第一章 工程施工导流
第一节 施工导流标准与导流方案
一、导流标准
峡江水利枢纽工程厂坝枢纽工程等别为Ⅰ等工程,其船闸(上闸首)、混凝土泄水闸、混凝土重力坝、河床式厂房(挡水部分)为1级建筑物,次要建筑物为3级建筑物,根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL 303—2004),1级建筑物相应临时建筑物为4级,3级建筑物相应临时建筑物为5级,4级临时建筑物对应土石类导流建筑物洪水标准为10~20年一遇;5级临时建筑物对应土石类导流建筑物洪水标准为5~10年一遇;4级临时建筑物对应混凝土导流建筑物洪水标准为5~10年一遇。
二、导流特点和要求
厂坝枢纽工程施工导流具有以下3个方面的特点和要求。
(1)枢纽工程坝址河床开阔,平水期河床宽约540~580m。坝址径流年际年内变化较大,径流年内分配也不均匀,汛期3—7月连续5个月径流量占全年径流量的比重达65.6%,枯期10月至次年2月连续5个月径流量仅占全年径流量的19.8%。坝址河床地形及坝址水文条件决定了枢纽工程施工导流宜采用分期导流方式。
(2)枢纽工程位于赣江干流上。赣江为国家水运主通道之一,是国家高等级航道网的重要组成部分,施工期通航要求较高。在选择导流方案时,应妥善处理好施工期通航问题。
(3)本工程为江西省的重点工程,工程投资规模大,施工工期长,为尽快收回投资,要求枢纽工程电站尽早完工发电。
三、导流方案
根据上述特点,为满足枢纽工程施工导流要求,结合枢纽建筑物布置方案以及工程地质、水文特点,比选以下两种导流方案。
1.方案一(三期导流方案)
(1)导流程序。先围厂房及其相邻的0.5孔泄水闸,再围船闸、门库坝段及其相邻的6.5孔泄水闸,最后围剩余11孔泄水闸。其导流程序如下。
1)一期导流分为两个阶段,即一期枯水时段围堰挡水导流和一期厂房全年围堰挡水导流。
a.一期枯水时段围堰挡水导流(第二年8月至第三年2月)。第二年8月初一期截流,施工厂房全年碾压混凝土纵向围堰、部分厂房和相连的0.5孔泄水闸土石方开挖以及该孔泄水闸混凝土浇筑,利用左岸缩窄河床(327m)过流及通航。一期枯水时段河床缩窄率为50%,缩窄河床处相应设计洪峰流量为9980m3/s,最大流速为5.98m/s。
b.一期厂房全年围堰挡水导流(第三年3月至第五年5月)。第三年3—7月由左岸缩窄河床(河床宽452m、河床缩窄率34%)过流及通航,缩窄河床处相应设计洪峰流量为17400m3/s,最大流速为5.43m/s;第三年8月至第四年2月由中部缩窄河床(河床宽161m、河床缩窄率73%)过流及通航,缩窄河床处相应设计洪峰流量为9980m3/s,最大流速为8.11m/s,第四年3月拆除二期枯水围堰;第四年3—8月由已建的6孔泄水闸、门库坝段(临时过流)和中部河床(河床宽232m)过流及通航,缩窄河床处相应设计洪峰流量为17400m3/s,最大流速为4.03m/s;第四年9月至第五年2月由已建的6孔泄水闸和门库坝段(临时过流)过流,船闸通航,第五年3月拆除三期枯水上游横向围堰高程38.00m和下游横向围堰高程36.40m以上部分;第五年3—8月由已建的6孔泄水闸、门库坝段(临时过流)以及三期过水围堰过流,船闸通航。第五年6月拆除厂房上下游全年围堰,第一台机组于第五年7月底具备发电条件。第五年8月至第七年2月,剩余8台厂房机组在临时闸门挡水保护下继续施工。
2)二期导流(第三年8月至第四年2月)。第三年8月初二期截流,第四年2月底完成6.5孔泄水闸、堰体、闸墩、护坦混凝土浇筑,门库坝段临时泄水闸,上下引航道、上下闸首、闸室靠江侧挡墙混凝土浇筑以及三期混凝土纵向围堰浇筑,第四年汛期船闸在上下闸首和靠江侧挡墙保护下施工,第四年7月底船闸完工并具备通航条件。二期导流期间由右岸缩窄河床(河床宽161m、河床缩窄率73%)过流及通航,缩窄河床处相应设计洪峰流量为9980m3/s,最大流速为8.11m/s。
3)三期导流(第四年9月至第五年2月、第五年9月至第六年2月、第六年9月至第七年2月)。第四年9月初三期截流,第五年2月底完成11孔泄水闸堰体、护坦、部分闸墩混凝土浇筑,第五年3月拆除上游横向围堰高程38.00m和下游横向围堰高程36.40m以上部分度汛,第五年9月恢复拆除部分围堰,第六年2月底完成剩余闸墩混凝土浇筑和部分闸孔的弧门安装,第六年3月拆除上游横向围堰高程38.00m和下游横向围堰高程36.40m以上部分度汛,第七年3月拆除整个三期围堰。
(2)导流水力学计算成果。各期施工导流特性见表1-1和表1-2。
表1-1 施工导流特性表
续表
表1-2 纵向围堰水力特性表
2.方案二(四期导流方案)
(1)导流程序。一期先围左岸,拓宽左岸河道,二期围电站厂房及相邻8.5孔泄水闸,三期围船闸,四期围剩余9.5孔泄水闸和门库坝段。具体导流程序如下。
1)一期导流(第一年11月至第二年2月)。第一年11月初一期截流,进行左岸河床扩挖施工,将船闸和上下游引航道开挖至高程30.00m以及部分左岸挡水坝基坑开挖。
2)二期导流(第二年8月至第三年2月)。第二年8月初二期截流,围电站厂房和相邻的8.5孔泄水闸,利用左岸宽约193m河床(含先期将船闸部位开挖至高程30.00m,宽约70m)过流、通航,期间完成8.5孔泄水闸的土建施工、右侧四期纵向枯水围堰施工(8孔与9孔泄水闸之间的隔墙)、厂房开挖和厂房全年纵向围堰施工。第三年3月至第五年5月,厂房在全年围堰保护下,继续进行施工。
3)三期导流(第三年8月至第四年9月)。第三年8月初三期截流,进行船闸主体建筑物施工,利用船闸枯水围堰挡水,右岸已建好的8孔泄水闸和中间150m河床导流、通航。期间进行船闸主体建筑物土石方开挖、部分混凝土浇筑及左侧四期上游纵向围堰船闸段施工,同时利用船闸开挖料将枯水围堰加高培厚至全年围堰,第四年2月底以前船闸全年围堰具备正常挡水条件。第四年3—9月船闸主体建筑物在全年围堰的保护下继续施工,直至第四年10月底船闸及左侧四期上游纵向围堰船闸段施工完毕,具备临时通航能力。
4)四期导流(第四年10月至第五年2月)。第四年10月初四期截流,进行剩余9.5孔泄水闸土建和门库坝段施工,利用上下游枯水围堰(亦为过水围堰形式)及已建纵向枯水围堰挡水,利用已建成的8孔泄水闸导流、船闸临时通航。期间优先进行9.5孔泄水闸底板混凝土及门库的土建施工。第五年3月拆除三期枯水围堰过水体以上部分度汛。第五年10月开始恢复四期围堰堰上部分,至第六年2月底完成9.5孔泄水闸剩余土建及金属结构安装。
(2)导流水力学计算成果。各期施工导流特性见表1-3和表1-4。
表1-3 施工导流特性表
表1-4 纵向围堰水力特性表
3.导流方案的选择
两种导流方案比较见表1-5。
表1-5 施工导流方案比较表
由表1-5,经综合比较,选择方案一为本工程施工导流方案。施工导流总体布置如图1-1所示。
图1-1 施工导流总体布置示意图
四、导流建筑物设计标准
在确定导流方案的基础上,确定各期导流建筑物的设计标准如下。
(1)一期围堰。一期围右岸电站厂房及其相邻的0.5孔泄水闸,施工导流标准采用10年一遇全年洪水,相应设计洪峰流量17400m3/s。厂房全年纵向围堰需在一期枯水围堰保护下施工,一期枯水围堰导流标准为10年一遇8月至次年2月的洪峰流量9980m3/s。
(2)二期围堰。二期围堰分为3段。二期船闸围堰围护船闸施工基坑及其相邻的6.5孔泄水闸,该段围堰导流标准为10年一遇8月至次年2月时段的洪峰流量9980m3/s。下游引航道1号围堰围护下游引航道中段施工,该段围堰导流标准为5年一遇9月至次年2月时段的洪峰流量5950m3/s。下游引航道2号段围堰围护下游引航道末段施工,该段围堰导流标准为5年一遇11月至次年2月时段的洪峰流量4030m3/s。
(3)三期围堰。三期围堰围护剩下的11孔泄水闸施工基坑,导流标准为10年一遇9月至次年2月时段的洪峰流量8490m3/s。