老挝南欧江五级水电站施工导流规划设计

王　强

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明650051)



老挝南欧江五级水电站施工导流规划设计

王强

(中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明650051)

从施工导流方式、标准、导流底孔和坝体缺口的布置、横向围堰和纵向围堰的布置、截流、下闸等方面介绍了南欧江五级水电站施工导流规划设计，通过采取合理、科学的方法，实现了工程施工期水流控制，节约了工程投资，确保了工程施工进度和施工安全。

导流；截流；蓄水；南欧江五级水电站

1　工程概况

南欧江五级水电站位于老挝丰沙里省，是南欧江流域规划中的第五个梯级，为二等大(2)型工程。电站以发电为主，主要建筑物包括碾压混凝土重力坝、坝身进水口及坝后式厂房、坝身溢洪道及消力池、护岸工程等。正常蓄水位441 m，相应库容3.35亿m3，校核洪水位441.918 m，相应库容3.5亿m3，死水位430 m，调节库容1.42亿m3，具有季调节性能，最大坝高74 m，总装机容量240 MW(3×80 MW)，多年平均年发电量9.77亿kW·h。

2　自然条件

2.1水文、气象特性

南欧江流域的径流以降雨补给为主，洪水主要由暴雨形成。6月～10月为雨季，11月～次年5月为干季，雨季降水量约占全年降水量的85%。多年平均流量274 m3/s，流域年降雨量在1 400～2 200 mm之间。

2.2坝址河段特性

坝址位于南波河(Nam Pok)与南欧江汇口下游约1.1 km，距下游孟三潘县城(Muang SamPhanh)约8 km，坝址区河段长约1.6 km，南欧江自北向南呈舒缓的反“S”形流经坝址，坝址左岸有简易公路通过。

河谷呈“V”形，两岸植被覆盖良好，坝基部位河水面宽约65～70 m，水深一般为5～9 m，地形坡度约30°～40°，右岸分布有I级阶地，后缘高程约400～410 m，地形坡度约10°～20°。左岸公路以下地形较陡，地形坡度40°～45°，公路以上稍缓，为30°～35°。

坝基部位第四系覆盖层(坡积层和冲积层)厚度一般为4～18 m，河床冲积层厚度一般为2～6 m，最厚约12 m，主要由砂、卵砾石组成，中等密实，具有强～极强透水性。坝址区未发现规模较大的断层发育，坝基基岩以弱风化的砂质板岩为主，坝基河床部位岩体质量类别以Ⅲ2类为主，局部为Ⅳ类，两岸坝基中上部主要为Ⅳ1类岩体，局部分布少量Ⅳ2类岩体。

河床式地面厂房布置于坝后主河床部位。枯期河水面宽60～75 m，厂房部位河床冲积层厚度一般为2～5 m，主要为粉细砂、卵砾石及粉土。下伏基岩岩性为砂质板岩。厂房地基为微风化砂质板岩，中厚层状结构，岩体完整性较好，属Ⅲ1类岩体。

3　导流方式

根据本工程枢纽布置特点及地形地质条件，结合溢流表孔采用4孔连续布置+无中隔墙坝段的枢纽布置，为实现施工强度及资源配置合理均衡、发电工期保障性高、组织实施难度较小，工程采用底孔+坝体缺口泄流的分期导流方式。

结合该工程坝址右岸分布有I级阶地等地形条件及枢纽布置特点，施工导流共分两期：一期由左岸束窄河床过流，进行右岸溢流表孔坝段、右岸非溢流坝段、导流底孔及上、下游纵向混凝土围堰施工；二期由右岸导流底孔和上部坝体缺口过流(或溢流表孔过流)，进行进水口坝段、坝后厂房、河中溢流坝段、冲沙底孔坝段和左岸非溢流坝段施工。

4　导流标准及设计流量

南欧江五级水电站工程主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级。各围堰高度均小于50 m，堰前库容小于1.0亿m3，参照DL/T 5397—2007《水电工程施工组织设计规范》的规定，确定碾压混凝土纵向围堰，一、二期上下游横向围堰导流建筑物级别为4级，枯期施工围堰级别为5级；导流底孔布置于大坝坝体内，封堵结构同大坝级别按2级永久建筑物设计。各期施工导流标准、流量见表1。

表1施工导流标准

项 目时 段设计标准/%设计流量/m3·s-1一期导流枯期施工围堰挡水2012.12～2013.0520(12月～5月)857一期围堰挡水2013.06～2013.1210(全年)4000二期导流主河床截流2013.1210(12月平均)224施工挡水平台2013.12～2014.0420(12月～4月)397二期围堰挡水2014.05～2014.105(全年)49202014.11～2015.0520(11月～5月)1020坝体临时挡水2015.06～2015.102(全年)6140导流底孔下闸2015.1110(11月平均)471导流底孔封堵2015.12～2016.0420(12月～4月)3122016.05以后永久建筑物正常运行

5　导流程序

一期导流：2012年12月～2013年12月下旬，由左岸束窄主河床过流，右岸基坑在一期全年横向土石围堰及全年纵向围堰保护下进行施工。

二期导流：2013年12月下旬，左岸主河床截流，由1、2号导流底孔过流。2013年12月～2015年5月，由1、2号导流底孔或联合坝体缺口过流，上、下游全年围堰挡水，进行左岸工程施工，同时进行1～15号坝段施工。2015年6月～2015年10月，坝体临时度汛断面挡水，1、2号导流底孔和3、4号溢流表孔联合泄流，进行厂房施工及1、2号溢流表孔闸门安装和坝体水上部位施工。

2015年11月上旬，导流底孔下闸、水库蓄水。2015年12月～2016年4月，进行导流底孔封堵，2015年12月底首台机组发电，水工永久建筑物和泄水建筑物正常运行，2016年10月底工程完建。

6　导流建筑物

导流建筑物由导流引渠、枯期施工围堰、一期上下游横向围堰、上下游全年纵向围堰、二期上下游横向围堰、导流底孔和坝体导流缺口等组成。

6.1围堰

枯期纵向施工围堰为碾压石渣围堰，堰顶高程391.00 m，堰顶宽度6 m，两侧坡比均为1∶1.5，堰基设高喷防渗墙，深入基岩1 m，孔间距0.8 m。2013年汛前，枯期围堰拆除。

一期横向施工围堰上、下游横向围堰均采用碾压土石混合料填筑。上、下游横向围堰采用全年挡水标准，堰顶高程分别为395.00 m和393.00 m，堰顶宽均为6 m，两侧坡比均为1∶1.5。

二期上横向土石围堰堰体采用粘土心墙防渗、堰基采用粘土截水墙防渗。上游围堰顶高程为411.50 m，最大堰高40.5 m，堰顶宽8 m，长146.1 m。围堰上游面389.00 m高程以上坡比为1∶1.7，389.00 m高程以下坡比为1∶2.5(抛填闭气粘土料)，下游面坡比为1∶1.6。二期下横向土石围堰堰体采用粘土心墙防渗、堰基采用高喷防渗墙防渗。379.00 m高程以上堰体采用粘土心墙防渗，以下包括基础采用高喷防渗墙防渗。下游围堰挡水堰顶高程396.00 m，最大堰高25 m，顶宽8 m，长125.5 m。围堰上游面坡比为1∶1.6，围堰下游面386.00 m高程以下坡比为1∶1.5，以上为1∶1.6。

上游纵向全年围堰优化为全年纵向CSG围堰，围堰顶高程确定为411.5 m，堰顶宽5.5 m，围堰最大高度约33.5 m。围堰底板常态混凝土垫层厚1.5 m；一期迎水面综合坡比1∶0.7，二期迎水面395.00 m高程以下为1∶0.3、395.00～411.50 m高程为垂直面。迎水面防渗抗冲层厚 1 m。建基面开挖至弱风化下限，大部分至378.00 m高程。

下游纵向全年围堰，占压消力池段为碾压混凝土围堰，护坦部位围堰采用CSG材料(贫胶天然砂砾料)。堰顶高程为401.5 m，堰顶宽5.5 m。消力池部位围堰最大高度约36 m，一期迎水面综合坡比为1∶0.7，二期迎水面为垂直面，迎水面防渗抗冲层厚度 1 m，建基面为365.50 m；护坦部位围堰采取CSG围堰，围堰最大高度约为21.00 m，一期迎水面综合坡比1∶0.7，二期迎水面为垂直面，迎水面防渗抗冲层厚1 m，建基面高程为378.00 m。

6.2导流底孔

导流底孔共两孔，进口高程380.00 m，布置于3、4号溢流表孔轴线下方，底孔全断面过流尺寸均为8 m×8 m，导流底孔进口前端平板封堵门尺寸8 m×8.5 m。在闸门井顶部设启闭排架布置专用启闭机，用于平板门下闸封堵，启闭机排架布置在溢流堰以下。

6.3坝体缺口

坝体导流缺口高程根据导流底孔顶部混凝土的安全厚度同时考虑缺口封堵施工工期的要求，其位置为右岸10号坝段局部、11号全坝段预留，缺口宽度40 m(有效过流宽度36 m)，底板高程395 m。

7　截流

南欧江6月～9月为主汛期，7月、10月分别为涨、退水期，11月～次年5月为枯水期。根据施工总进度安排、施工期洪水、11月～12月月平均流量成果以及围堰填筑规模，结合类似工程经验以及目前工程形象面貌，考虑截流难度及围堰施工工期等因素，选定2013年12月下旬进行主河床截流，截流设计标准采用10年一遇12月平均流量，相应流量为224 m3/s。

根据现场地形条件、围堰布置、交通情况及截流计算的主要参数等因素，上游围堰单戗堤进占较容易实施，截流指标适中，且右岸紧贴纵向全年围堰，没有进料通道，故上游围堰采用由左岸向右岸单向进占方式立堵截流，1～2号导流底孔分流。

截流戗堤顶宽88 m，龙口宽45 m，从左岸到右岸分Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，工程在设计来流量224 m3/s的情况下，合龙过程中相对较高的水力学指标出现在龙口Ⅰ区，即宽25～15 m之间，流速范围为2.33 ～2.72 m/s，落差为0.32～0.79 m，单宽功率为26.9～68.0 kN·m/(s·m)。截流抛投材料主戗堤预进占以0.3m粒径以下的石渣为主，龙口段以0.3～0.7 m石料为主，考虑到一定的安全系数，备用部分粒径0.7 m以上的块石料和混凝土块。

考虑戗堤顶满足3～4辆20～25 t自卸汽车同时抛投作业，上游围堰截流戗堤顶宽拟定为15 m。上游戗堤顶高程定为386.00 m，戗堤最大高度约10 m，上下游边坡为水中自然稳定边坡，坡比为1∶1.5，龙口进占边坡坡比为1∶1.5。

8　下闸蓄水

设计下闸标准为10年一遇11月月平均流量，即Q=471 m3/s，下闸水位391.75 m(考虑单孔)，下闸水头11.75 m。由于上游六级电站的控泄，下闸时实际来流量较小。五级水电站下游河道不允许断流，下闸后向下游最小供水量为27.3 m3/s。工程通过两个导流底孔协调控制向下游供水，待库水位上升至满足冲沙底孔控泄生态流量的水位要求后，第二孔导流底孔下闸，由冲沙底孔控制向下游供水，直至首台机组发电。2015年11月8日下闸，对应来水保证率85%的情况下蓄水到死水位430 m需要22天。

导流底孔封堵体属永久建筑物，建筑物等级为2级。临时封堵闸门下闸后，两个导流底孔进行全部封堵，封堵体为大坝坝体一部分，导流底孔全部封堵为实心体，封堵体上游贴临时封堵闸门，下游面为溢流面，桩号为坝横 0-004.095～坝横0+047.250，长度为51.345 m。

9　结　语

南欧江五级水电站主体工程于2012年10月1日开工；2013年12月20日主河床截流；2015年11月8日导流底孔下闸封堵，水库开始蓄水； 2015年12月28日首台机组顺利按期投产。工程施工导流使命顺利完成，验证了该施工导流方案是经济、可靠的。对该工程在分期导流方面的一些成功实践经验进行了总结，可供其他工程借鉴。

(1)工程结合导流方案，优化了枢纽布置，采用4个溢流表孔连续布置，优化中隔墙坝段，利用溢流坝段作为分期导流中纵向挡水建筑物。

(2)优化了导流底孔的数目和尺寸，采用了底孔上部预留坝体缺口，坝体缺口和底孔联合过流度汛的方式。

(3)下游纵向围堰布置在消力池内，通过周密的结构布置，既便于实现分期导流，又确保了消力持结构完整。

(4)采用新型的CSG材料(胶凝砂砾石)作为纵向围堰材料，纵向围堰最大高度约36 m，上游段综合坡比为1∶1，下游段综合坡比为1∶0.7(最高断面处更陡)，相较我国已建CSG围堰，高度、坡比、体形均有了新的突破。

[1]NB/T 35041—2014水电工程施工导流设计规范[S]．

[2]蔡斌， 武夏宁， 李国庆. 南欧江五级水电站施工导流设计[J]. 水利水电施工， 2015(1)： 8- 9．

[3]虞东亮， 陈钰， 周洁， 等. 桃源水电站施工导流设计与实践[J]. 水力发电， 2014， 40(6)： 34- 38．

[4]平有洪. 居甫渡水电站导流建筑物设计与施工[J]. 云南水力发电， 2009(4)： 50- 54．

[5]张云生， 罗孝明， 马云， 等. 小湾水电站施工导流总体设计[J]. 水力发电， 2004(10)： 33- 35．

[6]吴晓晖. CSG在南欧江五级水电站围堰中的应用[J]. 水利水电施工， 2015(5)： 1- 3.

(责任编辑焦雪梅)

Construction Diversion Design for Nam Ou 5 Hydropower Station in Laos

WANG Qiang

(PowerChina Kunming Engineering Corporation Limited, Kunming 650051, Yunnan, China)

The design of construction diversion of Nam Ou 5 Hydropower Station is introduced from the aspects of construction diversion mode and standard, diversion bottom outlet and dam body gap arrangement, transverse and longitudinal cofferdams’ arrangement, river closure and gate close. The flow control during construction period is achieved by rational and scientific design of construction diversion. The design of construction diversion can save engineering investment and ensure the progress and safety of construction．

diversion; river closure; water impoundment; Nam Ou 5 Hydropower Station

2016- 03- 09

王强(1978—)，男，湖北鄂州人，高级工程师，主要水利水电工程施工组织设计工作．

TV551.1(334)

B

0559- 9342(2016)05- 0068- 03