某水电站导流洞封堵门设计优化

杨开春 ，赵 欣 ，魏 东

（1.新疆伊犁河流域开发建设管理局，乌鲁木齐 830000；2.新疆水利水电学校，乌鲁木齐 830013）

某水电站位于新疆北部，工程规模属大（Ⅱ）型，工程等别为Ⅱ等；由拦河坝（碾压混凝土重力坝和黏土心墙坝组成）、泄水建筑物、发电引水系统、电站厂房等主要建筑物组成；最大坝高51m，水库总库容1.21亿m3，电站装机总容量141MW，多年平均发电量5.7亿kW·h。本电站主要任务是发电，其次是对上游已建水库进行反调节；水库调洪库容0.21亿m3，调节库容0.45亿m3，死库容0.55亿m3。 本工程采用分期围堰导流方式，一期由束窄河床过流，二期由导流洞（以下简称底孔）泄流；底孔有两孔，分别为临时底孔和永久底孔，均布置于左岸阶地的碾压混凝土重力坝坝体内，导流任务完成后，对临时底孔进行下闸封堵，永久底孔留为永久使用；临时底孔封堵门为钢结构，设计尺寸为6m×7.5m，允许承受最大水头为30m，门体重40t；按照设计要求，在临时底孔封堵尚未完成前，受封堵门承受最大水头的限制，水库允许最高蓄水位为死水位以上1m，相应库容与死库容间库容差为510万m3。然而上游已建水库下泄流量日波动可达200m3/s，只需3.38h可蓄满此区间水，且临时底孔封堵需近3个月才能完成，故既要保证库水位不超过封堵门设计允许最大水头，又要满足本电站发电最低水头，需频繁启闭泄水建筑物闸门，水库调度较为困难，甚至会影响电站发电效益。

1 封堵门设计优化

鉴于本工程临时底孔封堵门承受水头制约着水库蓄水，本着确保安全的前提下，尽量使电站发挥最大效益，结合工程实际情况，决定对临时底孔封堵门设计进行优化，以提高其承受的最大水头。

1.1 增加封堵门承受的水头

封堵门需增加承受的水头大小，主要取决于临时底孔封堵时间的安排，临时底孔封堵工作有混凝土、回填灌浆及接缝灌浆等，接缝灌浆完成后需将灌浆廊道进行混凝土回填，即封堵工作完成，封堵段具体结构型式如图1。

根据设计要求，临时底孔封堵段接缝灌浆需待堵头混凝土温度降至本地区多年平均气温8.8℃时方可进行，若下闸后立即进行混凝土施工，经初步计算，在外界环境温度及所用的混凝土冷却水（天然河水）温度低于8.8℃的情况下，混凝土温度满足接缝灌浆要求时，已进入下年3月中旬，然而此时外界环境温度及混凝土冷却水温已超过8.8℃，故堵头混凝土温度很难满足接缝灌浆要求；另一方面，本工程地处寒冷地区，计划下闸蓄水时已进入冬季，若进行低温季节施工，需增加冬施费40万元。综合以上因素，决定堵头混凝土待来年气温回升时施工，接缝灌浆待来年年底施工，灌浆廊道回填混凝土待第3年气温回升时施工，为此临时底孔封堵完成前需经历1个汛期，按照本工程防洪标准，封堵门承受水头需增加至39m。

1.2 封堵门加强处理措施

鉴于闸门已生产并运至工地现场，只能对其进行加强处理，经计算，封堵门设计水头增加9m后，闸门主梁后翼缘拉应力过大，需在主梁后翼缘后贴一块钢板，顶紧后焊接。钢板尺寸为5000mm×330mm×12mm，材质采用Q345，加强具体结构详见图2，加强所用钢材共0.9t，制安费用为1万元。

2 实施效果

封堵门经加强后运行良好，临时底孔封堵按计划完成，水库蓄水及电站发电未受干扰。

3 结语

（1）通过对临时底孔封堵门设计进行优化，一方面避免了临时底孔封堵低温季节施工所增加的费用，另一方面使水库调度简单化，并提前3个月蓄水至正常蓄水位，为电站的正常发挥效益创造了有利条件。

（2）在北方寒冷地区，水利工程导流洞封堵大多面临着低温季节施工，在导流洞封堵门设计时，建议将其承受最大水头加大，以避免发生导流洞封堵低温季节施工费。

（3）在北方季节性较强的河流上修建大型水库，尤其是修建承担灌溉、发电及防洪等综合任务的水库时，在导流洞封堵设计上，应考虑到枯水期水库蓄水的价值，尽量避免枯水期弃水，以使水资源得以充分利用。

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