溪洛渡水电站导流洞下闸技术研究及运用

杨承志 张 静

（中国水利水电第八工程局有限公司 长沙市 410004）

1 工程概述

1.1 概 述

溪洛渡水电站工程施工期坝址两岸各布置了3条导流洞。左岸布置1#～3#导流洞，其中1#和2#导流洞与水工尾水洞结合；右岸布置4#～6#导流洞，其中5#和6#导流洞与水工尾水洞结合。除6#导流洞外，1#～5#导流洞闸门井均为地下竖井式，左右岸闸门井均呈“一”字型排列。导流洞平面上呈单弯道布置，洞身断面为城门洞型，断面尺寸均为18 m×20 m。

其中1#导流洞进口闸门为平面滑动门，闸门孔口尺寸为18 m×20 m，重735.9 t，于2011年10月21日下闸，同时6#导流洞进口处修筑围堰挡水，河水由2#～5#导流洞宣泄，导流条件较好，设计水头满足要求，且为后续导流洞封堵闸门下闸积累经验，下闸完成后，1#、6#流洞开始封堵施工。

2#导流洞进口闸门（闸门底坎高程365.22 m）：闸门孔口尺寸为9 m×20 m，下闸水头为14.03 m，设计水头为100.18 m。闸门由2 台2×4 000 kN 固定卷扬启闭机操作，扬程50 m。

3#导流洞进口闸门（闸门底坎高程367.51 m）：下闸水头为22.15 m，设计水头为97.89 m，闸门由2 台2×7 000 kN 固定卷扬启闭机操作，扬程66 m。

4#导流洞进口闸门（闸门底坎高程367.47 m）：下闸水头为22.15 m，设计水头为97.93 m，闸门由2台2×7 000 kN 固定卷扬启闭机操作，扬程66 m。

5#导流洞进口闸门 （闸门底坎高程365.89m）：下闸水头为14.03 m，设计水头为99.51 m，闸门由2台2×4 000 kN 固定卷扬启闭机操作，扬程50 m。

溪洛渡水电站导流洞进口闸门布置见附图。

1.2 水文条件

溪洛渡水电站屏山站9～11月各旬各频率径流成果见附表。

附图 溪洛渡水电站导流洞进口闸门布置图

附表 屏山站9月～11月各旬各频率径流成果

2 导流洞进口闸门下闸设计

2.1 下闸背景

溪洛渡水电站导流洞封堵闸门根据时段不同，分两期下闸，其中1#导流洞于2011年汛末开始下闸封堵施工，2#～5#导流洞于2012年汛后开始下闸封堵施工，考虑到最大化创造效益，结合水文预测情报，2#～5#导流洞进口闸门开始下闸时间提前到2012年9月底。本文主要研究2#～5#导流洞进口闸门下闸，即第二期进口封堵闸门下闸。

第二期进口封堵闸门下闸，尤其是最后一扇闸门的下闸，将面临来流量宣泄途径少，水位雍高大，下闸难度大，此外增加了临时配重，现场卷扬机将面临着只能下放不能提升的困境，存在着不能下放到位的风险，将增加封堵施工难度，其成败将直接影响2013年发电效益及工程安全。

2.2 下闸顺序研究

（1）启闭机拆除。

为节约工程投资，导流洞进口闸门部分启闭机利用了泄洪洞的启闭机，安装在3#、4#导流洞。

由于2#、5#导流洞分别与3#、4#水工尾水洞结合，为2#、5#导流洞满足封堵改建需要，2#、5#导流洞应先提前下闸，以保证2#、5#导流洞的封堵改建施工。因此在2#～5#导流洞下闸封堵程序中要兼顾启闭机拆除和2#、5#导流洞封堵改建。

（2）道路情况。

考虑到现场情况，结合水流控制，3#、4#导流洞拆除的启闭机只能沿江边向上游撤退，再运往指定地点。左岸道路最低高程（439.40 m）点为17#路豆沙溪沟口处，右岸道路最低高程（402.0 m）点为右岸上游围堰支线上游洞口。根据本工程水流控制，闸门下闸后水位雍高情况分析，右岸下闸必先优于左岸。

（3）下闸顺序。

综合以上两个方面因素，考虑启闭机拆除预留时间（单台约1 个月），拟定下闸顺序为4#—→5#—→2#—→3#导流洞进口闸门。

2.3 下闸水头设计

下闸水头设计应考虑下闸过程中入水时段的影响，特别是采用配重下闸的情况下，闸门将面临着只能下降不能提升的困境。若下闸水头不满足要求，可能导致闸门悬挂半空，给封堵施工带来严重后果，从而影响工期，造成巨大的经济损失。

根据闸门下闸过程中摸索及积累的经验，实时调整后续闸门下闸时间，下闸入水时间由2 h 缩短至1 h，根据现场情况分析是可行的，事实上最后一扇闸门下闸入水时间仅用了30 min。下面仅以3#导流洞下闸水头设计分析如下：

下闸标准选用11月中旬2年一遇旬平均流量3 340 m3/s，相应堰前水位392.76 m，根据2000～2011年该时段实测水文资料，该时段出现可能性较大，可满足施工要求。按1 h 下闸入水时间推算，下闸到位后堰前水位395.75 m，最大下闸水头28.24 m，因此按28.50 m 下闸水头设计，可满足工程要求。

2.4 配重设计

因下闸时间及顺序调整，导致部分闸门下闸水头不足，施工时对部分闸门拟采用增加配重方式配合下闸。根据《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T 5039-95）计算，按以下方式增加配重，可满足规范要求：

4#、5#导流洞进口闸门不增加配重，2#导流洞进口闸门采用现浇混凝土方式增加配重（单扇增加20 m3混凝土配重，两扇门共增加40 m3混凝土配重），3#导流洞进口闸门采用预制混凝土块的方式增加配重（单扇门140 t 配重，两扇门共增加280 t）。

3 下闸过程分析

2012年9月29日14 时，溪洛渡上游围堰水位388.25 m，下泄流量8 060 m3/s，4#导流洞进口闸门下闸作业正式开始，14 时25 分，闸门入水，15 时15分，两扇闸门下闸到位，上游围堰水位389.49 m，在3 条导流洞过流的情况下水位变化约1.24 m，整个过程平稳顺利，历时70 min。为相应卷扬机拆除利用创造了条件。

10月29日，5#导流洞进口闸门下闸，11月10日2#导流洞进口闸门下闸，11月16日，3#导流洞进口闸门下闸。

11月16日8 时，3#导流洞正式启动下闸，此时，溪洛渡坝址水流量为2 980 m3/s，大坝上游水位约393 m。上午9 时，3#导流洞顺利下闸封堵到位，大坝上游河段逐步回涨，下午16 时江水开始漫上上游围堰，下午17 时20 分，江水漫过上游围堰。下午19 时30 分，大坝1#～6#导流底孔开始过流，下游减水河段恢复至天然来水流量。

根据以上情况分析，随着下闸经验的积累，闸门入水时间不断缩短，降低了下闸过程水位雍高，提高了下闸保证率，且使整个过程处于可控状态。也随着下闸时间的缩短，通过实时调整施工方案，为工程创造了价值，为提前下闸创造了条件。此外在下闸过程中发现，4#、5#导流洞闸门下闸到位后，漏水量较小，可满足封堵施工要求，但2#、3#导流洞闸门下闸到位后，存在较大漏水，影响封堵施工，根据此种情况，采用棉絮裹钢筋内核+粘土抛填等堵漏措施，取得了较好效果，其他漏水采用钢管引排，保证了封堵改建施工在干地进行。

4 结 论

在方案研制阶段，应重点考虑以下几个方面：

（1）优化施工方案，根据现场情况，研究道路的布置，拟定各方案的应急措施，尤其是度汛安全问题。

（2）优化下闸程序，缩短下闸时间，可降低下闸过程中导致的水位雍高，从而降低下闸难度。在有条件的情况下，重点研究闸门入水到下闸到位过程中，每个配套环节及相应处理措施，做到安全的前提下，确定该下闸时段，为方案编制提供依据。根据本工程经验，该下闸时段在准备充分的前提下，闸门入水到下闸到位可缩短至（30～60）min。

（3）大型多条导流洞下闸，尤其是后续闸门下闸，在流量变化不大的情况下，必然导致水位的抬高，尤其是现场情况发生变化的条件下，若调整了下闸时间及下闸顺序，可能导致部分闸门下闸水头不够，此时应重点研究闸门、配重、启闭机三者关系，制定合理的方案，可降低投资。

（4）导流下闸后，可能会不同程度地出现漏水情况，必须制定下闸后漏水封堵的应急预案，并作好相应的物资材料准备和组织准备工作，宁可备而不用，决不允许出现异常漏水而无准备的情况发生。