1、水利水电工程施工组织设计规范(试行) SDJ 33889 编制说明 前 言 原水利电力部水利水电规划设计院(以下简称规划院)在1983年1月以(83)水规设字第三号文指令我院主持制订水利水电工程施工组织设计规范(以下简称本规范)同年6月规划院又以(83)水规设字第九号文邀请了部属各勘测设计院长委及黄委两个流域机构部分省设计院和大专院校共22个单位40余人在成都讨论规范编制提纲及商定编制分工协作事宜经协商确定本规范编制分工如下 主要负责 协编分工 章次 章名 单位 编写人 协编内容 单位 编写人 一 总则 成都院 徐世志 导流泄水建筑物 东北院 李瑞珍 二 施工导流 长委 陈尚德 朱永福 严华俊
2、 刘正启 基坑排水 中南院 杨佩章 腾子佩 碾压式土石坝施工 昆明院 陕西机 械学院 徐永 杨全民 混凝土冬季施工 东北院 吴承章 三 主体工程施工 成都院 徐世志 王友全 博鸿明 陈连青 任德昌 地基处理 昆明院 杜作霖 四 施工交通运输 北京院 刘景云 场内交通 天津院 许强华 混凝土预冷预热系统 长委 东北院 郭燕鸿 吴承章 五 施工工厂设施 成都院 王世德 机械修配加工厂 昆明院 叶志强 五 施工工厂设施 压缩空气供水 供电通讯系统 长办 昆明院 姚本福 叶志强 六 施工总布置 西北院 曾宪典 天津院 许强华 七 施工总进度 华东院 左兆熙 第五章编制负责人王世德在编制过程中由成都院调
3、往浙江省水专调动时双方商定仍由王世德负责该章编制工作 我国幅员辽阔各地区各河流自然条件相互差异甚大水利水电工程枢纽布置和建筑物型式千变万化施工条件各不相同具有很大灵活性施工组织设计必须因时因地制宜编制普遍用于各地区和各式各样工程的施工组织设计规范显然绝非易事且编制中既无蓝本又缺国内外参考资料更增加了编制难度为此我们采取了不完全同于其他规范编制的方法步骤 初稿编制阶段先后编了三稿第一稿称样稿顾名思义即编出试样通过同行集会讨论并根据讨论意见对样稿进行较大的修改补充后编制出第二稿各章第二稿分头送请同行专家咨询并分章召开小型会议预审各章负责编写人再根据咨询预审意见修改第二稿后送交主编单位汇总整理为初稿
4、即第三稿报送规划院 送审稿编制也是由各章节编写人根据初稿审查大会上提出的意见和建议先进行修改补充再由主编单位汇总送请国内有权威的专家咨询后再报上级审查定稿 本规范编制采取这种反复讨论咨询审查修改补充的作法显然期望能起到集思广益群策群力作用使本规范的编制质量有所保证实践证明在规范编制难度极大的情况下采取上述各种措施是行之有效的每种方法和每一步骤均起到了良好作用通过每一步骤规范质量均有所改善和提高本规范共七章34节354条附录五个规范中既有指导性条款也有指令性规定还有一些参考性建议具备了设计法规的内容颁发后对水利水电工程施工组织设计和工程建设无疑会起到良好作用 经过几年艰苦努力水利水电工程施工组织
5、设计长期无章可循的局面即将结束这是在原水电部规划设计院强有力地领导下全体编写人密切协作配合的结果也是有关专家咨询指导的结果是国内同行共同劳动的结晶由于参与本规范编制工作人数众多不能一一列出名单特此致歉并深表谢意 原水利电力部成都勘测设计院水利水电 工程施工组织设计规范编制组 第一章 总则 第1.0.1条明确本规范的主要用途 第1.0.2条明确本规范的适用范围条文中提到的大中型水利水电工程其划分标准应按水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(SDJ1278)中的规定执行 根据目前我国水利水电工程设计阶段的划分情况各阶段施工组织设计名称需否在本规范中作出明确规定?例如可行性研究阶段定名为施工要点设计或
6、施工设计纲要初步设计阶段定名为施工组织设计技施设计阶段定名为施工措施计划编制招标设计文件时定名为施工规划等等这样正名可避免各设计阶段均统称施工组织设计而含义混淆和设计阶段不清由于对这一问题认识上并未统一故本规范仍统称施工组织设计 第1.0.3条现行规范中特别是某些施工技术规范中列有属于施工组织设计范畴的条文应纳入本规范这样同一个问题有可能出现在两本规范内如果彼此规定有出入或矛盾正文中规定应以本规范为准这是因为本规范是施工组织设计的专业技术规范 第1.0.4条长期以来普遍存在忽视施工组织设计的现象本条说明施工组织设计的地位和作用是希望能因此改善此种状况使有关方面正确认识施工组织设计的重要作用加强
7、对施工组织设计工作的领导并认真做好设计工作使这种作用充分体现出来 第1.0.5条总则内所列的各项原则是针对整个施工组织设计而言对各章节普遍适用对仅适合特定章节的具体原则则分别列入各章节中 关于强调结合国情推广新技术新材料新工艺和新设备这是考虑到目前我国水利水电建设技术还较为落后与先进国家相比有不小差距为了尽快改变此种状况必须改善施工技术和提高管理水平才能加快工程建设和节省工程投资 对于国内已成功应用的先进施工技术如系统分析方法新奥法碾压混凝土筑坝等等应尽可能在设计中应用对国外的先进技术施工设备以及有关专利等应结合国情在引进中既积极又慎重 第1.0.6条本条所列出的各项依据资料并非每个工程设计时
8、都需全部具备另一方面有的工程设计时可能尚需增加某些资料由于需要的资料内容繁多且不同工程需要的资料也不尽一致因此本规范不可能一一具体列出设计时可根据工程具体情况确定 第二项是根据目前一些水利水电工程由中央和地方合资兴办且地方政府往往作为业主在这种情况下设计对地方政府的意见不仅不能忽视而且应深入研究妥善解决 第四项是考虑到今后必然采用招标承包方式建设水利水电工程设计时不再是专门收集和掌握某一特定施工单位的情况只有对国内外施工队伍的施工装备技术特点和管理水平有所了解才能切合实际地作好编标工作 第1.0.7条目前全国各设计院对水力发电工程初设编制规程(SDJ16985)第七章有关施工组织设计内容的规定
9、有的单位严格执行有的单位并没有完全遵照执行甚至对某些比较重要的内容在初设文件中也未作交待这不仅会给上级机关审批文件时难以作出正确决策甚至会给工程建设带来损失为了纠正此种不正常现状本条强调设计的工作内容和深度应执行初设规程及补充规定 第1.0.8条设计文件质量直接关系到工程建设效益努力提高施工组织设计文件质量是设计必须达到的主要目标因此在总则中加以强调 如何衡量设计文件质量优劣?主要根据两个方面首要是文件可能取得的实质效果其次外观情况实质性效果包括设计体现出来的工期长短造价高低技术措施是否先进落实工程是否安全施工质量可否得到保证等等当然不是单纯以其中某一项作为评定标准而是全面综合分析将施工组织设
10、计作为一个整体来权衡产品质量优劣产品外观情况虽属次要问题但也不能忽略包括设计工作内容和深度是否满足本规范第1.0.7条规定文字报告及附图是否符合质量要求等 第二章 施工导流 第一节 一般规定 第2.1.1条强调施工导流设计的重要性要求设计人员将施工导流设计视为枢纽设计的重要组成部分设计中给予高度重视充分分析第一手资料作好各种比较方案组选择出最优方案使工程建设达到工期短投资省效益高的目的 第2.1.2条施工导流设计不仅要解决初期导流问题而且要妥善解决施工全过程的挡泄水问题因而要求设计人员必须纠正以往只重视初期导流而忽视后期导流的倾向后期导流设计涉及的内容往往随工程情况不同而异对大中型拦洞坝一般包
11、括坝体临时挡水封堵导流泄水建筑物和水库蓄水等几个阶段对中小型闸坝工程可能不存在坝体临时挡水问题但对任何工程施工都存在着后期导流问题而且初期后期导流密切相关是一个不可分割的有机整体设计中必须统筹规划全面安排才能设计出经济合理安全可靠的导流方案关于洪水标准的风险度分析理论研究近年来有所进展这个理论是把工程的有效服务年限工程溃坝损失与采用的洪水标准联系起来用动态经济分析的方法寻找最经济的洪水标准如何进行动态经济分析目前尚无实例但这种把工期溃坝影响作为洪水标准选择的因素是先进的是从经济观点出发的因此在制定导流标准时考虑了这一因素把施工年限库容和坝高作为拟定导流标准的基本指标目的是既便于当前导流设计时定
12、级使用又为将来进一步进行风险度分析打下基础 第2.1.3条由于本规范所定的导流建筑物级别设计洪水标准与水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(山区丘陵区部分) (SDJ1278)中的有关规定不完全一致本规范编制时是在总结多年来导流工程实践经验的基础上对SDJ1278规定作了若干补充修改不仅内容更加全面系统而且突出了导流建筑物系临时建筑物这一特点导流标准有所降低由于SDJ1278是现行标准故特别指出施工导流应以本章规定为准 第2.1.4条水力条件和布置简单的导流工程设计中若通过水力学计算即可得到准确可靠的成果则不须进行导流模型试验相反如果工程布置水力条件复杂或有综合利用要求的大型工程仅靠水力计算不可
13、能如实地反映导流建筑物运用过程中的情况或难以满足综合利用要求则必须在初设过程中进行必要的导流模型试验以验证和改善工程布置 第二节 施工导流标准 第2.2.1条导流标准规范化这在我国尚属第一次1964年制定的大型水利水电枢纽工程施工组织设计工作简则1978年颁布执行的水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(SDJ1278)和1983年颁布的碾压式土石坝施工技术规范(SDJ213一83)等准则都对施工导流标准作了一些零星规定但都不够全面系统缺乏完整性从施工导流角度衡量有的规定尚待研究如水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(以下简称SDJ1278)确定临时性建筑物的级别时只考虑被围护的永久建筑物的级别这唯
14、一因素未能全面反映导流工程的复杂性上述三个法定文件第一个颁发时间较早对施工导流仅作了一些原则性的规定缺乏数据不够具体第二个主要是针对永久建筑物制定的对临时建筑物的特点欠考虑第三个仅涉及与土石坝有关的某些施工导流专门性问题如过水围堰截流封孔水库蓄水等未能系统地解决施工导流设计的全部问题本规范从施工导流本身具有的特点出发在现行有关规范标准的基础上参考国内外施工导流实践经验对已有的零星规定作进一步的综合修改补充完善形成水利水电工程导流设计的一套完整规范 规范编制中按理应该把国内外特别是我国30多年导流标准资料全部收集起来加以系统总结从中找出规律作为拟定条文的依据但实际上无法做到这点因为我国建国以来至
15、1981年止已建大型水库321座加上副坝26座共347座中型水库2293座加上国外已建工程就更多欲收集到所有已建工程的导流资料既不可能也无必要为此编制本规范时按照宜粗不宜细的原则所定标准有一个范围以便适应多种情况条文尽可能精简力求具体明确避免模棱两可拟定了挡水和泄水不过水围堰和过水围堰坝体临时挡水及封堵蓄水等相应的导流标准但未考虑不同导流方式对导流标准的影响实际上导流方案与导流标准是互相影响的使用本规定时须注意这一点按一般设计程序是先定方案后定标准反过来不同标准在经济效益上的差别衡量方案的优劣从而决定导流方案的取舍如潘家口工程将二期导流方案由全年挡水改为枯水时段挡水设计流量由11700m3/s
16、降到1400m3/s节省投资580万元并加快了施工进度石泉工程将明渠导流方案改为分期导流方案降低了导流标准缩短工期一年半时间由此可见导流方案与导流标准的紧密关系本规范划分导流标准的特点主要有 1.划级未划等确定的导流建筑物级别具有以下几个特点SDJ1278根据枢纽工程的库容防洪灌溉和发电等固定指标将枢纽工程划分五等施工导流在施工全过程中往往复杂多变不同的施工阶段可能采用不同的导流方式和不同的标准因而不应也不能对整个导流工程固定划等本规范仅划导流建筑物的级别而不划等并将导流建筑物划分为三级与SDJ1278规定比较取消了二级导流建筑物 2.按施工阶段划级工程施工全过程中由于不同时期采用的导流方式可
17、能不同从而分为若干个施工阶段各施工阶段导流建筑物的级别应视其服务对象的重要性不同而有区别如巴基斯坦的塔贝拉工程分为四个施工阶段原河床导流明渠导流隧洞导流和隧洞完建各阶段采用不同的导流标准 3.严格控制最高级别出现导流建筑物属短期使用的临时性工程为了节约投资在拟定划级所依据各种指标时指导思想是将绝大部分导流工程划为级或级对划为级导流建筑物的指标控制较严 影响导流建筑物级别划分因素很多本规范表2.2.1归纳为保护对象失事后果使用年限导流工程规模四项指标将导流建筑物型式这一影响因素放在洪水标准中考虑将水文地质地形施工条件等影响因素放在研究导流方案时考虑 表2.2.1所列的保护对象失事后果属于客观条件
18、在决定导流方案之前大致就可判断导流建筑物使用年限和工程规模必须在拟定导流方案之后才能确定 表2.2.1中四项指标说明 1.保护对象是永久建筑物其级别作为划分导流建筑物级别的依据之一这和SDJ1278规定精神一致各级永久建筑物相应的临时建筑物级别一般应划为级只有在施工期有特殊要求的级永久建筑物其导流建筑物级别才有条件研究提高到级的可能性 2.失事后果一栏很难用定量指标体现SDJ1278把防洪保护城镇工矿企业按特别重要重要中等和一般共划分四级美国土木工程学会大坝分级标准将失事后果按人口死亡和灾害划分三级英国土木工程学会按人口死亡和财产损失划分为四级苏联CH43572新规范中提出施工期按成本分类划分
19、等级但目前没有掌握具体资料本规范将围堰失事后带来的经济损失按其程度划为重大较大和较小三级 失事后果的定量分析方法如经济流量法把设计流量洪水重现期导流建筑物的使用年限风险率和工程费用等综合起来加以研究的方法国内未采用过暂不列入规范 3.使用年限系指各施工阶段导流建筑物的运用年限年限的概念即经济的概念施工导流期间围堰挡水期越长遭遇洪水破坏的可能性越大承担的风险也就越大近年来国外对风险度理论研究很广泛我国对此项理论研究还不够深入目前尚无条件列入规范 国内外大型水电工程主体工程施工期(从基坑开挖到发电)大约为5 7年一般工程大约3年左右根据全国大型水库资料统计分析表明施工总工期(从开工到竣工)土石坝1
20、 3年约占60% 1 5年约占70%大于或等于7年约占20%左右混凝土坝1 3年约占30% 1 5年约占50%大于或等于7年约占40%上述工程中有的由于种种原因拖延了工期并非正常施工情况由于导流建筑物使用年限是按施工阶段计算的其值远远小于总工期故将级导流建筑物使用年限定在3年以上级导流建筑物的使用年限框在3年以内 4.导流工程的规模用围堰高和堰前库容来衡量SDJ1278划分大坝级别用水库总库容衡量大于1亿m3为大型水库小于1亿m3为中小型工程美国土木工程学会提出按坝高和库容两项指标分级我国几个大型工程的围堰高和库容见表2-2-1 表2-2-1 工程名称 围堰高(m) 库容(亿m3) 龙羊峡 5
21、3 9.8 丹江口 45 26 升钟 46.5 2 三峡(三期) 85 124 本规范规定工程规模的上限为围堰高大于50m库容大于1亿m3两项指标要同时满足按此标准划分龙羊峡和三峡导流建筑物可划为级丹江口及升钟的导流建筑只能定为级围堰高和库容两者同时控制不仅考虑了溃坝水头与水量的影响而且也考虑到平原地区与高山峡谷地区的区别一般情况下平原地区库容较大围堰较低高山峡谷地区围堰较高但库容较小例如大伙房工程处于丘陵区堰高37m库容达10.39亿m3石头河工程位于高山峡谷地区堰高51.2m库容仅0.255亿m3按表2.2.1围堰工程规模一栏规定大伙房堰前库容大于1亿m3相应导流建筑物级别应划为级但堰高3
22、7m只能划为级由于两者需同时满足其导流建筑物级别只能定为级规定同时满足堰高与库容两个指标实质上是由较低指标控制在平原地区河流上往往是堰高控制高山峡谷区河流则多受库容控制 第2.2.2条本条规定了表2.2.1的使用方法如采用将4项指标综合分析确定导流建筑物级别的办法由于可能有若干组合方案具体确定时将会产生困难故未用此办法而是根据4项独立指标分别划级按其中最高级确定导流建筑级别 第2.2.3条SDJ1278规定临时建筑物最多划出4种级别最高为级实践证明国内并无级导流建筑物的现状本规范规定为3种级别但允许个别特殊工程经上级批准后可另行规定 第2.2.4条本条规定不同级别的导流建筑物应在洪水标准超高等
23、方面有不同的技术要求建筑物同一级别但型式不同其技术要求也各异 第2.2.5条有三方面意思第一在不同施工阶段导流建筑物可能有不同级别第二同一施工阶段的导流建筑物可能因作用和型式不同其级别也不一如上游围堰下游围堰纵向围堰就可能采用不同级别第三同一施工阶段必须采用相同的洪水标准采用同一洪水标准以统一各导流建筑物的设计高程本条建议按主要挡水建筑物统一确定洪水标准是通常采用的方法但并不排除个别导流建筑物的洪水标准可以稍有不同 第2.2.6条同一导流建筑物的不同部位因作用不同应有差别如混凝土纵向围堰的上段中段和下段中段如与坝体结合可能需要分别拟定不同的级别 第2.2.7条本条是研究挡枯水期流量导流建筑物的
24、导流标准这种采用低水围堰枯水期导流的方式或者又叫抢主体代临时抢坝不抢堰的方式在我国长期广泛使用如潘家口大伙房桓仁白山云峰映秀湾石泉枫树坝等都获得成功取得一定的经济效益利用低水围堰修建高水围堰亦属此种类型采用这种导流方式的最大优点就是围堰低一个枯水期将主体工程抢出水面本条规定导流建筑物的级别仍按表2.2.1考虑 第2.2.8条利用围堰挡水发电应具备一定的条件不仅要有有利的施工条件而且还要有有利的水工枢纽布置方案葛洲坝工程是我国水电工程围堰发电的一个例子其经验可供参考 第2.2.9条同期导流建筑物中如其中一部分系利用永久建筑物利用部分的结构设计标准应按永久建筑物采用但其作为担负导流任务而言与其他临
25、时导流建筑物组合成一个整体其导流设计级别应与其他临时导流建筑物级别相同即仍应按表2.2.1规定划分亦即导流设计洪水标准不因其系永久建筑物而提高 第2.2.10条规定提高导流建筑物结构设计级别应具备的条件 第2.2.11条本条规定实际上是表2.2.1及上述各条的补充按表2.2.1规定及上述各条规定确定的导流建筑物级别是否会出现不合理现象因影响因素错综复杂结果很难预料如果出现了本条规定允许修正为执行上述各条开一缺口 第2.2.12条按以下几个问题阐述 1.洪水标准分级我国曾采用一级两级三级3种方法即一级不分设计校核只有一个标准英美等国多用此法两级分设计校核我国过去常用三级即设计校核之外再加保坝标准
26、SDJ1278规定临时建筑物的洪水标准不分设计校核本条采用这一规定使用起来简便 2.导流建筑物类型的影响洪水标准需否考虑导流建筑物类型的影响有不同看法本条考虑了导流建筑物类型的影响一般概念土石类型漫水失事的可能性比混凝土类型建筑物要大一些根据1981年全国水库垮坝登记手册资料统计绝大多数垮坝坝型为土石型混凝土坝型只有四川的3座小坝均为小(2)型且均属坝身漏水导致垮坝垮坝总数中由于过水漫顶失事的占51.5%仅有2座大型土坝工程即河南的板桥和石漫滩1975年8月8日遇特大洪水漫顶垮坝相反闹德海磨子潭佛子岭拓溪等混凝土坝型发生洪水浸顶后都未垮坝水电工程中由于洪水漫顶而溃堰也是土石类型占多数如白莲河上
27、游土石围堰新丰江下游土石过水围堰新安江一期木笼围堰建溪上游横向土石围堰等等因此表2.2.2将围堰类型列为确定洪水标准的一个条件土石围堰的设计洪水标准较同级混凝土围堰定的更高 3.水文计算问题关于洪水理论频率和经验频率等概念问题留待施工设计洪水专题论证解决本条采用重现年法与SDJ1278相同便于使用 4.洪水标准封顶根据SDJ1278临时建筑物的洪水标准规定级导流建筑物采用50年重现期封顶级导流建筑物封顶洪水标准为常用标准比较重要对级建筑物洪水封顶有两种不同意见一是30年一是20年前者为SDJ1278规定后者为我国惯用标准据不完全统计我国导流标准习惯用5年10年20年50年等标准从风险角度考虑如
28、施工期3年采用30年重现期风险率约为0.1即有90%的保证采用20年风险率约为0.15即约85%的保证率相差仅5%从我国设计实际出发并考虑到规范具有一定的先进性本条规定级导流建筑物采用20年封顶为了增加安全度某些特别重要工程建议考虑遭遇超标准洪水的应急措施 5.表2.2.2所列标准略低于SDJ1278水平给定的为范围值可按具体情况分析选用 第2.2.13条对采用洪水标准的上限值应具备的条件作出了一些具体规定以便选用 第2.2.14条关于上游有梯级水库的设计流量选择计算应注意的原则 第2.2.15条为围堰修筑期间的安全标准 第2.2.16条采用过水围堰允许基坑淹没的导流方式在国内外得到相当广泛运
29、用让河流最大洪峰流量通过围堰或施工中的坝体事实证明是既经济又可行的国内外已建过水围堰最大高度达40m最大单宽流量90m3/(s m)虽然过水围堰在工程建设中得到广泛应用也积累了不少经验但至今尚未正式列入规范 过水围堰的特点是既挡水又泄水过水时最危险的流量不一定发生在最大洪水期因此其标准应按挡水和过水两种情况分别拟定 1.根据我国设计施工经验选择过水围堰的挡水流量必须经过充分比较论证使选定的流量符合河流水文特性满足基坑工期要求而且经济合理 2.我国以往习惯采用的过水围堰挡水标准变化范围一般是在挡水时段3 20年一遇之内本条采用这个范围值是可靠的 3.除了按重现期确定外当水文系列较长时亦可在分析实
30、测资料基础上确定 第2.2.17条过水围堰的级别我国以往习惯的设计方法是根据SDJ1278表2规定对应永久建筑物的等级即可确定围堰级别此标准主要用于堰体稳定和结构计算本条规定按表2.2.1确定过水围堰级别一般情况下因挡水期围堰较低库容较小所定级别不会高于级这是符合我国实际设计施工情况的 第2.2.18条过水流量同样可用频率法和实测资料两种方法确定第一种方法用确定的围堰级别查表2.2.2选定过水流量标准第二种方法是分析实测洪水后选定过水标准 围堰过水最危险状况不一定发生在最大洪水期如苏联托克托古里高40m的土石过水围堰运用过程中遭遇500年一遇超标准洪水并持续了14昼夜围堰未遭破坏因此本条规定过
31、水期应找出最危险流量作为控制标准 第2.2.19条截流时段选择的一般规定 第2.2.20条本条重点在于降低常用的截流标准 1.由于施工管理施工技术和机械化水平的提高截流经验不断丰富目前对大流量的河道截流已不再是困难问题了国内外实际最大截流流量为8100m3/s最大截流落差7.13m最大单宽流量33m3/(s m)使用的最大载重汽车50t 2.以往国内外多选用5 20年一遇月或旬平均流量作为截流标准据不完全统计我国实际截流情况是除极个别工程外设计截流流量远远大于实际发生的流量其比值最大为5倍一般为1 3倍如按工地截流材料备用量与实用量比较少则超出50%多则34倍说明我国以往截流标准普遍偏高因此应
32、适当降低截流标准故将上限20年一遇降低到10年一遇 允许采用频率法以外的其它方法设计中往往都是采用综合比较成果方法确定截流流量的即先分析实测水文资料然后再比较频率分析成果后确定或者同时用两种方法 第2.2.21条坝体施工期挡水渡汛标准采用SDJ1278第18条规定本规范中的表2.2.3即引用该标准中表7之值 第2.2.22条水库蓄水阶段或大坝施工期运用阶段的渡汛标准因导流泄水建筑物已经封堵永久泄洪建筑物已具备泄洪能力可按碾压式土石坝施工技术规范规定执行本规范的表2.2.4中土石坝之值即在该规范表3.3.2-3的基础上增加了级大坝标准后定出的这个标准比建成后的大坝正常运用洪水标准低用正常运用时的
33、下限值作施工期运用的上限值由于混凝土坝施工期运用的标准应比土石坝低故取土石坝的下限值作混凝土坝的上限值 第2.2.23条2.2.24条导流泄水建筑物封堵和水库施工期蓄水标准的一些规定 第2.2.25条本条一二两点与SDJ1278规定相同表2.2.5即该标准中的表8三四两点是确定安全超高时尚应考虑的其他因素 第2.2.26条本条根据常用原则规定 第2.2.27条规定了围堰结构设计所依据的抗滑及边坡稳定安全系数 第三节 施工导流方式 第2.3.1条导流方式不仅指初期导流而且包括后期导流因此分类时应把常用的后期导流方式如底孔导流包括在内至于各类方式如何定义目前看法上尚有分歧本规范也无须对此作出定论
34、第2.3.2条所列原则主要是从因地制宜和经济观点出发来研究确定各类导流方式使工程达到缩短工期降低造价和提前受益的目的 第2.3.3条大中型水利枢纽一般均优先研究分期导流的可能性和合理性因这类工程工程量较大工期较长分期导流有利于提前受益且对施工期通航过木和排冰影响较小国内采用分期导流的工程较多如三门峡新安江西津丹江口和葛洲坝等影响采用分期导流的因素很多纵向围堰的布置条件是主要因素之一布置纵堰后的一期河床束窄系数根据国内外20个采用分期导流工程的统计资料(表2-3-1)最大为70%(青铜峡)最小为27%(古田一级)平均为51%经分析后本规范建议采用40% 60% 表2-3-1 国内外分期导流一期河
35、床束窄系数实例 枢纽名称 河床束窄系数(%) 枢纽名称 河床束窄系数(%) 青铜峡 70 别木尔 60 新安江 60 萨阳-舒申斯克 58 西津 60 伏尔谢 52 三门峡 58 布拉茨克 30 丹江口 50 齐雅 50 大化 40 克拉斯诺 雅尔斯克 50 富春江 37 齐姆良 49 古田一级 27 乌格里却 47 高尔可夫 68 卡霍夫卡 40 古比雪夫 60 铁门 35 第2.3.4条隧洞导流方式的一般适用的条件 第2.3.5条明渠导流方式的一般适用条件 第2.3.6条国内外工程实践表明山区性河流洪枯水位变幅大可采用过水围堰配合其他泄水建筑物的导流方式一般以隧洞导流居多表2-3-2列出国
36、内外围堰24例其中隧洞导流计18例占75%分析原因因隧洞呈压力流后泄量随水头增加较慢如作不过水围堰围堰高度可能达到一个枯水期内难以建成的高度所以山区性河流采用隧洞导流时宜研究过水围堰方案 表2-3-2 国内外工程采用过水围堰方案实例 枢纽名称 导流方式 过水围堰型式 枢纽名称 导流方式 过水围堰型式 新安江 分期导流 木宠围堰 卡勃里列(葡葡牙) 隧洞导流 上游混凝土拱围堰 凤滩 分期导流 上游混凝土拱围堰 毕科特(葡葡牙) 隧洞导流 上游混凝土拱围堰 富春江 分期导流 土石围堰 多康(伊拉克) 隧洞导流 混凝土拱围堰 黄龙滩 明渠导流 土石围堰 卡里巴(南罗德西亚) 隧洞导流 混凝土圆筒形围
37、堰 大化 厂房导流 上游土石围堰下游混凝土围堰 阿台加达维拉(西班牙) 隧洞导流 上游堆石围堰 柘溪 明渠隧洞混合导流 土石围堰 阿科索姆巴(加纳) 隧洞导流 土石围堰 上犹江 隧洞导流 上游土石围堰下游木宠围堰 努列克(苏) 隧洞导流 土石围堰 乌江渡 隧洞导流 上游混凝土拱围堰 托克托古里(苏) 隧洞导流 砂砾石围堰 建溪 隧洞导流 上游混凝土围堰 纳格鲁(阿富汗) 隧洞导流 土石围堰 刘家峡 隧洞导流 上游混凝土拱围堰 乌斯特汗泰斯克(苏) 隧洞导流 堆石围堰 马列克(法国) 隧洞导流 堆石围堰 卡博拉巴萨(莫桑毕克) 隧洞导流 土石围堰 毕克索托(巴西) 隧洞导流 土石围堰 阿尔坎塔拉
38、(西班牙) 隧洞导流 混凝土拱围堰 第2.3.7条这种枯水期导流方式在我国应用很多特别是一个枯水期有条件抢出枯水面的中型闸坝工程更适宜采用 第2.3.8条本条再次强调要重视后期导流实际上大型工程的后期导流相当复杂稍有疏忽会带来麻烦甚至给工程及国民经济有关部门造成损失 第四节 围堰 第2.4.1条围堰工程系临时性建筑物具有使用期短修建时间受限制使用任务完成后往往还需拆除等特点因此围堰结构型式必须在满足安全运用的基础上力求结构简单修筑及拆除方便造价低廉设计中应作多种比较方案经全面论证后因地制宜地选择适应这些特点的堰型 第2.4.2条土石围堰系就地取材修建堰体材料可充分利用工程开挖渣料和截流戗堤有利
39、于降低工程造价且具有施工技术简单能直接在流水中修建施工过程中即可投入运用等优点因此是设计中常采用的一种堰型 第2.4.3条混凝土围堰断面相对较小具有较强的抗冲能力因此纵向围堰常采用这种堰型当过水围堰单宽流量较大时也宜采用 碾压混凝土是近年来国际国内发展的新技术具有造价低施工速度快等优点由于围堰施工需要与洪水赛跑因此修建碾压混凝土围堰十分有利应尽可能推广采用 第2.4.4条1908年美国纽约州布法罗城黑石港修建第一座钢钣桩格型围堰后国外已广泛应用在水利港口工程1976年长江葛洲坝二期围堰工程采用了钢钣桩围堰设计施工运转良好这种围堰具有安全可靠抗冲刷断面小施工机械化程度高易于拆除等优点特别是钢板桩
40、回收率高可以重复使用但该种围堰的钢钣桩要求为横向锁口抗拉强度高的直腹板型国内尚未定型生产故全面推广受到限制钢钣桩格型围堰按其平面几何形状分成圆型鼓形和花瓣形三种 围堰的高度除美国马克兰德厂房的双排圆形格形围堰的高度为35.0m外其余均在30m以下故本规范定为30m为最大上限一般可在20m以下 美国肯塔基围堰建在29m厚覆盖层上板桩通过15m厚砂砾石覆盖层打桩相当困难 第2.4.5条根据国内已建的木笼围堰实践经验其最大高度达到18m但结构处理极为困难运用中发生拉开现象草土围堰最初是在兰州自来水厂取水口施工中应用围堰高为6m 70年代开始黄河上的青铜峡盐锅峡和八盘峡汉江上的石泉等枢纽修建的草土围堰
41、均超过10m 第2.4.6条葛洲坝砂壤土(K=104cm/s)作围堰防渗心墙运用中证明防渗效果良好且国内外在围堰及永久性工程设计中多采用此值亦能满足要求故围堰防渗土料的渗透系数定为K 10-4cm/s 堰壳料的排水效果要求良好一般可用K值大于10-2cm/s的无凝聚性的自由排水材料 第2.4.7条围堰结构设计大部分与坝工设计要求相同由于围堰具有使用期短围堰前水位时涨时落等特点设计荷载只需按正常情况进行计算若遇超标准荷载可采取临时措施解决因此围堰顶宽应满足渡汛抢险施工需要 第2.4.8.条围堰一般只需进行常规边坡稳定安全校核如围堰水头较高宜对其应力应变进行有限元分析 第2.4.9条混凝土围堰也具
42、有使用期短特别洪水时涨时落最高水位持续时间不长等特点因此将基础允许出现的拉应力定为0.1 0.15MPa堰面允许0.2MPa拉应力 第2.4.10条选用何种堰基防渗方式主要取决于堰基覆盖层深度组成情况物理力学特征和渗流特性设计中针对覆盖层的不同情况采用相适应的有效防渗措施以达到防渗效果好施工方便工期满足要求防渗处理费用较低的目的 第2.4.11条第2.4.12条条文提出的是过水围堰和不过水围堰一般常用的防冲措施设计中应针对工程具体情况因地制宜地采取有效的防冲措施选用恰当的材料力求在节约投资的基础上使围堰在运用过程中安全可靠 第五节 导流泄水建筑物 第2.5.1条第2.5.2条明渠布置应力求水力
43、学条件良好尽量不恶化施工条件并能减少工程量特别是困难的水下开挖量明渠上下游水流衔接条件以及出口消能设计对运行安全影响甚大白山水电站河床较窄平水期水面宽100m导流明渠宽20m长566m利用左岸凸出岩面将水流挑至明渠进口具有良好的进水条件出口与下游河道主流交角仅15水流衔接也较顺畅并经多次水工模型试验得到验证实际运行中无论截流和7800m3/s洪峰渡汛均运行安全说明在窄河床上设置的导流明渠如果上下游水流衔接条件良好进出口与河床主流的交角选择恰当仍可获得满意结果 第2.5.3条为使明渠后期封堵方便一般应避免作成光板式如果明渠内不设闸墩封堵明渠时必须另建围堰增加了施工麻烦往往还会因此拖长工期影响枢纽
44、工程按时受益陆水导流明渠设计就有过这方面的教训 第2.5.4条导流隧洞布置除须适应地质条件外并力求水力学条件良好工程量省具体布置时一般可参考水工隧洞设计规范但导流隧洞系临时性建筑物应因地制宜适当降低标准例如净距未作具体规定可根据地质和受力条件研究确定导流隧洞如能与永久隧洞相结合可节省工程费用中低水头枢纽永久隧洞进口一般较低如能满足导截流要求则有可能全部结合利用如四川升钟水库即利用8m内径放空隧洞作为导流隧洞高水头枢纽永久隧洞进口高程较高仅下游一段有可能利用作为导流隧洞的一部分毛家村导流隧洞与发电放水隧洞相结合即为一例 第2.5.5条具体进行导流隧洞设计时应注意的一般问题 第2.5.6条不与永久
45、工程结合的导流隧洞其衬砌与否以及衬砌型式受多种条件影响如围岩稳定性开挖及衬砌的施工条件隧洞工作水头及流速等必须进行技术经济比较确定如果围岩在内外水压力作用下能保持稳定时可优先考虑不衬砌型式以达到缩短工期节约投资的目的但如果隧洞掘进形成的起伏差较大时若不衬砌或喷锚隧洞糙率过高将大大影响泄流能力这种情况下就值得研究衬砌的合理性关于衬砌型式一般情况下混凝土衬砌投资较贵但衬砌厚度如能减薄到20 15cm(湖南镇工程系用20cm厚度衬砌)则因其糙率小在宣泄同样流量下开挖断面相对较小因此隧洞衬砌与否必须经过技术经济比较后确定隧洞衬砌设计可参照水工隧洞设计规范有关规定 第2.5.7条当底孔孔口段孔身段出现不
46、可避免的负压时应尽量减少负压区应通过水工模型试验选定良好的进口曲线国内几个工程采用的底孔进口曲线如表2-5-1 表2-5-1 底孔进口曲线 工程名称 底孔尺寸 (宽高m) 进口段顶部曲线 新安江 10 13 xy2222235 7 01+=磨子潭 2.5 5 xy222225 0751+=黄龙滩 811 xy2222731+=三门峡 38 xy222210 31+=桓仁 3.5 4 xy22226151+=.白山 914.2 xy222220 4 681+=磨子潭底孔运行中由于进水条件不好减少泄量20% 应注意导流底孔闸门槽对水流的影响通常底孔闸门孔槽布置在坝外并须采取措施防止底孔闸门槽顶部进
47、水使水流在闸门槽后脱离孔壁孔顶形成负压现象不仅会减少泄流量而且可能产生气蚀破坏影响坝体混凝土质量如岳城水库坝内涵管闸门槽顶进水泄量降低20% 50%柘溪坝内涵管闸门槽进水门槽后流态不稳引起门槽及管身气蚀破坏 第2.5.8条底孔最大宽度与坝体应力闸门制造水平底孔最大尺寸与个数上下游水流衔接条件等有关应经综合比较后确定表2-5-2是国内几个工程导流底孔的宽度与坝段宽的比值可供设计时参考 表2-5-2 工程名称 坝型 坝高(m) 坝段宽(m) 底孔宽(m) 底孔宽/坝段宽 新安江 重力坝 105 20 10 0.50 凤滩 枫树坝 桓仁 黄龙滩 三门峡 白山 丹江口 空腹重力坝空腹重力坝支墩坝 重力
48、坝 重力坝 重力拱坝 重力坝 111 93.3 78.5 107 106 150 110 18 17 16 20 16 15.6 20 24 6 7 3.5 8 6 3 9 4 0.33 0.4 0.2 0.4 0.38 0.19 0.45 0.17 第2.5.9条盐锅峡工程两个4m 9m导流底孔施工过程中上部坝体缺口与下部底孔同时泄洪致使两个底孔间的3m厚中墩被气蚀击穿两侧孔壁亦遭到2.5m深的严重气蚀破坏这一事故给工程施工造成很大困难为尽量避免发生这种情况若在坝体缺口或梳齿段下部布置底孔同时泄洪时应重视水力学条件并尽可能通过水工模型试验确定可否采取这种布置方式 第2.5.10条导流涵管如仅
49、按导流使用看属于临时性建筑物但因其埋在当地材料坝底部构成坝体一部分如导流管道开裂漏水土坝产生不均匀沉陷可能沿管外壁发生集中渗流引起土坝失事当涵管建在土基上时地基必须特殊处理有的建在软基上的涵管平面上采用格形的钢板桩在板桩间开挖坝基土层回填坝体土料压实后再将涵管置于其上 第2.5.11条空腹坝在施工过程中坝体过流时必须采取措施使腔内形成水垫或浇筑临时溢流面几个工程实例 石泉大坝右岸12号22号坝段为空腹重力坝1972年汛期右岸坝体过水时先在空腹内充水平压利用后腿的骑缝廊道和下游水位连通过水对前后腿未带来任何危害凤滩电站是一座空腹重力拱坝大坝在空腹封顶前经历了1972 1973年两个汛期1972年汛期右岸坝段前后腿已浇至135m高程以上坝体自重较大且重心偏向上游故挡水稳定没有问题1973年汛期左岸坝段前腿浇至126m高程后腿浇至114m高程尾水管已形成过水前利用尾水管连通空腹内水位和下游水位形成水垫故未发生冲刷地基现象在1974年汛期8号12号坝段汛期留作过水缺口为改善坝面流态增加挑距将过水缺口浇成斜坡该年最大流量8230m3/s上游水位151.6m坝顶水深8.6m过洪后空腹顶未发现异常现象大坝渡汛断面见图2-5-1桓仁为单支墩混凝土坝在封腔前为满足渡汛需要将左岸两个坝腔浇成1 3m厚的T形临时混凝土溢流面达到了安全渡汛目
