导流设计（共10篇）
导流设计 篇1
摘要：施工导流设计是水利枢纽工程施工设计的重要一部分, 对于水利枢纽工程施工建设的水利自然条件的利用以及工程施工建设的生态综合效益等, 都有着重要的作用和影响。本文将以某水利枢纽工程的施工建设为例, 在对其施工建设的自然条件以及概况分析基础上, 对其施工导流设计进行分析论述, 以促进水利枢纽工程的施工建设与发展。
关键词：水利枢纽工程,施工建设,自然条件,施工导流,水文气象,设计,分析
水利枢纽工程施工建设中, 其施工建设的环境条件与其他工程项目相比有很大的不同, 水利枢纽工程的施工建设主要是在河道或者是水域环境条件下进行的, 因此, 其施工建设中的一个重要问题, 就是对于水利枢纽工程施工建设与水域自然条件之间的矛盾的解决。根据水利工程施工建设的实际情况, 通常情况下, 为了缓解水域自然条件与施工建设之间的矛盾, 多通过在保证水域自然条件不受破坏的情况下, 将水域环境中部分或者是全部水流进行导走, 以避免对于工程施工建设的影响, 实现对于水利工程施工建设质量的保障。这一方法策略实际上就是水利工程建设中的施工导流问题。水利工程的施工导流问题, 其实也就是水利工程施工组织设计中的一个特殊问题, 在进行水利工程的施工导流设计中, 既包含对于水利工程建筑的设计, 像水利工程中的混凝土大坝以及引水隧洞、围堰等, 还与水利工程的施工总进度和总布置之间存在着密切的关系, 因此, 进行水利工程施工导流设计的分析, 对于水利施工建设有着突出的作用和影响。下文将以某水利枢纽工程的施工建设为例, 在对其施工建设的自然条件以及概况分析基础上, 对其施工导流设计进行分析论述, 以促进水利枢纽工程的施工建设与发展。
1 某水利枢纽工程概况简述
某水利枢纽工程是一个典型的水利水电工程, 其施工建设中主要包括闸坝以及接头重力坝、发电厂房、船闸以及开关站等结构部分的施工建设。在进行该水利水电工程的施工建设中, 工程的整体设置如下, 首先在施工建设的河床中间进行泄洪闸坝的设置, 然后在闸坝左侧进行船闸结构部分的设置, 右侧进行发电厂房设置, 并在发电厂房以及船闸与河床河岸之间使用混凝土重力坝进行连接实现, 以构成整个水利水电工程的结构形式, 工程整体结构布局相对紧凑。
其次, 在进行该工程的施工建设中, 通过对于施工建设地区水文地理条件的分析显示, 由于该工程施工区域属于典型的亚热带季风气候区, 气候常年比较温和, 整个河流地势呈现北高南低分布, 南面水汽容易形成堆积, 影响该地区的降雨分布。据统计, 该地区的多年平均降雨量誉为2100多毫米, 最大年降雨量约在2900毫米以上, 最小年降雨量也在1200毫米左右, 地区降雨量相对比较多。此外, 在对于该水利水电工程的雨量分布统计中显示, 工程上游的集雨面积约在15000平方千米左右, 多年平均流量达到480多立方每秒, 平均径流量也达到150亿立方以上, 工程所在河流的汛期集中为每年的3月到8月之间, 汛期水量达到全年水量的75%以上, 枯水期的最小水流量也在30立方每秒以上。
最后, 在对于该地区的地质条件调查分析中, 该地区山地高度分布在140米至250米之间, 整个地区河流呈现自西向东的流向, 同时在工程下游约500米处由于河道弯曲变化, 导致河流流向转变成自南向东方向。此外, 在工程所在河流的左岸主要为陡坡地形, 右岸则以相对平缓的山地与河谷地形分布为主, 为工程导流提供了很大的便利条件。整个工程区域内, 河床呈现基岩裸露以及薄层卵石层分布特征, 河流两岸岩层风化比较明显。
2 水利枢纽工程的施工导流设计分析
结合上述水利水电工程的施工概况以及水文地质条件, 在进行该工程的施工导流设计中, 主要从施工导流方案选择以及导流方式确定、导流建筑物、截流、基坑排水等的设计为主, 以实现工程的施工导流设计。
2.1 施工导流方案的选择确定分析
结合上述水利水电工程施工建设的实际情况以及环境条件, 在该工程的施工导流设计中, 主要设计了两个导流方案, 第一个导流方案主要将整个工程的导流施工与河流枯水期相结合, 在三个枯水期内完成水利水电工程施工导流的设置。其中, 第一个枯水期主要进行一期围堰和船闸围堰 (一) 的同时施工进行, 并用束窄后的河床导流通航;第二个枯水期则进行船闸围堰 (二) 的施工, 用束窄后的河床导流通航;在第三个枯水期则进行二期围堰的闸孔坝段施工, 这一时期第一台机组利用围堰发电, 通过施工外的其余闸孔闸门控制导流, 船闸投入运行通航。第二个导流方案则将整个导流施工分为四个枯水期进行, 第一个枯水期先进性围堰右岸部分闸孔的前期施工, 第二枯水期则进行左岸船闸施工, 第三个枯水期进行二期围堰的闸孔和船闸施工, 第四个枯水期进行三期围堰中闸孔坝段未建部分的施工, 水利水电工程中的厂房则以全年施工为主。
通过对于上述两个导流施工方案的对比, 第一个导流方案施工工期明显比较短, 并且工程量也相对较少, 但是施工期间需要进行一段时期的航运中断, 但是第二个方案的施工困难度相对比较大, 因此, 在进行上述工程导流施工中以第一个方案为主, 进行施工设计。
2.2 施工导流设计
根据上述选择确定的施工导流方案, 在进行某水利水电工程施工导流设计中, 主要分为三个枯水期进行, 在第一个枯水期主要进行河流右岸一期工程的前期土石围堰和左岸船闸围堰 (一) 施工, 这一导流施工期间, 主要由部分闸坝段位置上束窄后的河床进行导流和通航;第二个枯水期进行左岸船闸围堰二期工程的施工, 施工主要以船闸上下游的导航墙以及二期围堰的临时交通桥为主, 施工期间仍然由上一部分的闸坝段进行导流和通航;在第三个枯水期则进行中间二期石围堰的施工, 导流工作主要由于另一部分闸孔坝段进行负责。
此外, 在进行导流建筑物设计中, 结合上述导流方案主要是进行水利水电工程的一期前期围堰以及一期后期围堰、厂房围堰、船闸围堰、二期围堰等建筑物的结构设计为主。进行导流截流设置中, 主要结合工程地区的水文地质条件和状况, 在对于截流时段以及流量确定的情况下, 进行截流方案的设计, 并通过基坑排水设置, 完成水利水电工程的施工导流设置。
结束语
总之, 施工导流设计作为水利枢纽工程施工设计的重要组成部分, 对于水利枢纽工程设计水平有着直接的作用和影响, 进行水利枢纽工程施工导流设计, 有利于提升水利枢纽工程设计水平, 具有积极作用和价值意义。
参考文献
[1]王雨帆, 冯健.长洲水利枢纽工程三期施工导截流期施工通航设计[J].红水河, 2008 (2) .
[2]陈超敏, 鄢双红, 詹金环.嘉陵江亭子口水利枢纽导流明渠设计[J].人民长江, 2011 (16) .
[3]张荣.黄金峡水利枢纽施工导流设计与泄洪底孔布置的研究[J].西北水电, 2011 (2) .
有的放矢 疏源导流 篇2
关键词:作文 创新 意识 能力
随着中考语文改革的不断的变化,作文考题不仅在形式上发生了深刻的变化,而且在考查的内容上也体现了强烈的创新意识。命题时往往不再设置障碍,而注重考题的“开放性”。其特点主要表现在自选角度、自定文体、自拟题目等方面。这样激发创新意识,培养创新能力,就成为每一位教育工作者义不容辞的责任。那么如何在作文中体现创新,本人认为应从以下几个方面入手:
一、创新意识
(一)开源导流
“生活处处有学问”,“生活处处皆文章”,在语文教学中,教师应打破语文与生活之间的“厚障壁”,让学生积极主动地到生活中去摄取,感悟,提高,让语文课堂与社会相融合。如学了《我的叔叔于勒》这篇课文,布置学生思考生活中是否碰到过类似的“以金钱为中心而转移”的现象,有没有像“菲利普夫妇”这样的人物形象。同学们经过讨论,思考,争先恐后地讲起了故事,从课中走进了生活。既训练了学生的口头表达,又促进了理性的思考,更激发了学生学习语文的兴趣,培养了生活中自觉观察与思考的习惯。
(二)引进“活水”
于漪老师说过:“要让语文教学有活泼的生命力,须放开眼看,竖起耳听,接收新事物,接受新信息,让时代活水在语文教育领域流淌。”要让学生关注时事,关注社会,让学生多读、多看、多听。比如当今的城市开发、网络纵横、自然保护、环境污染、克隆技术等重大的问题,还有诸如打假、反腐、西部建设、美伊战争等社会热点问题,都要让他们了解。还要丰富他们的课外知识,以此来开阔他们的视野,培养他们的科学精神与实事求是的态度,关注人类的生存与发展,使其身处斗室而心知大千世界。
(三)营造氛围
美国心理学家罗杰斯强调,在教学过程中,只有让学生处在一种无拘无束,自由畅达的空间里,他们才会尽情地“自由参与”和“自由表达”。苏联霍姆林斯基也说过,学生能带着一种高涨的激动情绪,从事学习与思考,对面前所展示的真理感到震惊,这种教学境界,常常体现在教师的心态和语言中。因此,作文课必须营造一种良好的氛围,让学生畅所欲言,各抒己见。如课前一分钟“众说纷纭”,编讲小故事等都可以收到极好的效果。
(四)培养习惯
需强调的是,激发创新意识,一定要培养学生善于感悟的习惯。感悟首先是一种境界,一种习惯,其次才谈得上感悟能力的培养。因此教师要利用或创造一切机会,引导学生去做生活的有心人,特别是对产生过强烈的触动或震撼效应的人或事。要“腿勤心细耳聪目敏”,敏感、细心地回味,深思、口述、笔抒,并做到“慎思之,明辨之”。如提到风筝,要求学生多元思考,有哪些立意。学生会陆续说出:你认为自己已经超凡脱俗,可总是摆脱不了与生俱来的羁绊;你之所以翱翔天空,是因为你始终未将尾巴翘起;你之所以飞得高远,是因你时刻牵挂地上的人们。提到柳树,也可发散运思,概括出:柳垂大地,回报大地满腔热情;杨柳依依,飘向人间总是情;柳随风飘,人云亦云失风骨;柳随风飘,识时务者为俊杰等。如此感悟,不能不说没有激发学生的创新意识。
二、培养创新能力
(一)立意深刻
“千古文章意为高”,立意是文章的统帅与灵魂,任何一个作家都要通过他的作品传达自己的思想、主张和见解。杜牧说“凡文以意为先,以气为辅,以辞彩章句为之兵卫。”新奇的立意、独特的见解,常给人以心灵的撞击,精神的鼓舞,智慧的启迪,深刻的立意总是会迸射出夺目的思想光芒。
1、立意新
选材新颖是写出创新佳作的关键。在选材中,可多变换角度,反面选材或展开想象,立求材料新颖,还可放眼生活,从小处切入,将鲜活的社会和时代话题写入作文里。如以“规距”为话题的作文,大多的学生都是写“没有规距不成方圆”。不妨指导他们逆向思维,论述惟有打破规距,进行改革创新,才会有历史的进步。可联系历史和现实,由过去的闭关锁国到现在的改革开放,由过去的落后挨打到现在的富足强大,呼吁要打破常规。这样独辟蹊径,令人叹为观止。
2、立意奇
“奇”就奇在一反传统,敢冒天下之大不韪,反弹琵琶。如“没有异想,何来天开”、“忠言不逆耳,良药何必苦口”、“先抱西瓜,后捡芝麻”、“走,并非上策”、“敢为最先,不耻最后”、“江山能改,本性不移”等俗语的逆向思维判断,收到了石破天惊、出奇制胜的效果,让人耳目一新。
3、立意警
如话题作文《镜子》,猪八戒形象丑陋,却去责怪一个公正,客观的镜子,联系社会中某些人不去改变自己的丑陋形象,则去埋怨别人,得出要反省自己、改变自己,才会得到满意的评价和赞扬。再联系唐太宗的话“以铜为镜,可以端正衣冠;以史为镜,可以知兴衰;以人为镜,可以知得失。”展开论述,指出人应“吾日三省吾身”,可谓“言有尽而意无穷”,收到振耳发聩的效果。
(二)、结构别致
1、选材精
再好的立意也必须通过材料来体现,否则“巧妇也难为无米之炊”。写作时要善于选择材料。富有时代气息的材料,能使文章充满情感、充满活力。如《让座》,大多学生都写反映助人为乐的好风尚。虽未脱离要求,但写不出新意。若写成让座时人人都不敢坐,怀疑座位的损坏或别有所图,将新时期人与人之间信任度减少,做好事反而被人看成异类这一怪现象写出来,就能让人耳目一新,给人新启示新教益。
2、组材工
如学完《大自然的语言》,布置学生进行“动物歌咏”的想象作文。学生在时间安排上照顾了“冬眠动物”,在场地的设置上考虑了水陆单栖动物。歌咏主题紧扣时代脉搏,如驼鸟《走进新时代》的高亢,激越;龟兔的合唱《真心英雄》悲壮;蜗牛的《外婆的澎湖湾》真挚感人;老鼠献给猫的《想说爱你不容易》等,表现出组材方面的匠心独运。
3、结构巧
行文中对主题的设置,或开篇点旨,或卒章显志,或不经意隐藏其间,制造“平平淡淡才是真“的效果;还要先抑后扬或先扬后抑的手法的运用,或巧设悬念,使文章一波三折,波澜丛生,跌宕有致;或对“凤头”“豹尾”的讲究等等,都增添了文章的魅力。
(三)语言优美
语言乃文章的血肉。文章的成与败,除了闪光的灵魂,优美的骨架,还要有丰满的血肉。这就是要在遣词造句上下功夫。
1、语言鲜
在作文中,要尽量可能选择那些具体、形象、内涵丰富、能充分调动人体感观体验的词语来写景状物,如用视觉、嗅觉、味觉、听觉、触觉来细致描绘事物的颜色、形状、声音、气味等,让人产生身临其境的感觉,力求先发制人,引人入胜。如写“王师傅往炉里添了煤,火很快就旺了起来了。”不若写成“王师傅往炉里添了几铲煤,不一会儿,那红火苗就腾腾地窜起来了。”仅几字之差,便有声有色。这种具体形象的描写,能引起读者的想象,给人一种形象美,丰腴细腻而不干瘪瘦削。
2、语言活
欲使语言活起来,离不开文章表达的灵活运用,或叙,或议,或豪放高歌,或婉约低唱,或综合运用,能更好地表情达意。如把教师挑灯批改作业,写成:“她在寻找学子探索科学的足迹,她在倾听学子追求真理的声音。”这句充满灵性而又溢盈真诚的涌动,情韵并生,激情昂扬,意蕴丰富。
3、语言妙
妙用修辞,妙用经典,妙用诗词文赋中的名句,妙用歇会语、谚语、俗语、警句,流行歌曲,巧妙地暗嵌在恰当的语境中,就会增强文章的感染力,使文章舒卷自如。如:“学习嘛,谁都会有‘山重水复疑无路’的时候,乃时寻找必要的帮助,才会尽早领略‘柳暗花明又一村’的豁然开朗。”“巴尔干战火刚燃烧时,俄罗斯表现出‘路见不平一声吼’的姿态,但遗憾的是并没有‘该出手时就出手’。”寥寥数语,语言面貌顿新,出奇制胜,可谓“庄谐之间,情趣盎然”。
绿仙龙水电站施工导流设计 篇3
云南省绿春县绿仙龙水电站位于李仙江下游,电站不属于李仙江流域规划的七级开发范围,坝址位于规划七级开发最后一级电站图卡河电站下游约8 km,初步进行的补充规划中,本工程是一个以发电为主,兼有水产养殖、旅游等综合利用功能的水电枢纽工程。
绿仙龙水电站正常蓄水位为338.0 m,电站总装机容量为66 MW,库容为1 564万m3,工程等别属三等工程,工程规模为中型,主要水工建筑物为3级,次要水工建筑物为4级。绿仙龙水电站为闸坝径流式电站,采用河床式开发方式,枢纽建筑物由泄水闸、电站厂房、左右岸重力挡水坝及回车场等组成。
2 地形及地质条件
李仙江绿仙龙水电站坝址地处中低山地貌区,位于李仙江宽谷地形河段,河谷呈“U”形。河流方向为S75°E～E,与岩层走向夹角35°～50°为斜向谷。河床为洪冲积砂卵砾石覆盖,厚11.2～16.5 m。河床两岸漫滩发育不对称,左侧为河流冲刷基岩漫滩,右岸为洪冲积砂卵砾石漫滩。两岸山体高程在500 m以上,左岸边坡坡度为35°～40°,右岸坡度为30°～35°,以残坡积粉质粘土混碎石或碎石土覆盖为主,一般厚2～5m。其中左岸在高程392 m以下分布崩坡堆积层。
坝址区基岩主要为二迭系下统栖霞阶地层,覆盖层有洪冲积层、塌滑堆积层、崩坡积层、残坡积层。坝址区未发现区域性断裂,规模稍大的断层有4条。坝址区发育的优势结构面为层面裂隙及顺层发育的微裂隙,结构面随岩体风化程度的减弱,其发育密度、延伸长度均明显随之减弱,性状变好。坝址区分布的细砂岩、粉砂岩、含粉砂泥岩由于岩性及断层裂隙等因素的影响,岩体风化较深,除具有垂直风化分带特性外,沿断裂带、层间挤压带产生槽状和囊状风化。
3 导流方式及导流标准
根据水文、地形、地质条件及水工建筑物布置,绿仙龙水电站施工导流可采用分期围堰导流方式。
绿仙龙水电站正常蓄水位为338.0 m,电站总装机容量为66 MW,库容为1 564万m3,工程等别属三等工程,工程规模为中型,主要水工建筑物为3级,次要水工建筑物为4级。根据《水电工程施工组织设计规范》(DL/T 5397—2007)规定,施工导流建筑物级别采用5级,采用的洪水设计标准如下:当建筑物类型为混凝土时,洪水重现期为3～5年;当建筑物类型为土石时,洪水重现期为5～10年。
根据当地建材资源及工程开挖料情况,围堰采用土石与混凝土结构型式。由于5年一遇和10年一遇洪水流量相差较大,相应标准的导流工程投资相差较大,考虑到河流水文特性及投资差异,本阶段选用5年一遇洪水作为导流设计洪水标准。
根据水文、地形、地质条件及水工建筑物布置,绿仙龙水电站施工导流可采用分期围堰导流方式和一次拦断河床围堰导流方式,与之配合的有明渠导流及隧洞导流。
对于一次拦断河床围堰导流方式,如采用明渠导流,由于坝址两岸山高坡陡,且水工建筑物已嵌入两岸较深,开挖会形成高边坡,开挖量也很大,如采用隧洞导流,由于导流流量较大,导流隧洞成洞及支护困难。综合考虑建筑物布置特点、河流水文特性和地形、地质条件等因素,本阶段选定施工导流采用分期围堰导流方式。
李仙江流域地处南亚热带季风区,暴雨发生较为频繁,李仙江的洪水主要由暴雨形成,每年12月～次年4月为旱季,每年的5月～11月为雨季。从绿仙龙水电站水文资料看出,坝址河流洪枯流量及水位变幅较大,汛期淹没基坑对工程进度影响较小且淹没损失不大,宜采用枯水期围堰。根据坝址地质资料,河床部位为洪冲积砂卵砾石覆盖,厚11.2～16.5 m,出于纵向围堰的稳定考虑,宜考虑枯水期围堰。经比较分析,初步选定各期导流时段均为枯水期。
4 导流方案
根据水工建筑物布置,厂房布置于右岸,宜先施工右岸,结合上述导流方式、导流标准,拟采用如下导流方案。
4.1 一期导流
在第一个枯水期修建一期土石子围堰围右岸,同时开挖左岸边坡,将左岸滩地拓宽拓深导流,在子围堰的保护下进行厂房、右岸重力坝及一孔半泄水闸施工,同时修建混凝土纵向围堰,在汛期到来之前一期混凝土围堰浇筑至设计高程。导流标准为12月～次年4月P=20%的洪水,导流流量为863.0 m3/s。汛期洪水淹没基坑,停止施工。汛期过后,在第二个枯水期修建一期上、下游土石围堰,与已建好的混凝土纵向围堰连接形成基坑,继续施工一期工程,在汛期到来之前,达到厂房下闸挡水要求。导流标准为12月～次年5月P=20%的洪水,导流流量为1 420.0 m3/s。纵向混凝土围堰为一、二期围堰所共用。
4.2 二期导流
在第三个枯水期填筑二期上、下游围堰与纵向混凝土围堰形成基坑,施工左岸剩余3孔半泄水闸坝、上闸首及左岸重力坝段。由一期完建的1孔泄水闸坝导流。导流标准为12月～次年4月P=20%的洪水,导流流量为863.0 m3/s。根据施工总进度,二期工程需两个枯水期完成,故二期围堰按过水围堰设计,但为了防止汛期上游水位壅高较多,对上游防洪不利,采取降低上游过水围堰顶高程,再在过水围堰上部修筑一小粘土挡水围堰,两者共同挡施工期洪水,汛期过水围堰上部粘土围堰被冲毁,可降低上游水位,第二个施工期再恢复粘土围堰。厂房首台机组在第四年4月初开始发电,二期可根据来水量利用二期围堰发电。闸坝在第四个枯水期末具备下闸蓄水条件。
5 导流建筑物设计
5.1 一期围堰
一期子围堰的填筑几乎占尽整个河床,故需将左岸滩地拓宽拓深形成导流明渠,导流明渠底宽20.0 m,开挖坡比1:0.5,通过683 m3/s时的流速为4.4 m/s。开挖边坡拟采用锚喷进行防护。
一期子围堰围右岸,采用土石围堰型式。导流标准为12～4月P=20%洪水,相应流量为683 m3/s。一期子土石围堰轴线全长约332.0 m,围堰顶宽7.0 m,上游围堰挡水高程331.66 m,顶高程333.0 m,下游围堰挡水高程329.66 m,顶高程330.5 m,迎、背水面坡比均为1:1.5。堰体及基础均采用高压定喷灌浆形成防渗板墙防渗,防渗墙孔距1.4 m,为封闭式,灌至砂砾卵石层底部并伸入强风化岩石内1.0 m。纵向围堰迎水面部分用块石护坡,防止水流淘刷围堰,以保证围堰堰脚及坡面的稳定。
一期围堰采用土石围堰型式。导流标准为12月～次年5月内20%洪水,相应流量为1 420 m3/s。上游土石围堰挡水高程332.89 m,顶高程为334.00 m,长约73.0 m;下游土石围堰挡水高程331.41 m,顶高程为332.5m,长约70.0 m。上、下游围堰顶宽均为7.0 m,迎、背水面坡比均为1:1.5,堰体及基础均采用高压定喷灌浆形成防渗板墙防渗,防渗墙孔距1.4m,为封闭式,灌至砂砾卵石层底部并伸入强风化岩石内1.0 m。
纵向混凝土围堰顶宽5.0 m,总长约240 m。纵向混凝土围堰的基础要求坐落在强风化岩石层,为一、二期围堰所共用。
5.2 二期围堰
二期上游围堰采用下部土石围堰加上部麻袋粘土围堰型式,二期下游围堰采用土石围堰型式,与混凝土纵向导墙共同挡水。导流标准为12月～次年4月P=20%洪水,相应流量为863 m3/s。上游围堰挡水高程334.87 m,长约91.0 m,其中过水围堰顶高程334.0 m,顶宽8.0 m,迎水面边坡坡度为1:3.0,背水面坡度为1:2.0,粘土斜墙防渗,堰基用高压摆喷灌浆形成防渗板墙防渗,防渗墙孔距1.4 m,为封闭式,灌至砂砾卵石层底部并伸入强风化岩石内1.0 m,过水围堰上部的麻袋粘土围堰顶高程336.0 m,顶宽4.0 m,净高2.0 m,迎水面、背水面边坡采用麻袋粘土护坡,坡度均为1:0.5。下游围堰挡水高程329.66 m,顶高程330.5 m,长约75.0 m,顶宽7.0 m,迎、背水面坡度均为1:2.0,堰体及基础均采用高压摆喷灌浆防渗,要求同二期上游围堰。二期上、下游围堰使用两个枯水期,为过水围堰,堰顶均采用1 000 mm浆砌石护顶,溢流面和围堰坡面、坡脚分别采用浆砌石、块石及钢筋笼等结构进行保护。
6 河道截流与下闸蓄水
6.1 河道截流
根据《冰利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)的规定,截流标准可以采用重现期5～10年的月或旬平均流量。
根据李仙江的水文特性、本工程导流程序及施工总进度安排,截流时间截流时间选择在第三年11月初。截流方式采用上游单战堤由左向右进占、立堵截流方式,截流戗堤与上游横向围堰相结合。
6.2 下闸蓄水
根据施工总进度的安排,第四年4月首台机组开始发电,此时由二期围堰挡水发电,利用一期完建的泄水闸闸门调节水位,第一阶段的水库蓄水位为332.89 m,即二期围堰最高挡水水位。
第二阶段水库的蓄水是在第五年5月开始,此时二期围堰全部拆除,闸门下闸蓄水,至正常水位发电。
7 结语
本文根据枢纽所在位置的水文地质地形条件,以及枢纽布置特点,采用了分期导流的导流方式,枯水期导流,一期子堰及一期围堰采用不过水土石围堰,二期围堰采用下部土石加上部麻袋粘土的过水围堰是合理可行的。事实上经过比选,该方案也是经济的。
参考文献
[1]水利电力部水利水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册[M].北京:中国水利水电出版社,1997.
导流技术在大坝施工中的应用探究 篇4
关键词：导流技术；水利工程；大坝施工；应用探究
前言
在水利工程中，导流系统是非常重要的工程技术。在某种程度上，可以说，导流技术的方案的选择可以决定一个水利工程项目的成本、质量及安全等各个方面，因此，在选择方案时一定要进行周密的思考，只有这样才能保证水利工程的经济效益与质量上的达标。在进行大坝的导流技术的实施，必须要进行围堰施工，所以就要对围堰的施工场所进行选择，才能保证水利工程大坝施工的顺利进行，才可以保证水利工程按预期时间竣工。
一、大坝施工导流措施的影响因素分析
水文环境就是指河流的水文特征，这对导流技术的导流方式会产生直接的影响。具体而言就是水流的大小、流量的特征、回旋流量以及河流的含沙情况都会影响导流技术的选择。一般而言，在夏季时，降水比较多，而且还有大量的积雪的融化现象，这就使得河水的水流量大大增加，继而形成了洪峰，这时就要采用
分段围堰的方式进行处理。对于水文变化比较大的河流，就必须要采用基坑淹没法，或者是用分段围堰法和基坑淹没法两种方式并行，这样可以有效的控制水流量。如果，河流处于枯水期时，就要尽快的进行施工，保证在枯水期结束之前完成施工，因为这个时候的水流量比较少，进行施工所要消耗的材料就比较少，但是枯水期是有时间限制的，不同的地区的枯水期的时间与周期的长短也不一样，这就必须要对当地的气候有所了解，并及时关注其变化。只有这样才可以保证水利工程的顺利实施[1]。
地形地势也会对大坝的导流技术的选择造成影响。对于比较宽阔的平原地带的河流，一般都是采用分期导流和明渠导流的方式。要是在山地地区的话，河流一般都是比较狭窄的，所以就要采用隧洞导流的方式进行大坝的导流工作。不同的导流方式要根据地形、地质条件来进行选择和实施，同时，对大坝的类型和布置情况都要进行考虑，对实际的情况进行分析以后能够更好的明确导流的方式。
二、大坝施工导流技术的应用
在大多数的情况下，水利工程的施工的过程中，对大坝的导流方案都会事先将其设计好很多的方案，然后根据要施工的地区的地势地形以及水文等进行分析，同时，还要考虑到当地的气候以及节气等因素，制定出合理的施工方案，只有在这样的基础之上，才可保证选择出合适的技术导流施工方案[2]。
（一）围堰导流技术的应用
在水利工程的大坝施工过程中，围堰导流技术是应用最广泛的技术，主要包括以下几种：
1.钢板桩格型围堰
钢板桩格型围堰主要是有主格体和联弧段组成的，在他们之间一锁扣建立联系，然后在格体之内放入较好的材料，如房屋拆迁的废弃的材料、石渣等。
2.混凝土围堰
混凝土围堰是比较靠谱的围堰技术，因为这种围堰是采用混凝土建造而成的，所以这类围堰的抵抗洪水的能力就比较好，不会出现渗水的现象，是比较常用的围堰方式，因为其工程量比较小，便于实施。
3.不过水土石围堰
不过水土石围堰的建设一般都是就地取材的，其原理类似于土石大坝的建构，将当地的土石作为原材料，这样可以减少水利工程大坝导流技术施工的成本，但是这种围堰方式的工程量巨大，所要耗费的时间以及人力资源比较大，而且，没有其他的材料的辅助，容易出现沉陷的状况[2]。
4.过水土石围堰
过水土石围堰一般采用两种方式：一是混凝土板围堰，这种方法的导流的效果比较好，因为混凝土制成的面板具有良好的防水效果；二是加筋过水围堰，在围堰下游堰体内设置横向钢筋，在围堰下游的大坝坡面内设置钢筋网格。这样可以有效的防止坡面上的石块被水冲走。
以上的方法都属于是围堰技术，但是，鉴于围堰技术的种类比较多，所以，在施工的过程中集体采用哪种方法进行施工，就要根据施工地点的集体的地形地势以及水文特征来决定了。
（二）隧洞导流技术的应用
隧洞导流技术就是指现在树立工程的大坝施工过程中，修筑围堰暂时将水挡住，在通过隧洞降河水倒流到下游的一种倒流技术。这种倒流技术一般适用于山地或者是山谷地区，因为这些地方的地势比较狭窄，所以这些地区不适合采用明渠导流技术，但是这种导流技术的造价高，所以要与永久性的建筑结合使用，这样才可以节约成本，提高资源的有效利用，促进我国水利工程长期发展。
（三）明渠导流技术的应用
明渠导流技术在施工的工程中要在大坝的上游和下游修建围堰，把要施工的大坝保护起来，同时，还要利用天然河道或者是挖明渠隧道的方式向河流的下游排水，采用这种倒流技术要选择比较宽阔平坦的开放式河流地带，在施工的过程中，对河流的导流量相对而言是比较大的，所以，在地势及地形的选择上一定要慎重，以此来保证施工人员的人身安全[4]。
（四）涵洞导流技术的应用
在水利工程大坝的修建的过程中，在进行土坝和堆石坝的修筑时常用涵洞导流技术，可以有效地提高工程的质量，使比较传统的水利工程大坝施工过程中的导流技术在运用这种技术时，首先，要对钢筋混凝土的特性进行充分把握；其次，分别在基坑的上游和下游修建围堰来进行挡水；再次，可以在建筑物基岩中开挖沟槽，必要时予以衬砌，然后，封上混凝土或钢筋混凝土顶盖，形成涵管；最后，让这些水通过设计好的涵洞向下游倒水的一种技术，适用于中型或者是小型的水闸。
结论：综上所述，在水利工程大坝建设的过程中，运用导流技术所受的影响的因素比较多，所以，在施工的过程中，要根据所施工的项目的具体情况来制定相应的导流方案，采用合理的、正确的导流技术，只有这样，才可以保证水利工程大坝建设的顺利完成，才能够在一定的程度上节约水利工程大坝施工建设的成本，提高水利工程的经济效益。
参考文献：
[1]周岚辉.大坝施工中导流技术的应用[J].水利科技·科技创新与应用，2014，（12）：156.
[2]江晓莉.浅谈水利水电施工中施工导流和围堰技术的运用[J].江西建材·水利科技，2015，（3）：126.
[3]魏才.施工导流技术在水利工程中的应用[J].水利科技·科技创新与应用，2014，（6）：165.
洮河齐家坪水电站施工导流设计 篇5
一、导流标准
齐家坪水电站为Ⅳ等小 (1) 型工程, 根据《水利水电工程施工组织设计规范》 (SL303-2004) 和《水利水电工程等级划分及洪水标准》 (SL252-2000) 中的有关规定, 确定本工程导流建筑物为5级, 设计洪水重现期为5a～10a。结合工程建筑物结构及施工工期等因素综合考虑, 确定枢纽围堰的挡水标准均选用5a一遇全年最大洪水, 其相应流量1170m3/s;厂房围堰的挡水标准均选用5a一遇枯水期最大洪水, 其相应流量512m3/s。电站分期施工洪水均值与设计见表1。
二、导流方式
㈠枢纽、厂房导流方式根据工程建筑物布置特点及施工强度分析, 结合工程区自然地理条件, 右岸I级阶地和河床的高差较小, 阶地地势平缓。因此, 本工程枢纽采用河床外明渠过流的分期导流方式;厂房除尾水渠和厂房水下部分施工需围堰挡水外, 厂房其他部位、及厂区各项工程均可干滩施工。
㈡导流分期规划一是枢纽工程。枢纽一期利用上下游横向围堰及纵向围堰挡水, 由右岸开挖的导流明渠过流, 完成枢纽全部工程的施工。导流标准为5a一遇全年洪水, 相应流量为1170m3/s。枢纽二期主要为导流明渠的回填工作, 可在枯水期安排施工。二是厂房及厂区工程。厂房施工为一期一段, 即利用上下游横向围堰和纵向围堰挡水, 由束窄后的河道过流, 完成尾水渠及厂房工程的施工。导流标准为5a一遇枯水期最大洪水, 相应流量为512m3/s。安装间、升压站及厂区其他工程施工均为干滩施工, 可不设围堰挡水。
三、导流建筑物设计
根据导流水力学计算成果并结合枢纽和厂房及厂区建筑物布置特点, 导流建筑物的设计成果分述如下。
㈠枢纽围堰电站枢纽施工采用河床外明渠过流的导流方式, 利用上下游横向围堰及纵向围堰挡水, 由右岸先期开挖的导流明渠过流, 完成枢纽全部工程的施工。之后完成导流明渠的回填工作。施工导流标准为P=20%, 全年最大洪水, 相应流量Q=1170m3/s。
枢纽上下游横向围堰及纵向围堰均采用壤土心墙砂砾石围堰。迎水面边坡1∶2.0, 背水面边坡1∶1.5, 迎水面均采用0.5m厚铅丝笼块石护坡。堰体及基础防渗均采用壤土心墙防渗体, 心墙顶宽2.0m, 边坡1∶0.2, 底部与基岩相接。上游横向围堰和纵向围堰顶宽5m。
㈡导流明渠导流明渠布置在右岸河滩地, 全长358m, 底宽40m, 开挖边坡1∶1.25, 设计纵坡0.125%。明渠进出口及弯道段采用现浇C20钢筋混凝土衬砌, 厚度50cm。
㈢厂房围堰厂房围堰为一期一段, 即利用围堰挡水, 完成尾水渠及前池的施工。厂房导流标准为P=20% (枯水期最大洪水) , 相应流量Q=512m3/s。
厂房上下游横向围堰及纵向围堰均采用砂砾石围堰。迎水面边坡1∶2.0, 背水面边坡1∶1.5, 迎水面均采用0.5m厚抛块石护坡。堰体防渗均采用壤土心墙防渗体, 心墙顶宽2.0m, 边坡1∶0.2。围堰顶宽均设计为4m。
导流水力学计算结果见表2, 施工导流工程主要工程量见表3。
四、导流工程施工
㈠施工程序根据施工进度计划, 枢纽施工程序为第1年10月底前完成右岸明渠开挖工作, 同年11月一期工程截流, 完成横向及纵向围堰施工, 至第3年6月底前完成一期工程;第3年6月底前完成导流明渠的回填工作。
厂房围堰施工在第2年10月完成, 机组安装、厂房其它工程和厂区所有工程于第3年6月底全部完成。
㈡导流工程施工方法导流工程施工项目包括砂砾石堰体, 壤土心墙填筑和拆除, 导流明渠开挖、衬砌及回填, 铅丝笼块石砌筑等。一是导流明渠开挖。导流明渠开挖由2m3挖掘机挖装10t～15t自卸汽车运输, 大部分渣料直接用于围堰填筑, 其余部分运至弃渣场。二是围堰填筑 (包括壤土心墙填筑) 。砂砾石填筑料可利用导流明渠开挖料, 2m3挖掘机挖料源装10t～15t自卸汽车运至填筑区, 74kW推土机分层推铺压实, 堰体上部及边角部位由人工摊铺平整, 配蛙式打夯机分层压实。三是导流明渠混凝土衬砌段混凝土浇筑:由0.75m3混凝土拌和机拌制混凝土, 1t机动翻斗车水平运输直接入仓外, 组合钢模成型, 机械振捣, 人工洒水养护。四是围堰拆除。砂砾石堰体及壤土心墙在枯水期由挖掘机全部挖除。
五、截流
㈠截流时段按《水利水电工程施工组织设计规范》 (SL303-2004) 的规定, 截流标准可采用截流时段重现期5a～10a的月或旬平均流量。通过对坝址处11月平均流量、重现期5a～10a的月平均流量分析, 结合洮河流域的水文特征和本工程施工总进度安排, 选择11月份进行截流。
㈡截流方式根据坝址地形、水文条件, 枢纽一期截流流量较小, 河道内水深较浅, 故采用土石体单戗立堵截流方案。
㈢基坑排水基坑排水包括初期排水和经常性排水。初期排水主要是排除围堰合龙闭气后的基坑积水, 经常性排水主要是排除基坑渗水及施工弃水。计划在基坑边坡坡脚部位开挖布置排水沟和集水井, 由水泵抽水排除。基坑排水的设备见表4。
六、结语
在工程的实际施工过程中基以上按照本文所设计的参数进行施工, 取得了成功。这也说明在工程的每一道工序开工前, 只有对于施工程序、施工方案都要进行缜密、细致的研究、分析, 不盲目施工, 才能避免造成不必要的损失。
摘要：介绍了洮河齐家坪水电站施工导流设计的原则及施工方法。
云南大丫口水电站施工导流设计 篇6
大丫口水电站为南捧河流域水电站规划梯级开发的第三个水电站,位于云南省镇康县军弄乡,坝址距镇康县南伞镇26 km,上游距凤尾河水电站23 km,下游距规划的红岩水电站距离约10 km。电站总库容约为1.71亿m3,为引水式水电站,装机3台,总装机容量为25 MW,是以发电为主的工程。本工程主要建筑物有碾压混凝土拱坝、引水系统、电站厂房及开关站。厂房位于坝址下游约4.9 km处的左岸边,开关站布置在主厂房的左侧。
2 自然条件
2.1 气象
南捧河流域气候类型属南亚热带湿润季风气候,流域干湿季节分明,气候温和,雨量充沛。主要降雨期为6～10月,降雨量约占全年80%,一般6月进入汛期,11月底结束。多年平均降雨量1 618.5 mm,历年最大日降雨量为121.3 mm。其多年平均气温19.3℃,历年极端最高气温为36.3℃,极端最低气温为-2.10℃。
2.2 水文
南捧河流域径流主要由降雨形成,其降雨时空分布呈现雨季来得晚,流域径流面积2 368.8 km2,主河道平均坡降1.32%。多年平均流量为55.8 m3/s,最小流量为1.38 m3/s,最大流量为882 m3/s。汛期6～11月来水量占了全年的81.0%,枯水期12月～次年5月来水量占全年的19.0%,最枯在3～4月仅占年总水量的4.3%左右。坝址5%、10%和20%的设计洪水流量分别为648 m3/s、534 m3/s和420 m3/s。坝址和厂房设计洪水成果见表1。
3 地形地质条件
3.1 地形
坝址河段两岸山坡较陡,河谷呈“V”型,河床狭窄,坡降大,左岸岩壁陡峭,右岸稍缓,坝址地形坡度25°～35°,呈斜坡状,下游段两岸岸坡基岩裸露,上游段基岩沿河边零星出露,呈阶梯状地形平均坡度45°。厂房地处南捧河左岸,地面高程525～543 m。地形坡度15°～30°,为顺向坡。坡面上未见有不良物理地质现象。
3.2 地质
坝址地层岩性如下:第四系及二迭系地层,下伏地层岩性为白云岩、灰质白云岩、白云质灰岩、灰岩互层或互为夹层。仙人山背斜位于坝址下游,走向310°～330°,轴面倾向下游,两翼不对称,北东翼岩层倾角40。～80°,变化较大;南西翼岩层倾角30°～50°。坝址处有平移逆断层、平移正断层。坝址区规模较大的裂隙按走向分类主要有NW、NE向两组和发育于白云岩对白云岩岩体力学强度影响较中的微裂隙。
厂房地层岩性如下:第四系坡积层粘土夹滚石、块石;第四系崩积层滚石、块石;三叠系中统河湾街组灰岩,深灰色中～薄层、微晶结构,岩石坚硬。建筑场地地处单斜构造区,岩层产状315°/SW∠43°～50°,岩层产状稳定,未发现有较大断裂通过厂区。主要发育二组产状为20°/NW∠85°和85°/NW∠75°的节理裂隙。
4 施工条件及工期要求
南捧河为山区河流,滩多水急,洪水期暴雨水位骤升骤降,无船只通行。本工程对外交通道路利用右岸机耕路进行改扩建,途经唐铁寨、阿巴寨,最终至坝址右岸,在坝址下游约2 km处新建一座桥梁连接南捧河左右岸厂坝公路,厂坝公路长5.6 km。另在距坝址右岸上游约350 m处新建一座长度约为73 m的施工期间用的临时钢桥跨江,连接两岸道路交通。主要施工临建区位于坝址右岸下游约800 m的马鹿水凹及厂房左岸上游厂坝公路旁的条带形台地处。
本项目计划发电工期34个月,总工期37个月。
5 施工导流设计
5.1 导流标准
本电站工程等别为Ⅱ等,永久建筑物拦河大坝为2级建筑物,引水式厂房为3级建筑物。相应的施工导流建筑物级别分别为4级、5级。考虑厂房基坑若被淹没对总工期及第一台机组发电工期影响较大,厂房的施工导流建筑物级别提高一级采用4级。根据《水电工程施工组织设计规范(DL/T 5397—2007)》规定,当导流建筑物结构类型为土石结构时,洪水重现期为20～10年一遇。
南捧河为山区河流,滩多水急,是一条落差较大的山区河流,洪水快涨快落,洪水期和枯水期水位、流量相差很大,为使导流工程简单、投资较少,结合施工进度等各方面因素宜采用枯水时段导流,厂房和大坝施工导流洪水频率均取为10年一遇洪水,大坝导流时段为12月15日至次年5月15日,相应的导流流量为84.4 m3/s;引水式厂房基础部位施工较复杂,导流时段为12月1日至次年5月31日,相应的导流流量为187 m3/s。
5.2 施工导流方案比较与选择
5.2.1 大坝施工导流方案比较
结合地形地质条件和水工建筑物的布置,从缩短工期、提前发电,尽量缩短导流隧洞长度,减少导流工程量等原则出发,大坝导流选择了以下四个方案进行比较。
5.2.1. 1 方案一:右岸明渠方案
围堰一次断流,右岸明渠导流。明渠坝段内设导流底孔,枯水期明渠及底孔导流,洪水期坝体临时挡水度汛,底孔调洪度汛。导流明渠进口底高程567.0 m,底宽4.0 m,底坡i=0.005,明渠长225 m,采用梯形过流断面,左侧采用重力式混凝土挡墙挡水,导流底孔尺寸为4.0 m×7.5 m。
该方案导流建筑物布置及施工较为简单,明渠底部及混凝土纵向导墙建基面均位于枯水期水位附近,因此明渠开挖及导墙混凝土浇筑可在枯水期完成;底孔坝段建基面为561.0 m,水面以下部分可在纵向小土石围堰局部围护下施工,枯水期结束前将底孔坝段混凝土浇筑至577.0 m高程,高于一期上游围堰高程576.2 m,完成导流建筑物的施工。
该方案因河床狭窄,明渠及底孔坝段施工受坝肩开挖、场内交通道路开挖等施工干扰较大;纵向导墙基础主要位于强溶蚀带,裂隙面夹泥或张开,以强～极强透水为主,需进行帷幕灌浆防渗;同时由于底孔坝段先于其余坝体浇筑,形成的施工缝对拱坝整体性有一定影响,需作后期处理。
5.2.1. 2 方案二:左岸导流隧洞+坝体底孔方案
围堰一次断流,枯水期隧洞导流,洪水期坝体临时挡水度汛,导流隧洞闸门下闸挡水,洪水期不参加过流,由坝体内导流底孔调洪度汛。
导流隧洞布置于左岸,断面型式为城门洞型,尺寸为4.0m×5.0m (宽×高),进口底高程566.5 m,底坡i=0.005,隧洞长220 m;在坝体内设置导流底孔,尺寸为5.0 m×6.0 m(宽×高),底部高程为569.0 m,长约23 m。导流隧洞只在第一个枯水期过流,承受很小的内水压力,导流流量较小,最大流速为4.5 m/s,因此除部分地质条件较差段采用钢筋混凝土衬砌外,其余洞段只需喷锚支护即可。
该方案洪水期前隧洞进水口闸门下闸挡水,由坝体已建导流底孔调洪度汛,后期在坝体导流底孔闸门下闸后,隧洞与底孔同时封堵。导流隧洞在上、下游预留岩坎挡水情况下,可全年施工,导流底孔在河床截流后随坝体同时浇筑,导流建筑物施工时间充裕,施工进度保障度高,基本不受其他建筑物施工的影响。
5.2.1. 3 方案三:左岸导流隧洞+坝体底孔方案
围堰一次断流,枯水期隧洞导流,洪水期坝体临时挡水度汛,由隧洞及坝体内底孔联合调洪度汛。该方案导流隧洞布置及尺寸与方案二相同,但由于洪水期需参与调洪度汛,承受较大的内水压力,最大流速为13.3m/s,因此隧洞全段均需采用钢筋混凝土衬砌支护。坝体内设置导流底孔,尺寸较方案二小,为3.0 m×4.5 m (宽×高),底部高程为569.0m,长约23 m。
该方案枯水期由隧洞导流,洪水期由隧洞及底孔联合过流,后期在导流隧洞及底孔闸门下闸后,隧洞与底孔同时封堵。导流建筑物施工条件和施工时段与方案二相同,坝体底孔尺寸比方案二小,隧洞过流断面与方案二相同,但由于承受较大内水压力及流速,因此结构设计要求比方案二高,衬砌及支护工程量较大。
5.2.1. 4 方案四:左岸导流隧洞方案
围堰一次断流,枯水期隧洞导流,洪水期坝体临时挡水度汛,由隧洞单独过流调洪度汛。隧洞断面型式为城门洞型,为满足度汛要求,隧洞尺寸拟为5.5 m×7.0 m (宽×高),进口底高程566.5 m,底坡i=0.005,隧洞长约230 m。
该方案隧洞尺寸最大,度汛期间承受较大内水压力,最大流速为13.2 m/s,因此隧洞结构设计要求也最高,全段均采用钢筋混凝土衬砌支护。该方案导流隧洞施工条件及施工时段与方案二、方案三基本相同,施工时间都比较充裕,但由于导流建筑物尺寸大,结构要求较高,衬砌及支护工程量最大,并需分层进行开挖。
5.2.2 大坝施工导流方案选择
大坝导流方案经上述四个方案技术与经济比较,结论如下。
(1)四个导流方案的围堰布置基本相同,主要差别在于导流过水建筑物不同。
(2)方案一导流明渠施工简单方便,但洪水期施工条件较差,只能在枯水时段施工,导墙基础防渗处理较复杂,施工期容易受到坝肩及场内道路施工的干扰,但工程投资最小。
(3)方案二、方案三和方案四的导流建筑物布置相似,均为隧洞导流。隧洞施工较复杂,容易受地质条件的影响,增加临时支护工程量、渗漏排水量和施工时间。施工期在隧洞进出口预留土(岩)坎后可全年施工,基本不受其他建筑物施工的影响。
(4)方案二、方案三和方案四施工条件及施工时段基本相同,方案二承受的水压力较小衬护工程量较少;方案四隧洞断面及衬护结构工程量较大,需分层施工,难度较大,工程投资也最大。
(5)方案一工程投资最少,施工时间较短,但施工干扰大,且先期浇筑的底孔坝段对拱坝整体性有一定的影响,需作后期处理;而方案二施工进度时间安排充裕灵活,虽然投资比方案一稍大一些,但相对于整个工程投资所占比例很小,且施工干扰小,对拱坝整体性无不利影响。
因此,选定方案二为大坝的施工导流方案。
5.2.3 厂房施工导流方案比较
引水式厂房位于坝轴线下游约5 km的左岸,为“V”型峡谷河段,河床狭窄,两岸坡度一般为15°～30°。因河床狭窄,厂房布置及尾水渠侵占河床较多,需在右岸扩挖拓宽河床。结合地形地质条件、水工建筑物布置以及施工总进度安排,厂房导流选择了枯水期导流方案和全年导流方案进行比较。
5.2.3. 1 方案一:枯水期导流方案
围堰一次断流,枯水期右岸明渠导流。导流时段采用12月1日～次年5月31日的枯水时段,导流标准P=10%,相应流量Q=187 m3/s。枯水期厂房施工,在右岸拓宽河床部位布置明渠导流,预留部分岩坎作为明渠纵向导墙的一部分。导流明渠为梯形过水断面,底宽5.5 m,底坡i=0.006。该方案施工强度较大,导流工程投资较小。但需在厂前布置一条长约215 m的施工支洞。
5.2.3. 2 方案二:全年导流方案
围堰一次断流,右岸明渠全年导流,导流标准P=10%,相应流量Q=534 m3/s。导流明渠布置与方案一基本相同,为梯形过流断面,底宽12.0m,左侧采用混凝土纵向导墙挡水。该方案厂房可全年施工,施工进度时间安排充裕,但导流工程量及投资较大。
5.2.4 厂房导流方案选择
(1)方案一施工强度较大,厂前引水隧洞与厂房施工干扰很大,需在厂前布置施工支洞;但导流工程投资较小。
(2)方案二的厂房在围堰维护下可全年均衡施工,施工时间比较充裕,但导流工程投资较大。
因此,选定方案一为厂房的施工导流方案。
5.2.5 导流方式
根据水工建筑物布置并结合南捧河的水文特点及施工条件,以及施工导流方案的确定,本工程施工导流分大坝导流和厂房导流两部分,大坝采用的导流方式如下:大坝围堰一次断流,左岸导流隧洞过流;厂房布置在坝轴线下游左岸岸边,围堰一次断流,右岸明渠导流。
5.2.6 施工导流方案
5.2.6. 1 大坝施工导流方案
在上、下游预留岩坎的保护下,第一个枯水期完成左岸导流隧洞的施工,第2年12月初截流。第二个枯水期上、下游土石围堰围护拦河坝基坑,进行拦河坝基坑开挖和混凝土浇筑,导流底孔随坝体同时浇筑,左岸隧洞导流,在第二个洪水期前将坝体混凝土浇筑至595.0 m高程。第3年5月15日导流隧洞下闸,由坝体临时断面挡水,已建导流底孔调洪度汛,第4年2月下旬导流底孔闸门下闸后,同时封堵导流隧洞和导流底孔。
5.2.6. 2 厂房施工导流方案
第一个枯水期完成右岸导流明渠的施工,第2年11月下旬截流。第二个枯水期在上、下游土石围堰围护下,进行厂房基坑开挖及混凝土浇筑,右岸明渠导流,第二个洪水期前将厂房施工至50年一遇洪水位536.5 m高程以上,厂房尾水闸门下闸,洪水期由明渠及基坑过流,厂房继续施工。第4年2月下旬拦河坝下闸蓄水后,河床流量很小,拆除厂房围堰,完成右岸水工扩挖段预留岩坎开挖。
5.2.6. 3 施工导流水力特性
大坝及厂房施工导流水力特性见表2。
5.2.7 导流建筑物设计
5.2.7. 1 大坝、厂房导流建筑物
大坝的导流方式如下:围堰一次断流,枯水期隧洞导流,洪水期坝体临时断面挡水,导流隧洞闸门下闸,由坝体内底孔调洪度汛。导流隧洞布置于左岸,断面为城门洞型,4.0 m×5.0 m (宽×高),隧洞全长约220 m,进口底高程为566.5 m,出口底高程为565.4 m,底坡i=0.005。导流隧洞沿线地层岩性主要以白云岩、灰质白云岩夹灰岩为主,岩溶发育程度为弱～中等,基本为Ⅲ类围岩。导流隧洞导流时段承受很小的内水压力,因此除进出口及断层破碎带采用系统锚杆、喷混凝土及钢筋混凝土衬砌外,其余洞段均采用喷锚支护。
由于坝体需在一个枯水期内浇筑至临时挡水断面,挡水高度不能太大。选择导流底孔尺寸为5.0 m×6.0 m (宽×高),底高程为569.0 m,长23 m。经调洪计算,可满足上述要求。
导流隧洞和导流底孔进水口均设置闸墩和闸门启闭机排架,以便后期下闸封堵。
大坝上、下游围堰采用土石结构型式。所需填筑料块石利用开挖料,土料取自土料场。上、下游围堰堰顶宽度均为8 m,迎水面坡度为1:3.5,背水面坡度为1:2,堰顶长度分别约为37 m和18 m。采用粘土斜墙防渗。为防止堰基渗漏,上、下游围堰均采用加长粘土铺盖以增加渗径,上游围堰基础结合摆喷灌浆防渗。
厂房导流方式如下:围堰一次断流,右岸明渠导流。过流断面为梯形,左侧利用预留岩坎挡水。由于厂房尾水渠布置至河床中部,需扩挖拓宽右岸河床过流,导流明渠与水工扩挖结合段左侧预留挡水岩坎,后期下闸蓄水后再开挖预留岩坎。由于右岸靠近河床的山体岩石裂隙发育,因此明渠渠底及左侧预留挡水岩坎采用混凝土衬护,防止渗漏。明渠长260 m,进口底高程为526.5 m,出口底高程为524.5 m,底坡i=0.006,底宽5.5 m。
厂房上、下游围堰均采用土石围堰,围堰顶宽为8.0 m,迎水面坡度为1:3.5,背水面坡度为1:2.0,堰顶长度分别为41.8 m、41.4 m。采用粘土斜墙防渗。围堰基础河床砂卵石覆盖层较厚,为极强透水层,为防止堰基渗漏,上、下游均采用高压摆喷灌浆防渗。
大坝及厂房施工导流布置如图1所示。
5.2.8 截流
根据《水电工程施工组织设计规范(DL/T 5397—2007)》规定,截流标准可以采用截流时段重现期5～10年的月或旬平均流量。
大坝的截流标准选取:时段12月,频率10年一遇,流量46.8 m3/s。
大坝上游围堰截流采用右岸单戗堤立堵方式,由右岸向左岸单向进占;预留龙口宽为10 m,最后龙口段通过逐步加大块石粒径及增大抛投强度和大块石抛投实现合龙。下游围堰则在上游戗堤合龙后填筑。
厂房的截流标准选取:时段11月下旬,频率10年一遇,流量105 m3/s。
厂房上游围堰截流采用左岸单戗堤立堵方式,由左岸向右岸单向进占;预留龙口宽为10m,最后龙口段通过逐步加大块石粒径及增大抛投强度和大块石抛投实现合龙。下游围堰则在上游戗堤合龙后填筑。
截流戗堤所需的块石来自备料场基坑开挖碴料,拦河坝围堰土料取自坝址左岸上游土料场,厂房围堰土料取自厂房右岸下游弃碴场的厂房开挖备料。
5.2.9 基坑排水
基坑排水包括初期排水和经常性排水,初期排水包括基坑积水及堰身和堰基渗水;经常性排水包括基坑渗水、降雨汇水和施工弃水。
经计算,大坝基坑抽水强度为190 m3/h。厂房基坑抽水强度为298 m3/h,选择水泵抽水进行抽排,水泵布置在大坝和厂房上、下游围堰上。
5.2.1 0 下闸蓄水
按照施工总进度计划安排,开工后的第3年5月15日导流隧洞下闸,由坝体导流底孔过流,第3年11月底,主体工程的大坝混凝土浇筑基本完成,于第4年2月下旬,导流底孔下闸蓄水。
南捧河流量较小,库容较大,蓄水历时较长,至第4年4月下旬才能将水库蓄至死水位630 m高程。第4年4月底,厂房第一台机组即可试机发电。
5.2.11围堰拆除
大坝及厂房土石围堰全部拆除,首先从背水面及水上部分开始,迎水面预留一定的挡水断面。大坝下游围堰水下部分拆除,在导流底孔下闸后,结合溢流坝下游护坦开挖一起挖除,厂房土石围堰水面以下部分,在导流底孔下闸蓄水期河床流量减少时挖除。
6 结语
施工导流设计是水电枢纽工程总体设计的重要组成部分,是施工进度和施工工期达到预期目标的重要保障,即施工导流设计应对整个工程的特点和相互关系进行全面分析、统筹安排来决定。本工程可行性研究报告顺利通过了云南省人民政府投资项目评审中心的审查,2010年12月本项目开工建设,并于2012年1月成功截流,目前工程项目施工正有序地进行。说明导流设计方案是合理可行的,可为同类工程的施工导流设计提供一些参考借鉴。
摘要：大丫口水电站河段流域山高坡陡、河谷狭窄、河流比降大,厂址与坝址相距约4.9km。文章介绍了根据河流水文、区域气象、河床地质地形,结合本工程总体布置、施工条件和施工工期安排要求,进行该电站施工导流的设计方案。选定的施工导流设计方案顺利通过审查,保证了项目实施建设时安全有序地进行施工,说明方案合理可行,可为同类工程的施工导流设计提供一些参考借鉴。
关键词：施工导流,围堰,大丫口水电站
参考文献
重卡导流罩结构设计方法研究 篇7
根据实验研究发现,汽车风阻系数Cd值每下降0.03,百公里油耗可下降2%1。陕汽某车型不带导流罩风阻系数Cd值为0.758,加装导流罩后风阻系数Cd值为0.654,Cd值下降0.104。按每辆车每年运营10万公里,百公里油耗36L/Km计算,加装导流罩后每年可节省36×2%×(100000/100)×3.5=2520L燃油,油价按7.5元/升计算,每辆车可节省18900元/年。巨大的经济效益促使车企对车辆的风阻系数优化越来越重视,因此对导流罩方面的研究也显得越来越重要。本文着重从导流罩的结构设计方面进行探讨和学习。
1、导流罩系统构成
导流罩系统主要由顶导流罩、侧导流罩和导流罩支架三部分组成。
1.1 顶导流罩
安装在驾驶室顶部用于顶部导流的装置;
1.2 侧导流罩
安装在驾驶室后围用于侧部导流的装置;
1.3 导流罩支架
用于连接导流罩和驾驶室,起固定和调节导流罩作用的装置。
1顶导流罩2左侧导流罩3右侧导流罩4导流罩支架
2、设计法规及输入条件
2.1 中国法规要求
①GB/T1589-2004《道路车辆外廓尺寸》:半挂牵引车、货车车宽2500mm,车高4000mm;
②JT/T789-2010《道路甩挂运输车辆技术条件》:牵引车的牵引销孔中心至驾驶室后端固定物的距离L不小于2120mm;前回转半径R1不超过2040mm;
③GB/T20182-2006《商用车驾驶室外部突出物》。
2.2 欧盟、欧共体法规要求
①ECE R26-02《关于就外部突出物方面批准车辆的统一规定》。
3、设计开发流程
以下为新车型开发项目为例
4、导流罩设计策略
4.1 导流罩材料选择
导流罩本体材料一般采用玻璃钢,图纸标注简写为UP+GF (UP为不饱和聚酯的国际通用缩写,GF为玻璃纤维的国际通用所写),一般密度在1.5-1.9g/cm 3之间。
材料选用趋势:随着合成塑料性能的提升及车体轻量化的趋势,国内外部分厂家已经开始采用塑料(如HDPE)作为导流罩本体材料,以降低车辆自重。
4.2 导流罩本体工艺选择
导流罩的常见工艺方法分两种:
4.2.1 手糊成型工艺
手糊成型看起来方法简单,不需要过多的设备和工具,但手糊成型恰恰是工艺要求严格,需要熟练的操作技术,并非简单的工艺方法。
工艺特点是:投入小,不需要正式模具,仅凹模且用木质制作,安装点无出模方向要求。缺点是外观面差,安装点尺寸精度差,同时生产效率低下,不适合作为批产产品使用。
4.2.2 SMC模压成型
将一副阴阳模安装在压力机上,将SMC片材在模腔中经过加热加压,使之固化定型。模压法可分为热压法、冷压法。
工艺特点是:投入较大,需要钢模和压力机,数模需要进行出模检查。优点是适合批产产品,尺寸精度高,外观美观。
4.2.3 工艺选择原则
考虑到导流罩是外观件,且其降油耗特性越来越受重视。从目前国内外趋势来讲,主流车型基本没有使用手糊件生产,J6、天龙、GTL、A7均采用了模压件的导流罩,因此在产品开发中只有初期产品小批量验证或者量比较少的车型才建议使用手糊工艺生产。
4.3 导流罩本体设计
导流罩本体一般厚度设计为3-5mm,设计难点主要侧重于安装点的预埋结构设计。以下分手糊工艺和SMC模压工艺两种结构分别讨论。
手糊件安装点预埋结构见图5,采用“几”字形支架预埋在本体内。支架需提前做电泳喷漆处理。
模具件预埋件见图6,图7,设计需考虑防拔拖及防转动结构,预埋六角螺母一端做成实心,防止料浸入。为降低SMC模具成本,安装点法向最好与出模方向一致。
4.4 导流罩支架设计
导流罩支架主要起固定和调节导流罩作用。导流罩支架失效的常见形式是支架开裂、导流罩抖动和驾驶室撕裂,设计时需特别注意安装孔距的布置及驾驶室本体内部加强板的布置是否能满足导流罩模态的要求。以下以支架的位置分类进行介绍:
4.4.1 顶导流罩支架
①前支架:
设计考虑要点:(1)旋转中心布置;(2)与导流罩连接方式;(3)现场安装可行性;(4)与顶盖连接强度。
注:若导流罩为可调节式,此处旋转中心确定上,需要考虑导流罩旋转时不要和顶盖发生干涉。
②后支架:
设计考虑要点:(1)与顶盖连接强度;(2)支架调节形式。
4.4.2 侧导流罩支架
侧导流罩支架形式上一般有两种:独立支架和集成管式支架。
①独立支架:
优点是结构简单,成本低,缺点是对后围安装面精度要求高。工艺上一般采用冲压或拼焊工艺,也有采用铸造工艺生产。
侧导流罩支架和驾驶室本体连接孔位,考虑到强度需要特别注意的是孔距不宜过小,建议值在100-150mm之间。在驾驶室本体上选择安装位置时需要在加强梁上或有特征加强的地方布置。
②采用管式集成支架连接:
特点是可先进行分装,安装简单,强度好于独立式支架。管支架一般选择直径20-25mm的Q235管材,采用折弯工艺,其上面支架采用焊接或装配形式与管子相连,见图11和图12所示。
5、工艺检查
主要检查内容:①出模方向与脱模斜度;②产品大小与模具工作台大小尺寸;③预埋件结构形式。
6、分析验证
为提高产品的可靠性,导流罩需要CAE分析部门进行以下方面的分析并出具分析报告:
6.1 整车外流场分析
在给定的工况条件下下,CAE分析人员利用软件对导流罩进行外流场分析,同时根据分析的结果,提出合理化建议并出具分析报告。由造型人员对外形进行修改后再进行分析,以满足流场分析设定目标值为准。图13为表面风压参数的分析,图14为造型优化后风压参数情况。
对比两图可见,导流罩后端造型需尽量与大箱前端面保证一致,才能起到真正扰流的作用。作为造型设计部门需要在考虑造型美观的同时兼顾其良好的扰流作用。
鉴于本文主要侧重研究导流罩结构设计,对流场优化环节不再赘述。
6.2 导流罩强度、模态分析
由结构设计人员提供数模、零部件BOM及材料定义和工况,CAE分析人员进行强度和模态分析:
①工况条件:约束模态、静载荷Z轴1G力、50km/h,70km/h,,90km/h,110kmm/h;
②X方向:P=Pv^2 (式中P是压强,p是空气密度1.185kg/m^3,v是风速);
③强度分析:计算各工况下导流罩及支架强度;导流罩及顶盖、后围连接部位强度;
④模态分析:计算各工况下导流罩及支架模型频率和安全系数;
⑤出具分析报告及更改建议。
7、工艺可行性分析
(1)由设计人员提供数模、BOM清单及安装图,由工艺部门分析可行性并出具工艺流程方案,应包含以下内容:
①通过性分析:
②工艺流程;
③装配性分析。
(2)工艺部门组织由设计、工艺、开发部、总装参与的评审会议,对工艺流程方案进行讨论。
8、结论
以上为笔者在多年设计实践过程中的一些总结和积累,希望能给行业内从业人员一些参考和帮助。
参考文献
[1]张英朝.汽车动力学数值模拟技术.北京.北京大学出版社,2011.
导流设计 篇8
宫山咀水库位于辽宁省葫芦岛市建昌县宫山咀乡,是一座以防洪为主,兼顾城市供水、发电、灌溉、养鱼等综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽。工程1958年9月动工兴建,1976年7月全部竣工。水库控制流域面积656平方公里,总库容1.0886亿m3。水工建筑物包括粘土心墙砂壳主坝、溢洪道、输水洞、电站和引水建筑物5部分,电站装机容量3105kw。
工程除险加固内容包括:大坝工程重新铺建上下游护坡、防浪墙修补及大理石罩面处理;溢洪道护坦混凝土修整、左岸增设浆砌石重力挡墙;输水洞防渗灌浆处理;修建码头等项。
2 自然条件
2.1 水文、气象条件
2.1.1 施工期水文
除险加固工程与水流有关的项目为主坝上游坝坡拆除重建,其施工时段为第一年汛后至第二年汛前。施工期水文如下:
2.1.2 气象条件
在坝址下游9km处有建昌县气象站,根据30多年的气象观测资料分析,坝址处年平均降雨量为582.5mm,年最大降雨量为846.2mm,年最小降雨量为406.1mm,年内降雨量分布极不均匀,50%以上降雨集中在7、8月份;多年平均蒸发量1856.6mm左右;多年平均气温8.1℃左右;多年平均风速为2～4.3m/s,多年平均最大风速为18m/s。
2.1.3 年径流
流量站有沈家洼子、建凌两站。沈家洼子站只有1958年和1959年两年观测资料,建凌站从1960年至今,各年均有实测资料。
坝址处多年平均径流量为10669.0万m3。详见表2.2
2.1.4 设计洪水
宫山咀水库洪水由大暴雨形成,多集中在7、8月份,洪水陡涨陡落,一次洪水历时一般为3～5天。较大历史洪水年份分别为1886年、1930年、1929年和1949年。通过水库还原计算和插补延长,洪水资料系列为1950至1992年,共43年。
2.2 地形、地质
坝址处基岩为安山岩及安山质凝灰岩。主坝基础覆盖层厚度4.9～13.4m,主要为沙砾石层。溢洪道的右侧为坡洪积台地,下部为侏罗纪吐呼噜安山斑岩,上部为第四纪亚粘土(表层已耕植)角度不整合于安山斑岩之上。溢洪道基础为安山斑岩,地质构造简单,岩石完整性好,岩石强风化深度一般为2m左右。
3 施工导流方案设计
3.1 导流标准
3.1.1 导流时段的划分
根据水利水电工程分等指标表3.1,宫山咀水库为大Ⅱ型水库,工程等别为二等,主要建筑物级别为2级。由现行规范《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004,确定相应的施工导流建筑物为4级(见表3.2)。
3.1.2 导流建筑物设计洪水标准
根据确定的临时建筑物类型(土石围堰)和临时建筑物级别(4级),查规范《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004,临时性水工建筑物所采用的洪水标准(表3.3),围堰设计所用的洪水重现期应在20～10年。鉴于本工程导流建筑物使用期短,坝址以下20km内无重要城镇、工矿和企业,即使导流建筑物失事也不会造成巨大损失,因此本工程导流建筑物洪水重现期取下限值,其导流设计流量为非汛期10年一遇71.6m3/s。
3.2 导流方案
3.2.1 导流方案的选择原则
在进行导流方式的选择时,主要考虑水文条件、地形地质条件、枢纽类型及布置,河流综合利用要求等各方面的因素。
施工导流的方式大体上分为分段围堰法导流、全段围堰法导流和淹没基坑法导流三类,但实际应用中均不适用,因为本工程无需修筑施工围堰,利用已有的输水洞和溢洪道导流即可满足施工。
3.2.2 导流方案拟定
上游坝坡处理高程为70.8m,施工时,水库水位必须降至69.0m以下,以保证坝面施工安全。为此,拟定如下导流方案:
施工导流设计来水量,由溢洪道下泄。施工中,日常来水由第一输水洞下泄。溢洪道泄流能够保证施工导流设计流量时库水位在69.0m以下。
3.3 导流建筑物泄洪能力复核
3.3.1 第一输水洞导流能力
水库第一输水洞为坝内埋管结构,进口底高程54.0m,进口管直径为1.6m,出口管于0+137.5m桩号处分为3条直径为1m的岔管,出口管底高程为49m,最大泄量为20.06m3/s。
3.3.2 溢洪道导流能力
(1)溢洪道泄洪能力计算
宫山咀水库通过加大溢洪道泄量将校核洪水标准由1000年一遇提高到2000年一遇,溢洪道总泄量由4273m3/s增加到6562m3/s,相应库水位为78.05m。9孔正堰总净宽108m,每孔净宽12m,堰顶高程67.7m,闸门最大开度8.9m。溢流堰泄流时水位～流量计算结果显示:单孔泄量与1979年宫山咀水库提高标准成果接近,与1981年沈阳农学院完成的《宫山咀水库模型试验补充报告》的正堰的实测泄量比较,在水位77.7m时,基本接近;在±77.7m时,误差在5%左右。
(2)水面曲线计算
控制段过堰水面曲线按克～奥I型非真空堰水舌表面轨迹计算。计算结果表明:百年以下洪水泄槽水面线基本都在开挖岩坡以内,泄槽能够渲泄2000年一遇洪水。利用泄槽断面收缩产生局部壅水,减缓水流流速;利用泄槽在渡槽以后的断面的扩大,底坡减缓和凸凹不平进一步消能,从而减轻对下游公路桥基础及河道的冲刷。
结语
施工导流方案是水利工程施工组织设计重要组成部分,其完善与否直接关乎主体工程施工。本方案对导流时段的划分和建筑物洪水标准的确定合理,对输水洞和溢洪道泄洪能力的复核结果准确,据此制定的导流方案满足了正常施工和确保了工期,是切实可行的方案。
参考文献
[1]水利水电工程施工组织设计规范SL303- 2004,中国水利水电出版社,2004年8月23日.
龙背湾水电站导流洞封堵施工技术 篇9
关键词：导流洞；封堵；施工；灌浆
1 工程概况
龙背湾水电站导流洞位于大坝上游左岸，轴线全长655.56m，平面上直线布置，进口底板高程为393.00m，出口底板高程为389.00m。导流隧洞封堵闸门为平板钢闸门，重132t，封堵闸门强度设计水位为488m，设计挡水水头为95m。
导流洞断面型式为圆拱直墙城门洞形，洞身采用钢筋混凝土全断面衬砌，衬砌厚度80cm，过水断面尺寸为8m×10m（宽×高）。导流洞封堵堵头长度35m，堵头上游端距闸门119m，堵头下游端距导流洞出口436m。导流洞封堵堵头共35m长，分为三段，第一段长7m，第二段长14m，第三段长14m。
2 导流洞封堵总体程序安排
导流洞封堵施工工序为：门槽检查→下闸→闸门堵漏→导流洞出口进洞道路填筑→封堵段混凝土施工→拱顶回填灌浆→封堵段围岩固结灌浆→堵头接触及接缝灌浆。
3 施工方法
3.1 门槽检查
根据下闸蓄水时间安排提前检查水上部分的闸门槽和底槛有无杂物堵塞，确保闸门启闭自由，对水下两侧闸门槽和底槛采用
无缝钢管通高压风进行反复冲洗，以使石块、泥沙等杂物随水流
带走。冲洗的范围不小于闸槽中心线上游2m范围，自上游向下
游连续进行冲洗。门槽检查完毕后将闸门锁定在闸槽内待命下
闸。
3.2下闸
提前根据闸门高度、闸门底槛高程推算出闸门下到位时的高程，在闸门顶两侧端焊接标示闸门下到位是的标杆，标示出闸门底部距离底槛的距离。
下闸令下达后，将闸门提升约50cm取掉拉杆锁定梁，开始下落闸门。在闸门下落过程中不断向P型橡胶水封与不锈钢水封座的接触面处浇水润滑，并通过观察不同时刻标杆刻度来检查启闭设备左右两侧是否同步并及时予以调节。
当闸门入水后，下落至距离底槛50cm时，闸门静置5分钟，再提起50cm，然后再下落，以便水流将闸门底槛部位冲涮干净，然后将闸门下落到底。
3.3 堵漏及进洞道路修筑
确认闸门落至底部并观察导流洞下游漏水情况后，将事先准备好的500个粘土袋和一些棉被，抛投至闸门上游部位。提前在导流洞出口附近备足硬化道路所需的填筑石料，下闸成功后尽快抢修通进入导流洞的道路，以便完成下一步的各项工作。
3.4 临时排水管安装
为确保干地施工及堵头施工期安全，施工排水设计采用2根Φ300mm的排水钢管及30cm厚1.5m高的混凝土挡水围堰。排水管进口底部距离底板距离30cm。围堰兼作堵头混凝土上游模板。下闸后的实测闸门及拱顶渗水量约10L/s。浇筑第二节堵头时仅保留了一根Φ300mm排水管通至堵头下游，其余排水管关闭管末端安装闸阀后，浇筑在第二段堵头内。第二节堵头廊道内设有1.2m×1.2m×3.4m（长×宽×深）的阀门井。
3.5 止水槽开挖及止水安装
第一段堵头内设计有一道环形布置的铜止水，需要在衬砌混凝土上凿槽埋设。底板止水槽采用液压破碎锤进行开挖，侧墙及顶拱的止水槽采用墙锯切割配合电锤根据分层浇筑高度提前进行开凿。铜止水为W型，展开宽度750mm。止水槽开挖尺寸为宽40cm、深30cm的矩形。銅止水在浇筑堵头混凝土前两天采用微膨胀混凝土预埋。
3.6 老混凝土面凿毛
封堵段老混凝土接触面凿毛采用电锤进行施工。先进行第一、第二段的底板和边墙部分的锚杆造孔和凿毛，然后与混凝土施工穿插作业，采用Φ50钢管搭设简易脚手架作为施工平台。
3.7 锚杆施工
堵头范围内布设有径向系统锚杆（Φ25，L=3.0m，排距3.0m，梅花型布置），每个断面12根，共12排，144根锚杆。锚杆为砂浆锚杆。锚杆孔深2m，钻混凝土0.8m，钻岩石1.2m，锚杆外露1m。
锚杆造孔采用人工手持YT28气腿式风钻造孔，钻杆长2.5m，钻头直径Φ42mm，钻孔直径48mm。
锚杆安装采用先注浆后插锚杆的工艺施工，注浆机注浆，拱顶锚杆采用水泥锚杆卷式锚固剂锚固，孔口用铁楔楔紧。
3.8 灌浆管路安装
为了节省工期，灌浆采用埋管法施工。每仓混凝土浇筑前，按设计图纸要求安装回填、固结、接触及接缝灌浆管路。拱顶回填灌浆排气槽采用白铁皮制作，固定在原衬砌混凝土拱顶部位。
回填灌浆、接触及接缝灌浆的出浆盒采用简易装置，现场制作，即在先浇筑混凝土上采用手风钻钻孔，孔深10cm，孔内插入用无缝钢管制作的三通进浆管，孔口通过2mm厚钢板盖板封闭，防止混凝土堵塞出浆口。盖板与进浆管采用焊接连接。灌浆管路均通过在混凝土面钻孔插设钢筋固定牢固。
各灌区周围采用1.5mm厚、25cm宽的镀锌铁皮止浆片封闭。
3.9 冷却水管安装
第一段堵头（7m长）内布设有冷却水管，冷却水管采用DN25镀锌钢管，顺水流方向蛇形布设。共布置4层，层间间距2.0m，水平间距1.3m（最顶层为1.2m），周边间距0.75m（最顶层为0.8m）。
冷却水管进出口引入下游廊道内，进行一、二期通水冷却。
钢管提前制作，浇筑混凝土前提前预埋，采用钢管架等固定。冷却水管人工现场采用配套弯头及接头连接，接头部位缠绕生胶带密封。
3.10 监测仪器埋设
导流洞封堵堵头内埋设的临时监测仪器型号及数量详见
表1。
表1 导流洞堵头埋设仪器表
测缝计、位错计在混凝土浇筑前按设计图纸要求提前安装，温度计在混凝土浇筑至埋设高程时实时进行安装。
3.11 混凝土浇筑
堵头采用泵送混凝土浇筑，混凝土泵布置在导流洞内，堵头下游10～20m处，型号为60m3/h柴油拖泵。
堵头挡头模板主要采用3015及1015组合钢模板，边缘采用木模板补缺。第一段堵头上游模板不予拆除。
堵头混凝土分段分层进行浇筑。第一段堵头分三层浇筑，分层厚度自底向上依次为4m、4m、2m。第二、第三段分四层浇筑，分层厚度自底向上依次为2m、2m、4m和2m。
第二、三段堵头采用薄层（1.5～2.5m）间歇施工，间歇时间6～9天。第二、第三段堵头第一层浇筑高度按廊道底部钢筋安装高程控制，第二层浇筑高度按廊道底板高程控制。
混凝土浇筑采用平铺法浇筑，每层铺料30cm厚，人工平仓，采用Φ70插入式振捣器振捣密实，止水、钢筋及模板附件采用Φ50插入式振捣器振捣。水平施工缝采用人工凿毛与高压水枪冲毛相结合的方式处理。
浇筑到拱顶部位人工无法振捣时，将堵头顶部模板全部封闭，用泵送压力尽可能向仓内打料，尽量充填拱顶部位空间，直至无法泵送为止。混凝土振捣的钢管架施工平台在浇筑过程中无法拆除。
3.12 灌浆施工
堵头顶拱120°范围内进行回填灌浆，回填灌浆压力0.3MPa。
堵头围岩固结灌浆孔入岩深度6.0m，排距3m，梅花型布置，每个断面呈放射状对称布设有12个灌浆孔。固结灌浆共13排，156个孔，钻孔总延米数1061m。固结灌浆压力0.8Mpa。
堵头拱顶及边墙范围进行接触灌浆，接触灌浆温度16℃，接触灌浆压力采用0.3～0.5Mpa。
回填及接触灌浆采用水泥等级不应低于42.5MPa。
第一段混凝土浇筑完成，混凝土强度达到70%后进行第一段堵头的回填灌浆。堵头混凝土全部浇筑，混凝土强度達到70%后开始第二段、第三段堵头的回填灌浆。回填灌浆完成后，开始堵头固结灌浆施工。混凝土温度及缝面张开度满足设计要求后方可进行接触、接缝灌浆。
灌浆施工按照常规方法进行，按相关规程规范及设计要求执行，由专业灌浆施工队伍进行施工。
施工时由上游向下游依次施工，先浇筑第一段混凝土，混凝土强度达到70%后进行第一段堵头的回填灌浆。堵头混凝土全部浇筑完成后，开始第二段、第三段堵头的回填灌浆，回填灌浆完成后，开始堵头固结灌浆施工。灌浆施工遵循先回填后固结，后接缝及接触灌浆的顺序进行。
3.13 灌浆管路封堵
灌浆管路采用0.5：1水泥浆封堵。封堵时采用纯压式，先由进浆管进0.5：1水泥浓浆，同时将回浆管敞开，直至回浆管的浆液浓度达到0.5：1，将回浆管扎死，最后用纯压式封堵，直至不进浆时结束。
当排气管出浆不畅或被堵塞时，应在缝面增开度限值内提高进浆压力，力争达到上述结束条件。若无效则应在顺灌结束后立即从两个排气管中进行倒灌。倒灌应使用最浓比级浆液在设计规定的压力下缝面停止吸浆持续即可结束。
4 实际施工过程
2014年10月12日下闸，10月15日导流洞出口道路接通，10月17日风水电安装完成。2014年10月25日开始第一段第一层混凝土浇筑，12月18日堵头全部浇筑完成，浇筑历时55天。2014年12月19日关闭排水管闸阀，进行排水管及闸阀井封堵。
第一段堵头浇筑完成7天后，2014年11月12日～11月14日进行了第一段堵头拱顶的回填灌浆及围岩的固结灌浆。
堵头全部浇筑完成后，2014年12月20日～12月29日进行了第二段和第三段堵头范围内的回填及固结灌浆。
由于目前混凝土内部温度仍较高，接触接缝灌浆还未能进行，待温度和接缝张开程度满足设计要求后进行接触和接缝灌浆。
各段混凝土开始浇筑时间详见表2
表2 堵头混凝土分仓高度及浇筑时间统计表
5 结束语
导流洞封堵自下闸至混凝土浇筑完毕共历时68天。回填及固结灌浆完成后堵头下游已无漏水点，取得了令人满意的封堵效果，为类似工程施工提供了一些借鉴经验。
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导流设计 篇10
吉林省辉南县太和水库工程位于石道河上, 石道河发源于辉南县石道河镇龙岗山脉北侧, 流经石道河镇、庆阳镇、辉发城镇, 于辉发城镇北丛家街村汇入辉发河, 县内河长62.6 公里, 流域面积533 平方公里, 是辉发河的一级支流。坝区河道两侧为河漫滩, 四岔河河水基本上由南流向北, 河道蛇曲较发育, 河谷多呈“U”型谷;三岔河河水基本上由东南流向西北, 河道蛇曲不发育, 两岸斜坡段坡度30°~45°, 局部地段呈陡壁, 陡崖高出江水面20~40m不等。
2 自然条件
太和水库本区位于吉林省东部长白山区, 龙岗山脉东南坡, 靖宇熔岩台地, 地势南部较高, 西北部较低。海拔高程399.3~814.m , 相对高差80.7~364m 。左岸为玄武岩台地, 右岸库区上游为玄武岩台地, 下游为低山丘陵, 河道两侧为河漫滩, 四岔河河水基本上由南流向北, 河道蛇曲较发育, 河谷多呈“U”型谷;三岔河河水基本上由东南流向西北, 河道蛇曲不发育, 两岸斜坡段坡度30°~45°, 局部地段呈陡壁, 陡崖高出江水面20~40m不等。该地区无霜期较短, 最大冻土深度为149cm 。春汛为4 月1日~6 月5 日, 秋汛为9 月16 日~10 月31日。
3 施工导流
3.1 导流标准
拟建的太和湖水库属于中型水库, 是一座以灌溉为主结合防洪、养鱼、供水等综合利用的III等 (3) 级水利工程, 按 《水利水电工程施工组织设计规范》 (SL303—2004) 的规定及导流建筑物保护对象、失事后果、使用年限、围堰工程规模等综合分析确定本工程导流建筑物级别为Ⅴ级。确定导流围堰 (土石结构) 洪水标准为5~10 年洪水重现期, 即洪水频率为20% 、10% , 根据本工程情况导流洪水采用5 年一遇洪水标准, 相应导流标准为大汛流量56.5m3/s (P=20%) 、春汛流量12.5m3/s (P=20%) 、秋汛流量5.2m3/s (P=20%) 。
3.2 导流方式
根据工程特点适合本工程的施工导流方式为两期两段分期导流。两期两段施工导流方式:一期左、右岸做截渗槽, 施工右岸重力坝、溢流坝、引水坝段、输水洞和桩号0+141.6m ~0+148.6、0+155.6 m ~0+177.6m段重力坝, 二期在河床开挖明渠, 利用明渠导流春、秋汛洪水至导流底孔, 在重力坝段桩号0+58.2 m处预留导流底孔, 施工0+000m ~0+544.8m段土石坝, 二期导流围堰修建在主河槽, 截断主河槽中的过流, 二期围堰使用年限为2 年。
3.3 挡水建筑物设计
由于主体工程在大汛期间正常施工, 上游围堰应采用5 年 (P=20%) 大汛的流量设计, 相应导流流量为56.5m3/s, 经过调洪计算坝址上游100 m处水位为405.35 m , 滩地地面高程为399 m , 水深在6m ;坝址处水位为398.9 m , 坝址下游100 m滩地地面高程为397.5m , 水深在1.4m 。
3.4 导流建筑物布置
一期施工右岸重力坝、溢流坝和部分引水坝部分, 不需要修筑围堰, 修建截渗槽需要维护基坑, 一期左岸截渗槽轴线距坝轴线174.71m , 长530 m , 一期右岸截渗槽轴线距坝轴线距离167.26 m , 围堰长340m 。
二期上游围堰距坝轴线90.22m , 围堰长度220m , 下游围堰距坝轴线75.51m , 围堰长度200 m , 导流明渠轴线距坝轴线135m , 明渠长度629m 。
3.5 导流底孔尺寸确定
根据水力学公式Q =μω√[2g (T0-hp) ], T0为水位到导流底孔底的高程差, 初步选定导流底孔为3m ×2m (宽×高) , 由 μ公式计算出μ=0.95, 根据T0计算Q 。
因为导流底孔是在大汛施工期间导流, 采用大汛 (P =20%) 流量为56.5.m3/s, 作为导流标准, 根据试算结果得出, 当水位高于底孔3.35 m时, 流量超过58.6 m3/s, 满足导流要求。设计导流底孔高程为402m , 并根据底孔高程计算围堰顶高程为407.15m , 导流明渠底高程为402m 。
3.6 围堰结构设计
1) 围堰结构:根据坝址地形情况及当地材料情况确定采用土石围堰, 围堰填筑料主要采用导流明渠开挖料和滩地开挖料, 围堰采用坝肩开挖料进行堆石护坡, 堆石护坡下采用反滤层, 围堰轴线位置做水泥土旋喷防渗墙, 深度到基岩下0.5m 。
2) 围堰设计参数:上游围堰顶宽采用6.0 m , 迎水坡坡比采用1:2.5, 背水坡坡比1:2.5, 迎水坡堆石护坡厚0.60 m , 下游围堰顶宽6.0m , 迎水坡坡比均1:2.0, 背水坡坡比1:2.5, 迎水坡护坡型式与上游围堰相同。
3.7 导流明渠设计
二期开挖导流明渠底高程402.4 m , 底宽3 m , 边坡比1:2, 长629.0m 。
3.8 截流设计
根据施工进度要求定于第二年8 月15 日截流。按照规范 (SL303—2004) 的规定, 采用八月平均流量4.18m3/s作为截流设计流量。
截流程序和方法:截流采用从龙口一端向另一端抛投进占, 逐渐束窄龙口直到全部拦断的单戗立堵法。在截流过程中通过一期已完建的取水口分流直至达到戗堤闭气后通过全部流量4.18m3/s。
截流戗堤高程325.0 m 。设计龙口宽度5 m , 流速1.12m /s, 经计算相应稳定截流块石粒径0.23m , 建议截流备料块石粒径≥0.30m 。截流备料量750m3。
4 结语
施工导流虽然是临时工程, 但它的设计合理与否关系到整个工程的正常开展, 具有举足轻重的地位。施工导流设计需根据工程水文地质条件, 综合考虑永久建筑物布置、施工工期、施工造价等因素;具体实施过程中导流方案会受到自然条件、地质条件、工程条件等多方面影响而发生调整, 没有最合理的方案, 只有更符合实际要求的方案。
参考文献
[1]中华人民共和国水利部.水利水电工程施工组织设计规范, 2004.