雙河口水電站面板堆石壩施工度汛應(yīng)急方案設(shè)計

1、雙河口水電站面板堆石壩施工度汛應(yīng)急方案設(shè)計    摘要：鋼筋混凝土面板堆石壩工程中，施工度汛設(shè)計方案對工程投資、工期控制及大壩施工安全度汛都起著重要作用，因此在施工組織設(shè)計時，需要綜合考慮各種因素，確定施工度汛設(shè)計方案。本文重點介紹了雙河口水電站在前期工作工期滯后的特殊情況下，對原施工度汛設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，并對第一個汛期的施工度汛應(yīng)急方案進(jìn)行專門的設(shè)計，可供類似工程借鑒。 關(guān)鍵詞：雙河口水電站，面板堆石壩，施工度汛，應(yīng)急方案 1.工程概況 蒙江雙河口水電站位于貴州省黔南布依族、苗族自治州羅甸縣交硯鄉(xiāng)蒙江干流河段上，壩址位于格凸河與漣江匯口下游約4km

2、處，樞紐控制流域面積4770km2，水庫正常蓄水位580m，死水位560m，水庫總庫容1.992億m3，興利庫容1.828億m3，電站裝機(jī)120MW，保證出力28.71MW，多年平均發(fā)電量4.466億kWh，裝機(jī)利用小時數(shù)3720h。 雙河口水電站屬等大（2）型工程，樞紐由鋼筋砼面板堆石壩、右岸溢洪道、右岸泄洪隧洞、左岸發(fā)電引水系統(tǒng)及電站廠房等建筑物組成。 大壩壩頂長335.145m，壩頂高程584.3m，最大壩高99.3m，上游壩坡1:1.41，下右壩坡馬道與上壩施工公路相結(jié)合，設(shè)“之”字型馬道，馬道寬8m，平均坡降1:1.59。 泄洪隧洞長515.2m，過水?dāng)嗝鏋镈=6.7m圓型斷面，60

3、cm厚鋼筋砼襯砌，進(jìn)口采用龍臺頭形式，進(jìn)口底板高程536.75m，出口底板高程500m。 大壩壩址以上流域集水面積4770km2，多年平均流量92.7m3/s，歷年實測最大流量5780m3/s（19592002年共43年水文資料）。蒙江流域氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候區(qū)，降水集中在510月，占年降水總量的80%左右，年最大洪水多發(fā)生在67月，約占?xì)v年實測最大洪水的68%左右。壩址處河床水面高程495m，河面寬80m，水深24m。 2.施工度汛設(shè)計方案 2.1度汛標(biāo)準(zhǔn) 雙河口電站工程大壩為鋼筋砼面板堆石壩，根據(jù)水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范（SL303-2004）規(guī)定，壩體施工期攔洪庫容在1.00.1億m

4、3，對應(yīng)的度汛標(biāo)準(zhǔn)為10050年一遇，本工程采用50年一遇度汛標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的度汛設(shè)計流量為Q=3510m3/s。 2.2度汛方式 施工度汛采用壩體臨時斷面擋水，利用過水?dāng)嗝鏋?m×9m城門洞型導(dǎo)流隧洞和斷面為D=6.7m的泄洪兼度汛隧洞聯(lián)合泄流，經(jīng)調(diào)洪演算，度汛高程為548.54m，因此汛前需將壩體臨時擋水?dāng)嗝嫣钪?49.0m高程，利用導(dǎo)流隧洞和泄洪兼度汛隧洞過流度汛。 壩體臨時斷面頂寬25m，下游面507m高程以上邊坡1:1.25，在529m高程設(shè)10m寬的馬道，507m高程以下主堆石排水區(qū)全部作為臨時擋水?dāng)嗝嫣钪?，汛前共需填筑土石?16萬m3，月平均強(qiáng)度258728m3/月。

5、2.3度汛方案的設(shè)計優(yōu)化 由于原設(shè)計方案汛前填筑強(qiáng)度較大，前期工作工期滯后，因此，工程開工后根據(jù)施工和業(yè)主方的意見，對原設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化：將泄洪兼度汛隧洞斷面改為6.7m×8m城門洞型，并將壩體臨時擋水?dāng)嗝骓攲拸脑瓉淼?5m優(yōu)化為15m，度汛高程降低至543.35m，壩體臨時擋水?dāng)嗝嫣钪繛?5萬m3，臨時斷面填筑強(qiáng)度降低至24萬m3/月。 3.工程施工進(jìn)度的現(xiàn)狀 雙河口水電站于2004年5月開工，截止2005年2月底，工程達(dá)到的主要面貌有：導(dǎo)流洞已過水，泄洪兼度汛洞正在進(jìn)行開挖；上下游圍堰已合龍，正進(jìn)行灌漿處理；料場正進(jìn)行剝離，料場備料約4萬m3，主要鉆爆、裝載、碾壓和運(yùn)輸設(shè)備

6、已到場，砂石料和砼系統(tǒng)正在安裝調(diào)試；左岸壩肩開挖基本完成，右岸壩肩和溢洪道正在進(jìn)行開挖，壩肩部分開挖接近河床。 由于多種原因，大壩和泄洪兼度汛洞施工工期明顯滯后，2005年汛期前不能貫通，施工度汛無法按原設(shè)計優(yōu)化后的方案實施，因此需要考慮施工度汛應(yīng)急措施。 4.大壩施工度汛應(yīng)急方案設(shè)計 4.1度汛應(yīng)急處理方案 雙河口水電站導(dǎo)流時段選擇為11月1日4月30日，相應(yīng)的導(dǎo)流設(shè)計流量為392m3/s，上游圍堰設(shè)計頂高程506.2m，實際填筑高程504.5m，下游圍堰設(shè)計頂高程502.0m，實際填筑高程502.0m。根據(jù)工程目前的進(jìn)度情況，預(yù)計3月20日開始壩體填筑，到2005年4月20日開始壩面保護(hù)來

7、考慮施工度汛應(yīng)急處理方案。 方案一：下游量水堰頂部高程497m，對已修建的下游圍堰進(jìn)行保護(hù)。壩體均填筑到497.0m高程，上游圍堰頂高程504.5m，下游圍堰頂高程502.0m。 方案二：下游量水堰頂部高程497m，拆除下游圍堰。壩體均填筑到497.0m高程，上游圍堰頂高程504.5m。 方案三：下游量水堰頂部高程497m，拆除下游圍堰。壩體上游填筑到500.0m高程，下游填筑到497.0m，坡度i=1%，上游圍堰頂高程504.5m。 方案四：下游量水堰頂部高程497m，拆除下游圍堰。壩體上游填筑到497.0m高程，下游填筑到500.0m，坡度i=-1%，上游圍堰頂高程504.5m。 方案五：

8、下游量水堰頂部高程500m，拆除下游圍堰。壩體上游填筑到497.0m高程，下游填筑到500.0m，坡度i=-1%，上游圍堰頂高程502.0m。 4.2水工模型試驗成果 針對以上應(yīng)急處理方案進(jìn)行了水力學(xué)模型試驗，試驗?zāi)康氖菧y定上下游圍堰、壩體的流態(tài)及流速分布，為設(shè)計度汛防護(hù)方案提供依據(jù)，以確定汛期對壩體及圍堰的保護(hù)方案和保護(hù)范圍。各方案試驗成果結(jié)論如下： 在五個試驗方案中，方案一由于下游圍堰頂高程502.0m，高于壩面及量水堰高程，使得各級流量下，在量水堰與下游圍堰之間有較大的水深，較好的保護(hù)了壩腳及量水堰，但下游圍堰下游堰腳處流速達(dá)11.88m/s，下游圍堰保護(hù)困難，試驗中下游圍堰很快就被沖毀

9、，因此，下游高圍堰的方案基本不成立，經(jīng)評估后，實際施工中下游圍堰不進(jìn)行保護(hù)，后續(xù)試驗方案中下游圍堰按全部拆除來進(jìn)行比較試驗。方案五為最優(yōu)方案，故推薦采用方案五即上游圍堰頂高程為502.0m，壩面上游高程497.0m，壩面下游高程500.0m，成逆向坡，量水堰頂高程500.0m，取消下游圍堰。上游圍堰降低至502.0m，使得過堰水流與堰后水流落差減小，降低了堰上水流的勢能，減少了下泄水流對堰腳的沖刷，在一定程度上保護(hù)了堰腳，其堰腳最大流速為6.63m/s。壩面放成逆向坡，也起到降低壩面流速，保護(hù)壩面安全的作用；同時量水堰頂高程加高到500.0m，降低了壩面的流速，保護(hù)了壩面的安全，其壩面最大流速

10、為3.96m/s。量水堰頂高程抬高雖有利于降低壩面流速，但同時加大了下泄水流對量水堰堰腳的沖刷，堰腳最大流速為5.49m/s，應(yīng)對堰腳加以保護(hù)。 施工度汛應(yīng)急處理推薦方案即方案五壩體剖面示意圖如下：                         4.3壩面保護(hù)措施 針對方案五，設(shè)計提出以下壩面保護(hù)措施：上游墊層料斜坡面采用擠壓邊墻保護(hù)；對上游墊層及過度料區(qū)采用鋼筋石

11、籠保護(hù)，下游靠近量水堰壩體缺口部分采用回填塊石護(hù)坡；量水堰下游堰腳采用回填大塊石護(hù)腳；對上游圍堰的下游坡面采用格賓網(wǎng)加錨筋并噴C20砼護(hù)坡，對坡頂3m范圍內(nèi)采用鋼筋石籠加錨筋壓頂，對坡腳采用鋼筋石籠壓腳加以保護(hù)。 4.4汛期前需要完成的工作 抓緊時間備料，力爭在2005年3月20日壩體填筑之前備料20萬m3以上。2005年3月15日之前砂石料加工系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢，并開始進(jìn)行砂石料加工生產(chǎn)；3月20日之前砼拌和系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢投入使用。2005年4月5日之前河床部分500m高程以下部分趾板砼及下游量水堰砼澆筑完畢。2005年4月20日壩體按度汛應(yīng)急方案五斷面填筑完畢，填筑量30萬m3。2005年

12、4月30日前按設(shè)計壩面保護(hù)措施完成壩面保護(hù)工作。 5.壩體汛前填筑強(qiáng)度分析 2005年汛前將壩體上游填筑到507m高程，出口段填筑到500m高程，壩體填筑方量為30萬m3，從2005年3月20日開始填筑，到2005年4月20日開始壩面保護(hù)，填筑強(qiáng)度為10000m3/天，采用25t自卸汽車運(yùn)輸上壩，每天需要909車次上壩，每車循環(huán)一次按30分鐘計，每天工作16小時，則每天每輛車循環(huán)32次，共需要29輛20t自卸汽車。料場配4臺3m3裝載機(jī)，裝車需要時間為5分鐘。 6.結(jié)論 雙河口水電站壩體一期填筑按施工度汛應(yīng)急設(shè)計斷面于2005年4月25日完成，壩面保護(hù)于5月6日完成，經(jīng)過了當(dāng)年主汛期洪水（現(xiàn)場實測3050m3/s（相當(dāng)于30年一遇）的考驗。2005年汛期后壩面沖刷情況如下：上游圍堰的下游