丰满水电站重建工程泄洪兼导流洞充排水试验

齐立伟，吕宏飞，李 欢，郑玉玲

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

丰满水电站重建工程泄洪兼导流洞充排水试验

齐立伟，吕宏飞，李 欢，郑玉玲

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

为保障丰满水电站重建工程泄洪兼导流洞安全运行，对隧洞进行充排水试验，在精确计算进口孔口出流及出口弧门闸孔出流的基础上，合理安排充排水时间，通过分级充排水保证洞内水位起落在可控、容许范围内。经实际验证，此次充排水试验与实际运行完全一致，达到了预期目的。

充排水试验；泄洪兼导流洞；丰满水电站

1 工程概况

丰满水电站重建工程位于吉林省境内松花江干流上的丰满峡谷口，上游建有白山、红石等梯级水电站，下游建有永庆反调节水库。泄洪兼导流洞布置在左岸山体内，为有压洞，全长846.02 m，由进口明渠段、井前压力段、进口闸门井、有压洞身段、出口闸室段及消能防冲段等部分组成。隧洞衬后为内径10.5 m的圆形断面，末端出口为8.8 m× 8.8 m矩形断面，出口采用挑流消能方式。进口闸室设一道检修平板闸门和一道事故平板闸门，出口闸室设一道工作弧门。

2 试验目的

泄洪兼导流洞的充、排水试验是加载、卸载、检查、监测、发现问题和处理缺陷的过程，是对泄洪兼导流洞安全运行的第一次检验，它与以后的运行和检修目的不同，充排水试验的目的是检查泄洪兼导流洞存在的问题，以便及时采取处理措施，消除隐患，为今后工程正式运行提供安全可靠的质量保证。在实施充排水试验后，应对泄洪兼导流洞进行全面的检查，其主要的检查、检验内容包括：

1）检验泄洪兼导流洞各部位的设计及施工质量；

2）了解泄洪兼导流洞所处部位围岩的工程地质及水文地质变化情况；

3）检验泄洪兼导流洞闸门、闸门埋件、闸门的锁定装置及闸门的启闭设备的设计、制造及安装质量。

3 试验方案及时间安排

泄洪兼导流洞充排水试验建议的充排水（未包含放空后的检查处理和再充水）程序为：泄洪兼导流洞充水→泄洪兼导流洞排水。根据泄洪兼导流洞充水、排水、检查处理的要求，计划需要10 d时间，故泄洪兼导流洞充排水试验（不包括检查及缺陷处理时间）按照上述时间提前安排。

4 试验

泄洪兼导流洞充水后出口最大内水压力60.9 m，为避免洞内压力升高过快，充水时采用分级充水方式，控制内水压力上升速率。同样，排水时为避免洞内压力降落过快，衬砌混凝土承受较大的外水压力，也需要采用分级排水方式。

4.1 充水试验

泄洪兼导流洞进口事故闸门及出口工作弧门之间充水试验所需水量约为6.9万m3，充水开始水位按施工期汛限水位257.90 m计算，充水量及充水分级参数见表1。

泄洪兼导流洞充水前，进口事故闸门及出口工作弧门均处于关闭状态，进口事故闸门前为静水，上游水位按257.90 m计，出口工作弧门后按三期2台机满发水位193.33 m计。充水时，事故闸门上两个充水小门全开充水，充水流量最大可达12 390 m3/h。

完成泄洪兼导流洞充水试验约需要10 h。

4.2 排水试验

泄洪兼导流洞排水试验必须在隧洞充水稳压72 h后，方可进行排水试验，放空前，进水口事故闸门及小门均须处于关闭状态。排水量及排水分级参数见表2。

完成泄洪兼导流洞排水试验约需要16 h。

表1 泄洪兼导流洞充水试验分级参数表

表2 泄洪兼导流洞排水试验分级参数表

4.3 试验注意事项

1）施工单位应安排人员做好各时段进口液位计数据记录，充水时事故门操作记录，排水时弧门操作记录等，以便为设计完善闸门调度运行提供依据；

2）充排水试验时，应保证各观测点通讯畅通、及时、准确，统一调度，保持联动；

3）因充排水流量计算存在一定误差，无法精确控制洞内水位，充排水过程中应及时反馈各处信息，以便设计可以随时对充排水试验过程做出调整。

5 充排水试验原型观测

5.1 观测项目

1）泄洪兼导流洞进、出口边坡安全监测；

2）泄洪兼导流洞安全监测；

3）泄洪兼导流洞水力学监测；

4）出口边坡内水外渗影响监测。

5.2 观测技术要求

1）泄洪兼导流洞充水开始之前及排水结束时，都应对泄洪兼导流洞安装的所有观测仪器全面观测一次。

2）应力、应变及温度、接缝变形、围岩变形等观测项目每天观测一次。

3）水力学观测根据泄洪兼导流洞的过流情况时时跟踪观测。

4）应对施工支洞全线、山坡地表等进行巡视检查，每天应至少进行一次。

5.3 观测成果及结论

1）隧洞充排水前检查，各测点仪器工作状态正常，满足过水观测实验的设计条件；

2）充排水过程监测成果表明，有压洞段3个测点的6支仪器（BV1，BF1，BV2，BF2，BV3，BF3），除1支（BV1）仪器因中间连线故障外，其它5支仪器均客观真实地反映了有压洞段的压力变化进程；

3）在充排水试验过程中，导流洞内及闸室埋设的多点位移计、锚杆应力计、钢筋计、测缝计、应变计、锚索测力计等仪器测值变化均较小，放水后基本回到初始值；

4）出口山体边坡水平、垂直多点位移计，测斜孔及水位孔各点测值变化极小，说明出口山体边坡是稳定的。

6 放空检查

排水结束后对泄洪兼导流洞、闸门及其启闭设备等进行了全面检查。

1）泄洪兼导流洞洞身结构及施工支洞封堵堵头无明显渗漏情况，混凝土衬砌无明显裂缝或掉块情况，仅在洞内局部存在微小裂缝并有水迹；

2）闸门埋件底坎、支承轨道未发现变形现象，闸门止水橡皮无撕裂损坏情况，闸门未见漏水，启闭机运行平稳，无异常现象；

3）泄洪兼导流洞充排水试验后经检查未发现异常情况，运行情况良好。

丰满水电站泄洪兼导流洞肩负施工导流、汛期分洪及为下游应急供水的重任，充排水试验是隧洞竣工投入运行的重要阶段之一，认真做好充排水试验的各项准备工作，严格按制定的程序、要求，是成功完成试验工作的基本要求。充排水试验的顺利完成表明，丰满水电站泄洪兼导流洞设计合理，施工质量符合设计与规范要求，完全满足其功能要求。

TV135.2

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2016-09-10