表2·1 坝址多年流量统计表（单位：m3／s）20年一遇
月份 月 最 流量 月 平 流量
表2·2 坝址施工洪水成果表
频率 全年最大流量（m3／s） 11.1～5.31 11.16～5.10 10.1～6.30 10.16～6.15 月平均流量 11 12 1 2 3 4 2050 1340 4710 2840 692 430 348 345 469 586 579 421 327 338 432 499 489 406 322 327 410 458 400 378 265 269 300 327 1920 1270 4290 2670 1750 1170 3710 2430 1610 1090 3260 2240 1450 997 2790 2020 1% 6390 2% 5870 5% 5130 10% 4560 20% 3810 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年 大430 371 615 1070 1816 3570 4210 4030 4610 3010 1520 701 5130 均327 338 432 499 569 711 1020 1050 870 630 579 421 638
续表2.2 5 6 2.2.2 导流方案的拟定
在水利水电工程导流方案的选择时，要考虑地形，地貌，水文特性，工程主体的形式和布置，施工因素等诸多因素，其中地形和地貌条件往往是决定导流方案的主要因素。
松涛水利枢纽选定坝址位于峡谷尾部，距峡谷出口约1.7公里，坝址河床两岸山坡陡峻，成V字形，河床的宽度较窄，故不宜采用分段围堰导流。同时综合坝址处的地形和地貌特征，此枢纽也不具备开挖明渠，采取明渠导流的条件。主要因为坝址处的垭口处于高程较高处（处于520m以上，高出河床10m以上，不适合初期导流）开挖量大，虽然明渠导流费用较隧洞导流方案低，但明渠导流准备期开挖量大，地面施工干扰大，工期风险难以估计，隐含风险大。前期导流明渠以及底孔坝段结构混凝土需要按永久建筑物的要求来施工，大型砂石加工及混凝土系统准备建筑进度难以满足施工要求。因此，在准备期内完成明渠的施工难度较大，截流工期的保证率较低。因此，明渠导流的方式显然是不合理的。
坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成，石质坚硬，相当于16级岩石分类中的第X级岩石，在岩石地质条件上具备了开挖隧洞的条件。
一般情况下，坝型和河谷地形往往是导流方案选择的主要条件之一，此工程河床坝段采用混凝土重力坝。以坝长与坝高的比值η=L／H，表示河谷形状系数。据统计分析和工程经验，对于混凝土坝，η<3适合一次拦断截流和隧洞导流。经计算，松涛水利枢纽坝址所在地河谷状系数η=1.63<3,故适宜采用隧洞导流。
虽然隧洞的投资高，但前期项目的施工干扰小，因开挖出渣，混凝土浇筑时段分散，总体强度不高，截流工期有保证，风险明朗，有利于防范。
综合考虑比较，初步拟订隧动导流方式总体上是可行的，且优于其他导流方案。本设计最终决定采用隧洞导流。
959 1120 569 711 480 607 425 482 3 隧洞设计
3.1 导流隧洞的布置
3.1.1 导流隧洞路线的选择与布置原则
本设计采用隧洞导流，但隧洞的选择与合理布置，对减少工程量，降低造价，方便施工，缩短工期等关系很大。隧洞的布置主要考虑地形和地质条件，水流流速和流态要求。枢纽水工建筑物的布置及是否与永久建筑物结合等。一般要求如下：
⑴充分利用地形条件，尽量使洞线最短。当坝址位于河湾地段时，宜将隧洞布置在凸岸，成直线布置。如无河湾，利用冲沟布置进口，也能使洞线顺直。
⑵当洞线必须转弯时，应尽量避免急转，其弯曲半径一般不小于5倍洞宽转角不宜大于60°，即弯道切线交角不宜小于120°。曲线段首尾均应保持直线段连接，直线段长度不小于5倍洞宽为宜。
⑶为使水流顺畅，防止出口水流冲刷对岸及进出口对上下游围堰的影响，出口段洞线与河道主流方向的交角一般不大于30°为宜，进口段交角视具体情况可适当放宽。当有通航、放木要求时，其交角应按通航等要求确定。进、出口距围堰堰脚应有一定的安全距离，一般不应小于10 ～20m。
⑷洞线应尽量选择在岩石新鲜，岩性坚硬，断层较少，裂缝不发育的地层，避免通过较大断层破碎带。洞线方向与岩层走向尽量呈正交，交角一般不小于45°为宜。避开不利地质构造。
⑸进出口位置，在选择洞线的同时，应放在地质条件较好的部位，以利洞口稳定。从地形上看，一般选择在坡度较陡，岩石出露的位置为好，避免明挖过大，进洞困难。进洞处顶部岩层厚度一般在1.0～3.0倍洞径之间。
⑹进出口高程选择，需考虑：截流，通航，放木要求封堵条件，泥沙淤积或磨损，方便施工等。一般情况，截流与通航、放木均要求进口高程低一些，通常取枯水位以下1.0～1.5m。如果高程过低，可能造成泥沙淤积或门槛磨损，影响封堵闸门沉放，对施工出渣、排水也不利。
⑺隧洞底坡的选择与进出口高程密切相关，常取1‰～4‰，也有采用平底的。对于无压隧洞，加大底坡可增大泄水能力，应设计成陡坡为好，对于有通航放木要求的河道，底坡不宜过大，宜设计成缓坡。
⑻隧洞应有足够的埋深。局部地段（如通过冲沟，垭口时）的最小埋深一般不小于3倍洞径。隧洞与永久建筑物的距离应尽量避免相互影响，必要时，需采取适当措施。
⑼当导流隧洞与永久隧洞结合时，其布置还应满足永久建筑物的要求。 3.1.2 隧洞的布置
综上所述结合本工程设计资料及地形图，综合分析：左岸靠右岸岸坡陡峭，且为河湾
突岸，右岸也较陡，但河床靠右岸有一深槽，深槽处水深约10米，覆盖层厚约10—12米，此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成。若布置在右岸，需挖明渠，使冲沟中的积水引入河道，同时为防止围堰的冲刷，需要设挡水设施，增加施工难度和施工经费。故经比较选择在左岸开挖隧洞。同时为便于组织施工，节省人力物力，免修大型施工桥，将两条隧洞布置在一岸。又由水文资料知此河流量不是很大且无通航及其他要求，故两条隧洞采用相同断面，底坡取4‰，因含沙量大，为防止泥沙淤积或门槛磨损，本着无通航等要求的河道在截流许可的条件下，进出口高程应尽量高些的原则，进口高程取枯水位以下1.0米，即418.0—1.0=417.0米
3.1.3 隧洞的条数与布置
两条或多条隧洞，一般在下列情况采用：
导流流量较大，要求较大的过水面积，而地质条件又不允许开挖过大断面。 ⑴虽地质条件允许开挖大断面隧洞，而施工设备及技术水平不相适应，或因大断面隧洞支护不经济，而小隧洞可以简化支护。
⑵大断面隧洞施工难度大，工期过长，影响围堰截流时间，先打通一条较小隧洞进行截流，然后用两条或多条隧洞导流。
⑶因隧洞断面过大，后期下闸封堵困难。
⑷运行方面的特殊要求，如为通航、放木设置专用隧洞。
采用两条或多条隧洞时，如无特殊要求，以相同的断面尺寸为宜，以利施工。隧洞条数的选择，须根据地质地形条件、枢纽总体布置、是否与永久隧洞结合等进行综合分析比较。隧洞最大断面尺寸取决于地质条件、施工方法、及技术水平，一般凭经验综合分析确定。
两条或多条隧洞布置在一岸或两岸时，需根据具体情况而定。一岸布置时，两隧洞之间的最小间距一般不小于3倍洞宽，大断面隧洞也有不到3倍洞宽的，需根据地质条件、施工方法、衬砌措施等具体分析。多条隧洞的高程布置，在满足截流、通航、放木等条件下，一般按不同高程布置为好，有利于隧洞施工和后期封堵。 3.2 隧洞的断面形式与尺寸
隧洞的断面形式与尺寸的选择，应首先考虑隧洞的工作状态。导流隧洞常有明流和压力流两种工作状态，明、压流交替不可避免。即使前期导流按明流设计，中、后期施工渡汛也可能成为压力流。因此，隧洞断面形式与尺寸，不仅满足前期导流，还必须考虑中、后期施工渡汛的要求。在一般情况下，都按压力流设计，也有少数设计成明流。由于明、压流交替过度段的流态极不稳定，隧洞工作状态的设计，应力要求避免在围堰最高挡水位置发生明、压流交替过度状态。
常用的隧洞断面形式有圆形、马蹄形、拱门形等，应根据地质条件、水利条件（有压、
无压、水头的大小）、截流和通航要求、方便施工等经过技术比较确定。对于拱门形断面，由于底部过水面积大，有利于截流、通航、放木、施工也比较方便。调整高宽比还有利于围岩的稳定。其高宽比一般用1.0～1.7，顶拱圆心角为120°～180°，据统计，国内导流隧洞单位面积的过水流量一般在6～20 m／（s·m）之间。
根据松涛水利枢纽的水文条件，本中设计成为有压流，设计流量定位为5130 m3／s 。再根据其坝址处的地质条件，隧洞内水流条件一般为无压流，洞身断面形式采用拱门型。
隧洞的断面尺寸取决于通过流量的大小。在流量一定情况下，隧洞的经济断面的选择，需要拟定几个隧洞尺寸，计算相应的围堰高度，并计算不同断面尺寸隧洞与围堰的工程量造价。两者相加，总造价最小的断面尺寸即为经济断面。
但由于隧洞开挖及衬砌单价高，围堰的单价低，比较的结果往往是小隧洞配高围堰的造价最低。因此隧洞的断面尺寸选择往往不能单从经济上分析。
经济合理的隧洞尺寸应体现在以下的几个方面|：
⑴尽量发挥隧洞效益的同时，务使围堰能在一个枯水期内建成，并保证围堰的安全和技术可靠性；
⑵洞内的流速一般不超过允许流速； ⑶满足通航、放木要求等综合利用的要求； ⑷方便施工；
⑸满足中后期施工度汛要求。如果不能满足，需要加大隧洞断面，降低围堰高程，减小洞内流速。
隧洞经济断面分析，虽然不能作为选择断面的唯一依据，但从整体的趋势来看，在围堰高度允许的前提下，尽量减小隧洞断面是经济的。如果水头过低，洞内流速过小，就不能充分发挥隧洞的泄洪能力。
H初步拟定拱形断面尺寸：顶拱圆心角取为120°直墙高宽比b=1.25。
3
2
本设计采用全年挡水围堰，其设计流量为5130 m3／s ，取隧洞单位面积的过水流量为18 m3／（s·m2），则所需隧洞的过流面积为：
A?Q （3·1） V将Q=5130 m3／s ，V=18 m3／（s·m2）代入上式得：
A=285 m2
本设计采用两条隧洞泄流，故所需单条隧洞过流面积： A1=285/2=142.5 m2 半径R=6.2m,L=3R=10.7m,H=54断面尺寸计算过程：如图3·1，根据几何关系可得:
3R=13.4m
松涛水利枢纽施工导流综合方案施工组织设计设计精品
