1、中华人民共和国行业标准水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明目次前言第一章总则第二章施工导流第一节一般规定第二节施工导流标准第三节施工导流方式第四节围堰第五节导流泄水建筑物第六节河道截流第七节基坑排水第八节施工期蓄水通航过木排冰第三章主体工程施工第一节一般规定第二节土石方明挖第三节地基处理第四节混凝土施工第五节碾压式土石坝施工第六节地下工程施工第四章施工交通运输第一节一般规定第二节对外交通第三节场内交通第五章施工工厂设施第一节一般规定第二节砂石加工系统第三节混凝土生产系统第四节混凝土预冷预热系统第五节压缩空气供水供电和通讯系统第六节机械修配加工厂第六章施工总布置第一节一般规定第二节施工总布置
2、及场地选择第三节施工分区规划第七章施工总进度第一节一般规定第二节导流工程施工进度第三节坝基开挖和地基处理工程施工进度第四节混凝土工程施工进度第五节碾压式土石坝施工进度第六节地下工程施工进度第七节金属结构及机电安装进度第八节施工劳动力及主要技术供应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年月以水规设字第三号文指令我院主持制定水利水电工程施工组织设计规范以下简称本规范同年月规划院又以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个单位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
3、单位编写人一总则成都院徐世志二施工导流长委陈尚德朱永福严华俊刘正启导流泄水建筑物东北院李瑞珍基坑排水中南院杨佩章滕子佩三主体工程施工成都院徐世志王友全傅鸿明陈连青任德昌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五施工工厂设施成都院王世德混凝土预冷预热系统长委东北院郭燕鸿吴承章机械修配加工厂昆明院叶志强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注第五章编制负责人王世德在编制过程中由成都院调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
4、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形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搞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
5、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节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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明起到良好作用经过几年艰苦努力水利水电工程施工组织设计长期无章可循的局面即将结束这
6、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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明第一章总则第条明确本规范的主要用途第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施工设计纲要初步设计阶段定名为施工组织设计技施
7、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条总
8、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条本条所列出的各项依据资料并非每个工程设计时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
9、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条目前全国各设计院对水力发电工程初设编制规程第七章有关施工组织设计内容的规定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
10、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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明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条规
11、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河坝一般包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
12、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级使用又为将来进一步进行风险度分析打下基础第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中的有关规定不
13、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临时建筑物这一特点导流标准有所降低由于是现行标准故特别指出施工导流应以本章规定为准第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条导流标准规范化这在我国尚属第一次年制定的大型水利水电枢纽工程施工组织设计工作简则年颁布执
14、行的水利水电枢纽工程等级划分及设计标准和年颁布的碾压式土石坝施工技术规范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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明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
15、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年止已建大型水库座加上副坝座共座中型水库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
16、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降到节省投资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划级未划等确定的导流建筑物级别具有以下几个特点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
17、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规定比较取消了二级导流建筑物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归纳为保护对象失事后果
18、使用年限导流工程规模四项指标将导流建筑物形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所列的保护对象失事后果属于客观条件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中四项指标说明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失事后果一栏很难用定量指标体现把防洪保护城镇工矿企业按特别重要重水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明要中等和一般共划分四级美国土
19、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新规范中提出施工期按成本分类划分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是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
20、工程施工期从基坑开挖到发电大约为年一般工程大约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年约占年约占大于或等于年约占左右混凝土坝年约占年约占大于或等于年约占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年以上级导流建筑物的使用年限框在年以内导流工程的规模用围堰高和堰前库容来衡量划分大坝级别用水库总库容衡量大于亿为大型水库小于亿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表工程名称围堰高库容亿龙羊峡丹江口升钟三峡三期本规范规定工程规模的
21、上限为围堰高大于库容大于亿两项指标要同时满足按此标准划分龙羊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库容达亿石头河工程位于高山峡谷地区堰高库容仅亿按表围堰工程规模一栏规定大伙房堰前库容大于亿相应导流建筑物级别应划为级但堰高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条本条规定了表
22、的使用方法如采用将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项独立指标分别划级按其中最高级确定导流建筑级别第条规定临时建筑物最多划出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种级别但允许个别特殊工程经上级批准后可另行规定水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明第条本条规定不同级别的导流建筑物应在洪水标准超高等方面有不同的技术要求建筑物同一级别但形式不同其技术要求也各异第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形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
23、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条本条是研究挡枯水期流量建筑物的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
24、主体工程抢出水面本条规定导流建筑物的级别仍按表考虑第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条规定提高导流建筑物结构设计级别应具备的条件第条本条规定实际上是表及上述各条的补充按表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
25、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条按以下几个问题阐述洪水标准分级我国曾采用一级两级三级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座小坝均为小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仅
26、有座大型土坝工程即河南的板桥和石漫滩年月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漫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游土石围堰新丰江下游土石过水围堰等等因此表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相同便于使用洪水标准封顶根据临时建筑物的洪水标准规定级导流建筑物采用年重水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明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年一是年
27、前者为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年年年年等标准从风险角度考虑如施工期年采用年重现期风险率约为即有的保证采用年风险率约为即约的保证率相差仅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表所列标准略低于水平给定的为范围值可按具体情况分析选用第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条为围堰修筑期间的安全标准第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用让河流最大洪峰流量通过围堰或施工中的坝体
28、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最大单宽流量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年一遇之内本条采用这个范围值是可靠的除了按重现期确定外当水文系列较长时亦可在分析实测资料基础上确定第条过水围堰的级别我国以往习惯的设计方法是根据表规定对应永久建筑物的等级即可确定
29、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的土石过水围堰运用过程中遭遇年一遇超标准洪水并持续了昼夜围堰未遭破坏因此本条规定过水期应找出最危险流量作为控制标准第条截流时段选择的一般规定第条本条重点在于降低常用的截流标准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
30、难问题了国内外实际最大截流流量为最大截流落差最大单宽流量使用的最大载重汽车以往国内外多选用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倍一般为倍如按工地截流材料备用与实用量比较少则超出多则倍说明我国以往截流标准普遍偏高因此应适当降低截流标准故将上限年一遇降低到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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明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条坝体施工期挡水渡汛标准采用第条规定本规范中的表即引用该标准中表之值第条
31、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中土石坝之值即在该规范表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条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条本条一二两点与规定相同表即该标准中的表三四两点是确定安全超高时尚应考虑的其他因素第条本条根据常用原则规定第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条导流方式不仅
32、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第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个采用分期导流工程的统计资料表最大为青铜峡最小为古田一级平均为
33、经分析后本规范建议采用第条隧洞导流方式的一般适用的条件表国内外分期导流一期河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别尔木新安江萨阳舒申斯克西津伏尔谢三门峡布拉茨克丹江口齐雅大化克拉斯诺雅尔斯克富春江齐姆良古田一级乌格里却高尔可夫卡霍夫卡古比雪夫铁门水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明第条明渠导流方式的一般适用条件第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它泄水建筑物的导流方式一般以隧洞导流居多表列出国内外围堰例其中隧洞导流计例占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
34、洞导流时宜研究过水围堰方案第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表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形式新安江分期导流木笼围堰凤滩分期导流上游混凝土拱围堰富春江分期导流土石围堰黄龙滩明渠导流土石围堰大化厂房导流上游土石围堰下游混凝土围堰柘溪明渠隧洞混合导流土石围堰上犹江隧洞导流上游土石围堰下游木笼围堰乌江渡隧洞导流上游混凝土拱围堰建溪隧洞导流上游混凝土围堰刘家峡隧洞导流上游混凝土拱围堰马列克法国隧洞导流堆石围堰毕克索托巴西隧洞导流土石围堰卡勃里列葡萄牙隧洞导流上游混凝土拱围堰毕科特葡萄牙隧洞导流上游混凝土拱围堰多康伊拉克
35、隧洞导流混凝土拱围堰卡里巴南罗德西亚隧洞导流混凝土圆筒形围堰阿台加达维拉西班牙隧洞导流上游堆石围堰阿科索姆巴加纳隧洞导流土石围堰努列克苏隧洞导流土石围堰托克托古里苏隧洞导流砂砾石围堰纳格鲁阿富汗隧洞导流土石围堰乌斯特汗泰斯克苏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阿尔坎塔拉西班牙隧洞导流混凝土拱围堰第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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明往还需拆除等特点因此围堰结构形式必须在满足安全运用的基
36、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条年美国纽约州布法罗城黑石港修建第一座钢钣桩格形围堰后国外已广泛应用在水利港口工
37、程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形围堰按其平面几何形状分成圆形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外其余均在以下故本规范定为为最大上限一般可在以下美国肯塔基围堰建在厚覆盖层上板桩通过厚砂砾石覆盖层打桩相当困难第条根据国内已建的木笼围堰实践经验其最大高度达到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年代开始
38、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均超过第条葛洲坝砂壤土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堰壳料的排水效果要求良好一般可用值大于的无凝聚性的自由排水材料第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条混凝土围堰也具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
39、基础允许出现的拉应力定为堰面允许拉应力第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条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条条明渠布置应力求水力学条件良好尽量不恶化施工条件并能减少工程水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明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
40、山水电站河床较窄平水期水面宽导流明渠宽长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工程按时受益陆水导流明渠设计就有过这方面的教训第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
41、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条具体进行导流隧洞设计时应注意的一般问题第条不与永久工程结合的导流隧洞其衬砌与否以及衬砌形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形式以达到缩短工期节约投资的目的
42、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形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湖南镇工程系用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条当底孔孔口段出现不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表底孔进口曲线工程名称底孔尺寸宽高进口段顶部曲线新安江磨子潭黄龙滩三门峡桓仁白山磨子潭底孔运行中由于进水条件不好减少泄量应注意导流底孔闸门槽对水流的影响通常底孔
43、闸门孔槽布置在坝外并须采取措施防止底孔水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明闸门槽顶部进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进水泄量降低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确定表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第条盐锅峡工程两个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厚中墩被气蚀击穿两侧孔壁亦遭到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
44、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导流涵管如仅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表工程名称坝型坝高坝段宽底孔宽底孔宽坝段宽新安江重力坝凤滩空腹重力坝枫树坝空腹重力坝桓仁支墩坝黄龙滩重力坝三门峡重力坝白山重力拱坝丹江口重力坝第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
45、垫或浇筑临时溢流面几个工程实例图年凤滩大坝渡汛剖面图石泉大坝右岸号号坝段为空腹重力坝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年两个汛期年汛期右岸坝段前后腿已浇至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年汛期左岸坝段前腿浇至高程后腿浇至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年汛期号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水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明浇成斜坡该年最大流量上游水位坝顶水深过洪后空腹顶未发现异常现象
46、大坝渡汛断面见图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厚的形临时混凝土溢流面达到了安全渡汛目的第条由于厂房结构复杂既有土建施工又有机电安装工期较长一般情况下不宜通过厂房过流经论证厂房必须过流时则应在不影响按期发电情况下经过水工模型试验确定过流方式部位及泄流能力并确认不会发生气蚀和震动破坏关于厂房过流方式富春江电站在尾水管顶部临时封盖后泄流大化电站利用未完建的蜗壳和尾水管泄流后者流态复杂发生涌浪及漩涡厂房泄流应尽量避免采用这种方式第六节河道截流第条强调必须十分重视河道截流设计第条河道截流一般有立堵平堵以及较特殊的定向爆破截流闸等方式随着大吨位载重汽车的出现运载的重量愈来愈重
47、立堵截流已不再具有很大难度国内不少工程截流实践均成功地采用这种方式当最大流速约立堵时要求抛投块体的最大重量装运均不成问题当水头超过流速加大立堵截流要求的块体重量大大增加可采用双戗堤或多戗堤进占分担落差降低抛投块体重量也可采用先修截流闸分流以降低戗堤水头待抛石截流后再下闸断流苏联在年代用浮桥平堵截流例子较多年代逐步减少年代后期基本不再采用主要是浮桥价格昂贵架设和运用技术条件复杂年代后期罗马尼亚与南斯拉夫合建的铁门电站和苏联的布拉茨格电站用立堵与平堵相结合的方案平堵部分是修筑栈桥栈桥价格很贵施工技术条件也很复杂故架桥平堵截流方法目前已不常采用当水力学条件允许和已具有设备的情况下可以研究采用船只平抛
48、作为截流的辅助措施第条泄水道泄流能力是影响截流难度的重要因素截流泄水道在截流前的进出口围堰往往由于水下拆除和时间紧迫而未能全部清除从而使实际截流水头比设计计算值为高据苏联对年代以前的一些截流工程进行统计约有的电站由于围堰拆除不净而抬高了水头年元月葛洲坝截流二江泄水道的下游围堰拆除也未达到预定的要求因此设计时应充分估计到可能发生这种情况适当留有余地第条截流戗堤一般和上围堰结合但如果下围堰地形地质交通更为有利特别是龙口段地质条件良好上下游围堰间水头差又不大时也可比较截流戗堤和下围堰结合方案第条有关龙口宽度和位置选择应考虑的一般性因素设计时应对具体工程情况综合分析戗堤地形地质交通和水力学条件而定有的
49、工程采取工程措施后还可将不利条件转化为有利条件第条在有覆盖层的河道上截流为了保证截流安全和减少龙口抛投量往往采取护底措施护底优点为增大龙口糙率减少龙口合龙时的工程量减少抛投物流失降低了截流难度护底的范围应根据水工模型试验确定第条预进占段一般流速较低除裹头外开挖渣料一般均能满足要求大量利用开挖渣料可降低截流费用龙口段流速较高截流时可分别抛投大块石石串或混凝土四面体等截流备料量究竟应高出需用量多少才使截流既安全又经济以往我国实践设计资料相互差别甚大规律性差因此条文中难以提出肯定数据但总的看来备料量一般均偏大很多造成了不必要水利水电工程施工组织设计规范试行编制说明的浪费今后有必要针对这一问题作专门研究拟出降低备料量的措施截流抛投物应有较强的透水能力使截流过程中透过戗堤的流量占较大比例从而可降低截流难度第七节基坑排水第条关于排水费用的比重基坑排水费用在导流造价中所占比重较高这一观点已被很多实际工程所证实从表可以看出每个工程的基坑排水费用占导流工程造价的比重不一最大的高达而最小的仅有如果计算基坑渗水量大就应加强围堰及地基防渗措施反之如果围堰堰身及地基渗流量估计较小就宜简化围堰防渗措施不必花过多的防渗费用因此基坑徘水应与围堰防渗措施同步
