施工导流及水流控制施工方案

施工导流方案

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2011年10月

施工导流方案

1.目的

为使整个工程能够顺利实施，协调施工且每个阶段处于受控状态,实现总进度要求，特制定本方案。

2. 描述

2.1 概述

毛里求斯位于热带气候带边缘以南20°,以东57°左右。毛里求斯是一个孤岛，其气候属于热带海洋性气候。整个岛屿的地形特征对降雨量有较大影响。由于该岛地形和地理位置的因素，属于亚热带气候。一般情况下,一年分两个不同的季节.夏季从11月~次年4月，该季节温和多雨,会出现热带气旋；其中，2月是最潮湿的月份。冬季从5月～10月，该季节凉爽干燥.通常,10月是最干燥的月份。然而，如果发生严重干旱，11月和12月,即雨季来临之前，将是一年中最干旱和干燥的月份。GRNW集水区年均降雨量范围为：沿海地区1200 mm左右到中部高原地区3400mm。

2.2导流程序

根据坝址区地形、招标文件提供的地质条件、水文条件及枢纽布置等，本工程采用两期导流的施工方式。一期导流为开挖右岸导流明渠过流，截断原河道， 基坑全年施工.二期导流为封堵导流明渠，利用溢流坝底孔泄流，在一个枯水期填筑土石坝段至高程379。00m以上；汛期利用溢流坝底孔和预留在5＃坝块376。00m高程的缺口联合过流。大坝施工导流程序及规划见表1。

表1 施工导流程序表

施工分期 施工时段 导流标准 流量

（M³/S) 挡水建筑物 泄水建筑物 施工部位

一期导流 2011年12月～2012年4月 全年20％ 30 导流明渠上下游预留土坎 原河道 导流明渠

2012年5月～2013年6月 全年5％ 53 一期上、下游围堰 右岸导流明渠 溢流坝、土石坝段

二期导流 2013年7月～2013年11月 5月至11月时段5% 9.1 二期上、下游围堰 底孔 土石坝段、溢流坝段

2013年12月~2014年4月 全年5％ 53 坝体 底孔和溢流坝段预留缺口 溢流坝段、土石坝段

2014年5月～2014年7月 5月至11月时段5％ 9。1 坝体 底孔 大坝未完工部分

2.3导流建筑物设计洪水标准

2.3。1 一期导流标准

根据招标文件提供的资料，导流明渠开挖计划安排在2011年12月～2012年4月进行，导流明渠施工期防护标准采用汛期20％(5年一遇）,其相应流量为Q=30m³/s。

一期围堰采用河床全年土石围堰挡水，右岸导流明渠过流的方式.围堰挡水标准为全年5％(二十年一遇洪水）,相应洪水流量为Q=53m³/s。

2。3.2 二期导流标准

（1） 2013年5月～2013年11月，采用导流明渠枯期围堰挡水,溢流坝底孔过流的方式。围堰挡水标准为枯期5%(二十年一遇洪水),相应洪水流量为Q=9.1m³/s。

（2) 2013年12月～2014年4月利用土石坝和溢流坝挡水，溢流坝底孔和预留缺口联合过流.挡水标准为全年5％（二十年一遇洪水)，相应流量为Q=53m³/s.

2.4 围堰设计

2.4。1 一期围堰设计

一期围堰设计挡水标准为全年5%(二十年一遇洪水），相应流量为Q=53m³/s。

2。4.1.1 导流明渠设计

根据现场地形条件,导流明渠进口高程取358。40m，出口高程取354.80m。

导流明渠临界水深计算：

式中：

—-临界水深;

——设计流量，取 53 m³/s；

b——渠道底宽,b=10 m;

m——渠道两岸坡度,均为1：1.0；

i-—设计渠底坡度，设计底坡为0.013；

n-—渠道糙率,取n=0.03；

经计算,=1。2m,导流明渠进口水位高程为359。60m。

2.4。1.2 上游围堰设计

上游围堰距导流明渠较近，因此上游围堰堰前水位取导流明渠进口处水位;依据安全超高标准,堰顶高程取361.10m.堰顶轴线长度为66。0m,堰顶宽度为9.0m；围堰坡比为迎水面1：2。0，背水面1:1。5。上游迎水面护坡采用块石护坡，护坡厚度0。5m;块石粒径为0。1m～0.5m。上游围堰布置单排帷幕灌浆，孔距1.5m，帷幕灌浆深入基岩1.0m。

2。4.1。3 下游围堰设计

下游围堰堰前水位高程356。00m,依据安全超高标准,堰顶高程为357.50m，堰顶轴线长度为165.00m，堰顶宽度为9.0m；围堰坡比为迎水面1:2.0,背水面1：1.5.迎水面采用块石护坡,厚度0.5m；块石粒径为0.1m~0.5m。围堰布置单排帷幕灌浆,孔距1。5m,帷幕灌浆深入基岩1.0m。

2。4。1。4 纵向围堰设计

纵向围堰为明渠开挖时预留的土坎,上、下游坎顶高程分别与上、下游围堰顶高程相同， 纵坡为1。3%，堰顶宽度9.0m，两侧坡比为1:1。0,迎水面采用块石护坡,背水面坡脚设截水沟。

一期围堰具体结构型式,详见《一期导流平面布置图》，《一期上游围堰剖面图》，

《一期下游围堰剖面图》，《一期右岸导流明渠剖面图》.

2。4.2 二期围堰设计

2。4。2。1 二期围堰水力学计算

二期围堰布置在右岸导流明渠上下游、坝体以外,导流标准采用枯期5月至11月二十年一遇洪水,相应流量为Q=9.1m³/s。设计采用溢流坝底孔过流.

底孔过流能力计算:

；

式中：

--设计过流流量，9。1 m³/s；

——管道流量系数，取0。8；

A——管道断面面积，出流孔径为1.4m,则A=1.539m2;

——自由出流时为孔口中心处的作用水头.

经试算，上游水头H0=3。1m时，其过流能力为9.6m³/s，大于9。1m³/s，满足过流能力.

因此：上游水位为358。6+3.1=361。7m。

2。4.2。1 上游围堰

根据计算，确定上游水头为3.1m时,堰前水位高程为361。7m,依据安全超高标准，堰顶高程取363.00m。围堰采用均质土石围堰结构形式，堰顶轴线长度为66。0m，堰顶宽度为9。0m；迎水面坡比为1:2。0,背水面1:1.5。围堰上游迎水面采用块石护坡，护坡厚度为0。5m，块石粒径为0。1m～0.5m。堰基采用粘土铺盖防渗。

2。4。2.2 下游围堰设计

水流经底孔至下游护坦后，水流迅速扩散，水位降低，施工期间满足河床水位不倒灌回基坑即可满足要求，因此暂定下游围堰顶高程357。50m，具体高程根据施工期间测量下游水位后确定。围堰采用均质土石围堰结构形式.堰顶轴线长约65.00m，堰顶宽度9.0m。围堰迎水面坡比为1:2。0,背水面1：1。5.上游迎水面采用块石护坡，护坡厚度为0。5m，块石粒径为0.1m~0.5m。堰基采用粘土铺盖防渗。

2.4。2.3 纵向围堰设计

二期纵向围堰利用溢流坝右侧混凝土挡土墙。为连接溢流坝混凝土挡土墙与上下游土石围堰，采用浆砌石挡墙分别向上下游延伸20。0m和10.0m。浆砌石挡墙与混凝土挡土墙采用细石混凝土连接。

二期导流围堰布置，请详见附图《二期导流平面布置图》，《二期上游围堰剖面图》，《二期下游围堰剖面图》,《浆砌石挡墙及门机保护围堰剖面图》。

2.4.2。4 联合过流设计

2013年12月至2014年4月，利用溢流坝底孔和溢流坝缺口联合过流。挡水标准为全年5%（二十年一遇洪水)，相应洪水流量为Q=53m³/s。缺口预留在溢流坝桩号0+050～0+064坝段处,缺口宽度14。0m，缺口底部高程为376.00m;底孔中心高程为358.60m，管道直径1。4m.

联合过流能力计算:

式中：

--设计流量，53m³/s；

——底孔过流流量；

——管道系统流量系数，取=0。8；

A-—管道断面面积，孔径为1.4m,则A=1。539m2；

-—自由出流时为孔口中心处的作用水头;

——预留缺口过流流量；

B--缺口过水宽度，取B=14.0m；

—-缺口以上的上游水头；

——侧收系数,取=0。32。

经计算,当预留缺口上游水头为1.5m时，即上游水位高程为377.50m时，底孔和缺口联合过流能力为54。3m³/s﹥53。0m³/s。考虑到安全超高，此时溢流坝其他坝段的高程不低于378。5m;左右岸土石坝段的高程不低于379.0m。

2。4。2。5 门机保护措施

2013年7月至2014年7月，此期间利用底孔和溢流坝预留缺口联合过流，设计最大流量为53m³/s。此时段在护坦左侧布置环形围堰保护门机.水流至护坦后水位迅速降低，水深约1.3m，因此设计门机保护围堰高2.0m.围堰采用编织袋土围堰形式,内填粘土心墙防渗.

2。5 截流施工

2.5.1 一期截流施工

2.5.1。1 截流时间与设计流量设计

根据招标文件水文资料，截流暂选择在2012年4月底，设计截流流量Q=5。1m³/s,

具体施工日期根据当时实际水情变化进行调整。

2。5。1。2 截流方式的选择

根据工程的实际地形条件和现有设备状况,截流方式选择单戗立堵单向进占方式

2.5.1.3 截流施工

截流时右岸导流明渠负责分流，根据现场河床地形及水文条件推断,导流明渠进口处底板高程低于截流时河床水位高程,并且截流时水量较小，因此截流时利用戗堤进占即可实现截流。

截流时,首先从左岸进行上游围堰的进占,下游围堰随后跟进，采用液压反铲挖装、自卸汽车装运左岸坝肩开挖料运至围堰端头,推土机推平等方法进行戗堤填筑,在上游戗堤合龙后再完成下游截流施工.

2.5.1.4 一期围堰施工

（1） 施工程序

明渠开挖随坝体开挖同时进行,开挖时由设计渠道的中部,向上、下游方向进行施工。施工程序为：清表→土方开挖→渠道防护。

堰体填筑采用进占法施工,施工程序为:覆盖层土方开挖→戗堤填筑→帷幕灌浆施工→围堰加高培厚→块石防护。

（2) 填筑料源

围堰所需填筑料采自导流明渠和一期基坑水面以上的开挖合格料。块石料选用坝体和导流明渠开挖中的孤石。

（3） 施工方法

① 施工道路：利用一期基坑开挖施工道路,作为围堰填筑的主要运输线路,根据填筑需要及时调整进料方向，以减少对已经施工部位的破坏。一期基坑开挖的合适料及时运至围堰进行填筑施工。

② 开挖方法:使用1.9m³液压挖掘机挖装20t自卸车，合格料运至围堰填筑或储料场储存,弃料运至弃渣场,表层腐植土堆存备用.

③ 填筑方法:一期围堰填筑首先将水面以上的堰基进行清理，围堰所需的填筑料,采用液压挖掘机挖装自卸汽车运输至填筑工作面。水面以下部分填筑采用进占法施工。堰体加高培厚部分，采用液压挖掘机挖装自卸汽车运料，推土机辅助分层摊铺，使用16t振动碾碾压。

初步确定碾压密实度为93％,层厚按照30～50cm进行控制，现场根据实情情况进行调整.

(4） 帷幕灌浆

上、下游围堰设置帷幕灌浆防渗。水下堰体和堰基防渗采用单排帷幕灌浆形式，孔距1.5m。帷幕灌浆深入基岩约1。0m左右。制浆平台根据施工的需求搭设，以满足工程施工的需求。灌浆所用水泥为硅酸盐水泥，灌浆水灰比采用1：1.

(5) 岸坡接头处理

围堰堰体与河岸结合处，将水面以上岸坡的植被清理干净，清除覆盖层,开挖深度视覆盖层厚度而定，开挖完成之后,回填并压实。回填料与堰体料完整相接。

（6) 围堰拆除

围堰土石方拆除采用液压反铲挖装自卸汽车运输至右岸弃渣场。

2.5.1.5 施工资源配置