海南省xx江xx坝水利水电二期(灌区)工程初步设计报告(7-8部分(编辑修改稿)

海南省xx江xx坝水利水电二期(灌区)工程初步设计报告(7-8部分(编辑修改稿)内容摘要：

省工程投资 万元；因此以方案 4 为优，本阶段推荐方案 4。 即溢流坝工程导流标准选择为 11 月 1 日～次年 5 月 31 日时段 5年一遇洪水，相应洪峰流量为 613m3/s；厂房围堰挡水标准为全年 10 年一遇，相应洪峰流量为 12300m3/s；混凝土坝临时渡汛洪水标准为全年 20 年一遇，相应洪峰流量为 308 16000m3/s；土坝临时渡汛洪水标准为全年 50 年一遇相应洪峰流量为 21000m3/s。 导流方案 水电站枢纽建筑物有左岸土坝、低干渠渠首电站、两岸混凝土重力坝、 XX 电站厂房、河中 12 孔溢流坝等。 根据枢纽布置，本阶段重点研究了 2 个导流方案，两方案均分二期施工。 方案一：第一期围左岸挡水非溢流坝段、左岸厂房和左侧 6 孔溢流坝段，枯水期由右岸束窄河床导流，汛期由右岸束窄河床及左岸未完建的 5 孔泄水闸及闸内预留底孔导流；第二期围右岸非溢流坝段和右侧 6 孔溢流坝段，枯水期由一期工程 6 孔溢流坝段内预留的3 个 (bh)导流底孔导流，汛期由未完建的 12 孔泄水闸及闸内预留底孔导流。 方案二：第 一期围右岸非溢流坝段和右侧 6 孔溢流坝段，枯水期由左岸束窄河床导流，汛期由左岸束窄河床及右岸未完建的 5 孔泄水闸及闸内预留底孔导流；第二期围左岸挡水非溢流坝段、左岸厂房和左侧 6 孔溢流坝段，枯水期由一期工程 6 孔溢流坝段内预留的 3 个 (bh)导流底孔导流，汛期由未完建的 12 孔泄水闸及闸内预留底孔导流。 两导流方案导流水力要素比较见表。 表 两导流方案导流水力要素比较表 项 目 导 流 标 准 方案一 方案二 时 段 频率 流量 (m3/s) 上游水位 (m) 下游水位 (m) 上游水位 (m) 下游水位 (m) 一 期 导 流 石料场围堰 11 月 1 日 ~次 年 5 月 31 日 20% 613 溢流坝围堰 厂房围堰 全年 10% 12300 土坝度汛 2% 21000 二 期 导 流 溢流坝围堰 11 月 1 日 ~次 年 5 月 31 日 20% 613 厂房围 堰 全年 10% 12300 混凝土坝度汛 5% 16000 土坝度汛 2% 21000 由表 可见：两方案各期水位相差甚微，两导流方案的导流程序基本相同，因此两方案的导流工程量相差不大。 但由于方案一一期先围厂房，厂房工程不处在控制发电工期的关键线路上，厂房工程从第 1 年的 8 月份开始地基开挖，第 2 年 4 月份开始混凝土浇筑，第 4 年 2 月底第一台机组发电，发电工期为 3 年 2 个月，总工期为 309 3 年 3 个月。 而方案二第二期才围厂房，则厂房工程处在控制发电工期的关键线路上，厂房工程从第 2 年的 11 月份开始水下地基开挖，第 3 年 4 月份开始混凝土浇筑，第5 年 2 月底第一台机组发电，发电工期为 4 年 2 个月，总工期为 4 年 3 个月。 两导流方案导流程序基本相同，导流工程量相差不大，但方案一比方案二的首台机组发电工期和总工期短 1 年，因此推荐方案一。 推荐方案的施工导流程序是：工程正式开工后修建低干渠渠首电站，由临时改建渠道从原电站前池引水灌溉，由预埋在低干渠渠首电站下的灌溉引水管引水灌溉。 一期导流：第 1 年 11 月至第 2 年 5 月围左岸非溢流坝段、左岸厂房、左侧 6 孔溢流坝段，由右岸缩窄河床导流；第 2 年 5 月底前加高发电厂房围堰，形成全年挡水的厂房基坑。 汛期由右岸缩窄河床和一期已建至溢流堰顶高程 6 孔泄水闸及坝内高程 ~ 预留的 3 个 (bh)导流底孔导流。 二期导流：第 2年 11 月至第 3 年 5 月围右岸 6 孔溢流坝段，同时，安装一期已建溢流坝的 5 扇弧形钢闸门，左岸第 1 孔泄水闸由于有厂房上游围堰围护，其闸门可以安排在第 3 年汛期安装，由一期溢流坝内预留的 3 个 导流底孔导 流。 第 3 年 6 月 ~9 月，由未完建的 12 孔泄水闸及闸内预留留底孔导流。 第 3 年 10 月 ~第 4 年 1 月安装右岸 6孔溢流坝的弧形闸门，第 4 年 1 月导流底孔下闸，水库开始蓄水，第 4 年 2 月底第一台机组发电。 推荐方案的导流水力学指标见表 中的方案一。 围堰设计与施工 围堰设计 a) 人工砂石料场围堰 人工砂石料场围堰包括上游围堰、下游围堰和纵向围堰。 围堰挡水标准为 11 月1 日 ~次年 5 月 31 日时段 5 年一遇洪水，挡水流量 613m3/s。 上游围堰堰顶长 ，堰顶高程 ，最 大堰高 ；下游围堰堰顶长 ，堰顶高程 ，最大堰高 ；纵向围堰堰顶长 ，堰顶高程 ~，最大堰高。 料场围堰均为混凝土过水围堰，顶宽 ，迎背水坡均为 1∶。 b) 低干渠渠首电站围堰 低干渠渠首电站围堰包括低干渠渠首电站上、下游围堰和临时改建渠道下围堰。 渠首电站上游围堰长为 ，堰顶高程 ，最大堰高 ，下游围堰长 310 ，堰顶高程 ，最大堰高 ，临时改建渠道下游围堰断面与渠首 电站下游围堰相同，堰型均采用均质粘土围堰，顶宽 ，上下游坡度 1∶ 2。 c) 一期溢流坝围堰 一期溢流坝围堰挡水标准为 11 月 1 日 ~次年 5 月 31 日时段 5 年一遇洪水，挡水流量 613m3/s。 上游围堰堰顶长 ，堰顶高程 ，采用速凝混凝土在原滚水坝（坝顶高程 ）顶上加高形成，顶宽 ，结合面宽 ，并在结合面处须用锚筋加固。 下游围堰长 ，堰顶高程 ，最大堰高 ，采用均质粘土围堰，顶宽 ，迎水坡为 1∶ ，背水坡为 1∶ ；纵 向围堰堰顶长 ，堰顶高程 ~，最大堰高 ，为混凝土围堰，顶宽 ，迎水面铅直，背水坡为 1∶。 d) 一期厂房围堰 一期厂房围堰挡水标准为全年 10 年一遇洪水，挡水流量 12300m3/s。 上游围堰堰顶长 ，堰顶高程 ，最大堰高。 其中右侧 长采用混凝土在原滚水坝和原灌溉渠道取水口基础上加高加宽形成，基础开挖至基岩面，取水口闸门改用钢闸门；顶宽 ，背水坡为 1∶ ；其余部分 (长 )采用粘土在原土坝 (顶高程 )顶上加高培厚形成，堰宽为。 由于厂房上游围堰与左岸土坝接头，因此要求左岸土坝在第一个汛前填筑至高程。 下游围堰为均质粘土围堰长 ，顶高程 ，最大堰高 ，顶宽 ，迎水坡 1∶ ，背水坡 1∶ ，覆盖层采用挖槽至基岩后回填粘土防渗。 纵向围堰为混凝土围堰，其大部分利用溢流坝左边导墙。 坝轴线以上纵堰段长 ，堰顶高程 ，最大堰高 ，顶宽 ，迎水面铅直，背水坡为 1∶。 厂坝导墙以下纵 堰段长 ，堰顶高程 ~，最大堰高 ，顶宽 ，迎水面铅直，背水坡为 1∶。 e) 二期溢流坝围堰 二期溢流坝围堰挡水标准为 11 月 1 日至次年 5 月 31 日时段 5 年一遇洪水，挡水流量 613m3/s。 上游围堰长 ，堰顶高程 ，采用混凝土在原滚水坝（坝顶高程 ）顶上加高形成，顶宽 ，结合面宽 ，在结合面处须用锚筋加固。 下游围堰长 ，堰顶高程 ，最大堰高 ；为均质粘土围堰，顶宽 ，迎水坡 1∶ ，背水坡 1∶ ，岸坡堰基覆盖层采用挖槽至基岩后回填粘土防渗。 纵向围堰为混凝土围堰，其大部分利用溢流坝闸墩和导墙，坝轴线以上 311 纵堰长 ，堰顶高程 ，顶宽 ，迎水面铅直，背水坡 1∶ ，最大堰高。 施工导流主要工程量见表。 表 施工导流主要工程量汇总表 项 目 单位 石 料 场 一 期 导 流 二期导流 导流底孔 合计 闸坝上游围堰 闸坝纵向围堰 闸坝下游围堰 厂房上游围堰 厂房纵向围堰 厂房下游围堰 临时改建渠道 土石方开挖 m3 1921 2660 1008 8535 150 14830 土方填筑 m3 7267 25500 19200 436 6600 59003 混凝土 m3 4958 884 9600 15000 8667 637 1035 2208 42989 回填混凝土 m3 1470 1470 回填灌浆 m2 243 243 接触灌浆 m2 621 621 锚筋 (φ2L=4m) 根 150 148 298 钢 筋 t 钢 材 t 3 混凝土拆除 m3 884 7280 6300 4900 1035 20399 土石方拆除 m3 7267 19200 6600 33067 围堰施工 a) 粘土围堰施工 覆盖层开挖采用 10t 自卸汽车运输弃渣。 一期均质粘土围堰土料取自左岸土料场。 用 235kW 推土机集土， 载机装料， 10t 自卸汽车运输上堰， 132kW 推土机铺料， 5t 振动碾碾压。 二期下游均质粘土围堰土料利用一期下游均质粘土围堰拆除料。 用 在左岸堆料场装料， 10t 自卸汽车运输， 132kW 推土机铺料， 5t 振动碾碾压。 b) 混凝土围堰施工 一期混凝土围堰长度 ，顶宽 、底宽 ，高度 ；二期混凝土围堰长度 ，顶宽 、底宽 ，高度。 考虑到上游 XX 坝水电站白天蓄水夜间调峰发电的特点，混凝土按夜间立模、白天浇筑，夜间停浇的施工程序进行，考虑到混凝土围 堰需尽早挡水，要求混凝土早期强度高，在混凝土中需掺一定数量的早强速凝剂，使混凝土在 4 小时内终凝， 8 小时强度达到 5MPa 以上，满足挡水要求。 312 混凝土浇筑段长度控制在 ～ ，浇筑层厚度控制在 ～ ，混凝土围堰采用人工砂石料，在当地购买，由 10t 自卸汽车运输， W4 型履带式起重机吊 3m3罐入仓。 围堰拆除 a) 土石围堰拆除 一期下游均质粘土围堰拆除由 ，边退边挖，由 10t 自卸汽车运输至左岸弃渣场堆存，供二期下游围堰填筑。 b) 混凝土围堰拆除 一期混 凝土围堰长度 ，顶宽 ，拆除高度 ；二期上游围堰长度，顶宽 ，拆除高度。 在汛期到来之前，爆破分二次进行，先爆破水上 ，待水上部分施工完成后，再爆破水下部分，水上部分与水下部分均采用控制爆破的方法拆除，在堰顶及堰下游用风钻钻孔，钻孔向上游方向倾斜，水上部分爆破后由 反铲装渣， 10t 自卸汽车运输弃渣；水下部分爆破后石渣自由爆落至围堰上游库内。 因爆破距已有建筑物约 ，为减少对已有建筑物的影响，要求在爆破中，最大爆破振动速度应控制在 10cm/s 以内。 基坑排水 坝址下游左岸石料场面积约 万 m2，基坑过水后按 6d 抽干考虑，抽水强度为 5100m3/h。 两次基坑过水后的排水和经常性排水的总抽水量约 169 万 m3，选用 5台 14SA10B 型水泵。 一期基坑面积约 万 m2，排水强度为 986m3/h，排水总量约 78 万 m3。 二期基坑排水强度为 548m3/h，排水总量约 19 万 m3。 一期基坑抽水选用 5 台 8SA10 型水泵，二期基坑排水采用一期基坑抽水设备。 抽水设备宜分别布置于上下游围堰堰脚处。 下闸蓄水 本工程导流 底孔于第 4 年 1 月下旬下闸蓄水。 水库蓄水期间，下游河道及低干渠不能断流，低干渠供水流量 ，低水位时由灌溉引水管供水，高水位时利用渠首电站尾水供水；下游河道供水流量 10m3/s，库水位 封堵闸门控制下泄流量，库水位 ，关闭导流底孔闸门，此时由右岸溢流坝上的弧型闸门控制下泄流量，水库开始蓄水至死水位 时历时 33d。 第 4年 2 月底第一台机组投产发电。 313 主体工程施工 料场选择与开采 a) 料场的选择 坝址两岸土料丰富，因均质土 坝布置在左岸，因此，土料场选择选定为左岸坝址上游料场。 坝前天然砂料场质量不能满足要求，予以放弃。 可供选择的料场有叉河天然砂料场和坝后人工砂石料场，坝址附近无天然粗骨料料场。 为此，对叉河天然砂加人工粗骨料方案 (方案一 )和全人工砂石料方案 (方案二 )进行了技术经济比较。 方案一具有以下特点： (1) 采用叉河天然砂，免去了损耗较大的制砂工艺，只设筛洗车间即可； (2) 需有两套采运加工系统； (3) 砂料运距远，运费高，砂子生产综合单价高于人工砂； (4) 不利于施工管理。 方案二具有以下特点： (1) 只 有一个料源，料源集中且运距近，便于集中开采，采运加工系统单一； (2) 砂子生产单价低于天然砂； (3) 需增加一套制砂设备。 根据混凝土室内试验成果，按方案一和方案二所拌制的混凝土均可满足设计要求。 使用人工砂为细骨料的混凝土抗压强度较高，而以天然砂作为细骨料的混凝土耐久性能较好。 经计算，两方案相同强度等级混凝土单价相当。 经上述分析比较，本工程推荐选用人工砂。 b) 料场的开采 1) 土料场开采 (1) 开采总量的确定 本工程土方填筑总量 万 m3。 其中土坝填筑 万 m3，开关站和进厂公路填筑 土料 万 m3，中低干渠 万 m3，导流工程填筑土料 万 m3。 所有土料均需从料场开采。 考虑土料的开采、运输损耗系数以及土料的体积变。