水利工程大坝施工与围堰设计方案

招标编号：****

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投标日期：****

第一章 详细描述工程项目的基本情况

1.1项目基本情况

XX水电站位于XX江上游河段XX省和XX自治区的界河上，右岸为XX昌都地区芒康县，左岸为XXXX藏族自治州XX县。XX水电站为XX江上游河段十三级开发的第九级电站，上游为拉哇电站，下游为苏洼龙电站。本工程以发电为主，为二等大(2)型工程。正常蓄水位为2545m,总库容1.41亿,电站装机750MW,多年平均发电量为33.75亿kWh,装机年利用小时4500h。死水位2540m相应库容1.07亿。设计洪水位2545m,下泄流量,相应下游水位2494.17m。校核洪水位2547.9m,总库容1.42亿,校核洪水下泄流量,相应下游水位2495.63m。有效库容（调节库容）0.21亿,为日调节水库，回水长度18.4km。XX水电站主要建筑物包括导流洞、挡水建筑物（沥青混凝土心墙堆石坝）、泄水建筑物（左岸开敞式溢洪道、左岸泄洪放空洞)、引水建筑物（左岸坝式进水口、明压力钢管)及左岸岸边发电厂房（地面主厂房、主变及GIS室、副厂房)、尾水渠和生态放水管。

挡水构筑物采用沥青混凝土心墙堆石坝设计，其坝址位于XX江与巴楚河交汇点上游约660米处，拦河坝坝顶标高为2549.00米，坝顶长度达到348米，宽度维持在10米，坝体最大高度为69米。上游坝坡采用1:2.2的斜度，并与其上游围堰结构衔接，下游则配置了综合坡度为1:2.03的坝坡，配备了一段60米高的压坡体，其顶部海拔2500米。坝体防渗构造采用压实的沥青混凝土心墙技术，河床覆盖层区域的基础防渗则依赖于封闭式混凝土防渗墙，防渗墙的厚度设定为1.2米。对于坝基以及两岸的基岩防渗，采取帷幕灌浆的方式，灌浆深度控制在穿透相对不透水层至少5米，直至深入5Lu以下。

本工程采用上、下游围堰挡水，导流洞及泄洪放空洞过流的导流方式，导流标准为20年一遇洪水，洪水流量为;根据坝体填筑进度，2022年的12月底坝体已经全断面填筑到2534.0m,超过上游围堰顶高程(2533.8m),按照DL/T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》规定，坝体临时挡水度汛标准采用该时段100年一遇洪水重现期(2023年1月~2023年2月)，相应的流量,相应水位为2502.9m,上游来水由导流洞渲泄，大坝、泄洪放空洞进口闸门以及下游围堰挡水，主要进行大坝的后续填筑、溢洪道后续混凝土浇筑及闸门安装、泄洪放空洞出口改建、机组安装的工作。

1.2详述水文特性

洪水的发生主要源自XX坝址的降雨，该地区的主汛期为每年6月至9月，而12月至次年3月则属于枯水期。值得注意的是，4月下半月的洪水往往延续至5月，因此将4月和5月合并为一个时期。10月和11月主要为退水阶段，流量受当年洪峰规模影响显著，最大流量通常出现在这两个月的上旬，各自独立分期考虑。

表1.2-1展示了XX水电站的设计洪水数据，表1.2-2详细列出了坝址分期的洪水结果，而表1.2-3则呈现了12月的十年一遇旬平均流量具体数值。

表1.2-1XX水电站设计洪水成果

单位：

表1.2-2 坝址分期洪水成果

单位：

1.2-3节：坝址10年一遇的12月旬平均流量统计表

1.3关于气象的数据与信息

XX坝址位于XX省XX县，县城设有国家基本气象测站XX气象站，测站设于XX县夏邛镇架炮顶村，测站海拔高程为2589.2m,测站于1953年建站，各气象要素资料观测年限较长，均在30年以上。XX水电站以XX气象站为气象代表站。

该区域位于北亚热带气候的边缘地带，根据XX气象观测站的长期记录，年均气温为12.7℃，历史最高温度达到37.6℃，而最低温度则低至-11.7℃；相对湿度多年平均值为46.8%；主导风向为西南风，平均风速为每年1.2米每秒。

1.4地质与地势分析

1.4.1地形条件

河谷区域在坝址段相对狭窄，现代主流河床位于右侧，坝前左侧则展现出一个宽广的阶梯台地，其平面形态呈现出向外凸出的"月牙"样式，地面高度特征为内侧坡脚较低。河流两岸的地势右高左低，右侧山坡高峻且体态雄浑，自然坡度差异显著，局部部分较为陡峭。虽然岸坡的小型冲沟发育较多，但深度通常不深，较大的冲沟切深约为26米，反映出该岸的地形整体完整性欠佳。相比之下，左岸为象鼻子山的尖端，山体三面敞开，山顶呈浑圆形状，山脊自海拔2660米开始，以大约12°的角度向北方缓缓升高。鼻子山的边坡自然坡度变化明显，底部陡峭而顶部缓和，表面凹凸不平，地形完整性有待提升；沿着巴楚河的河岸，坡度更为均匀，坡面相对完整。这段谷地底部宽阔，坝轴线附近的宽度达到180米，横截面呈现出明显的左缓右陡的非对称"V"形结构。

1.4.2上游围堰地质条件

上游围堰位于坝轴线上游200m处，轴线方向为SW244°。该段XX江水位2485.3m,沿轴线江水面宽约134m。左岸为XX江一级阶地，台面宽80m左右，地面高程。

沿着围堰的轴线，左岸的斜坡保持着自然形态，其上覆盖着厚度大约为25米的崩坡积碎石土。基础岩层主要为黑云母石英片岩，其中强风化带深度约50米，弱风化带深度则达到120米，而卸荷带的深度大约为70米。值得注意的是，地表岩体呈现出倾倒堆积的状态，其结构特征表现为碎裂至散体。当围堰顶部标高达到2533.8米时，左岸围堰的地基被认定为土质混合类型，其厚度约为35米，结构松散且透水性较强。在地基的下部，浅表岩体经历了显著的卸荷，岩体破碎，存在明显的渗漏隐患，同时堰肩也存在绕渗问题。为此，建议实施有效的防渗措施以确保稳定性。

河床段覆盖层厚,总体是左侧台地一带较现在河床堆积层厚，物质组成以砂卵砾石为主，局部夹砂层透镜体，结构中密~密实，属强~极强透水性，承载、变形性能满足围堰要求。

沿围堰轴线，右岸边坡自然坡度下缓上陡，2535m以下38°左右，2535m以上46°左右。边坡2530m高程以下覆盖崩坡积碎石土，垂直厚度25m左右。基岩岩性分布情况为雄松-苏洼龙断裂下盘为黑云母石英片岩，上盘为角闪岩。整体岩层产状85°。岩体强风化水平深度80m左右，弱风化水平深度130m左右，卸荷带水平深度70m左右，堰顶高程2533.8m时，右岸堰顶为雄松一苏洼龙断裂，受断裂的影响，岩体破碎、透水性较强，坡脚近水边一带分布崩坡积堆积物，结构松散。综合分析认为，地基存在渗漏问题，堰肩存在绕渗问题，需进行有效防渗处理。

1.4.3下游围堰地质条件

下游围堰坐落于坝体下游大约360米（河道测量距离），其围堰轴线朝向西南偏西220度。在此位置，XX江水位记录为2485.8米，河面宽度大致为180米。由于受到巴楚河冲积物持续堆积的影响，XX江靠近左岸区域的水深相对较深，水流速度呈现出明显的湍急态势。

左堰肩位于XX江与巴楚河的交汇点，即象鼻子山的凸岸山梁，其边坡总体保持稳定。沿轴线观察，自然边坡呈现出明显的逐层递减坡度，低至2515米处的坡度为50°，高于此高度则降至34°。此处基岩暴露，主要由黑云母石英片岩构成，地层特征明显。受构造作用影响，岩石的强风化层深度大约在25米左右，弱风化层深入约45米，卸荷带的水平深度约为35米。由于岩体在风化和卸荷过程中较为剧烈，浅表岩层已破碎至极破碎状态，存在潜在的绕渗风险，因此必须实施有效的防渗工程以确保稳定性。

根据钻孔资料和巴楚河口堆积漫滩高程分析，围堰轴线一带覆盖层厚度,基岩顶板最低高程2428m左右。物质组成以砂卵砾石为主，结构中密~密实，属强~极强透水性。承载、变形性能满足围堰要求，但存在渗漏问题，需进行有效防渗处理。右堰肩山体雄厚，基岩裸露，整体稳定，边坡自然坡度40°左右。基岩岩性为黑云母石英片岩，地表岩层产状。局部近直立。强风化水平深度30m左右，弱风化水平深度150m左右，卸荷带水平深度40m左右。结构面发育以层面为主，多呈张开状。存在绕渗问题，需进行有效防渗处理。整体讲，无制约性工程地质问题，工程地质条件基本满足堰肩要求。

第二章基础法规与参考文件

(1)水利水电工程相关法律法规；

(2)水利水电工程现行相关技术标准；

(3)编号：《华监-(JS-BT-JJ/C-3)-JY(技专)[2020]001号》； 编号：《华监-(JS-BT-JJ/C-2)-JY(技专)[2020]012号》；

(5)《XX水电站工程2020年11月驻站检查咨询报告》 （可再生质监金上站(2020)15号)；

(6)《XX水电站导截流相关方案审查会会议纪要》（巴拉司纪要(2020)49号)；

(7)现场实际勘查情况。

第三章 标准化施工流程与引流策略

3.1导流方式

针对XX水电站大坝选址的特定地形与地质特性，我们设计了如下导流策略：在左岸设置一条导流隧洞及一条泄洪放空通道。实施导流时，初期通过围堰拦截水流，随后导流洞负责排水，当蓄水闸门关闭后，溢洪道和泄洪放空洞协同泄流，确保水位管理的顺畅进行。

3.2标准化导流流程

本项目属于二等大型工程范畴，主体建筑级别为二级，而辅助性建筑则定为三级。

依据《水电工程施工组织设计规范》DL/T 5397-2007的要求，导流建筑物首要的防护目标为沥青混凝土心墙与堆石组合的坝体，被定级为二级结构。考虑到其使用寿命，挡水围堰规划在2至3年间发挥作用，而导流洞的使用期限设定为3至4年。围堰的高度达到51.8米，拦洪库容量约为0.788亿立方米。综合考量所有这些参数后，导流建筑物的整体级别评定为四级。围堰结构形式上，上游和下游均采用土石结构，围堰的设计洪水标准应选取20年一遇的洪水重现期作为基准。

(1)初期导流标准

通过技术经济比较、风险分析、围堰失事后的损失期望值计算，确定初期导流标准采用20年一遇洪水重现期，即为导流洞+泄洪放空洞联合宣泄洪水的设计标准，相应的洪水流量。

(2)中后期导流标准

根据坝体填筑进度，2022年的12月底坝体已经全断面填筑到2534.0m,超过上游围堰顶高程(2533.8m),按照DL/T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》规定，坝体临时挡水度汛标准采用该时段100年一遇洪水重现期(2023年1月~2023年2月)，相应的流量,相应水位为2502.9m,上游来水由导流洞渲泄，大坝、泄洪放空洞进口闸门以及下游围堰挡水，主要进行大坝的后续填筑、溢洪道后续混凝土浇筑及闸门安装、泄洪放空洞出口改建、机组安装的工作。

在2023年2月底，导流洞实施下闸并调控生态流量释放。当水位上升至适宜泄洪放空洞接纳生态流量的条件后，导流洞闸门将全面封闭。鉴于鱼类的产卵活动主要集中在3月和4月，环保规定在此期间禁止蓄水。因此，蓄水工作计划于2023年5月初启动，至5月中旬水库将达到常规蓄水位标准。

3.3 施工导向管理

以下是依据施工导流方案并参照大坝建设进度，各施工导流阶段详细编排的导流流程：

(1)施工准备期(2019年1月~2020年12月)：共计历时24个月。导流标准为20年一遇洪水重现期，相应流量为,由原河床过流。在导流洞进、出口围堰的围护下，主要进行泄洪放空洞、导流洞施工。2020年11月底泄洪放空洞、导流洞完建，具备过流条件，12月上旬进行截流戗堤预进占。

(2)初期导流(2021年1月~2022年12月)：共计历时24个月。导流标准为20年一遇洪水重现期，相应流量为,泄洪放空洞、导流洞联合过流，上游围堰堰前水位高程2533.04m。在上、下游全年土石围堰的围护下，主要进行大坝施工。2021年3月下旬围堰混凝土防渗墙施工完毕，4月底上、下游围堰填筑至设计顶高程。

以下是项目关键施工阶段的时间安排：      - 初期阶段（2021年4月初至6月底）：大坝基础开挖工程顺利完成。     - 中期阶段（2021年7月至9月）：实施了大坝基础振冲碎石桩施工。     - 混凝土防渗墙施工阶段（2021年10月至2022年2月）：保障了结构稳定性。     - 大坝混凝土基座浇筑阶段（2022年3月至5月）：奠定坚实基础。      随后，进入实质性填充阶段（2022年6月起）：大坝填筑工作陆续展开。至2022年12月底，大坝填筑顶高程达到2534.0米，超越了上游围堰的顶高程，标志着施工进入了中期导流阶段，为后续工程进展奠定了重要里程碑。

(3)中期导流、度汛(2023年1月~2023年2月底)：共计历时2个月。按照DLT5397—2007《水电工程施工组织设计规范》规定，坝体临时挡水度汛标准采用该时段100年一遇洪水重现期，相应的流量,上游来水由导流洞渲泄，大坝、泄洪放空洞进口闸门以及下游围堰挡水，主要进行大坝的后续填筑、溢洪道后续混凝土浇筑及闸门安装、泄洪放空洞出口改建、机组安装等工作。

(4)2023年3月至8月的后期导流阶段：历时整整六个月。在2023年2月底，导流洞实施下闸并调控生态流量。当水位上升至2501.00米的特定高度，确认泄洪放空洞的流量已满足生态流量标准后，我们将完全关闭导流洞闸门。此时，导流洞入口闸门与出口混凝土叠梁闸门共同构成防护，内部环境转化为封闭的干地施工条件，随后启动导流洞封堵作业。

导流洞封堵工程于2023年7月底顺利竣工，施工过程中，出口围堰的防洪设计遵循了20年一遇洪水的重现期标准，对应的最大洪水流量控制在2月底导流洞下闸之后。考虑到鱼类繁殖的生态环境需求，3月至4月期间禁止蓄水，上游水流通过泄洪放空洞全量排出。5月初，蓄水作业启动，泄洪放空洞的弧门调控确保流量符合生态流量要求。至5月中旬，水库水位达到正常蓄水位。2023年5月底，首台机组开始发电，随后发电进程按序进行：6月底启动第二台机组，8月底完成第三台机组并网发电，实现全部机组的顺利联网运行。

第四章 围堰方案

4.1围堰布局设计

4.1.1上游围堰布置

上游围堰位于坝轴线上游200m处，轴线方向为SW244°。该段XX江水位2485.3m,沿轴线江水面宽约134m。左岸为XX江一级阶地，台面宽80m左右，地面高程。

沿围堰轴线，左岸边坡自然坡度，左岸边坡覆盖崩坡积碎石土，垂直厚度25m左右。基岩岩性为黑云母石英片岩，强风化水平深度50m左右，弱风化水平深度120m左右，卸荷带水平深度70m左右。另外，浅表部岩体倾倒堆积，岩体结构呈碎裂~散体状。堰顶高程2533.8m时，左岸围堰地基为土质混合地基，厚度35m,结构松散，透水性强，下部基岩浅表部岩体强卸荷，岩体破碎。

河床段覆盖层厚,总体是左侧台地一带较现在河床堆积层厚，物质组成以砂卵砾石为主，局部夹砂层透镜体，结构中密~密实，属强~极强透水性，承载、变形性能满足围堰要求。

右岸边坡依循围堰轴线特征，其底部坡度平缓，约在2535米以下保持在38°左右，而上部则较为陡峭，2535米以上角度约为46°。边坡自2530米高度以下，覆盖有一层约25米厚的崩坡积碎石土。基础岩层构造如下：雄松-苏洼龙断裂的下盘主要由黑云母石英片岩构成，上盘则是角闪岩。整个岩层的走向大致为85°。岩体的强风化带深度大约为80米，弱风化带深度则延伸至130米，卸荷带位于约70米深处。当堰顶高程达到2533.8米时，右岸的堰顶区域正好位于雄松-苏洼龙断裂带上，该断裂导致岩体破裂，且具有较高的透水性。在坡脚靠近水域的部分，可见到崩坡积堆积物，其结构松散不稳。

上游围堰按拦挡20年一遇洪水设计，设计流量,堰前水位2532.8m,考虑浪高、安全超高等，确定上游围堰顶高程为2533.8m,最大堰高51.8m,堰顶宽度11.12m。堰体防渗采用土工膜斜墙，堰基防渗采用悬挂式混凝土防渗墙，为了使防渗墙施工满足截流后次年围堰建成并挡水度汛的要求，应尽量降低防渗墙造孔深度，围堰防渗施工平台按拦挡12月至次年4月的10年一遇洪水流量计算，确定高程为2502.5m,防渗墙最大深度为50m,防渗墙厚度为80cm,土工膜最大挡水水头31.3m。为了保证防渗墙造孔质量，防渗墙施工平台采用30cm以下石渣料填筑，围堰上、下游坡比分别。围堰两岸边坡基岩出露，2502.5m高程以上堰肩浇筑混凝土截水墙并埋设土工膜。

图AN-BT/C-3-WYSJ-02展示了上游围堰的具体布局。

4.1.2下游围堰布置

下游围堰位于坝轴线下游约360m(河道距离)处。围堰轴线方向为SW220°。该段XX江水位2485.8m,水面宽约180m,左堰肩为XX江与巴楚河交汇的凸岸山梁（象鼻子山），边坡整体稳定。沿轴线自然边坡下陡上缓，2515m高程以下自然坡度50°，2515m高程以上34°。基岩裸露，岩性为黑云母石英片岩，产状。受构造影响，强风化水平深度25m左右，弱风化水平深度45m左右，卸荷带水平深度35m左右。堰肩岩体风化、卸荷剧烈，浅表部岩体破碎~极破碎。围堰轴线一带覆盖层厚度,基岩顶板最低高程2428m左右。物质组成以砂卵砾石为主，结构中密~密实，属强~极强透水性。承载、变形性能满足围堰要求。

下游围堰的设计遵循20年一遇洪水标准，针对XX江的20年设计洪水，经过泄洪放空洞与导流洞联合排洪后，预计下游围堰前沿水位将达到2493.25米。考虑到巴楚河20年设计洪水的汇入影响，通过水力模型试验优化后，围堰前沿水位需提升至2494.67米。在综合考量浪高、安全裕度以及交通需求等因素后，确定下游围堰顶部标高为2496.20米，最大堰高为14.2米，堰顶宽度为10米。围堰结构采用土工膜芯墙作为防渗措施，堰基则采用悬挂式混凝土防渗墙，施工平台基准高度设为2489.50米，防渗墙的最大深度为30米，壁厚为80厘米。土工膜可抵挡的最大水压为5.0米，围堰两侧坡度保持一致。两岸边坡基岩在2492.7米以上区域，将设置混凝土截水墙并嵌入土工膜以防止渗漏。针对可能的回流和波浪对迎水面堰脚的冲击，我们采取大块石和钢筋笼的保护措施。

图AN-BT/C-3-WYSJ-02展示了详细的下游围堰布局设计。

4.2设计详细围堰构造

根据度汛要求，上下游围堰度汛标准为20年一遇洪水，相应洪水流量为,上游堰前水位2532.8m,下游堰前水位2493.93m。上、下游围堰堰型为土石围堰，上游围堰防渗采用混凝土防渗墙+土工膜斜墙形式，下游围堰采用混凝土防渗墙+土工膜心墙形式。上、下游围堰在一个枯水期内施工完毕，并尽快完成基础防渗，为大坝基础开挖创造条件。

其主要设计标准及结构详见表4.2-1。

表4.2-1 围堰主要技术特性表

4.2.2 上游围堰结构设计

上游围堰堰顶轴线长342m,堰顶宽度11.12m,围堰高程从,最大堰高51.8m,堰顶向外侧排水。围堰迎水面坡比为，坡脚用钢筋石笼护底。围堰背水面坡比为，在高程2502.5m处设置4m宽马道，上游围堰典型剖面图详见图4.2-1。

围堰全年挡水、基坑全年施工。上游围堰2502.50m高程以下及基础采用悬挂式混凝土防渗墙进行防渗，防渗墙深度达到高程2452.5m,进入砂卵砾石层，防渗墙厚度为80cm,最大深度为50m;防渗墙以上部分迎水面河床段采用土工膜防渗，土工膜最大挡水水头30.3m(高程。

图4.2-1 上游围堰典型剖面图

4.2.3 下游围堰结构设计

下游围堰堰顶轴线长220m,堰顶宽度10m,围堰高程从2496.2m,最大堰高11m。围堰迎水面坡比为，并设1m厚块石护坡，坡脚用钢筋石笼护底，背水面坡比为，下游围堰典型剖面图详见图4.2-2。

下游围堰2492.70m高程以下及基础采用悬挂式混凝土防渗墙进行防渗，防渗墙深度达到高程2462.70m,最大深度为30m,防渗墙厚度为80cm;高程采用土工膜防渗。

齿墙内嵌入土工膜，围堰采用防渗土工膜与两岸稳固衔接，同时在左岸斜坡实施岩坎固结灌浆技术以增强稳定性。

图4.2-2 下游围堰典型剖面图

4.3围堰防渗型式

围堰全年挡水、基坑全年施工。上游围堰2502.50m高程以下及基础采用悬挂式混凝土防渗墙进行防渗，防渗墙深度达到高程2452.5m,最大深度为50m,防渗墙厚度为80cm;以上部分河床段采用土工膜防渗，土工膜最大挡水水头30.3m(高程2532.80m)。下游围堰2492.70m高程以下及基础采用悬挂式混凝土防渗墙进行防渗，防渗墙深度达到高程2462.70m,最大深度为30m,防渗墙厚度为80cm;高程采用土工膜防渗。

齿墙施工过程中，土工膜被嵌入其中，同时实施围堰防渗土工膜与两岸的衔接工作，并对两岸边坡进行帷幕灌浆强化防护。围堰基础的防渗性能指标详如表4.3-1，而土工膜的关键技术参数则列于表4.3-2之中。

表4.3-1 围堰基础防渗指标表

表4.3-2 土工膜主要技术指标表

4.4稳定性评估方法

根据《水电工程施工组织设计规范》(DL/T5397-2007)，我们对上、下游围堰在施工