石垭子水电站高水头过水围堰防冲设计与施工.doc

石垭子水电站高水头过水围堰防冲设计与施工
【摘要】石垭子水电站过水围堰是确保基坑正常施工及汛后能尽恢复施工的关键。上下游围堰堰顶高差11m,基坑底到上游堰顶高差42m,在同类型工程中也是比较大的。因此,在参考了同类型的东风、索风营等工程的有关经验后,选择什么样的防冲设计是围堰的关键,本文重点阐述了护面设计理念及施工方案,供同类工程参考。
【关键词】高水头过水围堰;防冲设计;护面设计;施工
1. 工程概述
石垭子水电站位于贵州省东北部,乌江水系左岸一级支流--洪渡河中下游。电站枢纽由碾压混凝土重力坝、右岸引水发电系统组成。,,装机容量为140MW(2×70MW);,×108kW?h。。,,。在河床溢流坝段设3孔12m×(宽×高)的溢流表孔,。厂房布置在右岸山体内,为地下厂房,采用单一洞室布置,从右向左依次布置主变室、安装间、主机间、副厂房,。
2. 围堰设计依据及设计标准
设计依据。(1)根据招标文件(2)投标文件(3)2007年汛前工作安排。
围堰设计标准。上、下游围堰保护下的施工对象是大坝,为大(2)型水利工程,属二等工程。根据SDJ338-89《水利水电工程施工组织设计规范》规定,相应导流工程为IV级建筑物,应按10~20年一遇洪水标准进行设计。从石垭子具体情况和招标文件规定,围堰设计标准为:
(1)上游围堰挡水标准为枯期(~)5年一遇(P=20%)洪水,相应洪峰流量570m3/s 。
(2)围堰渡汛标准为全年10年一遇(P=10%)洪水,相应洪峰流量5020m3/s。
(3)坝体施工期临时渡汛标准为全年10年一遇(P=10%)洪水,相应洪峰流量5020m3/s。
3. 基础资料
水文气象条件。
气象资料。,降水量主要集中在4~10月,%。石垭子水电站坝址以上流域多年平均面降水量年内分配见表1。石垭子水电站各气象要素统计主要依据务川气象站和坝址上游江滨水文站。
地形地质条件。坝址位于大坪镇两河口(甘河)。,河流流向基本以茅口组第三段(P1m3)顶、底界为界,上游段流向为N21°E,坝线段流向为正N,至下游峡谷出口转向N30°E流出坝址区。枯期河水位435m,水深2m~8m,河水面宽28m~40m;汛期河水位443m,水位变幅约8m。坝址区为斜向河谷,岩层倾右岸偏上游,两岸山脊基本与河流方向平行,河谷呈不对称的“V”形,坝线上游左岸约150m的吴家坪(P2w)地层河段为倾向上游偏右岸的40~50°顺向坡地形,下游为50~200m高的陡壁;右岸由于岩层软硬相间分布,形成两层高约70~150m的陡壁,两层陡壁之间形成宽30~60m的倾向上游的由吴家坪第一段组成的缓坡;峡谷出口地形呈喇叭状敞开,左岸为栖霞灰岩顺层陡坡,右岸为茅口灰岩陡壁。坝址下游为志留系砂页岩、泥岩分布,河谷开阔,在左岸梅林村多形成宽缓斜坡及平台。
4. 围堰设计
围堰堰型比较及选择。围堰基本堰型选择土石围堰和混凝土围堰两种堰型进行比较,其它堰型不作考虑。
土石围堰。土石围堰堰型具有以下优点:体型结构简单,堰体填筑料可就地取材,能够充分利用拦河坝坝肩及隧洞开挖的弃渣,不占用主体工程用料,后期易于拆除;对围堰基础要求不高,不用开挖河床覆盖层;施工时可使用大型机械设备,便于快速施工。该堰型的缺点为:围堰堰体断面尺寸大,抗冲能力较差,堰体采用透水性材料填筑,需要在堰基覆盖层和堰体内设置专门的防渗体。
混凝土围堰。混凝土围堰堰型具有以下优点:抗冲能力强,防渗性能好,不用专门设置防渗体,堰体断面尺寸小。缺点为:混凝土单价高,围堰投资大;对堰基要求较高,一般要求修建在基岩上,因此需要对河床覆盖层进行开挖,施工时要在混凝土围堰的上、下游面分别作一道土石子围堰挡水并闭气,才能进行围堰基础开挖和混凝土浇筑;与土石围堰填筑施工相比,工期较长。
(1)由于混凝土围堰堰型与土石围堰堰型相比,投资大,施工工期长,难于完成招标文件规定的截流后第一个枯水期的施工任务,将会占用大坝基坑施工工期,因此,上、下游围堰基本堰型选择土石围堰。
(2)土石围堰根据过水情况可分为不过水土石围堰和过水土石围堰。根据碾压混凝土坝的特点,允许坝体过水,可以淹没基坑;而山区河流的特