跃洲水电站施工导流设计

2010-07-11冯华斌

水利建设与管理 2010年3期

冯华斌

（江西省水利规划设计院南昌 330029）

1 前言

跃洲水电站坝址位于贡水干流于都县城下游4～5km，水库正常蓄水位117.8m，库容为4239万m3，电站装机总容量3.6万kW，工程等别Ⅲ等。船闸、闸坝、河床式厂房（挡水部分）为3级建筑物，厂房结构及其它建筑物为4级建筑物。

坝址河床宽约447～480m，主河道位于河流左侧，枯水期水面宽约157m，高程108.0～110.2m，河流右侧为漫滩，宽约290m，高程为110.12～112.26m；左坝头丘陵岗地，属二级阶地，高程123.86～128.04m，右岸为一级冲积阶地及二级阶地，阶面高程119.19～122.5m。

建筑物呈“一”字形布置，坝线总布置长度498.33m，从左到右分别为左岸端头重力坝，长83.63m；船闸段，长16m；泄水闸段，长 296m（21孔×12m/孔）；发电厂房（主机间）段，长58.7m；安装间坝段，长39m。

2 导流标准

该工程等别为Ⅲ等，根据SL303—2004《水利水电工程施工组织设计规范》，相应临时建筑物为5级，其导流标准洪水重现期为10～5年（土石围堰）、5～3年（混凝土、浆砌石围堰），根据节约投资的原则，导流标准一般采用下限；为方便水利计算，同一期的导流建筑物采用同一导流标准较为方便，故该工程导流建筑物全部统一采用5年一遇洪水重现期标准。

3 导流方式与导流时段

该工程坝址位于相对宽阔的河道上，左岸为河谷深泓（主河槽），右岸河滩地势平坦且枯水期完全出露，根据坝址地形地质条件、建筑物布置（厂房右、船闸左两岸分置）情况和施工特点，导流方式采用分导流较合适，又根据河床开阔且土建工程量不是特别大的特点，电站工程分两期导流较为合适。

水文一些基础资料如天然河道水位流量关系、P=20%坝址各时段洪峰流量、P=20%月平均流量见下表1～表 3。

从表1～表3可以看出：3月～6月为汛期，不适合填筑围堰和施工主体建筑物，导流时段的起始适宜月最早可为7、8月，同时由于围堰填筑闭气一般需要1～2个月，故该工程7月份开始填筑围堰，7月底截流，8月份作为导流时段的最早起始月较为合适。

表1 天然河道水位流量关系

表2 P=20%坝址各时段洪峰流量

表3 P=20%月平均流量

为使电站提前发电，使投资效益最大化，一期围堰首先要考虑围护右岸厂房施工。左岸第1～7孔泄水闸位置基本为主河槽位置，在第8～9孔泄水闸的位置正好可以布置一期纵向围堰，故一期基坑为右岸厂房和右侧第10～21孔泄水闸基坑，利用左岸主河槽进行导流。为避免临时淹没问题（在P=20%，全年洪峰流量6080m3/s相应水位119.7m，超过正常蓄水位117.8m），围堰应尽量避免做全年围堰；为降低临时工程费用，导流时段应尽可能地短。根据厂房开挖量（土方6.5万m3，砂卵石和石方分别为 6.5 万 m3、10.1 万 m3）和混凝土量（9.4 万 m3，其中下部混凝土5.4万m3）以及位于高漫滩之上等情况，在厂房提前开挖的情况下（可提前对厂房高漫滩基坑提前开挖至110.0m高程），在考虑国内较为先进的施工水平情况下，至少需要7个月左右方可基本完成厂房主体工程的开挖和下部混凝土的浇筑，汛期利用已建好的混凝土挡墙和前后6扇闸门（设有临时封堵闸门）挡水，厂房继续施工。选择最枯7个月（8月～次年2月）作为一期的导流时段，相应导流设计标准流量为2770m3/s。

二期围堰主要围护剩下的9孔泄水闸、船闸、非溢流坝，利用右侧已建的12孔闸导流，根据工程量：混凝土5.6万m3，砂卵石开挖5.9万m3，石方开挖0.3万m3，比选两个时段：10月～次年2月洪峰流量1800m3/s、9月～次年2月洪峰流量2450m3/s，后者水位比前者高1.0m，围堰费用因此会增加大约80万元，根据施工强度要适当且尽量节省投资的原则，选择10月～次年2月作为二期的导流时段，相应导流设计标准流量为1800m3/s。施工导流布置见下图。

施工导流布置示意图

4 导流建筑物设计

4.1 一期围堰

根据尽量利用开挖料的原则，一期上游横向围堰和纵向围堰均采用砂卵石夹粘土心墙土石围堰，一期下游横向围堰采用均质土围堰（厂房下游段有大量土方开挖料可供利用），均为利用开挖料。经束窄河床水力计算，河床束窄率46%，最大流速2.7m/s，纵向围堰及与上下游横向围堰交界处采用单层铅丝笼块石护坡、单层钢筋石笼护底防冲。围堰顶宽5.0m，内外边坡视围堰高度为 1∶1.5～1∶2之间，基础处理采用振孔高喷防渗墙，折线形摆喷，孔距1.2m，摆角45°。墙底深入基岩50cm，墙高6.1～9.4m。

4.2 二期围堰

二期上下游横向围堰采用土石围堰，其结构型式及防渗型式同一期上游横向围堰，砂卵石利用船闸及泄水闸开挖料及一期纵向围堰拆除料（一期纵向围堰在二期围堰填筑时拆除，作为二期围堰的利用料）。纵向围堰接闸坝中墩，采用混凝土围堰，顶宽3.0m、底宽13.0m、底板厚2.5m，垂直边坡。施工时开挖砂卵石覆盖层至基岩作基础，挡水前两侧回填砂卵石至109.0m高程，以利围堰稳定。