浅析黄山市月潭水库工程施工导流优化

2022-09-03汪洋大海

治淮 2022年8期

汪洋大海

一、工程概况

安徽省黄山市月潭水库工程位于休宁县境内的率水河上，坝址距休宁县县城约20km，为大（2）型水库，坝址控制流域面积908km2，水库工程以屯溪区城区的城市防洪为主，结合城镇供水、生态环境保护、旅游、发电、灌溉和养殖等多项综合利用。水库兴利库容0.45 亿m3，多年平均发电量为4669万kW·h，年均供水量为6862 万m3，设计灌溉面积为1.46 万亩。大坝采用混凝土重力坝，坝顶高程为172.5m，最大坝高35.5m，坝顶长度为212m，坝顶宽7.0m，最大坝底宽47.87m。

二、施工导流方案

（一）导流设计标准

工程属大（2）型水库，枢纽工程级别Ⅱ等，大坝为2 级建筑物，导流建筑物为4 级，导流建筑物设计洪水标准：土石结构为重现期20～10年的洪水，混凝土结构为10～5年的洪水，根据工程情况，导流建筑物设计标准选用10年一遇，相应11—3月、11—4月等时段坝址处流量为428～863m3/s。

（二）导流方案比选

坝址区河谷底宽约140m，两岸岸坡约45°，河谷呈对称的“U”形河谷，枯水期水深较浅。本次研究首先比选了隧洞导流、明渠+底孔导流两个方案，考虑坝区洪水峰高水急、千枚岩施工风险大、施工交通条件限制、隧洞衬砌量大、隧洞导流造价高等因素，明渠+底孔导流方案更适应坝区洪峰特点，可结合利用“U”型河谷优势，且开挖基本在坝基开挖范围内，投资较省，因此推荐采用明渠+底孔分期导流方案。

针对导流明渠的布置位置不同，本次细化比选了三个子方案，即方案一导流明渠布置在右岸岸坡、方案二导流明渠布置在左岸岸坡、方案三导流明渠布置在3#～4#坝块及发电厂房位置，方案投资分别为849 万元、968 万元、907 万元，投资差别不大，各方案优缺点情况详见表1。

表1 导流明渠布置方案情况表

综上可知，方案3 很好地利用大坝下游消力池左侧挡墙作为纵向围堰的一部分，可实现永临结合，且一、二期工程量相当，施工强度均衡，可避免前紧后松的情况，推荐采用。

（三）导流方式及程序

根据采用的施工导流方案，施工导流方式如下：大坝分两期施工，一、二期共用纵向混凝土围堰，结合消力池左侧挡墙及7#坝块布置纵向混凝土围堰。一期利用布置在左岸3#～4#坝块位置的导流明渠过流，进行溢流坝段的施工，在右岸上下游布置横向土石围堰挡水；二期利用溢流坝段的泄洪底孔作为导流底孔导流，进行8#～12#坝段以及发电厂房的施工。

导流程序划分为两期3 个阶段，具体情况如下：（1）一期导流。分前后两个阶段，前阶段采用土石围堰束窄河道，右岸老河床导流，进行发电厂房基础及导流明渠的开挖和纵向混凝土围堰浇筑；后阶段利用左岸明渠导流，右岸老河床上下游横向土石围堰及纵向混凝土围堰形成基坑，进行溢流坝段主体结构工程施工，为后期底孔导流做准备。一期前阶段导流时段从第1年8—9月上旬，导流流量为380m3/s；一期后阶段从第一年9月—第二年3月，进行溢流坝段1#～7#坝块以及消力池的施工，导流流量为583m3/s。（2）二期导流。利用溢流坝段底孔导流，在导流明渠上下游填筑横向土石围堰，与纵向混凝土围堰形成二期基坑，进行厂房坝段及发电厂房主体结构工程施工。导流时段为第二年9月—第三年2月，进行7#～12#坝块以及发电厂房的施工，导流流量为465m3/s。分期导流平剖面布置示意见图1、图2。

图1 分期导流方案平面布置示意图

图2 分期导流方案剖面布置示意图

（四）导流建筑物设计

一期前阶段土石围堰轴线长390m，两侧边坡1∶2.0，堰顶高程146.5～146m，堰高5.0～5.5m，堰顶宽3.0m；纵向混凝土围堰分上游段、7＃坝块段、消力池侧墙段、下游段4 段。

一期后阶段上下游横向土石围堰堰顶高分别为150m 和148.5m，围堰轴线长分别为93m 和95m，两侧边坡均为1 ∶2.5，堰顶宽5m 和8m。

二期上下游横向土石围堰堰顶高分别为151.5m和148m，围堰轴线长分别为75m 和70m，两侧边坡均为1 ∶2.5，堰顶宽上游5m，下游结合交通为8.0m，考虑上游围堰最大高度达11m，在高程148m位置留二级平台，平台宽2.0m。

导流明渠布置在发电厂房位置，底宽20m，两侧边坡1∶1.5，设计过流583m3/s，明渠总长405.2m，进口高程142.0m，出口高程141.0m，纵底坡i=0.247%。

（五）截流、度汛与下闸蓄水

1.截流

工程需进行三次截流，第一次截流为一期前阶段，主要为纵向混凝土围堰及消力池左岸混凝土挡墙施工，束窄河床约55%，在第1年8月上旬，按5年重现期的月平均流量45.4m3/s 截渗，戗堤龙口设于左岸上游岸坡部位，采用立堵方式截流。第二次截流为一期后阶段，束窄河床约70%，在第1年10月上旬，按5年重现期的月平均流量13.4m3/s 截渗，戗堤龙口设于右岸岸坡部位，采用立堵方式截流。第三次截流围堰位于左岸，采用底孔导流，在第2年的8月下旬，按45.4m3/s 截渗设计，戗堤龙口设于后期上游横向围堰左岸岸坡部位，采用立堵方式截流。

2.度汛

工程第二年、第三年的6—9月份均存在安全度汛问题，工程选择20年挡水标准，汛期洪峰流量为2388m3/s。在第二年汛期，除左岸导明渠过流外，坝体导流底孔也参与过流，需在汛前浇筑至160m左右，拆除土石围堰，对坝体及消力池表面进行保护，汛期考虑坝面及消力池基坑过水。在第三年汛期，汛前发电引水洞事故门、检修门、拦污栅均安装完毕，溢洪道浇筑至溢流面顶165m 高程，汛期来水通过底孔泄流及溢流面溢流，汛前要做好新浇溢流面的保护及消力池的防冲工作。

3.下闸蓄水

导流底孔下闸、水库开始蓄水的时段选择在第三年12月底，按月平均流量保证率75%计算，1月底蓄水量为1184 万m3，库水位为155.1m；2月底蓄水量为3441 万m3，库水位为161.2m；3月15日蓄水量为6218 万m3，库水位至正常蓄水位165.0m，即3月底可满足第一台水轮机发电机组试车及投产发电的需要。