围堰设计与施工方法一、引水进水口围堰设计引水系统进水口基础开挖最低高程为1426.0m，高于施工导流期Ⅰ枯水位1424.6m，进水口基础混凝土于Ⅰ枯浇筑完成至1446.0m，高于施工导流期Ⅰ汛、Ⅱ枯水位，具备干地施工条件；Ⅱ枯进水口混凝土浇筑至坝顶高程，金属结构安装完成，具备闸门下闸条件，Ⅱ汛及其以后进水口利用闸门挡水。

综合考虑进水口不设围堰。

二、尾水洞出口围堰设计（一）围堰设计原则1、根据地形、水流条件及本工程水工建筑物布置，围堰型式及其布置应尽量减少对原河床泄流能力的影响，并具备较强的抗冲刷能力；满足永久建筑物施工工期要求，且工程造价应相对较低。

2、根据尾水洞出口地质剖面资料，围堰建基面位于含漂石、卵、砾石的覆盖层上，基础防渗难度大，若采用灌浆防渗，旋喷防渗，则难度更大，且不可预见因素较多，因此围堰防渗可采用混凝土防渗墙。

3、尾水洞出口围堰施工时，应尽可能利用原河床土石以减少前期开挖工作量，同时采取措施保证围堰体的抗压、抗渗等稳定性要求。

4、围堰布置以不占压或少占压水工建筑物为原则，并应满足尾水洞出口基坑开挖及混凝土施工要求，保证尾水洞出口基础在干地上进行施工。

5、围堰设计断面应根据稳定性和强度计算进行选取，达到抗滑、抗剪、抗倾覆及抗渗要求，并满足其它使用功能。

（二）围堰型式确定结合招标文件给定的尾水出口围堰设计条件，拟定围堰设计方案，方案为土石围堰方案（P=10%，枯期）。

1、优点（1）土石围堰所需的填筑料可利用边坡开挖土石渣料，取料相对简单，运距较近，料源丰富。

（2）土石围堰结构简单、施工方便、填筑工期短、施工难度小、易于拆除。

（3）土石围堰工程造价相对较低，投资较小。

（4）土石围堰堰顶相对较宽，可满足车辆通行要求，堰顶可作为临时施工道路。

2、缺点（1）因土石围堰断面较大，一般用于横向围堰。

尾水洞出口施工所需围堰基本与水流方向平行，围堰挡水时，水流对围堰的冲刷相对严重，不利于围堰的稳定。

（2）为使围堰起到挡水的作用，需在围堰内部设置防渗体。

土石围堰防渗体多采用粘土心墙，在施工区域内，粘土取料较难。

（3）因围堰断面较大，占压原河床较多，汛期水位壅高，对尾水出口施工造成的危害较大。

3、尾水洞出口围堰形式确定尾水出口采用枯期土石围堰P=10%，围堰的挡水标准采用枯期P=10%洪水频率设计，设计流量为1860m3/s，对应的河道天然水位为1407.5m，考虑到大汛土石围堰形成后，河道水位将产生一定的壅高，最终确定高程1408.0m 作为尾水出口土石围堰的设计依据。

考虑度汛所需的围堰顶安全超高要求，围堰顶高程拟定为1409.0m；围堰顶宽初设为8.0m，迎水面及背水面坡比均为1：1.5，堰高约为13.0m。

初步计算围堰底宽为13×1.5+8+13×1.5=47.0m。

由招标文件资料可知，尾水出口天然水位时河宽约为80m～100m，枯期土石围堰将占压部分河道，但不影响河道疏通。

为了保证全年度汛，拟在尾水隧洞出口段预留岩塞，作为大汛期全年挡水。

在尾水出口施工完成后，拆除尾水隧洞出口端预留岩塞。

优点：由于尾水出口枯水期围堰，施工难度将降低、施工工期将缩短，避免了大汛围堰的施工，不必进行大规模围堰填筑施工，在确保安全渡汛的同时节约了施工工期并减少施工费用，在大汛期减少水位壅高带来的不利影响。

缺点：尾水出口施工将分期安排，施工不连续，施工工期须合理安排。

全年土石围堰布置见附图9.2-05《方案三：尾水出口土石围堰平面布置图》及9.2-06《方案三：尾水出口施工导流纵向剖面布置图》。

确定尾水洞出口围堰方案，初步拟定尾水出口围堰选用顺河纵向枯水期土石围堰，防渗体则采用混凝土防渗墙；大汛期围堰进水后，采用尾水隧洞出口段预留岩塞方案挡水，工程后期拆除岩塞，衬砌该段混凝土。

三、围堰布置规划1、围堰顶高程确定根据招标文件提供的洪水标准及水文资料，尾水出口围堰按10年一遇的枯水期（11月～翌年5月）洪水标准设计，最大来水流量为1860m3/s，在河床天然状态条件下，对应于尾水出口部位的河床水位高程为1407.58m。

考虑度汛所需的围堰顶安全超高要求，围堰顶高程拟定为1409.10m。

汛期（6月～10月）在尾水出口闸门具备挡水条件前，采用在尾水隧洞出口段预留岩塞挡水度汛，度汛标准采用全年20年和50年一遇洪水，相应洪峰流量分别为6950m3/s和8300m3/s。

待尾水出口闸门安装完成，具备下闸挡水条件后，利用闸门下闸挡水，导流标准采用全年50年一遇洪水，相应洪峰流量为8300m3/s。

由于尾水隧洞出口段岩体较为破碎（Ⅴ类围岩），一旦大汛期基坑进水，则岩塞段会有一定的水压力，易产生坍塌、渗漏等不利局面，为此我部拟对预留岩塞采用固结灌浆，以加强其稳定性及岩塞段岩石整体性。

岩塞段固结灌浆孔布置：孔深10.0m，间排距3.0m，梅花形布置，具体布置形式参见附图9.2-07《尾水隧洞预留岩塞段固结灌浆孔位布置图》，施工方法详见第十七章相关内容。

表2-1 岩塞段固结灌浆主要工程量表尾水隧洞出口段预留岩塞施工详见第十二章相关内容。

2、围堰轴线的选择根据确定的围堰顶高程，结合尾水洞出口明渠设计开挖要求，围堰轴线选择按“堰体不占压或尽量少占压尾水洞出口结构底板”的原则确定。

3、围堰的结构设计围堰两端基岩均裸露，且岩层倾倒严重，围堰结构选取顺河纵向土石围堰型式，顶高程为1409.10m，堰顶轴线长约为180.0m。

3.1、为满足尾水洞出口基坑开挖及混凝土施工要求，围堰顶宽设为8.0m，可作为尾水洞出口施工临时道路。

3.2、围堰迎水面及背水面坡比均为1：1.5，为保证土石围堰具备较强的抗冲刷能力，迎水面及背水面均采用钢筋石笼护坡，坡比1：1.5。

3.3、由于围堰建基面位于含漂石、卵、砾石的覆盖层上，基础防渗采用混凝土防渗墙，混凝土防渗墙厚度为60cm，底部要求嵌入基岩0.5m～1.0m，堰高13.0m，最大处理深度约为36.0m。

3.4、围堰稳定计算枯水期土石围堰高度H1＝0～13m（最大高度取Hmax=13m），取堰体断面形式为：堰体迎水面坡比为自然坡，背水面坡比i=1.5，顶宽b=8m。

（1）滑动面的型式圆弧滑动：粘土性的滑裂面近似圆弧，对于均质围堰、厚斜墙，一般采用圆弧法计算，对于非粘性土、堆石、砂质土等组成的复合断面，也可采用圆弧法进行校核。

复式滑动：当围堰地基存在软弱夹层，或堰体由水中抛填到干填碾压过程中可能存在软弱夹层，破裂面往往沿这一软弱层滑动，形成复式滑动，其稳定计算一般采用改良圆弧法。

图2-1 复式滑动形式示意图ADC B2注：2-地基软弱夹层折线滑动：非粘性土或堆石的干坡或全部浸水，则坡的滑裂面为一平面。

如果边坡部分浸水，部分为干坡，则滑裂面为折线滑动，其折点一般在上游水位与滑动面的交点，或在浸润线与滑动面的交点。

（2）可能出线的滑裂面的估计本合同尾水出口枯期土石围堰填筑主要利用尾水出口开挖料，属于非粘性土、堆石、砂质土等组成的复合断面；根据招标文件地质资料，尾水出口土石围堰地基存在软弱夹层，故破裂面可能沿这一软弱层滑动，形成复式滑动，土石围堰抗滑稳定安全系数可以采用圆弧法进行计算。

（3）抗滑稳定安全系数计算图2-2 围堰法抗滑稳定计算示意图如果划分的土条相等，坍滑体ABC的总法向分力及切向分力为：在滑裂面上的总摩擦力为，总凝聚力为。

对圆心O的抗滑力矩Mr，及滑动力矩Ms为：抗滑稳定安全系数K 为：经计算得K≈1.08。

根据《水电水利工程围堰设计导则》DLT5087-1999中Ⅳ、Ⅴ级别土石围堰抗滑稳定安全系数≥1.05即满足土石围堰抗滑稳定要求。

结论：根据计算分析，本工程枯水期土石围堰设计形式满足相关规范要求的土石围堰抗滑稳定，枯水期土石围堰设计形式安全。

5、尾水出口土石围堰（P=10%，枯期）形成后，将占压部分河道，可能壅高河道水位，致使枯期及汛期尾水出口河道水位上升。

我公司将在尾水出口河对岸采取清淤、疏浚、局部扩挖及防护的施工措施，保证尾水出口原有河道泄水能力。

四、围堰施工程序及方法（一）施工方法1.1堰体填筑尾水洞出口施工土石围堰填筑前先修建施工临时道路至土石围堰两端头，作为土石围堰施工的主要通道。

L2施工临时道路长度约为200m，路面宽度6.5m，泥结碎石路面，纵坡度约为7.5%；L2施工临时道路为“Z”字形路，长度约为167m，路面宽度6.5m，泥结碎石路面，纵坡度约为8.9%。

尾水出口施工导流施工临时道路布置见附图9.2-08。

围堰填筑可利用尾水洞出口明挖渣料，不足部分可利用厂房系统开挖料或由干笔河渣场回采，采用20t自卸车运输。

围堰水下部分直接抛填，采用长臂反铲进行坡面修整及迎水面钢筋石笼护坡抛填。

填筑时视河床水位情况，水位以上分层填筑，分层高度0.5m，逐层填筑并用18t振动碾碾压密实。

（二）混凝土导墙施工围堰顶面平整完成后进行混凝土导墙施工，导墙混凝土由本工程混凝土拌和系统供应，混凝土导墙采用组合钢模立模，8.0m3混凝土搅拌运输车运至工作面后直接入仓，局部辅以HBT60混泥土泵泵送入仓。

（三）混凝土防渗墙施工当围堰填筑到高程1408.6m时，围堰顶宽约为10.0m，此时进行混凝土防渗墙施工。

高程1408.10m以下部位混凝土防渗墙施工完成后，进行上层土石围堰填筑施工，高程1408.10m以上部位采用土工膜防渗，紧随土石填筑施工。

尾水洞出口施工土石围堰混凝土防渗墙施工详见《第十六章钻孔灌浆及防渗墙施工》相关内容。

（四）钢筋石笼护坡施工围堰迎水面钢筋石笼滞后于围堰填筑施工，高差为2.0m；围堰背水面钢筋石笼可与尾水洞出口高程1409.0m以下土石方开挖同时进行施工。

围堰坡面采用反铲进行坡面修整，随后进行钢筋石笼护坡施工。

钢筋笼在综合加工厂加工完成后运至工作面，现场捡集符合要求的块石，采用机械配合人工进行装填，装填完成后由人工配合汽车吊或长臂反铲进行安装固定。

（五）围堰拆除尾水洞出口围堰拆除分二期进行，首先拆至1403.0m高程，预留临时围堰，第二期拆除剩余部分。

围堰混凝土防渗墙在浇筑时预埋PVC管，作为后期拆除爆破孔用；导墙混凝土采用手风钻或潜孔钻造孔，人工装药爆破；混凝土导墙及防渗墙爆破后与围堰填筑料一起拆除。

围堰由中部向两端倒退拆除，视来水情况分部拆除，水上及水下部分均用长臂反铲由中部向两端倒退法拆除。

围堰拆除料采用20t自卸车运输到干笔河渣场弃置。

五、施工资源配置1、主要施工设备配置计划根据施工进度安排，尾水洞出口施工土石围堰需配置的主要施工设备见下表。

表5-1 主要施工设备配置表2、主要施工人员配备计划根据尾水洞出口围堰施工进度安排及设备配置情况，施工高峰期间配备的主要施工人员见下表。

表5-2 主要施工人员配备表。