水电站枢纽一期工程围堰防渗形式的优化.docVIP

***电站枢纽一期工程围堰防渗形式的优化 1 工程概况 ***水电站位于甘肃省张掖市肃南县境内的讨赖河干流上，是出山口已建冰沟水电站的上一级梯级电站，电站为一闸坝引水式水电站，电站由首部枢纽、引水发电隧洞、调压井、高压水道及地下厂房等建筑物组成，坝高29.7m，装机容量90MW。首部枢纽沿坝线方向全长160m，自左至右依此为左岸防渗墙段、重力式混凝土左副坝段、溢流坝段、泄冲闸段、坝内式进水口段、重力式混凝土右副坝段、右岸防冲混凝土刺墙段。 讨赖河属于河西内陆河流域的黑河水系，为黑河一级支流。河道平面展布呈凸向右岸的弧形，河水面宽20～35m，河谷开阔，漫滩发育，横剖面呈开阔的“U”字型，河床覆盖层厚3.5～9.5m。按照5年一遇的洪水标准，相应洪水流量为201m3/s，工程共分为三期进行施工。 一期围堰位于枢纽左岸，由上游围堰、下游围堰和纵向围堰组成，均为土石围堰。一期基坑宽约86m,长约200m，基坑底高程低于堰外河床7.5m。 2 原投标设计方案 2.1原围堰结构形式 原投标方案中，一期围堰全部采用土石围堰，防渗采用高压旋喷防渗墙，一期围堰上游围堰长46.75m，最大堰高3.51m，围堰顶宽5m，防渗采用高压旋喷防渗墙，防渗墙厚度为0.6m，最大深度为12.5m；下游围堰长49.72m，最大堰高2.67m，围堰顶宽5m，防渗采用高压旋喷防渗墙，防渗墙厚度为0.6m，最大深度为11.7m；纵向围堰长197.02m，采用土石围堰及高喷防渗墙，形式与上下游围堰相同，围堰迎水面采用0.7m钢筋笼作防冲措施。原上游围堰结构形式详见图2-1。 图2-1 原上游围堰典型断面图 2.2 工程量 根据原一期围堰结构形式，计算原一期围堰结构工程量如表2-1所示。 表2-1 一期围堰工程量表 项目 单位 工程量 备注 围堰名称 部 位 一期围堰 上游、纵向围堰 m3 6828 下游围堰 m3 918 覆盖层开挖 m3 681 高喷防渗墙 m2 3329 钢筋笼 m3 1509 2.3 成本分析 原投标方案中，一期围堰全部采用土石围堰，防渗采用高压旋喷防渗墙，围堰迎水面采用钢筋笼作防冲措施。围堰填筑料源在工程区域附近挖取，主要填筑方案为：采用液压反铲装15t自卸汽车运渣料至现场填筑，SD22推土机平料，13.5t振动碾振压，最后利用PC220型液压反铲修坡。根据投标文件规定，此项目报价为总价2591213元。成本计算表详见表2-2： 表2-2 一期围堰原投标方案成本计算表 编号 分项名称 单位 工程量 单价 (元) 合价 (元) 备注 2-1-1 土石方填筑 m3 7746 14.02 108599 　 2-1-3 河床覆盖层开挖 m3 681 17.86 12163 　 2-1-6 钢筋笼护坡 m3 1509 269.07 406027 　 2-1-7 高喷灌浆 m2 3329 602.11 2004424 　 2-1-8 　施工期排水 项 1 60000 60000 　 合 计 　 2591213 元 　 3 优化后的实施方案 3.1优化方案的提出 原投标方案中，一期围堰全部采用高压旋喷防渗墙进行防渗，施工工艺复杂，成本较高，且工期非常紧迫，很难在计划工期内完成防渗施工。项目部进场后，对施工现场进行了详细勘察和分析，发现除坝基冲洪积砂砾石覆盖层较厚外，左岸坝肩为砂砾石松散堆积体，采用高喷防渗墙施工防渗效果不明显。经多次讨论后，一致认为一期围堰基坑较小，讨赖河河水流量也较小，且一期工程施工工期也较短，施工期采用加强排水的措施完全能保证基坑施工安全，并能缩短围堰施工工期，减少资源投入，降低施工成本。 3.2 控制参数计算分析 1 一期过流河槽水力计算 根据现场实际地形情况，一期围堰按照最小范围布置，并对右岸河槽进行扩宽后，可保证右岸最小15m的河槽底宽。按照宽顶堰堰流基本公式：Q=δc×m×n×b×(2g)1/2×(Ho)3/2计算，按照5年一遇的洪水标准，相应来水量201m3/s，堰前水头（雍高水位）为4.084m，对应流速3.28m/s，该流速超过了砂卵石的不冲流速，故此围堰迎水面及砂卵石河床须做抗冲防护。 2、渗流稳定分析 坝基及冲刷区河床覆盖层厚3.5～9.5m，组成物为冲洪积砂卵砾石，经试验，D10和D60分别为1.0和104.28，不均匀系数Cu为104.28，渗透破坏形式为管涌，渗透系数为50～80m/d，临界渗透坡降0.58。故此粘土心墙伸入基础以下2.5米能保证围堰的渗流的稳定。 3.3 优化的实施方案 ⑴优化后围堰结构形式 优化后仍分三期进行施工导流。一期围堰采用土石围堰束窄右岸河床过流，为确保安全渡汛，优化后上游堰顶