浅谈木里河上通坝水电站首部枢纽施工导流方案选择

2022-07-08陈源远

四川水利 2022年3期

陈源远，冯维

(1.四川省水利水电勘测设计研究院有限公司，成都，610072；(2.成都华禹瑞水利水电工程有限公司，成都，610072)

1 工程概况

四川省凉山州木里河上通坝引水式电站，工程主要由首部枢纽、引水系统、厂区建筑物等组成。首部枢纽由挡、泄水建筑物和取水建筑物组成，枢纽各建筑物均为混凝土结构，首部枢纽基础防渗采用全封闭式混凝土防渗墙，两岸坝肩采用帷幕灌浆防止绕坝渗漏。首部枢纽挡、泄水建筑物为混凝土闸坝，坝顶全长132.12m，最大坝高26.7m。取水口布置在右岸，引水隧洞长21.75km，电站装机3台，单机容量80MW，总装机容量240MW，电站计划总工期51个月。工程建设控制工期的关键线路是引水隧洞工程的施工。

2 首部枢纽施工导流方案选择

可研批复的首部枢纽工程施工导流方案是采用围堰分期束窄河床，按四个枯期施工，枯期施工时段为11月-次年5月。初拟的首部枢纽工程进场施工时间是第一年10月份，后来受招标工作进度影响，直到第一年12月底首部枢纽标段仍未进场施工。一枯基本不具备主体工程施工时段，根据总进度计划，仅剩三个枯期可供首部枢纽工程施工，若仍采用围堰分期束窄河床导流方案，首部枢纽工程的施工将成为控制发电工期的又一关键线路[1]。因此，结合工程现状提出对导流方案进行重新论证。

根据本工程的特点并结合已有案例，上通坝水电站首部枢纽采用束窄河床分期导流和隧洞导流两种方案均具备条件。其中束窄河床分期导流方案施工程序多、工期相对长但投资较少；隧洞导流方案施工程序简单、工期较短但投资较多[2]。

为保障发电工期，考虑由束窄河床分期导流改为隧洞导流，隧洞导流方案施工程序如下：

一枯，剩余的时间段进行导流隧洞工程施工；

二枯，利用建好的导流隧洞过流，进行闸坝枢纽基础及防渗墙施工，汛前拆除围堰，汛期不施工；

三枯，恢复围堰，继续闸坝枢纽混凝土浇筑施工和金属结构安装等施工；

四枯，利用修好的泄洪冲沙闸过流，完成导流洞封堵工作。

隧洞导流方案安排从第二年3月开始施工，第四年6月底主体工程基本完工，12月底完成隧洞封堵施工。

从表1可以看出：

表1 施工导流方案特性对比

(1)对发电工期的影响：隧洞导流方案主体工程施工工期为28个月，按正常工期安排，尚预留一个枯期应对施工中出现的不利情况；分期导流方案，主体工程施工工期为40个月，按正常工期安排，可在第四年6月底完成主体工程的施工。要求必须在三个枯期内完成施工，相对比较紧张，一旦不能完成，可能导致整个发电工期推迟。

(2)混凝土施工强度：分期导流方案，混凝土浇筑强度为1.8万m3/月，隧洞导流方案，混凝土浇筑强度为2.6万m3/月，尽管隧洞导流方案高峰强度较高，但其持续时间仅1个月。分期导流方案要求主体工程施工的第一个枯期末应形成下一个枯期施工的左侧纵向临时挡水体系，即上游纵向围堰、闸室左边墩及下游护坦左侧墙均应达到枯期施工的挡水水位，要形成该面貌，有一定施工压力。

(3)施工的连续性：隧洞方案，基础处理和闸室浇筑均可连续施工完毕，设备和人员的利用率高；分期方案，上述项目均需分两次完成，中间间断约1a，设备和人员的利用率低。

(4)施工难易程度：隧洞方案，施工场面大、容易展开，施工程序相对简单，施工干扰小；分期方案，施工场面小、不容易展开，程序多、施工干扰大。

(5)导流工程投资：隧洞导流方案投资约为1713.66万元，分期导流方案投资约为1476.66万元，相差约237万元。

(6)施工风险性分析：隧洞导流方案，导流隧洞围岩类别目前以Ⅲ类为主，若施工中围岩类别发生变化，可能导致隧洞导流工程投资增加。该方案按正常工期安排，于第四年6月底可完成主体工程的施工，一旦施工中出现问题，尚有一个枯期可供利用。该方案可避免分期导流中纵向围堰和分隔挡墙的稳定问题。

分期导流方案，导流工程的投资在实施中变化的可能性较小[3]，该方案需三个枯期，满足发电工期，但调整裕度不大。

另外，分期导流方案，一期明渠布置条件较差，尤其是下游段，受防冲槽开挖和侧墙基础振冲范围的影响，必须进行扩挖，其布置条件和施工条件均较差。

综上所述，木里河上通坝水电站首部枢纽施工导流最终选择隧洞导流方案。