×高),隧洞进口设置下闸蓄水封堵闸门槽、放空兼冲沙闸井及龙抬头段,下闸蓄水后改为放空兼冲沙隧洞,其结构按永久建筑物设计,底板采用30am厚C25钢筋混凝土衬砌、侧墙及顶拱采用50cm厚C25钢筋混凝土全衬砌,并对洞身进行固结及回填灌浆。施工导流平面布置和导流隧洞轴线纵剖面分别如图l和图2所示。2.1

5、.2施工导流标准及流量选择  水库为中型水库,拦河大坝为70m以下的混凝土面板堆石坝,工程等别为III等,主要建筑物大坝、溢洪道等为3级建筑物,提水泵站主要建筑物等级为3级,次要建筑物为4级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)规定,大坝施工导流洪水标准为5~10年。结合工程实际特性,大坝施工导流洪水标准设计为5年一遇(P=20%)。根据工程施工需要,按4个不同的施工分期进行洪水计算,施工分期分别为:10~4月、11~4月、11月~3月、12~4月及全年。分期洪水由湘江水文站分期洪水成

6、果按水文比拟法计算,大坝施工分期洪水计算成果如表1所示。根据施工总进度计划的安排,水库大坝需在第二年汛期达到设计度汛高程806m,为充分保证坝体填筑工期,通过适当延长导流时段,保证第二年汛期大坝填筑高程能够满足度汛洪水标准要求,因此,大坝施工导流洪水标准5年一遇(P=20%)的10~4月份,相应导流洪峰流量Q=122立方米/S。  2.2施工度汛  2.2.1度汛标准及洪水流量  根据工程施工进度计划安排和大坝填筑强度测算,第一施工年度枯季的6个月内大坝可填筑至806m高程以上,左岸溢洪道开挖成型,大坝相应拦

7、洪库容2840×104m。。因大坝为混凝土面板堆石坝,且拦洪库容已超过1000万ITl3,下游有中桥村集镇及326国道,根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)的规定,中桥水库大坝施工期临时度汛洪水标准取50年一遇(P=2%),相应入库洪峰流量Q=15OOm/s。  2.2.2施工度汛方式  根据水库大坝枢纽区各建筑物的布置特点,因大坝为面板堆石坝,汛期若允许坝顶过水,坝面临时保护工程量较大,同时坝体汛期施工风险也较大;若只采用导流隧洞泄洪,则隧洞断面太大,临时工程量投资增大,不经济,根据

8、枢纽工程施工总进度计划安排,第二施工年度拟定采用大坝临时断面挡水+导流隧洞+左岸溢洪道下泄超标洪水的度汛方式;第三施工年度大坝填筑及混凝土面板均已完工,大坝施工己达到完整的设计面貌,导流隧洞进口已下闸封堵改为由闸门控制的冲沙兼放空隧洞,且施工度汛可由溢洪道下泄洪水,无需单独考虑度汛设施。  导流隧洞设计过流能力为导流洪水标准(P=20%)的10~4月,大坝施工采取在第一施工年度的9月底截流,10月份

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