防洪度汛设计工作报告.docx
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防洪度汛设计工作报告
昭通彝良庙林水电站工程
2008年防洪度汛设计工作报告
云南省水利水电勘测设计研究院
2008年3月10日
审查：
张磊
校核：
田辉
编写：
黄长宽、杨赵峰
1前言
庙林水电站工程自2007年1月开工以来已经历了近1年多，在云南省、昭通市、地方政府、云南滇能昭通工程指挥部等有关领导的关心和支持下，在云南省水利水电勘测设计研究院、监理单位及施工单位等参建各方的积极推动下，自开工以来工程进展顺利。
目前，工程施工已临近2008年汛期，按目前工程施工进展情况及进度，为保证工程的安全施工、渡汛安全及设计要求，根据洛泽河的水文及洪水特性，编制了本报告，报告主要简述与防洪渡汛有关建筑物及其它有关工程生产生活区的设计成果及要求，汛期前相关工程应达到的标准，以及2008年度汛需完成的工作。
2工程概况
庙林电站为引水式电站，混凝土拦河大坝坝高49m，总库容1158.4万m3，电站装机容量65MW。
根据《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》（DL5180-2003）规定，工程等别为三等，工程规模为中型，永久性主要建筑物如拦河坝、进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管道、厂房及升压站等建筑物按3级设计。
次要建筑物按4级设计。
临时性的建筑物按5级设计。
2.1工程地理位置及对外交通
庙林电站位于云南省昭通市境内洛泽河下游，地处彝良、大关两县交界，地理坐标为东经103°55′～104°05′、北纬27°35′～27°48′。
电站距彝良县城28km。
目前，从昭通进入工地的道路有两条线路：
一条是昭通～大关北站～麻柳湾～电站，昭通～麻柳湾为二级公路，公路里程74km，麻柳弯至电站厂房20km，为县级公路。
第二条是昭通～彝良～电站，昭通～彝良为省级公路，公路里程为71km，彝良～电站为县级公路，公路里程28km。
2.2枢纽工程布置
庙林电站为引水式电站，为混凝土拦河重力坝，总库容1158.4万m3，电站装机容量6.5万kW。
工程规模为中型，永久性主要建筑物有拦河坝、进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管道、厂房及升压站等建筑物；临时建筑物有：
导流隧洞、围堰、临时施工支洞等建筑物。
拦河大坝为混凝土重力坝，坝高49m，坝顶设1m高的防浪墙，坝顶长128.864m，坝顶宽6m，坝顶高程818.0m。
坝体分为六个坝段，坝体上部布置一孔宽3.5m的排污表孔和两孔单宽11m的溢流表孔，并分别布置在第三、四坝段，泄洪表孔和排污表孔的堰顶高程分别为806.50m和813.50m。
三、四、五坝段底部分别布置三个6×8m的冲沙底孔，底板高程786.00m。
电站进水口的底板高程为792.00。
电站进水口布置在右岸坝体上，结合洞线布置情况，布置进水口纵轴线与坝轴线交角为65.53°，采用竖井式进水口，竖井顶高程818.00m。
进水口由进口段、竖井闸室段组成，均为钢筋混凝土结构。
进口段设有拦污栅及机械清污机，进水口最大宽度为17.1m，最大高度为25m，按三孔布置，每孔宽4.5m，边墙厚2m，中墩厚度均为1.8m，闸室段孔口尺寸6.5×6.5m，闸室底板高程792.00m，设有一道6.5×6.5m的平板事故检修门。
平面布置拦污栅槽后采用圆弧段收缩致孔口尺寸为6.5×6.5m。
高程818.00m平台以上为启闭机室，启闭机室的启闭平台高程为827.5m。
闸室段经10m的渐变段与引水隧洞相接。
导流隧洞布置于大坝左岸，其进口为一陡崖，隧洞穿过地层为石英砂岩、砂质页岩、生物碎屑灰岩、白云岩、灰岩及粉细砂岩，岩体主要为弱风化，其中Ⅲ类围岩占60%，Ⅳ～Ⅴ类围岩占40%。
导流洞地下水位较低，地下水位线低于隧洞底板。
根据施工洪水及拟定的导流程序，经调洪计算后选定导流隧洞断面尺寸为4.5m×5.5m城门洞型。
导流隧洞总长352.53m，其中进口闸室段6.40m，设一道平板封堵钢闸门，出口设明渠扩散段。
隧洞进口底板高程为781.5m，出口底板高程为778.17m，设计底坡i=1/100。
隧洞进口及洞身零星的Ⅲ类围岩及其它Ⅵ、Ⅴ类围岩洞段采用40cm钢筋混凝土衬砌，中间Ⅲ类围岩洞段顶拱、边墙采用喷锚挂网支护，喷混凝土厚10cm，底板采用40cm素混凝土衬砌。
上游土石围堰为5级临时建筑物，上游土石围堰为5级临时建筑物，导流水位788.6m，安全超高取0.50m，堰顶高程789.8m，最大堰高12.4m，围堰顶长77.43m，顶宽6.0m。
堰体采用两岸坡坝基开挖渣料填筑，采用粘土心墙结构型式。
上游迎水面采用40cm厚块石护坡，上游坡比均设计为1:
2.0，下游坡比1：
1.8。
下游土石围堰为5级临时建筑物，拦洪水位按枯期最大下泄流量查天然河道水位流量关系确定为781.00m，安全超高取0.5m，堰顶高程为781.50m，最大堰高4.5m，围堰顶长59.30m，顶宽6.0m。
堰体采用两岸坡坝基开挖渣料填筑，采用粘土斜墙结构型式。
下游迎水面采用40cm厚块石护坡，上、下游坡比均为1:
2.0。
有压引水隧洞从进水口至调压井全长8157.506m，设计流量111.3m3/s，为圆形断面，由渐变段、转弯段、洞身段等组成，根据地形、地质条件，同时为满足施工支洞布置要求，全线共设置7个转弯段。
进口底板高程792.00m，出口底板高程765.70m，隧洞平均底坡为3.228‰。
调压井采用阻抗式调压井，结构主要由井筒、阻抗孔、交通洞组成，根据实际的地形地质条件各部份均采用地下式布置。
调压井上游接引水隧洞，底板高程765.70m（即隧洞出口底板高程），井顶高程833.70m，井筒高68.00m。
井筒为圆形断面，内径20m，阻抗孔内径为3.3m，井壁衬砌厚1.2～1.0m。
井筒通过渐变段与压力钢管相连。
压力钢管为地下埋管，长194.5m，由两段平洞及一段斜井组成，其中斜井长58m，坡度为60°。
压力钢管主管直径5.4m，开挖断面为直径6.6m的圆形。
支管共长37.8m，支管直径3.6m。
厂房为地面厂房，包括主厂房、副厂房。
主厂房尺寸为47.65m×20.2m，副厂房两个，端部副厂房尺寸为11.6m×26.8m，背部副厂房尺寸为39m×6.3m。
开关站位于电站厂房上游侧的岸坡地上，平面尺寸为54m×39m。
2.3施工总布置
本工程为电站工程，施工战线长，施工生活区采取集中与分区相结合的方式。
在拦河大坝枢纽区及电站厂房区布置两个相对集中的施工生活区，发电引水隧洞各支洞口则就近分散布置施工生活区。
拦河大坝生活区布置在大坝下游约800m的右岸台地上，电站厂房生活区布置在厂房对岸偏下游的台地上。
由于本工程战线长，施工点多，为堆放工程开挖弃碴，本工程共设有8个弃碴场。
场内交通运输包括永久公路和临时公路。
永久公路主要包括进厂公路、厂房至调压井公路以及取水口上坝公路，采用泥结石路面，路面宽6.0m，路基宽7.0m。
工程施工需新修场内永久公路里程约5.2km（含1座跨度90m的永久交通桥）。
临时公路主要包括首部枢纽、引水隧洞、调压井、料场开采施工道路及至各施工生产、生活区道路，采用泥结石路面，路面宽3.5m，路基宽5.0m。
需新修场内临时公路里程约6.85km（含2座跨度60m的临时跨河桥）。
2.4工程控制性进度
根据业主对导流工程的进度安排，本工程已于2007年10月导流隧洞具备过水条件，2008年1月初进行截流。
计划于4月30日前2#坝段浇筑至781.7m高程，3#、4#坝段浇筑至778.7m高程，5#坝段浇筑至785.5m高程，2008年4月30日，拆除上下游围堰，由坝体及导流洞过流，原则上汛期不再对坝体进行施工。
2008年11月至2009年5月恢复上下游枯期围堰，大坝主体混凝土浇筑至坝顶，并完成金属结构预埋件及观测设备的埋设、基础处理工程。
2009年6月至2009年8月拆除上下游围堰，由冲砂底孔、溢流表孔泄洪，完成导流洞封堵、坝顶细部结构、金属闸门、电气设备安装工程，具备蓄水要求。
工程计划于2009年5月完成引水系统及电站厂房工程的施工，于2009年9月1日第一台机发电。
2.5设计简要历程
我院按照经昭通市计委审查通过的《云南省昭通市洛泽河下游水电规划报告》成果，于2004年底开展了庙林水电站预可行性研究报告阶段的勘测、设计、科研工作，于2005年5月提出了《昭通彝良庙林水电站预可行性研究报告》，并于2005年11月经省发改委审查通过，于2005年11月下发了云咨发［2005］17号文“关于《昭通彝良庙林水电站工程预可行性研究报告》的评估意见”。
在预可行性研究报告审查之后，我院立即组织人员投入到可行性研究的设计工作中，在原勘探基础上，结合可研报告编制规范的要求和预可研审查意见，进一步完成可研的设计工作，并于2006年1月提出庙林电站工程的可行性研究设计报告，并于2006年4月经省发改委审查通过。
2006年4月开始进行施工准备及导流建筑物土建工程的招标设计。
2006年4月开始施工详图阶段的设计。
2006年12月开始枢纽主体工程的招标设计。
2006年12月开始枢纽主体工程施工详图阶段设计。
2.6工程建设情况
目前工程形象面貌：
1）大坝工程开挖已基本结束，混凝土浇筑全面铺开；
2）导流隧洞工程已经过流；
3）引水隧洞主洞开挖完成约60%，并完成临时支护；
4）厂区工程已开挖至724m高程。
3枢纽工程洪水设计标准
3.1工程等级和设计标准
庙林电站为引水式电站，混凝土拦河大坝坝高49m，总库容1158.4万m3，电站装机容量6.5万kW。
永久性主要建筑物如拦河坝、进水口、引水隧洞、调压井、压力钢管道、厂房及升压站等建筑物按3级设计。
次要建筑物按4级设计。
临时性的建筑物按5级设计。
各建筑物的洪水标准见表3-1。
表3-1洪水标准
建筑物名称
工况
重现期
频率
大坝、取水口
设计洪水
100
1%
校核洪水
1000
0.1%
厂区枢纽
设计洪水
100
1%
校核洪水
200
0.5%
根据2001年版“中国地震动参数区划图”（GB18306—2001）确定工程区地震烈度按7度设防。
3.2设计洪水
庙林电站坝址、厂址设计洪水成果见表3-2。
表3-2坝、厂址设计洪水成果表
项目
频率（%）
位置
流量
0.2
0.5
1
2
10
20
首部
3850
3290
2870
2450
1510
1120
厂区
3890
3320
2890
2470
1530
1130
3.3水库特征水位
校核洪水位：
817.33m；
设计洪水位：
815.00m；
正常蓄水位：
815.00m；
死水位：
806.00m。
3.4施工期防洪度汛标准
3.4.1气象及水文资料
气象
洛泽河流域地势高差悬殊，由河源至出口垂直高差达1500m，地跨4个气候带，即南亚热带、中亚热带、北亚热带及南温带。
上下游气候差别大，干湿季节明显。
湿季（5～10月）雨量占全年的90%，尤以6～9月的降水量最为集中，占年降水量的77%；干季（11月至翌年4月）仅占年雨量的10%。
庙林电站平均降水量约为1040mm，多年平均气温16.9°C，极端最高气温40.5°C（1963年5月23日），极端最低气温-3.7°C（1970年1月7日），多年平均蒸发量（20Cm口径蒸发皿）1681.8mm，年平均相对湿度72%，多年平均风速2.1m/s，年最大风速15.0m/s（1981年2月22日），相应风向NW，历年最多风向NW，年均日照时数1329.8h。
水文
本区洪水由暴雨形成，该地区暴雨多发生于6～8月，约占总暴雨次数的80%，一次洪水过程多为3～7天，峰型以复峰居多，短历时洪量占长历时洪量的比重较大，一日洪量占三日洪量的48%，三日洪量占七日洪量的58%。
根据洛泽河洪水分期特性，结合庙林水电站对施工期的要求，枯期定为11月至次年5月20日。
庙林电站汛期、枯期设计洪峰流量成果见表3-3。
表3-3庙林电站汛期、枯期设计洪峰流量成果
断面
汛期设计值（m3/s）
枯期设计值（m3/s）
2%
5%
10%
20%
5%
10%
20%
取水口
2445
1910
1510
1120
174
139
106
厂房
2469
1929
1525
1131
175
140
107
3.4.2防洪度汛标准
首部枢纽施工区
2008年首部枢纽的大坝防洪度汛设计标准为10年一遇洪水（P=10%），Q=1510m3/s，坝址处水位789.90m，度汛高程790.40m。
厂区枢纽施工区
2008年厂区枢纽的厂房防洪度汛设计标准为10年一遇洪水（P=10%），Q=1525m3/s，厂址处水位为726.01m，度汛高程726.51m。
场内公路
场内公路主要包括永久公路和临时公路。
永久公路主要包括进厂公路、至调压井公路、上坝顶公路等，以上项目高程均满足洛泽河20年一遇洪水标准，2008年防洪主要考虑公路沿线冲沟的洪水，防洪标准采用10年一遇冲沟洪水标准。
临时公路防洪标准采用5年一遇冲沟洪水标准。
施工营地
首部施工区及各支洞施工区施工营地沿洛泽河两岸的缓坡地带布置，均高于河床30～40m，满足洛泽河10年一遇洪水标准（全年）的要求。
厂区施工营地布置在厂房上游的右岸滩地永久公路边，而永久公路高程满足洛泽河20年一遇洪水标准。
故厂区施工营地满足洛泽河10年一遇洪水标准（全年）的要求。
4安全度汛要求
4.1度汛方案
4.1.1首部枢纽度汛方案
根据大坝施工进度，无法满足《截流验收报告补充说明》中所述度汛方案的要求：
度汛高程为791.5m，在坝纵0+037.700～坝纵0+088.000坝段预留缺口，即③、④坝段预留缺口。
其中坝纵0+037.700～坝纵0+078.700缺口底板高程为781.0m，坝纵0+078.700～坝纵0+088.000缺口底板高程为784.0m。
通过召开汛前会议商议，决定汛期原则上不再对坝体进行施工，在此前提下确定2008年最终的首部防洪度汛方案为：
在2008年4月30日前2#坝段浇筑至781.7m高程，3#、4#坝段浇筑至778.7m高程，5#坝段浇筑至785.5m高程。
4月30日后拆除上下游围堰，基本上为已浇筑坝体和导流隧洞联合泄洪。
汛期坝址最高水位789.9m，其中原河床下泄1431.32m3/s，导流隧洞下泄78.68m3/s。
4.1.2厂区枢纽度汛方案
目前，电站厂房已开挖至724m高程，在2008年汛期前完成厂区防洪挡墙及尾水渠的施工，并用浆砌石围堰封堵尾水渠。
汛期由厂区防洪挡墙及尾水渠围堰挡水，原河床过流，使汛期洪水不影响厂区施工。
汛期河床水位726.01m，浆砌石围堰顶高程726.51m。
4.2汛前工程形象面貌要求
4.2.1围堰拆除及河道清理
2008年首部度汛由坝体和导流洞联合泄洪，为满足坝体泄洪的需要，4月30日前应拆除上下游围堰及进行河道清理，清除河道内的施工弃渣，以保证河道水流畅通，防止堰体渣料淤塞泄洪孔口及冲入下游河道。
4.2.2大坝土建工程
2008年4月30日前，2#坝段浇筑至781.7m高程，3#、4#坝段浇筑至778.7m高程，5#坝段浇筑至785.5m高程，并完成相应的基础灌浆处理及观测设备安装，同时撤离基坑里的全部人员及设备至990.4m高程以上，汛期整个坝体过水。
4.2.3引水隧洞工程
由于施工支洞均位于洛泽河旁，因此，在汛前，必须做好施工支洞进口的防洪度汛工作，防止洪水对支洞进口平台的冲刷，从而危及支洞及引水隧洞施工安全。
同时做好各支洞口开挖边坡的支护工作和截水沟工程，并按设计图纸完成进洞段的锁口钢筋砼浇筑，防止洞口垮塌，在汛期应加强隧洞洞内的排水，并做好洞内的临时支护工作。
4.2.4电站厂房工程
在汛前须完成厂房开挖边坡支护工作，并对已损坏的支护、防护工程进行恢复和完善，对厂房后边坡的截水沟进行疏通，恢复和完善排水沟的排水功能，并加强厂房边坡的位移观察，及时通报边坡的稳定情况；同时在2008年5月31日之前完成防洪挡墙及尾水渠段浆砌石围堰工程。
4.2.5汛期洪水预报措施
2008年汛期应监控上游洪水，及时进行洪水预报以确保坝体安全度汛。
同时与水文气象部门联系预报未来三天的降雨情况。
4.2.6渣场维护
本工程弃渣场位于洛泽河两岸冲沟及坡地上，根据地形条件及施工需要，沿线共设有8个弃渣场。
2008年汛前，应完成各弃渣场的挡墙、排水设施、坡面防护等工程。
4.2.7边坡工程
所有项目的边坡施工均应按“支护紧跟开挖”的原则进行，在2008年汛前，要求对已开挖的工作面，完成支护及排水设施。
4.2.8营地
2008年汛前，应完成业主和承包商营地的挡墙、截水沟、排水沟等设施的修建、疏通和修补，并在汛期指定专人进行维护。
4.2.9地质灾害防范
对枢纽区修建进场公路开挖形成的边坡较高、较陡且以全、强风化岩体及坡积层为主的路段，应及时进行支护并做好边坡排水，在雨季进行巡视检查及监测工作。
投入使用的渣场主要灾害形式为渣体自身在地表水的作用下产生滑移失稳，因此对渣场应加强挡护及排水措施并进行巡视检查及监测工作。
对于其它的易发区域，尤其是已经发生滑坡或可能发生滑坡的地区以及人员活动较密集的区域，亦应采取相应的工程防护措施，并做好巡视检查及监测工作。
4.3超标准洪水的防洪预案及措施
4.3.1超标洪水防洪预案
（1）在2008年汛前，成立抢险指挥部，并确保能有效运行。
同时制定详细的抢险计划，将各种抢险器材备齐；发生超标洪水时，便于组织整个工程的人力和物力，统一指挥协调抢险工作。
（2）根据水情预报系统的资料，预计将发生超标洪水时，做好将警戒水位以下施工区人员及机械撤出的准备。
4.3.2超标洪水的应对措施
汛期超标洪水P=5％，流量Q=1910m3／s对应的水位为792.0m，首先在施工设施布置时需考虑将不易迅速转移的机械设备及建筑材料尽量布置于792.5m高程以上。
同时作好水情监测和预报，预期将发生超标洪水（大于10年重现期洪水）时，及时将施工人员及机械设备撤至警戒水位792.0m以上。
在汛前施工单位必须上报对于超标洪水的应急预案。
5结论及建议
为确保庙林水电站工程的渡汛安全，根据本工程流域的水文特性及工程特点，我院对于庙林水电站2008年防洪度汛有以下几点建议：
（1）尽快成立庙林水电站工程2008年防洪渡汛领导小组，汛期应监控上游洪水情况，及时进行洪水预报以确保工程安全度汛。
并与当地防洪、水文气象部门建立密切联系。
收集与本流域有关的水文气象资料，并掌握洛泽河未来三天的降雨情况，若有洪水来临时，及时通知监理及施工单位，对洪水影响区域内的施工设备、材料、人员进行转移，以确保工程的施工安全；
（2）防洪渡汛领导小组应定期、不定期对工程及周边进行检查，尤其对开挖边坡、地下工程、防洪设施、施工及生活营地应加强观测，并注意工程区域内有无滑坡、泥石流、塌踏等地质灾害形成的条件，由专人负责，落实责任到人；
（3）建议尽早落实超标洪水防洪预案，并配备必要的抢险物质、设备和人员。
6附庙林电站大坝2008年度汛坝体施工示意图
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