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        重慶市永川區(qū)金鼎寺水庫(kù)大壩施工導(dǎo)流

        2017-10-19 00:11:44楊超
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年10期

        楊超

        【摘要】重力壩施工導(dǎo)流可以利用壩體自身過流的特點(diǎn),枯水期利用現(xiàn)有河道+壩體底孔導(dǎo)流,汛期利用壩體預(yù)留缺口度汛。

        【關(guān)鍵詞】重力壩;導(dǎo)流;度汛

        1、工程概況

        金鼎寺水庫(kù)壩址距永川城區(qū)17km,總庫(kù)容1080萬m3,正常庫(kù)容982萬m3,擋水建筑物為混凝土重力壩,壩頂軸線長(zhǎng)212.9m,最大壩高31.2m,最大壩底寬34.8m。

        2、 施工導(dǎo)流

        2.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

        (1)洪水標(biāo)準(zhǔn)

        本工程為Ⅲ等中型工程,主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。依據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303-2004)的有關(guān)規(guī)定,確定導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí),相應(yīng)土石類導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)為5~10年一遇。鑒于本工程規(guī)模較小,取規(guī)范低值,選用5年一遇洪水作為導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。一、二期導(dǎo)流時(shí)段均為11月~次年3月,導(dǎo)流流量均為5.2 m3/s。

        (2)壩體施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)

        依據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303-2004)的有關(guān)規(guī)定,壩體施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為10~20年一遇洪水,鑒于本工程規(guī)模較小,取規(guī)范低值,選用10年一遇洪水作為施工期度汛洪水標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)度汛流量為236.00 m3/s。

        2.2導(dǎo)流方式及水力計(jì)算

        (1)導(dǎo)流方式

        壩址處洪枯流量變化大,5年一遇洪水期流量為枯水期流量的35.5倍,經(jīng)過對(duì)左、右岸地形與地質(zhì)條件、工程量及永久建筑物利用等進(jìn)行綜合比較,擬定枯水期采用底孔導(dǎo)流,汛期采用壩體預(yù)留缺口導(dǎo)流度汛方式。

        (2)導(dǎo)流程序

        枯水期利用現(xiàn)有河道導(dǎo)流,進(jìn)行左、右岸非溢流壩段施工并澆筑至度汛高程292.60m以上;第二年4~10月,澆筑左右岸非溢流壩段度汛高程292.60m以上壩體;第二年11月~第三年3月枯水期利用右岸導(dǎo)流底孔導(dǎo)流,澆筑溢流壩塊至壩體高程290.00m,并作為預(yù)留導(dǎo)流缺口;第三年4月~10月,利用預(yù)留導(dǎo)流缺口度汛,澆筑非溢流壩段至壩頂高程306.50m;第三年11月~第四年1月,澆筑導(dǎo)流缺口部分,第四年1月進(jìn)行導(dǎo)流底孔封堵蓄水。

        (3)水力計(jì)算成果

        1)導(dǎo)流底孔計(jì)算

        二期導(dǎo)流利用右岸導(dǎo)流底孔,導(dǎo)流流量為5.2 m3/s。導(dǎo)流底孔泄流能力按寬頂堰公式計(jì)算:

        Q=εσsmB

        其中:σs—淹沒系數(shù);

        B—堰寬度(m),取2m;

        m—流量系數(shù);

        ε—側(cè)收縮系數(shù);

        Ho—堰上水頭(m)。

        根據(jù)計(jì)算可知:設(shè)計(jì)導(dǎo)流底孔高程288.50m,底孔寬2.0m,當(dāng)流量為5.2 m3/s時(shí),計(jì)算堰上水深1.9m。本設(shè)計(jì)安全超高取0.3m,設(shè)計(jì)邊墻高2.2m。導(dǎo)流底孔為圓拱直墻式,凈空尺寸2.0×2.2m(寬×高),矢高0.6m,導(dǎo)流底孔可以滿足導(dǎo)流要求。

        2)度汛水位計(jì)算

        根據(jù)擬定的導(dǎo)流方式,第一個(gè)汛期利用原有河道導(dǎo)流,過流能力按明渠均勻流計(jì)算;第二個(gè)汛期采用缺口度汛,泄流能力按寬頂堰計(jì)算:

        Q= mB

        其中:

        B—堰寬度(m),取32.0m;

        m—流量系數(shù);

        ε—側(cè)收縮系數(shù);

        Ho—堰上水頭(m)。

        第二年4月~10月,進(jìn)行非溢流壩段度汛水位以上施工,利用現(xiàn)有河床導(dǎo)流,壩址處泄流凈寬32m,底部高程288.50m;第三年4月~10月,進(jìn)行非溢流壩段度汛水位以上施工,預(yù)留導(dǎo)流缺口高程290.00m,堰寬32.0m,底部高程290.00m。

        一期度汛水位利用導(dǎo)流明渠,根據(jù)水位流量關(guān)系曲線,當(dāng)流量為236m3/s時(shí),對(duì)應(yīng)水位292.13m,安全超高取0.3m,計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m,故一期壩體度汛高程292.60m。

        二期度汛水位調(diào)洪計(jì)算,以水量平衡方程和泄流方程聯(lián)解為依據(jù),水庫(kù)庫(kù)容曲線,泄流曲線和入庫(kù)洪水過程線成果資料,按任意時(shí)段長(zhǎng)水庫(kù)水量平衡進(jìn)行水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算,二期度汛水位293.56m,安全超高取0.3m,計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m,故二期壩體度汛高程294.03m。

        2.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

        (1)一期導(dǎo)流建筑物

        一期導(dǎo)流流量為5.2m3/s,計(jì)算斷面河床寬8m,高程288.50m,河床坡率為1.5‰,天然河道糙取0.035,按曼寧公式進(jìn)行計(jì)算,水深為0.36m,安全超高取0.5m,計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m,計(jì)算所需圍堰頂部高程為289.52m;上下游填筑土石圍堰,圍堰長(zhǎng)15m,頂寬2m,高2.52m,頂部高程289.52m,上游邊坡比1:2,下游邊坡比1:1.5。

        (2)二期導(dǎo)流建筑物

        導(dǎo)流底孔尺寸設(shè)計(jì)2.0×2.2m(寬×高),底孔高程288.50m,當(dāng)導(dǎo)流流量5.2m3/s時(shí),堰上水深1.9m,安全超高取0.5m,計(jì)算風(fēng)浪爬高0.36m,計(jì)算所需圍堰頂高程291.21m。上游土石圍堰,長(zhǎng)65m,頂高程291.21m,頂寬2m,高2.71m,上游邊坡比1:2,下游邊坡比1:1.5。

        2.4導(dǎo)流建筑物施工

        導(dǎo)流工程由上下游圍堰、壩體導(dǎo)流底孔及導(dǎo)流渠道組成。圍堰采用黏土料填筑,初期排水時(shí)段為圍堰閉氣后的2d內(nèi)。

        2.5截流

        本工程一期不進(jìn)行截流,利用現(xiàn)有河道導(dǎo)流;二期圍堰需要進(jìn)行截流,先開挖壩上下游導(dǎo)流明渠,再采用從右向左進(jìn)占進(jìn)行截流。

        截流時(shí)間選擇在第二年10月底,截流標(biāo)準(zhǔn)選用5年一遇10月平均流量0.27 m3/s。截流方式為單戧立堵截流,從右岸向左岸進(jìn)行圍堰填筑,逐步向原河床進(jìn)占推進(jìn),戧堤填筑到設(shè)計(jì)高度。

        2.6封堵蓄水

        根據(jù)施工總進(jìn)度安排,第四年1月初大壩樞紐具備過水條件,采用C20混凝土封堵導(dǎo)流底孔,底孔頂部進(jìn)行回填灌漿,其它接縫部位進(jìn)行接縫灌漿。

        3、結(jié)論

        本工程采用分期導(dǎo)流:枯水期利用明渠+底孔導(dǎo)流;汛期采用壩體預(yù)留缺口度汛方式。通過此工程經(jīng)驗(yàn)可以推廣至其它類型混凝土等壩型。

        參考文獻(xiàn):

        [1] SL303—2004《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2004.

        [2] SL 252—2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》[S].北京:中國(guó)水利水電出版社,2001.

        [3] 重慶市永川區(qū)金鼎寺水利工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告.重慶:重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院,2012.

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