¿Una discusión preliminar sobre el diseño organizacional de la construcción de pequeños embalses?
A partir de resumir el diseño de organización constructiva de pequeños embalses, este artículo propone el uso del drenaje para la construcción de pequeños embalses en zonas montañosas. A través del análisis de ejemplos de ingeniería, se conoce el uso del drenaje. pueden ahorrar agua. Una gran cantidad de fondos proporcionan soluciones de construcción prácticas para el diseño de alivio de riesgos y refuerzo de pequeños embalses.
1 Introducción
Los embalses pequeños tienen muchos problemas y menos fondos. Con fondos limitados, es necesario completar la eliminación de riesgos y el diseño de refuerzo de los embalses peligrosos tanto como sea posible, lo que trae consigo. Desafíos para los diseñadores. Es un gran desafío, especialmente el plan de desvío de construcción. Casi todos los diseños de organización de construcción de pequeños embalses encuentran este problema durante el proceso de diseño, el autor hizo un resumen basado en las características de varios embalses pequeños. Hay dos problemas principales: primero, la curva de capacidad de almacenamiento es relativamente plana y el nivel del agua del embalse aumenta muy poco durante el período de construcción. En este caso, generalmente es más económico utilizar una ataguía; empinado, y el nivel del agua del embalse aumenta muy poco durante el período de construcción. Si se adopta el plan de desvío tradicional y se adopta el tipo de ataguía, la inversión total de más de 3 millones de yuanes. En este caso, el autor cree que el método de drenaje es más económico y práctico. Este artículo toma como ejemplo el diseño de la organización de la construcción del embalse de Gujiagou en el condado de Zhushan para centrarse en el diseño de desvío de la construcción del segundo caso.
2 Descripción general del proyecto
El embalse de Gujiagou está ubicado en la aldea de Xihe, ciudad de Leigu, condado de Zhushan, provincia de Hubei. La presa del embalse intercepta agua de Gujiagou y Wuchang Miaogou en los tramos superiores del río. Río Xihe Sobre el sitio de la presa del embalse El área de captación de lluvia es de 3,2 km2, el cauce del río tiene 2,9 km de largo, la pendiente promedio del cauce principal del río desde la cuenca hasta el sitio de la presa es de 115,2 ‰ y el terreno es relativamente alto. . El sitio de la presa está a 10 kilómetros de la ciudad de Leigu y a 60 kilómetros del condado de Zhushan. Es un proyecto de centro de embalse de tipo pequeño (1) principalmente para riego, con funciones de utilización integrales como control de inundaciones y suministro de agua. Los edificios existentes del proyecto del centro del embalse incluyen: presa con núcleo de arcilla, aliviadero y alcantarilla de conducción de agua. La capacidad total de almacenamiento del embalse es de 1.710 millones de m3, de los cuales la capacidad de almacenamiento activo es de 1.407 millones de m3 y la capacidad de almacenamiento muerto es de 63.000 m3. El embalse proporciona agua de riego para 3.000 acres de tierras de cultivo en el área de riego aguas abajo. También es responsable de las tareas de control de inundaciones para instalaciones aguas abajo como Leigu Town y la Carretera Provincial 305, protegiendo 3.000 acres de tierras de cultivo y una población de 10.000 habitantes. El centro del embalse de Gujiagou es un proyecto de Clase IV con un tipo pequeño (1), y sus edificios de retención, descarga y conducción de agua son edificios de Clase 4. El proyecto de diseño preliminar para el alivio y refuerzo del riesgo del embalse incluye principalmente: ① Usar el método de lechada de relleno para tratar el muro central de la presa para resolver el problema de que el coeficiente de permeabilidad del muro central no cumple con los requisitos; usar lechada de cortina para tratar; la capa media permeable de la presa y el lecho de roca del aliviadero ② En vista de la deformación del talud de la presa y la erosión y fragmentación de la protección del talud, se renovó el talud de la presa aguas arriba y se utilizó protección del talud de piedra seca de 30 cm de espesor aguas abajo. la pendiente de la presa se plantó con protección de césped de forma nivelada para mejorar la estructura de la superficie de la presa; ③ Bloquear la línea de transmisión original. Se abrió una alcantarilla de agua y un nuevo túnel de descarga de inundaciones en la margen derecha de la presa; entrega de agua de riego. Se bloqueó el aliviadero original, se demolieron y reconstruyeron el canal de entrada y la pared izquierda de la sección de control y se construyó una nueva presa de tierra para retención de agua de 21 m de largo ④ Se actualizaron los equipos de elevación y cierre y se actualizó la puerta de mantenimiento de entrada; y se agregaron la puerta de salida de trabajo.
3. Diseño de la organización de la construcción
El área de la cuenca donde se encuentra el embalse de Gujiagou tiene un clima monzónico continental subtropical, que se caracteriza por un clima cálido y húmedo, cuatro estaciones distintas, lluvias abundantes, y suficiente luz solar. El período libre de heladas es de unos 250 días, la temperatura media anual es de 10,2 ℃ ~ 15,6 ℃, la temperatura mínima extrema es de -9,9 ℃ y la temperatura máxima extrema es de 43,4 ℃. La precipitación promedio de varios años en el área del embalse regional es de 849,5 mm, la profundidad de escorrentía promedio de varios años es de 353 mm y la entrada de agua promedio de varios años es de 4,29 millones de m3. Las inundaciones en la cuenca son causadas por fuertes lluvias, que generalmente ocurren de julio a octubre. Las fuertes lluvias se forman principalmente por líneas de vórtice bajas y superficies de lluvia frontales. Hay muy pocas lluvias fuertes causadas por tifones. Las lluvias intensas generalmente duran de 1 a 3 días y su alcance generalmente cubre toda la cuenca y se caracteriza por lluvias concentradas, alta intensidad, grandes picos de inundación y fuertes subidas y bajadas. La velocidad máxima promedio del viento en el sitio de la presa es de 13 m/s y la dirección del viento es generalmente del noreste. 3.1 Normas de desvío de construcción Los edificios permanentes de este proyecto son edificios Clase 4. De acuerdo con el "Código para la organización y el diseño de la construcción de proyectos hidroeléctricos y de conservación de agua" (SL303-2004) y las condiciones específicas de este proyecto, el nivel de los edificios de desvío temporal se establece en el Nivel 5.
Combinado con los requisitos de desvío de este proyecto, se selecciona como estándar de desvío la inundación que ocurre una vez cada 5 años durante la estación seca. 3.2 Diseño de la organización de la construcción Con base en el volumen y las características del proyecto, se utilizará una estación seca para completar la construcción de las instalaciones de refuerzo y administración del proyecto del centro de la presa, es decir, el período total de construcción se establece en 12 meses. Julio del primer año es el período de preparación de la construcción. Durante el período de preparación, se construirán y mejorarán los caminos de construcción y se preparará el patio de materiales para garantizar que haya materiales de suelo calificados y buenos caminos de construcción durante el período de construcción. El proyecto principal se inició por completo a principios de agosto del primer año. Primero, se llevó a cabo la excavación del tramo 0 010 a 0 080 del túnel de conducción de agua. Este proyecto es clave para controlar el período de construcción. Primero se llevará a cabo la excavación de la salida del túnel, y el pozo se excavará inmediatamente después de la excavación abierta. Se necesitarán 3 meses para completar la excavación de piedra de la sección 0 010 a 0 080 del túnel, y luego se necesitarán 3 meses. para completar el revestimiento de hormigón del túnel y la construcción del relleno del techo del túnel. La construcción de la sección 0 000 a 0 010 de la sección de entrada del túnel comenzará a principios de noviembre del primer año tan pronto como disminuya el nivel del agua del embalse. A mediados de febrero del segundo año, toda la construcción del túnel de descarga de inundaciones estará terminada. terminado. Al mismo tiempo, se puede completar la construcción de cámaras de esclusas de entrada y salida y canales de salida. A principios de noviembre del primer año también se podrá realizar la construcción de la coronación de la presa, la nivelación y protección de los taludes superior e inferior de la presa. Al mismo tiempo, se completó la construcción de la cortina de lechada de la presa. Una vez que se completen los trabajos de revestimiento del túnel a mediados de febrero del próximo año, se podrá bloquear la alcantarilla de transmisión de bajo nivel de agua original y se necesitarán 1,5 meses para completar todo el trabajo de bloqueo. Al mismo tiempo también se pueden llevar a cabo proyectos como el refuerzo de emergencia de aliviaderos. A finales de abril del año siguiente, en mayo del año siguiente, se concluyó la protección de taludes aguas arriba de la presa, la regulación de taludes aguas abajo y la mayoría de las obras principales, así como la instalación y puesta en servicio de estructuras metálicas y equipos de izado y cierre; el año siguiente, toda la construcción, la construcción del camino de coronación de la presa y la construcción de las instalaciones de gestión de la presa se llevarán a cabo en junio del próximo año; 3.3 Inundaciones en la construcción Según el análisis de las características de las precipitaciones en la cuenca, la temporada de inundaciones del embalse de Gujiagou es de abril a octubre de cada año, y la temporada seca es de noviembre de cada año a marzo del año siguiente. Según este diseño de organización de la construcción, el período durante el cual se requiere la construcción de desvío es la estación seca (de noviembre a marzo), y el estándar de inundación para los edificios de desvío es una vez cada cinco años. Con base en la frecuencia profunda de escorrentía en el área de cuarto nivel de la cuenca del río Duhe durante 45 años desde 1956 hasta 2000, se calculó la cantidad total de escorrentía de la frecuencia correspondiente en cada mes. Con base en los datos de precipitación máxima de 24 horas medidos año por año y mes por mes durante la estación seca en la estación meteorológica de Zhushan de 1980 a 2006***, se obtuvieron los resultados del cálculo de inundación de diseño durante el período de construcción. Los resultados del cálculo de escorrentía durante la estación seca se muestran en la Tabla 1, y los resultados de la inundación de diseño durante el período de construcción se muestran en la Tabla 2.
3.4 Método de desvío de la construcción De acuerdo con los requisitos de diseño de este proyecto de refuerzo y alivio de riesgos, se requiere el desvío de la construcción para la renovación del talud de la presa aguas arriba de la presa, la sección de entrada del túnel y la construcción del aliviadero de emergencia. . Después de drenar el agua del depósito, también se deben llevar a cabo construcciones como la excavación y el desmantelamiento de la alcantarilla original y el relleno y sellado. De acuerdo con las características de construcción y el diseño real del proyecto, el desvío de construcción de este proyecto adopta el desvío de construcción de la segunda fase. En la primera fase, la alcantarilla original de conducción de aguas bajas se utilizará directamente para descargar y liberar agua. A finales de octubre del primer año, el nivel de agua del embalse se redujo al nivel original de agua muerta de 549,49 m a través de la alcantarilla de conducción de agua original. A principios de noviembre del primer año, se aprovechó el bajo nivel de agua para llevar a cabo la construcción. la renovación de la protección del talud de piedra seca del talud de la presa aguas arriba y la construcción de la entrada del túnel de descarga de inundaciones. En la segunda fase, se utilizarán los métodos necesarios para desviar la construcción durante el proceso de construcción del túnel y se llevarán a cabo proyectos de construcción como excavación y revestimiento del túnel de descarga de inundaciones, excavación, remoción y sellado de la alcantarilla original. De acuerdo con la escala de la toma de agua y los arreglos de construcción de este proyecto, se considerarán dos conjuntos de planes de desvío de construcción para comparar durante el período de diseño y construcción (noviembre del primer año a marzo del segundo año) para ***5 meses: Plan 1: El plan de drenaje de la bomba de agua significa que toda el agua entrante desde noviembre del primer año hasta marzo del segundo año se bombeará a través de la bomba de agua. Según la Tabla 2, el caudal máximo de una tormenta fuerte con una frecuencia de inundación P=20% durante la construcción es de 5,1 m3/s y el volumen total de inundación es de 58.000 m3. En la etapa inicial de construcción de la sección de entrada del túnel, se pueden drenar 58.000 m3 de capacidad de almacenamiento muerto original como capacidad de almacenamiento de control de inundaciones reservada para una inundación de acuerdo con el estándar de diseño (P = 20%). La cantidad total de agua entrante se calcula con base en la frecuencia de escurrimiento mensual (P=20%). La cantidad total de agua entrante en 5 meses es de aproximadamente 222,800 m3.
Es decir, el volumen total de agua que se necesita bombear para este proyecto es 222.800 m3. La bomba de agua diseñada (altura 16 m) se bombea a un caudal de 600 m3/h (0,167 m3/s). , puede cumplir con los requisitos de bombeo de la construcción. Después del cálculo, cada bomba de agua tiene una potencia de 45 Kw y requiere un total de 10.530 Kw·h de electricidad durante el período de bombeo. La inversión en este plan es de 9.600 yuanes. Opción 2: Plan de bloqueo de agua de ataguía, es decir, utilizando la ataguía para bloquear el agua, el embalse regula y almacena toda el agua entrante durante el período de construcción y verifica la curva de capacidad de almacenamiento para obtener el nivel de agua de diseño correspondiente de 556,3 m. elevación de seguridad, etc., la elevación máxima de la ataguía se considera de 556,8 m. La ataguía está dispuesta alrededor de la toma de agua y conectada a las montañas cercanas al sitio de la presa para formar un sistema cerrado de control de inundaciones. La ataguía utiliza una mezcla de grava como cuerpo de la presa y una pared inclinada de arcilla para evitar la filtración. El tipo de estructura de la ataguía tiene una elevación de 556,8 m, una altura de 14,25 m, un ancho de 3,5 m en la parte superior de la presa y una pendiente en la parte superior. El lado frontal es de 1:3 y el de atrás es de 1:3. La pendiente lateral es de 1:1,5 y la ataguía tiene 50 m de largo. Principales cantidades del proyecto: 12150m3 de ataguía de tierra y roca, 7123m3 de arcilla y 0,3km de construcción de carreteras. La inversión en este plan es de 393.800 yuanes. La opción 1 hace un uso más efectivo de la capacidad de almacenamiento muerto existente que la opción 2 y evita los grandes trabajos de excavación y relleno causados por el llenado de la ataguía, lo que reduce el riesgo de construcción y el período de construcción, y no hay camino de construcción y no está sujeto a Influencia de la construcción del talud de la presa aguas arriba. Comparando los dos, el plan de inversión directa uno ahorra 384.200 yuanes en comparación con el plan dos. Por lo tanto, se recomienda elegir el plan uno como plan de desvío para la segunda fase de construcción. Según la Tabla 1 y la Tabla 2, durante el período de construcción (noviembre a marzo) de todo el túnel de descarga de inundaciones y el proyecto original de taponamiento de la alcantarilla de agua, el caudal máximo de una fuerte tormenta con una frecuencia de inundación P = 20% fue de 5,1 m3. /s, y El volumen total de inundación durante este período fue de 222.800 m3. Teniendo en cuenta las limitaciones financieras y los inconvenientes de construir caminos de construcción y ataguías aguas arriba, durante la construcción de todo el túnel de descarga de inundaciones, excavación y revestimiento, excavación de alcantarillas originales, proyectos de desmantelamiento y sellado, no se construyeron ataguías de construcción y se colocaron bombas sumergibles directamente. utilizado para bombear el agua del embalse. El agua se descargará aguas abajo a través de un nuevo túnel de conducción de agua, y se necesitarán 5 meses para completar la excavación, desmantelamiento y sellado del túnel de descarga de inundaciones y la alcantarilla original.
4. Conclusión
Debido a las limitaciones de su ubicación geográfica y fondos de apoyo, el diseño de alivio y refuerzo del riesgo de embalses pequeños, en el diseño de desvío de construcción, especialmente para embalses pequeños en áreas montañosas. , la gran mayoría de En la mayoría de los casos, el método de desvío de ataguías convencional no se puede utilizar para el desvío de la construcción, y el método de extracción puede ahorrar inversión y implementarse bien.
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