(云南省水利水电勘测设计研究院,云南 昆明 650000)
摘要:黏土心墙坝由于受降雨影响,坝体填筑施工主要安排在枯期进行。施工导流多采用隧洞导流方式,其导流隧洞、度汛坝体和围堰的布置为施工导流方案的重要内容。
关键词:施工导流;度汛;洪水标准
1概况
东密水库是一座以解决孟连坝区城乡生活、农业灌溉用水以及补充县城工业用水为任务的中型水库。水库总库容为2293.13×104m3,工程规模为中型,工程等别Ⅲ等。枢纽建筑物大坝、溢洪道、泄洪隧洞为3级建筑物。大坝为黏土心墙堆石坝,坝顶高程为1127.70m,最大坝高68.7m。
2水文气象条件
坝址处河道弯曲,呈舒缓状“ξ”型,谷底与河床宽基本一致,局部发育河心滩及漫滩,宽度一般为15~30m。河谷呈典型“V”字型,两岸山体基本对称,地形坡度一般25°~50°。
流域的径流主要来源于降水,径流的年内变化丰枯悬殊大,区域内6~11月径流量约占年径流量的87.2%,其中主要集中在7~9月,期间径流量占年径流量的62.8%。而最枯的3、4月径流量仅占年径流量的2.4%。流域平均降水量1740mm,由于地形高差悬殊,降水面上分布差异较大,年平均降水量在1350~2200mm。
坝址区汛期为每年5~11月,枯期为12月~翌年4月。由于工程区11月黏土料填筑有效天数为22天,为增加一期度汛坝体施工时间,故枯期施工时段采用11月~翌年4月。坝址各频率的洪峰流量如下表2 1。
表2 1坝址各频率不同时段洪峰流量表
3导流方式
东密水库位于高山峡谷,两岸岸坡陡峭,洪枯流量相差大,根据大坝坝型特点,东密水库大坝施工导流方式采用一次断流、枯期土石围堰挡水,隧洞导流方式;汛期利用临时坝体挡水,导流隧洞泄流。
4导流标准
(1)导流建筑物级别
导流建筑物保护对象大坝为3级永久建筑物,围堰使用年限均小于1.5年,围堰最大高度为12.0m,相应库容为12.99×104m3,导流建筑物级别为5级。
(2)导流标准
枯期导流标准:采用土石围堰。由于枯期施工时段(11月~翌年4月)5年一遇洪水与10年一遇洪水调洪最高水位相差仅2.5m,工程量相差较小,故枯水期导流标准采用10年一遇洪水(P=10%),设计洪峰流量36.4m3/s。
汛期导流标准:大坝为黏土心墙堆石坝,汛期度汛拦洪库容小于0.1×108m3,坝体施工期临时度汛标准采用20年一遇全年洪水(P=5%),设计洪峰流量170.0m3/s。下闸蓄水后导流标准采用50年一遇全年洪水(P=2%),设计洪峰流量211.0m3/s。施工期调洪成果见表2 2。
表2 2枢纽工程施工导流调洪成果表
5导流程序
水库枢纽工程施工导流程序为:
(1)第1年11月第2年10月,原河道过流,进行导流泄洪输水隧洞施工、大坝及溢洪道部分开挖。
(2)第2年10月下旬,围堰土石方开挖及戗堤进占。
(3)第2年11月初,河道截流。第2年11月中旬至第3年4月底,围堰挡水,导流泄洪输水隧洞泄流,进行坝基开挖、坝基固结灌浆及一期度汛坝体填筑。
(4)第3年5月至10月,由一期度汛坝体挡水,导流泄洪输水隧洞泄流,进行大坝帷幕灌浆施工。
(5)第3年11月至第4年4月,坝体挡水,导流输水隧洞泄流,进行二期坝体填筑、溢洪道施工。第4年4月底坝体浇筑到坝顶高程1127.70m。
6导流建筑物设计
(1)导流隧洞
导流隧洞布置在右岸,导流隧洞与泄洪输水隧洞采用“龙抬头”结合方式。导流隧洞由进口明渠段、导流专用洞身段、导流泄洪输水结合洞身段、出口闸室段、扩散段及消力池段组成,全长433.5m。
1)进口明渠段(导0-005.50~导0+000.00)长5.5m,底坡i=0,进口高程1067.5m。
2)导流专用洞身段(导0+000.00~导0+092.638)为圆形断面,洞径为2.5m。采用C25钢筋混凝土结构,衬砌厚40cm,底坡i=0.1,进口底板高程1067.5m。
3)导流泄洪输水结合洞身段(导0+092.638~导0+358.000)为圆形断面,洞径为2.5m,采用C25钢筋混凝土结构,底坡i=0.01,泄洪输水隧洞检修闸室布置于该段,闸门井内设2.5m×2.5m检修闸门一套。
4)出口闸室段(导0+358.000~导0+374.000)为出口工作闸室段,闸室设弧形工作钢闸门一套,闸门孔口尺寸2.1m×2.1m。
5)扩散段及消力池段(导0+394.000~导0+428.000)为断面为矩形,底宽由2.5m扩散至6m,消力池池长33.0m,池深3.3m,采用C25钢筋混凝土衬砌。
待导流结束后,进行导流隧洞堵头施工,堵头位于导0+069.057~导0+079.057段,采用C25混凝土,长10m。
(2)度汛坝体
大坝施工汛期采用坝体挡水度汛,度汛坝体拦洪水位为1093.51m,顶高程1094.50m,最大高度35.5m。度汛坝体防渗若采用大坝心墙防渗,度汛坝体填筑全断面上升,河床段帷幕灌浆需安排在坝体填筑前完成,则大坝填筑需到第3年3月初才能进行,在汛前达到度汛高程难度很大。因此,度汛坝体采用“抬头坝”型式,度汛坝体防渗采用上游设置临时黏土斜墙防渗,度汛体填筑可以提前开始进行。度汛坝体顶宽为8.0m,上游侧坡比为1:2.5,下游侧坡比为1:1.8。为防止度汛坝体防渗体冲刷破坏,在迎水面采用毛块石护坡,护坡厚度为0.5m。在高程1071.65m留平台。
(3)围堰
上游围堰堰址处基础覆盖层较浅,堰基防渗采用截渗齿槽,齿槽底部位于相对不透水层,最大挡水水头11.0m,选用黏土斜墙防渗能满足要求。上游围堰堰顶高程1075.0m,拦洪水位1074.04m,最大堰高12.0m,顶宽6.0m,上游坡比为1:2.5,下游坡比为1:2.0,为防止围堰冲刷破坏,在围堰迎水面采用毛块石护坡,护坡宽度0.3m。
下游围堰由于堰高较小,采用黏土均质围堰,堰顶高程1063.50m,拦洪水位1062.60m,最大堰高2.5m,堰顶宽3.0m,上、下游面坡比均为1:2.5。
7结语
在选择东密水库枢纽工程导流方案时,综合考虑了水文气象、地形地质、水工建筑物的型式和布置以及施工进度计划。并使主体工程尽可能及早发挥效率,简化导流程序,降低导流费用,使导流建筑物即简单易行,又适合可靠。
参考文献
[1]水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2017).中国水利水电出版社.
[2]水利水电工程施工组织设计手册.中国水利电力出版社.
论文作者:刘剑锋
论文发表刊物:《信息技术时代》2018年11期
论文发表时间:2019/8/15
标签:隧洞论文; 围堰论文; 大坝论文; 高程论文; 径流论文; 黏土论文; 建筑物论文; 《信息技术时代》2018年11期论文;