玉仁水电站施工组织设计.doc

1 玉仁电站工程基本概况 1.1 水文基本资料 玉仁电站位于波密县玉仁河上。玉仁河是雅鲁藏布江的一级支流，发源于喜马拉雅山北麓仲巴县境内，海拔5685m，河长402km，流域呈长方形。电站坝址以上流域面积5615.2km2，河道平均比降5‰。流域内地势由北向南倾斜，地形复杂，河道由高山经高原进入河谷，河谷断面由“V”型逐渐过渡到“U”型。 设计代表年年内分配比例见表1-1。 表1-1 设计代表年径流年内分配比例表 月月份 频率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 P=10% 1.46 1.32 1.84 3.49 7.67 18.09 20.03 14.70 13.96 9.89 4.56 2.98 P=50% 2.50 2.15 2.20 3.55 9.65 20.47 20.65 13.80 10.25 7.20 4.61 2.96 P=90% 2.35 2.16 2.30 3.67 6.62 13.03 18.67 16.75 15.77 10.29 5.13 3.25 计算求得玉仁电站坝址处指定频率的设计代表年年径流量如下： 丰水年P=10%，K10%=1.26， Qp=62.82 m3/s； 平水年P=50%，K50%=0.99， Qp=49.36m3/s； 枯水年P=90%，K90%=0.75， Qp=37.40m3/s。 表1-2 设计代表年年内径流分配表 单位：m3/s 月份 频率 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 P=10% 10.99 9.97 13.91 26.32 57.82 136.38 150.98 110.83 105.26 74.53 34.38 22.47 P=50% 14.80 12.74 13.01 21.02 57.16 121.26 122.31 81.75 60.74 42.66 27.32 17.55 P=90% 10.56 9.68 10.30 16.48 29.71 58.48 83.78 75.19 70.78 46.18 23.05 14.60 表1-3 玉仁电站丰水年逐日平均流量（P=10%） 单位：m3/s 月 日 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 1 14.07 10.39 14.01 20.40 34.13 109.60 180.66 78.11 153.09 117.50 43.13 28.11 2 13.79 10.53 14.01 22.23 39.78 107.82 191.15 80.40 142.34 110.90 41.60 27.36 3 13.23 10.25 13.41 22.23 45.21 111.08 173.67 71.38 134.61 105.56 41.60 26.37 4 12.24 9.97 13.81 23.14 38.88 120.00 172.58 88.44 121.65 97.39 41.09 24.62 5 11.12 9.70 13.81 22.83 32.55 105.44 199.23 96.32 111.72 98.02 42.36 24.13 6 10.55 9.28 14.01 23.44 33.23 92.37 200.54 97.14 105.65 98.02 40.83 25.37 7 10.69 9.56 13.41 25.88 37.07 87.62 220.20 132.25 98.75 92.05 38.02 23.13 8 11.40 9.42 13.21 26.18 32.55 83.46 197.04 146.20 94.34 89.22 38.28 23.13 9 11.96 9.14 13.61 25.88 31.65 84.65 190.05 142.76 90.75 87.34 37.51 24.13 10 12.52 9.14 13.81 25.27 35.26 90.89 279.62 119.95 107.58 81.68 36.24 23.88 11 11.12 9.84 13.81 24.66 35.04 87.32 280.93 132.25 110.61 76.97 35.47 24.87 12 11.12 9.97 14.01 22.83 40.92 97.12 273.94 141.77 109.51 73.83 35.22 23.38 13 11.12 9.84 14.61 22.53 51.77 101.28 249.47 142.76 95.72 70.69 35.22 22.39 14 11.26 10.25 14.01 23.14 64.42 109.60 204.04 150.63 88.27 69.12 33.43 22.63 15 10.69 9.84 14.01 23.14 58.77 118.81 170.17 135.70 82.20 68.17 33.94 21.89 16 10.55 9.97 14.01 24.05 55.38 146.73 146.80 116.50 88.27 69.75 33.94 21.64 17 10.27 10.11 13.41 24.05 61.71 155.04 131.73 97.14 86.62 66.29 31.64 21.64 18 10.55 10.67 13.81 24.05 67.82 207.62 116.44 100.59 80.82 62.83 31.13 20.89 19 10.55 10.81 14.41 24.97 66.23 204.35 103.98 121.75 89.93 62.21 31.90 20.89 20 10.41 10.53 15.01 24.05 66.46 186.82 96.99 116.50 91.86 62.21 32.15 21.39 21 10.13 10.67 14.81 23.75 65.55 212.37 91.09 114.70 83.58 61.89 31.64 21.39 22 9.99 9.84 14.41 24.66 73.01 188.61 88.91 104.20 86.34 60.63 31.13 21.64 23 9.99 9.70 15.21 24.36 84.77 166.33 83.89 94.51 98.75 60.95 30.37 22.14 24 9.71 9.84 14.81 23.75 79.80 145.54 79.30 90.08 103.44 60.32 29.86 20.64 25 10.27 9.84 14.41 24.97 61.49 128.61 76.02 93.69 114.48 59.06 29.60 20.15 26 9.71 9.97 13.61 31.06 67.59 121.78 72.09 95.34 121.10 59.38 28.58 20.89 27 9.85 10.11 13.81 37.14 80.25 118.51 71.22 95.34 122.48 60.32 27.82 20.40 28 10.13 9.97 12.61 41.41 88.16 180.59 70.12 114.70 119.17 60.32 30.37 20.15 29 10.41 13.21 41.10 86.35 193.36 80.17 120.77 113.92 56.86 29.09 19.15 30 10.69 13.01 42.32 86.80 228.11 88.47 106.82 110.34 57.18 28.33 19.40 31 10.55 13.01 89.74 99.83 97.14 53.72 18.90 1.2 洪水 1.2.1 洪水特性 玉仁河洪水主要由暴雨形成，具有洪水历时短，过程尖瘦，涨落快的特点。 1.2.2 设计洪水 玉仁电站以堤坝集中水头，但坝低，库容很小，仅能进行径流日调节。对水工建筑物形成威胁的主要因素是洪峰流量，因此本次洪水计算只考虑了设计、校核洪峰流量，以及相应频率的坝址的设计、校核洪水位计算，没有对设计、校核洪水过程作调洪计算。 根据国家技术监督局和建设部GB50071-2002国家标准，本电站工程为IV等工程，枢纽工程为4级建筑物。确定拦河坝设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为300年一遇。 设计洪水计算采用经验公式： Q设=（F设/F参）nQ参 （1-1） 式中：Q参——参证站平均年最大洪峰流量（Q参=216m3/s）； Q设——设计站平均年最大洪峰流量（m3/s）； F参——参证站流域面积（F参=2841km2）； F设——设计站流域面积 (F设=5615.2km2)。 n=0.66 直接移用白玉水文站的P-III型曲线分布参数Cv、Cs计算成果，即Cv=0.30，Cs=3.0Cv。可计算出电站坝址处各设计频率的年最大洪峰流量，成果如下： 表1-4 设计洪峰流量成果表 单位：m3/s 设计断面 设计频率p（%） 0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 5 10 20 50 Kp 2.32 2.19 2.10 2.02 1.89 1.75 1.56 1.40 1.23 0.96 电站坝址 (5615.2km2) 786 742 712 685 641 593 529 475 417 325 1.2.3 设计断面水位流量关系曲线 根据实测的工程区河段地形资料及断面资料，结合洪水调查、河道糙率及比降等参数，拦河坝的水位流量关系用比降法推算，采用谢才公式计算，计算结果见表1-5、图1-1。 1.3地质 1.3.1 库区工程地质条件 水库区河谷较宽，滑坡、崩塌等不良地质现象所见甚少，谷坡右岸较陡，约50°，完整性较好。左岸坡度较缓，约计30°~50°，岩石完整性差，风化强于右岸，全风化深度在5m以上，水库蓄水后会有局部塌滑，但总体上边坡是稳定的。 两岸植被较好，水土流失不严重，在雨季河水较浑浊，一般季节河水清澈，含砂量小，淤积源有限，但为保证有效库容应有排沙设施。 库区由砂岩、板岩组成，板岩渗透性差，对抗渗有利，两岸山体雄厚，不存在向临近沟谷渗漏问题。 水库回水河道长度约7.5km，在正常高水位下无住户，耕地少，不存在严重浸没、淹没问题。 表 1-5 上坝址水位～流量关系成果表 水位 水深 水面宽 过水断 面面积 湿周 水力 半径 谢才 系数 流量 备注 Z h B A X R C Q m m m m2 m m m3/s 3693.3 0.4 25.05 8.49 0.34 20.87 7.29 3693.7 0.8 31.25 19.76 31.35 0.63 23.15 25.68 3694.1 1.2 37.45 33.50 37.60 0.89 24.52 54.83 3694.5 1.6 42.12 49.57 42.35 1.17 25.66 97.32 3694.9 2.0 45.415 67.07 45.73 1.47 26.65 153.04 3695.3 2.4 48.69 85.89 49.12 1.75 27.44 220.36 3695.7 2.8 51.98 106.03 52.51 2.02 28.11 299.45 3696.1 3.2 54.70 127.44 55.41 2.30 28.72 392.52 3696.5 3.6 56.12 149.62 57.21 2.62 29.34 502.06 3696.9 4.0 57.53 172.34 59.00 2.92 29.89 622.56 3697.3 4.4 58.94 195.63 60.79 3.22 30.38 753.83 3697.7 4.8 60.36 219.50 62.58 3.51 30.82 895.75 3698.1 5.2 61.77 243.92 64.37 3.79 31.22 1048.03 3698.5 5.6 63.18 268.92 66.16 4.06 31.58 1210.74 3698.9 6.0 64.59 294.48 67.96 4.33 31.92 1383.61 53 图1-1 上坝址处水位～流量关系曲线 1.3.2 天然建筑材料 主要对砂料、粗、细骨料、块石料、粘土料进行了调查。 砂料、粗细骨料：距坝轴线上游200m左右有一长250m，宽50m河漫滩可作为砂料。粗细骨料场，砂以中砂为主，含泥量较低，砾石0.5~4cm占绝大部分，其组成为砂岩、灰岩、片麻岩，储量估计有40~50万方。 块石：左岸坝轴线下游300m。现公路高程，灰岩裸露，岩石致密，强度高，储量丰富，且运距短。 板岩风化土：左岸沿公路高程有丰富的板岩风化土、残坡积物等可做土料产地。 2 施工导流设计 施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置，施工程序和施工总进度的重要因素，要周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等资料；要选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及导流建筑物的型式；确定导流建筑物的布置。正确合理的施工导流，可以加快施工进度，降低工程造价。 2.1 导流建筑物级别的确定. 导流标准是选择导流设计流量进行施工导流设计的标准，导流设计流量是选择导流方案，设计导流建筑物的主要依据。我国所采用的导流标准是按现行规范《水利水电工程施工组织设计规范》SD7338-89，需根据导流建筑物的保护对象失事后果，使用年限和工程规模等指标，将导流建筑物划分为3-5级。具体划分见下表[1] 。 表2-1 导流建筑物级别划分表 项目 级别 保护对象 失事后果 使用年限（年） 围堰工程规模 堰高（m） 库容 （亿m3） 3 有特殊要求的1级永久建筑物 淹没重要城镇、工矿企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台（批）机组发电，造成重大灾害和损失 ＞3 ＞50 ＞1.0 4 1、2级永久建筑物 淹没一般城镇、工矿企业，或影响工程总工期及第一台（批）机组发电而造成较大经济损失 1.5—3 15—50 0.1—1.0 5 3、4级永久建筑物 淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影响不大，经济损失较小 ＜1.5 ＜15 ＜0.1 由基本资料可知，玉仁水电站位于西藏林芝地区波密县境内雅鲁藏布江一级支流玉仁河上，为无调节坝后式小型水电站。电站由拦河坝、泄洪建筑物、引水建筑物及电站厂房组成。取水枢纽为浆砌石重力坝。其中两侧为非溢流坝，最大坝高22.47m。坝顶轴线长70m，宽3.0m，高程3715.00m。 则本电站枢纽工程为4级建筑物，根据其保护对象、工程规模、失事后果、使用年限，本枢纽导流建筑物为V级[1]，使用年限小于1.5年， 堰高小于15米，库容小于0.1亿m3。 2.2 洪水标准. 本工程厂房处于设计洪水位以上，水下工程有拦河坝。本工程拟用土石围堰， V级土石围堰其洪水重现期为5至10年[3]。 表2-2 导流建筑物洪水标准划分表 导流建筑物类型 导流建筑物级别 3 4 5 洪水重现期（年） 土 石 50—20 20—10 10—5 混 凝 土 20—10 10—5 5—3 本着"最优的洪水重现期，其相应的导流建筑物的造价与风险损失费用之和应最小"考虑，本工程围堰洪水重现期选为5年，则P=20％,由第一章基本资料表1-7可查得P=20％对应的流量Q=417m3/s，则设计洪峰流量取Q=417m3/s；如果工程采用允许基坑淹没，即采用不过水围堰，由第一章基本资料可知，波密县玉仁河6、7、8三个月为汛期，根据基本资料表1-40玉仁电站丰水年逐日平均流量（P=10%），非汛期设计流量取Q=117.5m3/s。 2.3 围堰堰顶高程以上的超高d 土石围堰堰顶在设计洪水静水位以上应有一段超高，其高度应当避免顶溢流的一切可能性。 设计洪水位以上的堰顶超高按下式（2-1）确定：[2] （2-1） 式中：—土石围堰在静水位以上的超高，m; —堰前因风吹而使静水位超出库水位的壅水高度，m（取0.05m）； —波浪在堰坡上的爬高（按式2-2计算），m； —波浪以上的安全超高（按表2-3取值，Ⅴ级围堰对应的取0.5m），m。 其安全超高值由标准SDJ12-78及SDJ217-87规定。Ⅴ级围堰对应的 取0.5m[1]（见下表2-3）。 表2-3 不过水围堰堰顶超高下限值（m） 围堰形式 围堰级别 3 4—5 土石围堰 0.7 0.5 混凝土围堰 0.4 0.3 hq计算式子繁多，按以下公式计算[2]： （2-2） 式中：K—堰坡护面粗糙系数（块石取K=0.77）； 2h—波浪高（h取0.07m）； —迎水堰面坡角，（°）； 由式3-3计算出波浪在堰坡上的爬高hq=0.36m；由式2-2计算出设计洪水位以上的堰顶超高d=0.91m。 2.4 导流方案 施工导流的基本方法，可分为两类：一类是分段围堰法，水流通过被束窄的河床、坝体底孔、缺口或明槽等往下游宣泄；另一类是全段围堰法，水流通过河床外的临时或永久隧洞、明渠或河床内的涵管等往下游宣泄。若遇导流流量较大，也可采用围堰过水配合泄流的导流方式。 分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。分期导流适用于下列情况：①导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰。②河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物。③河床覆盖层不厚。 全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使河水经河床以外的临时泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将临时泄水道封堵。 本工程导流设计流量为417m3/s，流量不大，河床较窄，不利布置纵向围堰，河床深覆盖层为40~50m。以上条件都说明不宜采用分段围堰，但分段围堰不用在河道旁边修筑明渠或隧洞，节省工程量。 2.4.1导流方案介绍 2.4.1.1 采用全段围堰法方案介绍 采用全段围堰法施工时，围堰形式采用土石不过水围堰，隧洞导流。隧洞建在河流左岸，当导流任务完成后，封堵隧洞出口，此时隧洞作为发电引水隧洞，与水轮机通过压力钢管连接。现列出以下三种方案： （1）方案1：全段围堰法，斜墙带水平铺盖围堰； （2）方案2：全段围堰法，土石不过水围堰带混凝土刚性心墙； （3）方案3：全段围堰法，土石围堰塑性黏土心墙。 2.4.1.2 采用分段围堰法方案介绍 分段围堰法导流,采用二段二期导流，围堰形式为草土袋围堰。一期先围河床左岸，建造电站厂房坝段和一段溢流坝段，,河水由右岸束窄的河道通过。二期围河床右岸，建造非溢流坝段和剩下的溢流坝段，河水由一期预留的坝体缺口导流。由于采用的设计流量和坝体缺口尺寸不同，列出以下七种方案： （1）方案4：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算，梳齿导流，设两孔，孔口宽b=5m，坝基到缺口的距离P1=5m，梳齿间距t=3m，梳齿到边界的距离Δb=2m。 （2）方案5：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算，只在坝体预留一个缺口，按设计洪峰流量，即Q=417 m2/s计算，孔口宽b=15m，坝基到缺口的距离P1=5m，缺口到边界的距离Δb=2m。 （3）方案6：分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5m2/s计算， 梳齿导流，设两孔，孔口宽b=4m，坝基到缺口的距离P1=5m，梳齿间距t=4m，梳齿到边界的距离Δb=2.5m 。 （4）方案7：分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5 m2/s计算，梳齿导流，设两孔，孔口宽b=5m，B=nb=8m，坝基到缺口的距离P1=5m，梳齿间距t=4m，梳齿到边界的距离Δb=0m。 （5）方案8：修改主体工程的形式，溢流坝分缝有两个变成一个，分缝在中间。分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5m2/s计算， 梳齿导流，设两孔，孔口宽b=4m，坝基到缺口的距离P1=5m，梳齿间距t=3m，B=nb=8m，梳齿到边界的距离Δb=2m。 （6）方案9：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算，在坝体留一个缺口，在缺口下再留两个导流底孔，使缺口与导流底孔结合导流。但此方案影响坝体稳定，所以不采用此方案. （7）方案10：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s计算梳齿导流，设两孔，在缺口下再留两个导流底孔，使缺口与导流底孔结合导流，此方案与方案二一样，会影响坝体稳定，所以亦不采用此方案。 以上是本工程的十种方案，分段围堰法施工的后两种方案是不合理的，所以删除。下面将对前八种方案进行论述。 2.4.2 全段围堰法导流 2.4.2.1 方案1 全段围堰法，斜墙带水平铺盖围堰 （1）围堰尺寸确定 围堰顶宽（无行车要求），其与围堰堰高有关，当堰高大于10米时，顶宽为5米。围堰边坡为1级坡，坝壳料为风化岩石，上游坡为1：2.5-1：3，下游坡为1：1.75。[2] 围堰斜墙为黏土，其高度逐渐向下加厚，斜墙上部厚度不小于1米，这里取4米[2]。为防止斜墙表面冲刷、干裂、冰冻以及迎水面裂缝，在斜墙上覆盖有保护层，保护层为沙砾石，厚度为1.5米，水平铺盖长度为（3-4）水头，取三倍水头。 （2）隧洞平面布置 初定两条隧洞洞轴线： ①洞轴线长l=399.201m，隧洞进口与主河流交角为α=25°，隧洞转弯半径ρ=38.677m，隧洞转角θ=58°，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为0.4米,隧洞糙率n=0.011。 ②洞轴线长l=409.9978m，隧洞进口与主河流交角为α=25°，隧洞转弯半径ρ=86.1122m，隧洞转角θ=59°，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为0.4米,隧洞糙率n=0.011。 （注：当隧洞洞径d≤7.73518m时采用隧洞1，若隧洞洞径7.73518m≤d≤17.514m时采用隧洞2。） （3） 下游水深hX的确定 隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泻往下游，那么下游流量也就相当于原河床中的流量。设计洪峰流量时所对应的下游水深即为下游最大水深，则下游围堰高度定为此水深。 由Qd=417m3/s时，其水位为3696.17m，在其水深为3.27m，所以可认为在Qd=417m3/s时hx=3.27m，即下游围堰高为3.27m。 （4） 选取洞径d与上游围堰高hs的最优组合（按淹没出流计算） 公式如下[6]： （2-3） 式中：Q—泻水量，m3/s； μ—流量系数， A—隧洞过水断面面积，m2； Z-上下游水头差， m； 流量系数μ按淹没出流计算，见下式[6]： （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） 式中：λ—沿程阻力系数； n—隧洞糙率系数，由混凝土用刮泥刀做平，其糙率系数最小值为0.011；[6] c—谢才系数； R—隧洞过水断面的水力半径，m； X—隧洞过水断面湿周，m； l—隧洞洞轴线长，m； d—隧洞洞径，m； Σξ—隧洞局部水头损失系数之和 主河槽进入隧洞其水头损失系数为[6]： ξ=0.5+0.3COSα+0.2COS2α （2-8） 式中：α—为隧洞轴线与河床主流夹角 由隧洞进入主河槽其水头损失系数为ξ=1 由隧洞转弯引起的水头损失系数为[6] ξ=[0.131+0.1632（d/ρ）(7/2)]（θ/90）1/2 （2-9） 具体计算过程由程序完成 经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为d=7.73m，上游围堰高为hs=13.598m。 （5） 工程量总结 表2-4 由工程经验可知各材料单价： 材料(立方米) 单价(元) 黏土 30 土石 25 隧洞开挖 260 混凝土 240 土工布 25 浆砌石 170 隧洞挖方 21264.67m3 隧洞衬砌所用混凝土方量 7434.89 m3 围堰用堆石体方量 48276.34 m3 围堰用黏土方量 42066.74 m3 总造价为（人民币） 9807508元 上游围堰横剖面图 (图2-1) 图2-1 斜墙带水平铺盖围堰剖面图 1-护面；2-粘土斜墙、铺盖；3-反滤层；4-堆石体 2.4.2.2 方案2 全段围堰法，土石不过水围堰带混凝土刚性心墙 (1)围堰顶宽 设围堰具有通车能力，公路等级为四级，路面等级低，单个行车道宽为3.5米，采用双车道，即堰顶宽为7米。[6] (2)围堰坡度 迎水面为1:3的坡度,背水面为1:1.5的坡度. (3)混凝土心墙 混凝土心墙围堰，顶部厚度不应小于0.5米，取0.5米。[1]断面为梯形，两边坡度相同，坡度为15：1-30：1，取30：1。底部厚度按允许水力梯度所承担水头而定，不小于（1/6-1/8）堰高。 （4） 隧洞平面布置 初定两条隧洞洞轴线： ①洞轴线长l=399.201m，隧洞进口与主河流交角为α=25°，隧洞转弯半径ρ=38.677m，隧洞转角θ=58°，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为0.4米,隧洞糙率 n=0.011. ②洞轴线长l=409.9978m，隧洞进口与主河流交角为α=25°，隧洞转弯半径ρ=86.1122m，隧洞转角θ=59°，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为0.4米,隧洞糙率n=0.011。 （注：当隧洞洞径d≤7.73518m时采用隧洞1，若隧洞洞径7.73518m≤d≤17.514m时采用隧洞2。） （5） 下游水深hX的确定 隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泄往下游，那么下游流量也就相当于原河床中的流量。设计洪峰流量时所对应的下游水深即为下游最大水深，则下游围堰高度定为此水深。 由图1-1查得Qd=417m3/s时，其水位为3696.17m，在第一章表1-5中查得其水深为3.27m，所以可认为在Qd=417m3/s时hx=3.27m，即下游围堰高为3.27m。 （6） 选取洞径d与上游围堰高hs的最优组合（按淹没出流计算） 经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为d=7.72m，上游围堰高为hs=13.993m。 （7） 工程量总结 隧洞挖方 28415.5m3 隧洞衬砌所用混凝土方量 9729.514 m3 围堰用堆石体方量 52197.0816 m3 围堰用混凝土方量 17339.058 m3 总造价为（人民币） 15360000元 （8） 上游围堰横剖面图 （图3-2) 图2-2 混凝土刚性心墙围堰剖面图 1-堆石体；2-混凝土心墙 2.4.2.3 方案3 全段围堰法，土石围堰塑性黏土心墙 (1) 围堰顶宽 围堰顶宽（无行车要求）由《水利水电工程施工组织设计指南》表2-9查得，其与围堰堰高有关，当堰高大于10米时，顶宽为5米。围堰边坡为1级坡，坝壳料为风化岩石，上游坡为1：2，下游坡为1：1.5。 (2) 黏土心墙尺寸确定 心墙用黏土作成梯形断面，坡度为1：0.2-1：0.6，这里选1：0.3。[2]心墙迎背水面用较粗粒透水料做成，靠近心墙用细料做过滤带，心墙上部厚度不小于0.8-1.0m，取3m。下部厚度不小于1/10倍水头，且不小于4m。与基础结合长度不小于0.5倍水头，取0.5倍水头。 （3）隧洞平面布置 隧洞进口距主体工程上游边坡线140m，隧洞出口距主体工程下游边坡线100m。隧洞进口底板沿河底抬高0.5m，出口底板与河底相切。 洞轴线长l=335.84m，隧洞进口与主河流交角为α=9°，隧洞转弯半径ρ=40m，隧洞转角θ=52°，隧洞糙率n=0.011。 （4） 下游水深hX的确定 隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泻往下游，那么下游流量也就相当于原河床中的流量。设计洪峰流量时所对应的下游水深即为下游最大水深，则下游围堰高度定为此水深。 由图1-1查得Qd=417m3/s时，其水位为3696.17m，在表1-5中查得其水深为3.27m，所以可认为在Qd=417m3/s时hx=3.27m，即下游围堰高为3.27m。 （5） 选取洞径d与上游围堰高hs的最优组合（按淹没出流计算） 经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为d=7.55m，上游围堰高为hs=14.898m，下游围堰高为3.27m。 （6） 工程量总结 隧洞挖方 18390.57m3 隧洞衬砌所用混凝土方量 3355.131 m3 围堰用堆石体方量 34940.216 m3 围堰用粘土方量 17662.785 m3 总造价为（人民币） 6989225元 （7）上游围堰横剖面图 (图3-5) 图2-3 塑性黏土心墙土石围堰剖面图 1-堆石体 2-粘土心墙 2.4.3 分段围堰法导流 2.4.3.1 方案4 分段导流法，二期梳齿导流 （1）一期束窄河床水位壅高Z计算 分期导流围堰束窄河床后，使天然水流发生改变，在围堰上游产生水位壅高，其值可采用如下近似公式[2]（2-10）试算。即先假设上游水位H0，算出Z值，以Z+tcp与所设H0比较。逐步修改H0值直至接近Z+tcp值，计算过程详见计算书。 （2-10） = （2-11） = （2-12） 式中：—壅高，m； —行近流速，m/s； —重力加速度（取9.81）,m2/s； —流速系数（与围堰的布置形式有关，围堰的形式按梯形布置， 取0.8[2]）； —束窄河床平均流速,m/s； —计算流量，m3/s（取设计流量417m3/s）; —收缩断面有效过水断面，m2； —束窄河段过水宽度，m（对应下游水深3.27m时，取28.71m）； —河道下游平均水深，m（查第一章基本资料图1-1，设计流量所对应的正常水深为3.27m，取3.27m） 利用试算：H0=4.5m,Z=1.53m。 则一期上游围堰高为:5.7m； 一期下游围堰高为: 4.2m。 （2） 二期导流建筑物的水力计算 而期利用一期预留缺口进行梳齿导流，拟设两个缺口n=2。 二期导流最重要的是计算出梳齿上的水头H0，由H0+d（超高）计算出二期上游围堰的高度，利用实用堰流计算公式计算（式2-13）：[4] （2-13） 式中：[4]— 堰流侧收缩系数，（按下式2-14计算）； — 淹没系数，（二期导流为非淹没出流，取1.0）； m [4]— 流量系数； B — 断面宽度，m； H0 — 堰顶水头，m。 =