某大型水电站截流施工组织设计

***水电工程围堰截流施工组织设计1 编制说明按照业主的总体部署，为了保证***工程能够在十月下旬顺利截流，保证截流施工的安全和质量，结合施工现场实际情况，编制了本施工组织设计，对截流施工布置、施工进度、施工方法、备料场地、设备配置等作了详细的说明，以指导现场施工，保证截流施工顺利进行。

2 编制依据（1）合同文件；（2）设计图纸及有关技术要求（3）业主、监理下发的有关文件和会议纪要（4）满足2007年安全渡汛要求；（5）《截流模型试验研究报告》；（6）工程截流验收专项咨询意见。

3 工程概况3.1 工程概况***水电站工程属大（1）型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。

工程以发电为主兼有防洪、灌溉、养殖和旅游等综合利用效益，水库具有多年调节性能。

该工程由心墙堆石坝、左岸溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸地下式引水发电系统及导流工程等建筑物组成。

水库库容为237.03×108m3，电站装机容量5850MW （9×650MW）。

上游围堰布置于勘界河下游约70m，最大堰高74m，堰顶高程656.00m，堰顶长约293m，宽15.00m，轴线方向为N76°46′E。

上游围堰两岸地形完整，岸坡形状基本对称，左岸地形坡度约为33°，右岸约为39°。

左岸有3m～6m厚的坡积物、崩塌堆积物分布，成分为块石、碎石夹粉土，其下伏全风化花岗岩的底界垂直深度一般在10m左右，强风化花岗岩的底界垂直深度一般在20m～30m之间。

围堰右岸边坡表层一般分布有厚度1m～2m的坡积物，多为碎石质粉土，结构松散，下伏花岗岩风化轻微，全风化岩体分布高程620m以上，厚度小于10m，强风化岩体底界垂直深度0～20m。

根据布置于河床中心的钻孔ZK459和ZK221揭露，河床主流线附近冲积层厚度为8m～9m，向两侧逐渐变薄，并且具有二元结构。

第①类为中细砂层，分布于河床表部，一般厚度2.0m～3.0m，向两侧其厚度略有增加；第②类为卵砾石、块石、弧石层，该层厚度大且稳定，一般在6.0m～7.0m左右，中等密实；根据钻孔抽水试验成果，此层渗透系数为72.194m/d，属于强透水的卵砾石层。

下伏花岗岩多呈弱风化下部、微风化～新鲜，岩石坚硬，岩体完整。

初期导流设计标准为10年一遇，设计流量4280m3/s。

上、下游围堰堰顶高程分别为656m、625m，相应的库水位为623.201m。

工程拟采用立堵截流方式于2007年10月下旬实施河床截流，截流流量选用10月下旬10年一遇旬区间平均流量1120m3/s；若加上大朝山2台机组发电流量 695m3/s 为1815m3/s，在最不利的情况下考虑大朝山6台机组全发电的工况为Q=3205 m3/s。

工程截流期间，主要通过左岸两条导流隧洞导流。

左岸1#导流隧洞断面型式为方圆型，断面尺寸为16m×21m（宽×高），进口底板高程为600.00m，洞长1067.868m，隧洞底坡为i=0.578%，出口底板高程为594.00m。

2#导流隧洞断面型式为方圆型，断面尺寸为16m×21m（宽×高），进口底板高程为605.00m，洞长1142.045m（含与1#尾水隧洞结合段长304.020m）；结合段前隧洞底坡为i=3.81%，结合段后隧洞底坡为i=0，出口高程为576.00m。

3.2水文气象条件**江径流以降雨补给为主，上游区有部分冰雪融水补给，中游区冰雪融水补给少，下游区全由降雨补给。

径流量年际变化较均匀稳定，存在较明显的连续丰水年和连续枯水年。

径流年内分配不均匀，枯汛期明显。

径流主要集中在6月～10月，上、中、下游各水文站汛期径流均占年径流量的70%以上。

**江洪水主要由暴雨形成，流域年洪水主要出现在6月～9月，但10月～11月份也会出现年洪水和较大洪水。

***电站坝址以上流域面积14.47×104km2，***电站10月、11月旬平均流量见表3-1，景洪水库蓄水后，***水电站尾水渠施工洪水位见表3-2，大朝山～***水电站区间洪水成果表见表3-3。

表3-1 ***电站10月11月旬平均流量成果表流量- m3/s项目频率（%）5 10 2010月上旬平均流量 5580 4720 3860 10月中旬平均流量 4760 4060 3350 10月下旬平均流量4060 3460 2860 11月上旬平均流量 3920 3110 2370 11月中旬平均流量 3390 2610 1920 11月下旬平均流量2480 2040 1620表3-2 景洪水库建成蓄水后，***水电站尾水渠处施工洪水位时段 12月～5月 12月～4月洪水频率5% 10% 20% 5% 10% 20% 流量（m3/s）3580 3050 2480 2960 2410 1870 水位（m）612.7 611.8 610.9 611.7 610.7 609.6表3-3大朝山～***水电站区间洪水成果表项目频率20% 10%多年平均10月下旬平均流量824 1120 65911月上旬平均流量679 850 54111月中旬平均流量587 735 469 注：1、1983年11月中旬戛旧至景洪区间出现最大旬平均流量约2508 m3/s，区间支流威远江（根据大新山站资料分析，流域面积8788km m2也于该年11月14日出现大洪水，洪峰流量为2540 m3/s，相应的旬平均流量为892.7 m3/s。

2、大朝山电站共有6台机组，6台机组满发泄流量2085 m3/s，单机347.5m3/s。

4 截流设计4.1设计依据（1）设计提供的1#、2#导流洞联合泄洪曲线；（2）设计提供的上、下游围堰结构布置图；（3）实测地形图；（4）设计提供的相关水文资料；（5）2007年9月11日会议精神：截流流量Q=1120 m3/s；备料按Q= 1815 m3/s检查；堰体加高按Q=3205 m3/s考核。

4.2截流戗堤布置及结构设计4.2.1 设计原则（1）确保截流戗堤大块石料、四面体、钢筋笼不侵占防渗墙位置，影响防渗墙施工；（2）满足抛投强度，满足设备运行要求；（3）确保戗堤的稳定及抗水流冲刷；（4）满足合龙后堰前水位以上的安全超高。

4.2.2 戗堤顶高程的确定根据工程截流专项咨询意见：截流后上游水位为612.38，考虑约1～1.5m的安全超高，上游围堰截流戗堤顶高程为615m。

下游截流戗堤截流设计流量同上游截流戗堤，考虑合龙后，戗堤的渗透率、壅水等因素，戗堤顶确定为606m。

4.2.3 截流戗堤结构为确保截流的抛填强度及戗体的稳定性，上游截流戗堤顶部宽度为25m，迎水面坡度为1：1.25，背水面坡度为1：1.5。

下游戗堤顶部宽度为20m，迎、背水面坡度均为1:1.5，堤顶向外侧排水，排水横坡为2%。

4.2.4 截流戗堤平面布置上游截流戗堤轴线在设计戗堤轴线上游与之平行，相距2.5m，截流戗堤轴线控制坐标为：Q1(X=649819.8818 Y=2508639.5275)、Q2（X=649710.2482 Y=2508621.3975），戗堤呈直线布置。

下游截流戗堤平行于下游土石围堰，控制坐标为：Q3(X=650288.8300Y=2507910.0607)、Q4(X=650217.6792 Y=2507863.0863)。

上、下游戗堤结构图见《NZD/C3—JL—003、4》4.3 水力学计算4.3.1 计算条件（1）河床断面用2007年3月实测地形现状图，河床底部平均为592.44m高程；（2）水位-流量关系曲线用设计提供的1#、2#导流洞联合泄洪曲线数据，见表4-1；（3）计算流量Q=1815m3/s（大朝山-***水电站区间10年遇10月下旬区间旬平均流量+大朝山2台机组满发现流量），相应上游水位为606m高程，考虑导流洞分流，根据2005至2007年水文月报数据，计算水位确定为605m；（4）计算流量Q=1442 m3/s，相应的上游水位为604.82m高程，考虑导流洞分流，根据2005至2007年水文月报数据，计算水位确定为604m高程；（5）计算流量Q=1120 m3/s，根据2005至2007年水文月报数据，计算水位确定为603.71m高程；4.3.2 计算步骤根据表4-1的数据，利用立堵截流龙口水力计算公式计算不同龙口宽度下的泄流量，利用图解法（见图4-1、图4-2、图4-3）分别求出Q=1815m3/s、Q=1442 m3/s、Q=1120 m3/s的不同龙口宽度下的水力特性值。

截流戗堤水力计算结果见表4-2、表4-3、表4-4和图4-4、图4-5、4-6。

表4-1: 1#、2#导流洞联合泄流曲线上游水位（m）导流洞泻流量(m3/s)上游水位（m）导流洞泻流量(m3/s)上游水位（m）导流洞泻流量(m3/s)600 0 6152034 630 6558 601 27.7 616 2287 631 6917 602 64.17 617 2531 632 7283 603 117.8 618 2793 633 7655 604 181.3 619 3065 634 8034 605 253.4 620 3344 635 8418 606 355.8 621 3632 636 8705 607 483.9 622 3928 637 9016 608 630.7 623 4231 638 9281 609 793.3 624 4542 639 9487 610 970.2 625 4861 640 9659 611 1160 626 5185 645 10590 612 1362 627 5591 650 11310 613 1575 628 5859 655 12010 614 1799 629 6205 660 12800图：1#、2#导流洞泄流量--上游水位曲线，Q=1815m3/s龙口水力计算图图4-2：1#、2#导流洞泄流量--上游水位曲线，Q=1442m3/s龙口水力计算图- - 6- - 7龙口流量Qg(m3/s))分流流量Q (m3/s)图：1#、2#导流洞泄流量--上游水位曲线， Q=1120m3/s龙口水力计算图表4-2：Q=1815m3/s 工况上游戗堤龙口水力学计算参数设计流量(m3/s)1815戗顶高程(m)615龙口分区非龙口区龙口Ⅰ区龙口Ⅱ区龙口Ⅲ区戗堤间距(m)80 70 65 55 50 47 45 42 40 35 30 25 20 15 10 5 上游水位(m)605.43 605.70 605.89 606.75 607.66 608.30 608.92 609.31 609.76 610.83 612.05 612.75 613.28 613.69 613.95 614.06龙口流量(m3/s) 1518.32 1490.16 1470.881362.881233.921135.121035.1 967.36 887.20 686.32 443.20 293.76 176.80 85.52 27.60 3.12导流洞分流量(m3/s)296.68 324.84 344.12 452.12 581.08 679.88 779.88 847.64 927.80 1128.6 1371.8 1521.2 1638.2 1729.4 1787.4 1811.8 龙口水深(m)12.56 12.56 12.56 12.56 12.56 12.56 11.69 11.38 10.99 9.92 8.33 7.07 5.77 4.31 2.74 1.15 龙口平均水面宽度(m)53.83 41.17 36.13 23.79 17.46 14.44 11.69 11.38 10.99 9.92 8.33 7.07 5.77 4.31 2.74 1.15 平均单宽流量(m3/(s.m))28.207 36.196 40.711 57.285 70.675 78.588 88.518 84.995 80.696 69.176 53.211 41.575 30.657 19.828 10.060 2.720 平均流速(m/s) 2.246 2.882 3.241 4.561 5.627 6.257 7.570 7.468 7.340 6.972 6.388 5.884 5.316 4.597 3.667 2.371 龙口落差(m)0.426 0.698 0.886 1.752 2.662 3.303 3.917 4.307 4.760 5.835 7.046 7.748 8.282 8.690 8.948 9.057单宽功率[t.m/(s.m)] 12.016 25.265 36.070100.364188.138259.575346.727366.072384.113403.642374.923322.125253.901172.30690.014 24.633流态淹没流非淹没流断面形状梯形三角形- - 8表4-3：Q=1442m3/s 工况上游戗堤龙口水力学计算参数戗顶高程(m)615龙口分区非龙口区龙口Ⅰ区龙口Ⅱ区龙口Ⅲ区戗堤间距(m)90 80 70 65 55 50 47 45 40 35 30 25 20 15 10上游水位(m) 604.23 604.35 604.59 604.75 605.57 606.45 607.10 607.70608.57 609.61 610.73 611.38 611.85 612.18 612.34龙口流量(m3/s)1244.16 1235.52 1218.32 1206.24 1130.48 1028.00 942.56 854.80 719.12 540.56 332.48 205.04 109.44 42.32 7.52导流洞分流量(m3/s) 197.84 206.48 223.68 235.76 311.52 414.00 499.44 587.20722.88 901.44 1109.52 1236.96 1332.56 1399.68 1434.48龙口水深(m)11.56 11.56 11.56 11.56 11.56 11.56 11.56 10.83 10.11 9.02 7.42 6.12 4.76 3.26 1.63龙口平均水面宽度(m)65.40 52.53 39.87 34.83 22.68 16.46 13.44 10.83 10.11 9.02 7.42 6.12 4.76 3.26 1.63平均单宽流量(m3/(s.m)) 19.024 23.522 30.558 34.632 49.844 62.458 70.110 78.91571.141 59.944 44.781 33.508 22.990 13.001 4.611平均流速(m/s)1.6462.035 2.643 2.996 4.312 5.403 6.065 7.285 7.038 6.647 6.032 5.476 4.8303.994 2.827龙口落差(m)0.228 0.349 0.587 0.755 1.567 2.454 3.105 3.704 4.567 5.611 6.734 7.381 7.854 8.177 8.336单宽功率[t.m/(s.m)]4.338 8.209 17.938 26.147 78.106 153.272 217.692 292.300 324.901 336.346 301.559 247.319 180.566 106.307 38.435流态淹没流非淹没流断面形状梯形三角形- - 9表4-4： Q=1120m3/s 工况上游戗堤龙口水利学计算参数戗顶高程615(m)龙口分区非龙口区龙口Ⅰ区龙口Ⅱ区龙口Ⅲ区戗堤间距90 80 70 65 55 50 47 45 40 35 30 25 20 15(m)上游水位603.85 603.93 604.08 604.19 604.75 605.42 605.96 606.52 607.41 608.43 609.47 610.05 610.46 610.70 (m)龙口流量947.92 943.28 932.88 925.36 884.80 823.28 767.92 697.52 576.16 418.72 244.16 140.72 62.72 16.88 (m3/s)导流洞分流172.08 176.72 187.12 194.64 235.20 296.72 352.08 422.48 543.84 701.28 875.84 979.28 1057.28 1103.12 量(m3/s)龙口水深11.27 11.27 11.27 11.27 11.27 11.27 11.27 9.99 9.25 8.14 6.56 5.26 3.81 2.25(m)龙口平均水65.02 52.15 39.49 34.49 22.36 16.17 13.15 9.99 9.25 8.14 6.56 5.26 3.81 2.25面宽度(m)平均单宽流14.578 18.088 23.622 26.828 39.574 50.917 58.379 69.851 62.282 51.427 37.209 26.733 16.462 7.490 量(m3/(s.m))平均流速1.294 1.6052.096 2.3813.5114.5185.1806.995 6.733 6.316 5.670 5.079 4.321 3.323(m/s)龙口落差0.144 0.218 0.370 0.475 1.037 1.713 2.253 2.810 3.698 4.724 5.756 6.338 6.749 6.990(m)单宽功率2.0993.943 8.740 12.743 41.039 87.221 131.528 196.282 230.320 242.942 214.173 169.436 111.102 52.353 [t.m/(s.m)]流态淹没流非淹没流断面形状梯形三角形- - 10单宽功率龙口宽度（m )落差Z (m )图: 立堵截流水力特性曲线图4-5: 立堵截流水力特性曲线单宽功率龙口宽度（m)落差Z(m)图4-6: 立堵截流水力特性曲线单宽功率龙口宽度（m )平均流速V (m /s )落差Z (m )4.3.3 小结根据表4-2、表4-3、表4-4的结果:（1）Q=1815m3/s工况下，当龙口宽度B=45m时，平均最大流速为7.57m/s，相应的落差为3.9m；（2）Q=1442 m3/s工况下，当龙口宽度B=45m时，平均最大流速为7.28m/s，相应的落差为3.7m。