截流参考

鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第100页共127页4截流设计本工程采用两段两期导流方式，一期围右岸发电厂房及4.5孔溢流坝段，一期导流的泄水道士被围堰束窄后的河床；二期围左岸剩余的6.5孔溢流坝段，由右岸已建成的4孔溢流坝泄流。根据导流方案的安排，决定了本工程中有两次截流。4.1截流方式的选择4.1.1截流基本方法截流的基本方法：立堵法和平堵法（1）立堵法截流是将截流材料，从龙口一段向另一端或从两端向中间抛投进占，逐渐束窄龙口，直至全部拦断。优点：不需在龙口架设浮桥或栈桥，准备工作较简单，费用较低。缺点：截流时龙口单宽流量较大，出现的最大流速较高，且流速分布很不均匀，需用单个重量较大的截流材料。截流时工作前线较窄，抛投强度受到限制，施工进度受到影响。立堵法截流适用于大流量，基岩或覆盖层较薄的基岩河床。（2）平堵法截流时是现在龙口架设浮桥或战前，用自卸汽车沿龙口全线从浮桥或栈桥上均匀逐层抛填截流材料，直至戗堤高出水面为止。优点：龙口的单宽流量较小，出现的最大流速较低，流速分布较均匀；截流材料单个重量较小；截流时工作前线长，抛投强度较大，施工进度较快；故适用于软基河床缺点：由于需要架栈桥或浮桥，在通航河道上会碍航；技术复杂，费用较高。4.1.2截流方式的选择原则截流方式的选择应充分分析水力学参数，施工条件和截流难度，抛投物数量和性质,进行技术经济比较。并应根据下列条件选择不同的截流方式：（1）截流落差不超过3.5m时宜选择单戗立堵截流.如龙口水流能量相对较大，流鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第101页共127页速较高，应制备重大抛投物料；（2）截流流量大且落差大于3.5m时宜选择双戗或多戗立堵截流；（3）建造浮桥及栈桥平堵截流，定向爆破，建闸等截流方式只有在条件特殊时，经充分论证后方可选用。4.1.3本工程截流方式的选择考虑到立堵法截流不需要在龙口架设浮桥或栈桥，准备工作比较简单，费用较低；单戗堤准备简单、程序少，造价较低；且本工程中一、二期截流落差均未超过3.5m，一、二期河道截流采用单戗立堵的截流方式。4.２一期截流4.２.1截流方案（1）截流时段及截流标准根据枢纽工程施工进度计划，本标一期截流时段选择在4月中旬。截流设计标准采用10年一遇4月份平均流量147m³/s，由图4-1查得相应水位125.2m。123123.5124124.5125125.51260125.1129200400147125.2流量（水位(m)（m³/s）图图图图4444----1111河床水位曲线图河床水位曲线图河床水位曲线图河床水位曲线图鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第102页共127页（2）截流戗堤根据《水利水电工程施工组织设计规范》要求，戗堤轴线应根据河床和两岸地形，地质，交通条件，围堰防渗，主流流向，通航要求等因素综合分析选定，戗堤宜为围堰堰体组成部分。一期截流戗堤布置在纵向围堰轴线背水侧，戗堤轴线与围堰轴线平行。①戗堤高程在确保戗堤顶部出露水面、满足截流施工前提下，宜尽量降低戗堤顶部出水高度。据此原则定戗堤顶部出水高度1h=0.6m，故戗堤高程为：125.2+0.6=125.8m。图图图图4444----2222戗堤高程戗堤高程戗堤高程戗堤高程②戗堤顶宽一个堤头同时卸车点设为一个，按照戗堤顶宽与卸车点m的关系（见表4-1），确定戗堤顶宽为6m，可容许单车行驶。表表表表4444----1111戗堤顶宽与同时卸车点戗堤顶宽与同时卸车点戗堤顶宽与同时卸车点戗堤顶宽与同时卸车点mmmm关系关系关系关系戗堤顶宽（m）＜88～1212～1414～2020～2525～30同时卸车点m122～333～44通行条件单车行驶可以会车，须在戗堤每隔60～80m或两岸设置回车场可以会车（3）龙口位置和宽度根据《水利水电工程施工组织设计规范》要求，确定龙口宽度及位置应遵守下列原则:①河床宽度小于80m时，可不安排预进占，不设置龙口；鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第103页共127页②应保证预进占段裹头不发生冲刷破坏；③截流龙口位置宜设于河床水深较浅，覆盖层较薄或基岩出露处；④龙口工程量宜小。龙口位置：龙口段设在一期纵向围堰段的偏上游处（具体位置见图4-3），由河床工程地质纵剖面图分析得出此处河床淤泥层较薄，施工工程量相对较小。图图图图4444----3333一期截流一期截流一期截流一期截流龙口位置龙口位置龙口位置龙口位置龙口宽度：为使合龙的工程量较小，截流持续时间也较短，龙口宽度尽可能窄一些，但要以不引起龙口及其下游河床的冲刷为限，一期截流龙口宽度设为30m。（4）截流备料截流一般料物主要利用前期开挖石碴料，特殊料物为装石竹笼及大块石。一期截流戗堤所需各种料物约3360m³（含流失量），计划备料4800m³，备料场地设置在围堰右岸适当位置。4.２.2截流施工（1）非龙口段预进占施工第一阶段为非龙口预进占段抛投，预进占抛投料采用石碴料，投料物由备料场采用2m³挖掘机挖装，20t自卸汽车运输，TY220推土机辅助。直接卸料时，自卸汽车后轮距堤头边缘不小于2.5m，以上施工参数根据实际抛投情况修正。鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第104页共127页图图图图4444----4444一期截流预进占方向一期截流预进占方向一期截流预进占方向一期截流预进占方向（2）龙口段合龙施工龙口段抛投料采用2m³反铲挖掘机及ZL50（3.0m³）装载机挖装，20t自卸汽车运输运输至堤头抛投。4.３二期截流4.３.1截流方案（1）截流时段及截流标准根据招标文件要求，2003年10月31日二期围堰合龙，根据枢纽工程施工进度计划，本标一期截流时段选择在10月下旬，此时段的降水量和月平均流量都较小，选择此时段截流，减轻了截流工程的困难度，又能为后续的工作留有余地，不致影响整个工程的施工进度。截流设计标准采用10年一遇10月份平均流量129m³/s（由表4-2查得），由图4-1查得相应水位125.1m。表表表表4444----2222坝址不同频率分月平均流量表坝址不同频率分月平均流量表坝址不同频率分月平均流量表坝址不同频率分月平均流量表份P=10%P=20%7月1931167月1931168月2761749月14797.310月12989.611月10379.712月249238频率平均流量(m³/s)月鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第105页共127页（2）截流戗堤二期截流戗堤布置在下游围堰轴线背水侧，戗堤轴线与围堰轴线平行，截流戗堤是二期下游横向围堰的组成部分。①戗堤高程在确保戗堤顶部出露水面、满足截流施工前提下，宜尽量降低戗堤顶部出水高度。据此原则定戗堤顶部出水高度1h=0.6m，故戗堤高程为：125.1+0.6=125.7m。②戗堤稳定坡角Q=G·sinαT=G·cosα·tgβ式中：α为坡角；β为块石下休止角（一般为35°-42°）。图图图图4444----5555水下抛投形成的戗堤堤头稳定坡脚水下抛投形成的戗堤堤头稳定坡脚水下抛投形成的戗堤堤头稳定坡脚水下抛投形成的戗堤堤头稳定坡脚由Q=T，推得α=β，表明在静水及低流速河水中，戗堤稳定坡角等于堆石自然休止角，取α=β=37.43°。计算得tgα=0.677，则戗堤坡面坡度为1：1.5③戗堤顶宽本截流工程设计堤头的同时卸车点为一个，根据表3-1，设计戗堤顶宽为6m，可容许单车行驶。鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第106页共127页图图图图4444----6666戗堤段面尺寸图戗堤段面尺寸图戗堤段面尺寸图戗堤段面尺寸图（3）龙口位置和宽度龙口位置：龙口段设在下游围堰段靠近纵向围堰处（具体位置见图4-7）。龙口宽度：由于本工程无通航要求，结合龙口宽度尽量窄但不引起龙口及其下游河床的冲刷为限的原则，龙口宽度设计为40m。图图图图4444----7777二二二二期截流龙口位置期截流龙口位置期截流龙口位置期截流龙口位置（4）龙口预平抛由于二期截流龙口处河床淤积层较厚，抗冲能力低，故预先在龙口抛石，粗糙不平的护底有利于截流块体嵌填，从而减少龙口抛投量。（5）截流水力计算二期截流采用立堵法截流，忽略由戗堤渗漏的流量QS，又由于库容不大，拦蓄在水库中的水量Qac也可忽略不计。这样截流时的水量平衡方程式为：0Q=1Q+2Q...（*）鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第107页共127页式中：0Q——截流设计流量，m³/s；已知Q0=129m³/s1Q——分水建筑物的泄流量m³/s；2Q——龙口的泄流量，m³/s。（用宽顶堰公式计算）公式（*）可视作几种泄水道的联合泻流问题，对这类问题有许多不同的求解方法。下面用一种比较实用的方法——图解法计算。①绘制分流曲线1Q-H本工程泄水建筑物的溢流坝是属于曲线型实用堰，所以计算公式为：Q=ε1δsmnbg2H2/30（取ε1=1，δs=1）124.50121.50121.51=HHd=0.6P=3m行近水头图图图图4444----8888泄水建筑物的溢流坝泄水建筑物的溢流坝泄水建筑物的溢流坝泄水建筑物的溢流坝上游堰高与设计水头之比dHP1=3/0.6=5≧1.33，称为高堰，计算中可不计行近水头。在这种情况下，实际的工作全工作水头比上设计水头dHH0=0.622/0.6=1.03671，m=f（dHH0）的关系由图中曲线（a）确定。鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第108页共127页图图图图4444----9999HHHH、、、、mmmm关系图关系图关系图关系图查得m/md=1.01（其中md=0.502），计算得m=0.507当H=0.2，2/3)2.0(6.19104507.0××××=Q=8.1m³/sH=0.4，2/3)4.0(6.19104507.0××××=Q=22.7m³/sH=0.6，2/3)6.0(6.19104507.0××××=Q=41.7m³/sH=0.8，2/3)8.0(6.19104507.0××××=Q=64.2m³/sH=1.0，2/3)0.1(6.19104507.0××××=Q=89.8m³/sH=1.2，2/3)2.1(6.19104507.0××××=Q=118m³/sH=1.4，2/3)4.1(6.19104507.0××××=Q=148.7m³/s得到表4-3，根据此表绘制出Q1-H曲线（见图4-10）。鲤鱼江水电站截流施工组织设计与投标文件编制第109页共127页表表表表4444----33331Q与与与与HHHH关系关系关系关系H（m）0.20.40.60.81.01.21.4Q=mnbg2H2/3(m³/s)8.122.741.764.289.8118148.7②绘制龙口泄水能力曲线族Q2=f（H，b）无底宽顶堰流公式：2/30'2HgbmQ=...（**）表表表表4444----4444b/Bb/Bb/Bb/B与与与与mmmm´´´´关系关系关系关系b/B0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0m´0.3200.3220.3240.3270.3300.3340.3400.3460.3550.3670.385当龙口宽度b0=40m，b/B=40/180.37=0.22，查表4-4得m´=0.325H=0.2，02−Q=0.325×30×8.92××（0.2）2/3=5.2m³/sH=0.4，02−Q=0.325×40×8.92××（0.4）2/3=14.6m³/sH=0.6，02−Q=0.325×40×8.92××（0.6）2/3=26.8m³/sH=0.8，02−Q=0.325×40×8.92××（0.8）2/3=41.2m³/sH=1.0，02−Q=0.325×40×8.92××（1.0）2/3=57.6m³/sH=1.2，02−Q=0.325×40×8.92××（1.2）2/3=75.7m³/s得到表4-5，根据此表绘制出H-b0曲线（见图4-10）。表表表表4444----5555HHHH与与与与bbbb0关系关系关