吉林敦化抽水蓄能电站吉林敦化抽水蓄能电站C1标段上水库施工导流方案合同编号:SGXYDH-JH-JSGC{2014}32号批准：审核：编制：中国水利水电第十一工程局有限公司吉林敦化抽水蓄能电站工程项目经理部二〇一六年五月二十八日目录1概述 (1)2水文基本资料 (1)2.1径流 (1)2.1.1径流特性 (1)2.1.2多年平均径流量计算 (2)2.2洪水 (2)2.2.1暴雨洪水特性 (2)2.2.2设计暴雨 (3)2.2.3设计洪水 (3)3.编制依据 (4)4、导流设计标准 (4)5、施工导流方案 (4)6、导流明渠方案 (7)6.1导流明渠布置 (7)6.2导流明渠结构型式 (8)6.3导流明渠主要工程量 (8)6.4明渠过流能力计算 (8)6.6导流明渠穿心墙部位措施 (10)6.5导流明渠穿渣场措施 (10)6.6导流明渠过流特殊部位处理措施 (11)7、围堰设计及施工 (11)7.1拦河坝上游围堰设置 (11)7.2进出水口围堰设置 (12)7.3导流明渠口临时围堰的设置 (12)8、机械抽排方案 (12)8.1汛期抽排方案 (12)8.2抽排导流冬季方案 (16)9发生超标准洪水基坑淹没分析 (18)10、安全度汛与防凌排冰 (19)10.1施工期度汛 (19)10.2防汛准备 (19)10.3安全度汛措施 (19)10.4超标洪水应急措施 (20)11施工资源配置 (20)11.1导流施工机械配备 (20)11.2人员配备 (21)12施工进度计划 (22)上水库施工导流方案1概述敦化抽水蓄能电站位于吉林省敦化市北部，上水库位海浪河源头洼地上，靠近西北岔河和海浪河的分水岭，本工程为大（1）型一等工程，规划装机容量1400MW，装机4台，单机容量350MW。
上水库位于海浪河源头区樱桃沟内，库区均为林地，植被良好。
上水库集水面积2.4km2，库区内集水面积0.7km2，河道长度1.75km，库区平均坡降51.7‰。
采用开挖和筑坝方式兴建，上水库工程主要包括沥青混凝土心墙堆石坝、库区清理、环库公路、上水库进\出水口及库区防渗处理等。
上水库沥青心墙堆石坝顶高程1395.0m，坝长948.0m,坝顶宽8m,最大坝高54m。
进出水口前池反坡顶部平台高程1370.0m，前池开挖高程1357.00m。
2水文基本资料敦化抽水蓄能电站上水库所在的海浪河源头无实测水文资料。
依照下水库下游的额穆水文站，西北岔和北大殃雨量站进行推测修正。
2.1径流2.1.1径流特性上水库径流以雨水和冰雪融水补给为主，每年4月~5月来水以冰雪融水为主，6月~9月来水主要源于降雨。
由于森林茂密，植被良好，对径流的调蓄作用较大，使径流的年际变化不大。
根据额穆水文站资料统计，多年平均径流量3.67亿m3，最大年径流量5.44亿m3（1981年），最小年径流量1.7亿m3（1978年），最大与最小比为3.2。
径流年内分配春汛4月~5月份径流占全年的25.6%，大汛6月~9月占全年的61.1%，枯季10月~次年3月占全年的13.3%。
2.1.2多年平均径流量计算（1）工程区域多年平均径流深根据上库坝址与额穆水文站的流域面积比及降雨量修正，计算坝址1965~2008年径流系列。
降水量采用西北岔雨量站降水成果，其多年平均降水量为802.9mm，额穆水文站雨量根据西北岔、北大秧、额穆站降水量及权重计算，其多年平均降水量为747.9mm。
得到工程区多年平均径流深为512mm。
（2）上水库多年平均径流量敦化抽水蓄能电站上水库流域面积为2.4km2，计算得上库多年平均径流量分别为123万m3。
设计年径流成果见下表3-1，径流年内分配见表3-2。
表2-1 上水库设计年径流成果表表2-2 上水库设计径流年内分配表2.2洪水2.2.1暴雨洪水特性本流域洪水主要由暴雨所形成，洪水多猛涨猛落，峰型尖瘦，本流域洪水期在6月初至9月末之间，最大洪峰流量大部分出现在8月份。
根据西北岔雨量站统计，多年平均最大24小时降水量为67.2mm，实测最大24小时降水量为121.2mm（1991年7月29日）。
2.2.2设计暴雨由于工程区没有实测雨量成果，采用《吉林省暴雨图集1989年》查算年最大24小时设计暴雨参数。
设计暴雨成果见表4-1。
表2-3 工程区附近最大24小时降水量设计成果表2.2.3设计洪水(1)设计洪峰以《吉林省水文图集》及《吉林省暴雨径流查算图表》为依据，采用吉林省经验公式对上水库的设计洪峰流量进行计算，洪峰流量成果见表2-4。
表2-4 上库设计洪峰流量计算成果表（2）洪量设计洪量采用《吉林省暴雨径流查算图表》中的降雨径流关系方法，上水库的产水面积按水面面积和陆地面积两部分计算，当上水库正常蓄水位1391m时，水面面积为0.55km2，陆面面积1.85km2；上水库洪量见表2-5。
表2-5 上水库年最大24小时设计洪量成果表2.3冰情敦化抽水蓄能电站地处北纬44°附近，每年冬季都出现不同程度的冰情。
珠尔多河额穆水文站有较长冰情观测资料，本次天然河道冰情资料统计依据额穆水文站1964-2006年的冰情资料。
根据额穆水文站冰情资料统计，珠尔多河春季开江最早在3月11日，最晚在4月27日。
初冰日期最早在10月15日，最晚在11月23日。
稳定封冻最早出现在11月12日，最晚在12月8日，平均封冻期132天。
最大河心冰厚1.48m。
多年平均最大河心冰厚0.93m。
额穆水文站冰情统计见表2-6。
表2-6 额穆水文站冰情统计表3.编制依据（1）《水电工程施工组织设计规范》DL/T5397-2007；（2）《水电工程围堰设计导则》（NB/T35006-2013）；（3）招、投标文件；（4）施工现场的实际情况。
4、导流设计标准初期洪水标准采用10年一遇流量13.2m3/s（3天洪量26.8万m3），采用明渠导流方式，导流建筑物级别为Ⅳ级。
施工期采用坝体度汛洪水标准采用50年一遇，3天洪量41.7万m3。
5、施工导流方案根据招标阶段设计资料及设计院提供的上水库施工导流方案分析报告，上水库施工导流方案采用明渠和水泵抽排相结合的导流方式，上水库大坝和进/出水口导流程序分述如下：（1）大坝施工导流1）初期导流：初期导流分为两个时段：第一时段自2016年6月中旬河道截流至2017年5月10日坝体填筑至1360.0m，共11个月。
本时段大坝基坑在上游围堰的保护下全年施工，由上游土石围堰挡水，导流明渠泄流。
围堰挡水标准采用全年10年一遇洪水，相应流量13.2m3/s，导流明渠进水口高程为1363.0m高程，围堰顶高程为1372.0m。
本期主要完成上游围堰的施工及闭气、大坝基坑开挖、沥青混凝土施工和1360高程以下坝体填筑等工作。
第二时段自2017年5月11日至2017年6月30日。
坝体填筑截断导流明渠，由上游围堰挡水，机械抽排导流。
围堰挡水标准采用全年10年一遇3天洪量26.8万m3,围堰挡水位为1371.0m（堰前水位库容见表5-1）堰前积水按5天排干配备抽排措施，最大排水强度2233m3/h。
6月的10年一遇的径流量28.33万m3，未考虑蒸发渗漏损失，仍小于围堰堰前库容。
2017年6月末坝体填筑至1374.0m高程。
表5-1 围堰堰前水位库容曲线表2）中后期导流中期导流自2017年7月1日至2017年11月30日，为坝体临时断面挡水具备挡水条件后至坝体填筑到顶。
根据施工总进度计划，2017年6月末坝体填筑至1374.0m高程，挡水坝施工不再需要围堰的保护，施工导流进入中后期导流。
根据大坝类型及拦洪库容，挡水坝度汛标准采用50年一遇3天洪量41.7万m3，坝前水位为1372.8m，坝前积水按7天排干配备抽排设备，最大排水强度为2482m3/h。
本期主要进行上水库坝体自高程1374m至坝体填筑完成，时段末上水库大坝填筑到顶。
2017年10月底坝体填筑至坝顶高程1395.0m。
表5-2 上水库大坝施工导流程序规划表（2）进/出水口施工导流1）初期导流初期导流第一时段自2016年9月至2017年5月10日，共9个月。
本时段进/出口基坑在预留岩坎的保护下进行土石方开挖，导流明渠泄流。
为了防止汛期洪水进入厂房，在引水隧洞上平段预留岩塞。
岩坎挡水标准采用全年10年一遇洪水，相应流量13.2m3/s，上游围堰挡水位1370.9。
岩坎顶高程为1372.0m。
本时段2016年9月至10月完成进出水口土石方明挖。
第二时段自2017年5月11日至2018年10月31日。
本时段进/出水口基坑在预留岩坎的保护下进行混凝土浇筑、金属结构安装，采用机械抽排导流。
围堰挡水标准采用全年10年一遇3天洪量26.8万m3,堰前挡水位为1371.0m，堰前积水按5天排干配备抽排措施，最大排水强度为2233m3/h。
至2018年9月底，进/出水口闸门具备挡水条件。
本时段2018年5月至10月完成进/出水口混凝土浇筑、金属结构安装。
2）中后期导流2018年11月初进/出水口闸门具备挡水条件后，引水隧洞上平段岩塞开挖施工，进/出口挡水标准采用永久设计标准，水库进行初期蓄水。
上水库进/出水口施工导流程序见表5-3。
表5-3 上水库进/出水口施工导流程序规划表6、导流明渠方案6.1导流明渠布置由于坝体左岸覆盖层及全风化层厚度大，岩石条件差，对明渠布置不利。
右岸山体平缓，坝0+350-坝0+400段，覆盖层厚度约3m，全风化层厚度1-2.5m，局部直接到达强风化下限，岩石条件较好，导流明渠穿过心墙基础，进入到弱风化岩层，成型条件较好。
受围堰上游地面高程所限，导流建筑物进口高程和穿沥青心墙基础部位高差不宜过大，以保证导流建筑物的纵坡尽量减少，所以布置在右岸条件较好。
根据上述地形条件、水文气象资料，结合上水库所处的地理位置和现场实际情况，采用在上水库大坝桩号坝0+395.96处设计底宽为3m，总长为541.578m导流明渠(具体位置见后附平面布置图)，以坝0+395.96处心墙基础建基面高程为导流明渠设计高程进行导流明渠穿坝，坝后穿1#渣场段暂停弃渣，待导流明渠导流任务完成后再进行弃渣,替代设计建议的在左坝肩开挖导流明渠和机械抽排相结合的导流方案。
表6-1 导流明渠主点坐标表6.2导流明渠结构型式为根据施工导流建筑物的布置要求，导流建筑物拟布置导流明渠引水段、导流明渠等结构。
根据导流期过流能力及后期施工要求，断面采用倒梯形(底宽3m)，明渠全长541.578m,进口引水段长64.10m,进口段高程1363.0m，出口段高程1343.0m，导流明渠经过坝体心墙基础轴线桩号坝0+395.96处高程为1360.173m。
导流明渠与心墙基槽交叉部位，由于心墙基槽已结开挖完成，需要在下游堵沙袋用作导流明渠挡水，待导流明渠不过流时进行拆除，导流明渠结构布置具体详见下表：表6-1 导流明渠结构布置6.3导流明渠主要工程量导流明渠建筑物各部位工程量见下表：6-2 导流明渠主要工程量表根据《水力学》上册河海大学李家星等编著：水深—过流断面上渠底最低点到水面的距离，以h表示；底宽—梯形断面的渠底宽度，以b表示；边坡系数—边坡倾角a的余切以m表示，m=cot a，它的意义在边坡上高差为1m时两点之间的水平距离，当m=0时，边坡线为铅直线，这时的断面为矩形断面；为简化计算，按照矩形断面进行计算，明渠断面底宽 3.0m，按照有效过流断面底宽2.9m计算。