53水电水利工程施工导流设计导则.doc
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1、DL/T 51142000前 言根据原能源部、水利部能源技198812号文关于水利水电勘测设计技术标准体系的批复原能源部。水利部水利水电规划设计总院于1990年委托原能源部、水利部东北勘测设计研究院负责本导则的编制工作。施工导流设计是关系水利水电工程施工全过程的挡、泄水问题,因而施工导流设计是施工组织设计的重要组成部分。制定本导则是为了在设计中给予高度重视,通过各种方案比较,选出最优设计,使水利水电工程达到既安全、快速施工又节约投资的目的。水电水利工程施工导流设计导则是在1990年颁布的原能源部、水利部水利水电工程施工组织设计规范(SDJ 338一1989)的基础上进行编制的,并将编写初稿广泛
2、征求全系统各水利水电设计院及施工组织设计专家的意见,又进行汇总、补充和完善,提出送审稿,最后由原能源部、水利部水利水电规划设计总院主持审查并定稿。本导则的施工导流标准,根据近年来水利水电系统在设计与施工中应用水利水电工程施工组织设计规范(SDJ 338一1989)中的规定较为可行,故本导则仍沿用该规范的规定。本导则由原能源部、水利部水利水电规划设计总院提出。本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院归口。本导则起草单位:水利部东北勘测设计研究院。本导则主要起草人:吴承章、林淀翔。本导则由国家电力公司水电水利规划设计总院负责解释。DL/T 511420001 范 围本标准给出了水电水利工程施工导流
3、的设计导则,适用于大中型水电水利工程的预可行性研究、可行性研究(等同原初步设计)及招标阶段的施工导流设计工作。12 引 用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。DLH 50871999水电水利工程围堰设计导则SD 3381989(试行)水利水电工程施工组织设计规范23 总 则301 施工导流设计是水电水利工程施工组织设计中的重要组成部分,它直接影响坝址、坝型选择、枢纽布置及工程施工的总进度,为做好施工导流设计,特制定水电水利工程施工导流设计导则(以下简称“本导则”
4、)。302 本导则中“施工导流标准”部分为强制性规定,其余均为推荐性标准。303 施工导流设计的主要内容为:l 导流标准及导流方式;2 导流挡水及泄水建筑物设计;3 截流设计;4 各期度汛设计;5 基坑排水设计;6 施工期通航、排冰及蓄水期对下游供水设计。304 由于另有专项设计导则,故本导则中的“围堰”部分仅从简列出。34 施工导流标准4401 导流建筑物系指枢纽工程施工期所使用的临时性挡水和泄水建筑物。根据其保护对象、失事后果、使用年限和工程规模划分为一V级,具体按表401确定。402 当导流建筑物根据表401指标分属不同级别时,应以其中最高级别为准。当列为皿级导流建筑物时,至少有两项指标
5、符合要求。403 规模巨大且在国民经济中占有特殊地位的水电水利工程,其导流建筑物的级别和设计洪水标准,经充分论证后报上级批准。404 不同级别的导流建筑物,或同级导流建筑物的结构型式不同时,应分别确定洪水标准、堰顶超高值和结构设计安全系数。405 应根据不同的导流阶段(分期)按表401划分导流建筑物级别;同一导流阶段(分期)中的各导流建筑物的级别,应根据其不同作用划分;各导流建筑物的洪水标准必须相同,一般以主要挡水建筑物的洪水标准为准日406 同一导流建筑物各部位所起作用不同时,其级别应根据其作用划分。407 一个枯水期将主体工程抢出水面的导流建筑物,其级别仍按表40。1确定,导流设计流量应按
6、该枯水时段内与级别相适应的重现期标准选用。408 利用围堰挡水发电时,经过技术经济论证,围堰级别可以提高。409 当导流建筑物与永久建筑物结合时,结合部分结构设计应采用永久建筑物级别设计标准,但导流设计级别和洪水标准按表40.8和表409规定执行,挡水建筑物与坝体结合时,应进行论证。4010 当IVV级导流建筑物地基地质条件非常复杂,或工程具有特殊要求必须采用新型结构,或失事后淹没重要厂矿、城镇时,其结构设计级别可以提高一级,但设计洪水标准不相应提高。540.11 导流建筑物设计洪水标准应根据建筑物的类型和级别,结合风险度综合分析,在表409规定的幅度内选择,使所选标准经济合理。4012 当枢
7、纽所在河段上游建有水库时,导流设计采用的洪水标准应考虑上游梯级水库的影响及调蓄作用。4013 围堰修筑期间各月的堆筑最低高程应以安全拦挡下月设计流量为准,计算各月设计流量的重现期标准可用围堰正常运用时的标准,经过论证也可适当降低。4014 过水围堰的挡水标准应结合水文特点、施工工期、挡水时段,经技术经济比较后,土石围堰在(520)年、混凝土围堰在(310)年范围内选定。当水文系列大于30年时,也可根据实测流量资料分析选用。4015 按表4016 根据过水围堰的级别和表409选定围堰过水时的设计洪水标准。当水文资料大于30年时,也可按实测典型年资料分析并通过水力学计算或水工模型试验选用。4017
8、 截流时段应根据河流水文特征、气候条件、围堰施工及通航等因素综合分析选定,宜安排在汛后枯水时段退水期,严寒地区尽量避开河道流冰和封冻期。4018 截流标准可采用截流时段重现期(510)年的月或旬平均流量,也可用其他方法分析确定。4019 当坝体筑高到不需围堰保护时,其临时度汛洪水标准674020 导流泄水建筑物封堵后,如永久泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力,坝体初期度汛洪水标准应在分析坝体施工和运行要求后按表4.0.20规定执行,汛前坝体上升高度应满足拦洪要求,帷幕灌浆及接缝灌浆高程应能满足蓄水要求。4021 导流泄水建筑物的封堵时间应在满足水库拦洪蓄水要求前提下,根据施工总进度确定。封堵下闸的
9、设计流量可用封堵时段(510)年重现期的月或旬平均流量,或按实测水文统计资料分析确定。封堵工程施工阶段的导流设计标准,可根据工程重要性、失事后果等因素在该时段(520)年重现期范围内选定。4022 水库初期蓄水保证率根据发电、灌溉、通航、供水等要求和大坝安全超高等因素分析确定,保证率可为7585。5 施工导流方式501 施工导流方式,应根据地形、地质条件、水文特性、流冰、枢纽布置以及航运等要求综合比较选定。502 断流围堰导流方式。当采用隧洞导流时,应考虑与永久泄洪、引水、尾水洞结合的可能性;当采用明渠导流时,明渠通过混凝土坝的底孔或明渠通过土石坝的泄水孔,宜在施工初期与明渠一并建成;以免后期
10、重建。503 分期围堰导流方式。宜减少分期数,井根据束窄河槽的地形、地质、枢纽布置及争取提前发电等综合条件确定纵向围堰位置。504 分期围堰导流方式的各分期布置,需考虑柬窄河槽的地形、地质条件、枢纽布置及导流期间综合利用要求等各因素确定,有条件时,可将发电站布置在第一期围堰围护范围内,以使二期围堰形成后,即可提前发电受益。50.5 土石坝型的围堰工程,除混凝土面板堆石坝外,上游围堰尽可能与坝体相结合,采取以坝体拦挡第一个汛期洪水的导流方式。506 一般情况下,不宜采取土石坝体过水度汛的导流方式。只在洪水流量过大、历时又较短,且对导流泄水建筑物和围堰规模要求很大时,才采取围堰和上石坝体经过保护过
11、水度汛的导流方式。50.7 混凝土面板堆石坝可提前拦洪度汛。当未浇筑混凝土面板之前,对上游坝坡采取碾压砂浆或喷混凝土、水泥砂浆等固极措施后即可临时挡水度汛;对坝体预留部位及坝坡采取防护措施后,可用坝体过流度汛,此时可降低导流设施规模。508 混凝土坝型中的导流方式,无论断流围堰或分期围堰,均可考虑利用坝体临时断面或预留底孔、梳齿、缺口等与其他导流泄水建筑物组合8导流。509 导流标准选定后,对围堰与泄水建筑物规模通过施工工期、度汛影响及建设投资的比较,选其最优组合方案。9 6 围 堰61 围堰型式选择611 围堰型式应按下述原则选择:1 安全可靠,能满足稳定、防渗、抗冲的要求;2 构造简单,施
12、工方便,在预定工期内可修筑到需要的断面和高程;3 堰基处理切实可行,堰体便于与岸坡或已有建筑物连接;4 堰体可充分利用当地材料及开挖渣料,并便于维护和拆除;5 具有良好的技术经济指标。612 土石围堰是使用较广泛的围堰型式,如当地有合适的土石材料,宜优选用土石围堰,但作为纵向围堰时,注意堰体的防冲保护。613 混凝土围堰宜建于岩基,有条件时宜优先选用碾压混凝土围堰。614 根据工程具体情况,还可选用草土、钢板桩、框架填石、竹笼等围堰型式。62 围 堰 布 置621 围堰布置应满足所围护的永久建筑物所需的基坑开挖,施工机械设备布置,基坑排水及施工道路布置等场地的要求。622 围堰轴线布置应考虑堰
13、基的地形、地质条件简单、覆盖层浅,两岸较缓,并易与两岸道路相连。623 分期导流时,一期围堰对河床的束窄度宜小于60,纵横围堰轴线宜布置成梯形。624 采用一次断流围堰导流时,应注意防止堰脚冲刷。上游横向围堰轴线与导流泄水建筑物进口轴线交角宜为4560,且围堰上游坡10脚距泄水建筑物进口距离不小于20m。下游围堰同导流泄水建筑物出口轴线交角大于60,堰脚至出口距离不宜小于30m。625 围堰背水坡坡脚距永久建筑物开挖外轮廓线不宜小于10m。117 导流泄水建筑物71 导 流 隧 洞711 导流隧洞轴线宜选在地质构造简单,岩性坚硬完整、断层较少、裂隙不发育的地层,尽量避免通过较大的不良地质构造。
14、洞轴方向与岩层走向夹角大于30为宜。712 充分利用地形条件,尽量使洞线顺直。当坝址位于河湾地段时,宜将隧洞布置在凸岸,呈直线形布置。如无河湾,在地质条件允许时,可利用冲沟布置进口以使洞线顺直。713 两岸洞线比较中,除考虑工程量大小之外,尚需考虑坝区施工布置、对施工交通的干扰、进出口水流对两岸的冲刷和折冲影响、后期封堵的条件。714 洞线按下述原则布置:l 当布置为曲线时,其弯曲半径应大于5倍洞径,转角宜小于60,曲线两端以不小于5倍们宽的直线相连。当流速超过15ms时,应通过水工模型试验验证。2 为使水流顺畅,出口段洞轴线与河道主流方向的交角一般以不大于30为宜,进口段交角视具体情况可适当
15、放宽,以防止出口水流冲刷及进出口水流对上、下游围堰的影响。715 进出口位置宜选在洞顶岩层厚度在1倍洞径以上,并距上、下游围堰有一定的安全距离的地方。716 隧洞进出口高程选择,除应满足导、截流要求外,尚需考虑通航、排冰、泥沙淤积以及封堵条件等综合要求。717 隧洞断面设计应通过水力计算进行选定。为满足截流增大底部泄流量,以及排冰时增大底部宽度等要求,可采取圆拱直墙大断面。71.8 导流隧洞衬砌型式应根据水流、围岩条件分段进行喷混凝土衬砌(或喷锚衬砌)与混凝土(或钢筋混凝土)衬砌的技术经济比较后选定。只有当喷锚不能满足运行及围岩安全时,方可采用钢筋混凝土衬砌,如导流洞与永久水工隧洞结合时,应按
16、永久工程要求衬砌。719 导流结束后,不与永久水工隧洞结合的导流隧洞,应尽早进行封堵;与永久水工隧洞结合的导流隧洞,在结合段上游侧进行封堵。封堵段混凝上宜采用低热微膨胀水泥或外掺氧化镁水泥浇筑补偿收缩混凝土,以加快工期。127110 隧洞泄水能力、进出口流态、排冰不同块度的变塞程度等均需经水工模型试验验证。7111 导流隧洞的封堵段宜在隧洞过水前形成封堵设计要求的开挖断面型式,并加以喷锚保护。72 导 流 明 渠721 导流明渠轴线应按下述原则布置:l 应避开严重的滑坡、崩坍体及较大断层构造带等不利地质条件;2 宜充分利用缓坡、台地、观口以减少开挖工程量;3 当在凸岸布置导流明渠时,为使水流顺
17、畅,不致引起对下游沿岸的不利冲刷,进口轴线与主流交角以不大于30为宜,轴线转弯半径以不小于3倍明渠宽度为宜。7.22 导流明渠进出口位置,应距上、下游围堰堰脚适当距离,避免因进出口回流淘剧围堰坡脚。渠内水流应平稳顺畅,避免回流、涡流等对建筑物的危害,力求不冲不淤。723 明渠进出口底板高程和渠道纵坡根据水力学计算确定,并考虑截流时水流的分流条件。在有航运的河道,尚应根据其运行期内流速、落差、水深、转弯半径等特殊要求进行设计。明渠底宽应按施工导流及航运、排冰等各项要求进行综合选定。724 渠道衬砌需先研究不衬砌的可能性,如必须衬砌时应进行喷锚衬砌与混凝士衬砌的比较、优选。当采用混凝土衬砌时,需根
18、据渠内水深、脉动压力、扬压力及钢筋锚固力等进行计算。12725 明渠尾端为防止水流淘刷,应设混凝土齿墙等直达淘剧深度以下,以保护明渠运行安全。726 明渠断面,底坡的选择应考虑不同底坡的流态、渠内水流与下游水面衔接时对河道冲刷的影响、渠道开挖宽度,以及尾端防淘、下游防护工程设置等因素并进行综合技术经济比较后确定,必要时,需经水工模型试验进行验证。73 导流底扎731 当采用导流底孔泄流时,宜与永久泄水建筑物结合。732底孔应按下述原则布置:1 在单设导流底孔的布置中,底孔宜布置在近河道主流位置,以利于泄流顺畅;2 当底孔与明渠组合导流,且底孔布置在明渠坝段内,条件允许时,宜先期形成梳齿或底孔;
19、3 混凝上支墩坝在选用底孔导流时,宜将底孔布置在支墩的空腔内。733 底孔尺寸应满足截流、导流泄水、航运、排冰等各项要求;并根据坝体应力及闸门制造能力进行综合比较选定。底孔宽度以小于坝段党的50为宜。7、34 底孔位置,在条件允许时,宜采取跨坝缝布置。735 底孔进口型式应通过水工模型试验验证选定。为使进口水流顺畅,进口上缘宜选用椭圆曲线。736 当底孔上部同时有坝体过水等双层泄水情况时,应通过水工模型试验验证,采取避免对底孔空蚀破坏的措施。737 底孔导流后,应采用与坝体同标号的混凝土对底孔进行封堵,并须采取措施保证封堵混凝土与坝体的良好结合。738 为防止导流底孔门槽、门槛运行期冲刷受损,
20、及保证后期封堵时顺利下闸,其进口门槽、门槛的金属结构须按永久工程进行设计。1474 未完成建筑物过水741 混凝土重力坝、拱坝等实体结构,在未完建过程中,可预留部分坝段形成缺口或梳齿导流;支墩坝、坝内厂房等非实体结构,在未封腔之前坝体不宜过水,如必须过水时,应增设临时溢流面板、或在腔内充水等措施,以保证坝体安全。742 在未完建坝面泄水,应经水工模型试验验证必要时可采取掺气减蚀措施。水流对坝后基础的影响,需经水工模型试验提出防止冲刷破坏的保护措施。743 土石坝施工期洪水流量过大,增设导流泄水建筑物的技术、经济条件均不适宜时,可考虑坝体过水方案,过水前坝面需采取防冲保护措施,并经水工模型试验验
21、证。744 利用未完建厂房泄水,多在低水头河床式厂房中采用,因厂房过水断面复杂,应经水工模型试验验证;选定泄水方式。泄水能力并提出防护措施。158 河 道 截 流81 截流方案的选定811 选择截流方案时应充分分析水文、气候条件、流域特性、河床地形地质特点等综合因素,进行技术、经济比较后选定。812 截流多采用俄堤法,其中常用立堵或立。平堵结合的方法,在特定条件下,经技术经济论证后亦可采用平塔法、定向爆破法、建闸法或浮运结构法。813 当截流最大落差不超过30m时,宜优先选择单战立堵的截流方式。当落差大于30m,龙口水流能量较大时,可采用宽战、双战或多优立堵截流方案。814 在河床覆盖层较厚、
22、水较深的条件下,可采用先平堵护底,后立堵合龙的平立堵结合方案。在具有架立浮桥或栈桥条件时,可用平堵截流方案。82 截流戗堤布置8、21 截流戗堤的布置应在综合分析地形、地质、截流方案、围堰型式、龙口位置及交通条件等因素后确定,并考虑河床护底、俄堤闭气、基础处理、围堰加高等要求。822 采用栈桥或浮桥平堵截流时,截流戗堤的布置及桥头两侧应满足施工场地和运料的要求。83 截流时段与龙口位置选择831 截流时段选择应全面分析工程所在河流的水文、气象条件;河道天然径流量的变化规律,严寒地区还应考虑气温变化及冰凌规律,通航河道应考虑减少对航运、下游用水及施工的影响。16832 在截流设计中应考虑实际截流
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