进水口前池抽水方案

金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]1进水口前池抽水方案一、概述2004年4月底，我部承建的厂房进水渠工程在完成所有杂物及场地清理后，顺利通过了业主、监理、设计的验收并将前池充满了水。其后，我部在厂房上游进水口闸墩的施工中，为防止施工器材掉入闸门槽内，也在拦污栅及检修门槽上部▼340.50平台处用钢管及钢模搭设了防护平台，但由于2004年汛期洪水数次溢过拦砂坎，冲毁了我部的防护设施，致使大量作防护用的钢模、架管及扣件掉入门槽内。为了不影响进水口闸门的顺利提升，确保发电目标的按期实现，需在充水发电前将进水口特别是闸门槽附近的杂物清理干净。对于进水口闸门槽的清理，我部曾有两种方案：一是聘请潜水员进行门槽处杂物的打捞，该方案的优点是费用较低，但清理的效果不是很好，特别是对于较重物件的打捞，潜水员往往难以完成；另一方案就是用水泵将前池内的水抽排干净，再用人工清理门槽处的杂物，该方案的优点是清理的效果较好，但缺点是花费的时间较长，所需的费用也较高。为确保发电工作的安全进行，我部经过反复研究比较后，最终采取了前池抽水的方案。二、施工辅助设施1．施工用电抽水所用电源可从坝顶施工用电配电盘上搭接。2．施工所用人员及设备配备前池抽水机械设备配置情况表表一序号名称数量施工台班备注1汽车吊（8T）1台2吊装水泵2载重汽车（15T）1辆2转运水泵3门机（MQ50型）1台6吊装水泵4清水泵（IS200-150-250型）4台150其中一台备用5进水管（Ф6＇蛇形软管）24米含备用6排水管（Ф6＇钢管）240米7人工15人约300个工日含水泵转移金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]2人员配备情况见下表：前池抽水人员配备情况表表二门机操作（人）水泵运行（人）水泵维修（人）电工（人）杂工（人）13335三．前池抽水方案㈠、抽水需考虑的因素前池抽水方案的制定需综合考虑以下因素：进水口前池概况：拦沙坎顶部高程为▼340.00，前池内目前水位约▼336.00，进水渠底板最低处高程▼318.20，底板坡度为1：3，MQ50门机最大控制范围：坝0-20.00。清水泵性能：流量为340m3/小时，出水扬程为15m，吸水扬程为7m。㈡、主要抽水方案：针对以上具体情况，前池抽水主要可分为三个阶段来进行：第一阶段：利用上游施工门机将三台水泵置于安装间段大坝基础（高程▼337.00）平台上，出水管路沿进水渠右侧岸边布置，将水位降至▼331.00左右。第二阶段：利用进水渠右侧边坡上的马道（高程▼331.50）作为抽水平台，用门机并辅以人工将水泵移至马道上抽水，出水管路仍沿进水渠右侧岸边布置，将水位降至▼325.00（该水位对应坝桩号约为:坝0-30.41）左右。第三阶段：利用门机并辅以人工将水泵移至马道下部的进水渠底板上，由于进水渠底板为1：3的坡度，需在其上搭设脚手架平台作为抽水平台，出水管路沿进水渠底板布置，如此逐步推进将前池内水全部抽排至嘉陵江中。㈢、进水口拦砂坎抗倾覆验算：进水口前池在水抽排干后，拦砂坎及冲砂闸导墙将承受一定的外水压力，为此需对拦砂坎及冲砂闸导墙进行稳定性计算，经过综合分析后得知，拦砂坎D段是安全隐患最大的部位，需对其进行稳定性计算。1、拦砂坎D段受力分析：进水渠拦砂坎D段具体受力情况如下图所示：金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]32、抗倾覆计算：为方便计算，取拦砂坎1m长的一段来进行抗倾覆计算，力矩计算支点取上图中的A点。金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]4淤泥对拦砂坎产生的侧向土压力：F1=（1/2）γ土．h土．1．h土式中γ土——淤泥的容重,单位取KN/m3，查表得γ土=20KN/m3h土——淤泥层的厚度，单位为m故F1=（1/2）×20×1×4×4=160KN因土压力的压强分布为三角形分布，故土压力作用点在距底部1/3h土处，土压力对拦砂坎产生的力矩：M1=F1．a1=160×(4/3+3)=693KN．m水压力：F2=（1/2）γ水．h水．1．h水式中γ水——水的容重,单位取KN/m3，查表得γ水=10KN/m3h水——水层的深度，单位为m故F2=（1/2）×10×1×9×9=405KN因水压力的压强分布为三角形分布，故土压力作用点在距底部1/3h水处，水压力对拦砂坎产生的力矩：M2=F2．a2=405×(9/3+7)=4050KN．m拦砂坎墙趾上覆盖的淤泥自重产生的垂直作用力：G土1=γ土V土1=20×（1/2）×2×4×1=80KNG土2=γ土V土2=20×6×4×1=480KN淤泥自重产生的抗倾覆力矩：M土=（G土1b1+G土2b2）=80×7+480×11=5840KN．m拦砂坎墙趾上部水产生的垂直作用力：G水1=γ水V水1=10×（1/2）×（4+9）×2.5×1=162.5KNG水2=γ水V水2=10×8×9×1=720KN金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]5水自重产生的抗倾覆力矩：M水=（G水1c1+G水2c2）=162.5×4.75+720×10=7972KN．m拦砂坎砼自重产生的抗倾覆力矩：M砼=（G1L1+G2L2+G3L3+G4L4）=25×6×1.5×1×0.75+25×18×2.0×1×2.5+25×(1/2)×(12+3)×4.5×1×5.75+25×6×3.0×1×11=12078KN．M扬压力F3=αγH=0.3×10×（338-322）=48KN扬压力产生的力矩：M扬=48×2/3×14=448KN．M拦砂坎抗倾覆的安全系数：K=（M土+M水+M砼-M扬）/（M1+M2）=（5840+7972+12078-448）/（693+4050）=25442/4743=5.36＞1.3所以拦砂坎不会发生倾覆。3、抗滑动计算：作用在拦砂坎上的所有水平作用力：ΣF=F1+F2=160+405=565KN扬压力F3=αγH=0.3×10×（338-322）=48KN作用在拦砂坎上的所有垂直作用力：ΣG=G土+G水+G砼-F3=80+480+162.5+720+2418-48=4172KN拦砂坎底部同砂岩地基之间的抗滑稳定系数：K=f0ΣG/ΣF查表得砼与泥质砂岩之间的摩擦系数f0为0.5故K=f0ΣG/ΣF=0.5×4172/565=3.69金银台航电枢纽闸坝厂房土建及金属结构安装工程标（JYT/007）【进水口前池抽水补充计算方案】中国水利水电五.十联营体十局项目部Tel：0817-6421041Fax：[phone]E-mail：[e-mail]6所以拦砂坎不会发生滑动。三．安全保证措施1.施工过程中严格遵守《中华人民共和国安全生产法》有关条文，实现安全生产目标；2.本工程为高架作业，为安全起见,水泵安拆尽量安排在白班进行；3.认真编制安全施工措施并作好安全教育工作；4.施工现场应做到：所有进入现场施工人员必须佩戴好安全防护用品，严禁酒后上班；施工平台搭设牢固，操作区要搭设扶手拦杆；所有用电线路和设备电器部件由专业电工架设并维护；高空作业人员必须栓好安全带。四．施工进度安排初步拟定于2005年2月25日开始作抽水准备，3月初开始进行抽水，3月10日前抽排完成，3月20日前完成前池闸门槽处杂物的清理。说明：本计算参考资料：1.成都科技大学水力学教研室编《水力学》（第二版）；2.中国水利水电出版社《岩土力学》；3.河海大学出版社出版的《土力学》。