嘉陵江草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流方案比選與應(yīng)用

曹松柏

摘 要：根據(jù)河道和樞紐布置的特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期和總工期，對草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流方案進(jìn)行充分的比較、研究。通過對兩個(gè)導(dǎo)流方案進(jìn)行綜合分析和比較研究，草街航電樞紐工程決定采用束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）。工程實(shí)踐檢驗(yàn)證明，施工導(dǎo)流推薦選擇的束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）是經(jīng)濟(jì)、可行的。現(xiàn)對工程施工方案進(jìn)行簡要分析，以期能為嘉陵江干流的航電樞紐工程建設(shè)施工導(dǎo)流提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：草街航電樞紐工程；施工導(dǎo)流方案；比選；應(yīng)用

中圖分類號：TV51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0073-02

1 概述

1.1 工程概況

草街航電樞紐工程位于重慶合川市境內(nèi)草街附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江自下而上規(guī)劃的第二個(gè)梯級。水庫正常蓄水位為203 m，總庫容為24.08 m?，電站裝機(jī)容量為500 MW（4×125 MW）。樞紐建筑物從左到右由船閘、河床式廠房、5孔沖沙閘、15孔泄洪閘、1孔與施工縱向圍堰結(jié)合的泄洪閘和混凝土重力壩等水工建筑物組成。

1.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

由《水利水電工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》DJ5180—2003可知，草街航電樞紐工程為一等工程，主要建筑物為一級。

該工程圍堰工程規(guī)模較大，使用年限較長，根據(jù)《水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ338—89（試行）的相關(guān)規(guī)定，確定導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級。對于土石類導(dǎo)流建筑物來說，洪水重現(xiàn)期為10～20年。鑒于一期圍堰失事將直接影響發(fā)電工期，并造成較大經(jīng)濟(jì)損失，所以，一期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用上限20年一遇；二期圍堰規(guī)模較小，使用年限較短，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用下限10年一遇。

1.3 導(dǎo)流時(shí)段

經(jīng)綜合分析研究，草街航電樞紐主體工程分二期施工：一期施工左岸船閘、廠房、5孔沖沙閘，工程量較大且集中，為了保證壩體快速、連續(xù)施工，要盡快完建擋水發(fā)電，導(dǎo)流時(shí)段為全年，相應(yīng)20年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為41 100 m?/s；二期施工右岸15孔泄洪閘，時(shí)段為12月至次年4月，相應(yīng)10年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為5 440 m?/s。

2 導(dǎo)流方式選擇

該工程位于嘉陵江、涪江、渠江三江匯合處的下游，洪峰流量巨大，而河道寬度相對較窄。枯水位在178.00 m時(shí)，壩軸線處河道寬約440.00 m，汛期設(shè)計(jì)流量Q=41 100 m?/s的天然河道水位為207.70 m時(shí)，水面寬約600.00 m，洪、枯水位變幅大，達(dá)30.0 m。從工程規(guī)模看，工程量巨大（開挖量約為6×106 m?，砼為2.61×106 m?），船閘、廠房并列左岸，工程量集中（兩項(xiàng)合計(jì)分別占開挖總量的34.6%，砼總量的54.7%以上）。為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期與總工期，在導(dǎo)流方式上進(jìn)行了充分的比較和研究，決定采用束窄河床的分期導(dǎo)流方式。

3 導(dǎo)流方案比選

3.1 導(dǎo)流方案描述

根據(jù)草街航電樞紐工程河床和樞紐布置的主要特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，對束窄河床分期導(dǎo)流方式主要進(jìn)行了兩個(gè)導(dǎo)流方案的研究。

方案一：一期圍左岸，利用右岸擴(kuò)挖河道泄流、通航，在擋全年洪水的高圍堰圍護(hù)下，經(jīng)過三枯三汛完成船閘、廠房、5孔沖沙閘的施工。二期圍右岸，施工右岸15孔泄洪閘，由一期完建的5孔沖沙閘宣泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量和船閘通航。該方案一期基坑于第二年11月形成，二期基坑于第五年12月形成，第六年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年4月底竣工。

方案二：一期左、右岸同時(shí)開工，左岸圍位于臺地上的船閘，右岸圍15孔泄洪閘，利用左岸主河道過流和通航，用三個(gè)枯水期完成一期工程。二期圍廠房和5孔沖沙閘，由一期完建的15孔泄洪閘渲泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，永久船閘通航。該方案一期基坑于第一年11月形成，二期基坑于第三年11月形成，第七年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年11月底竣工。

3.2 導(dǎo)流方案論證及比選

經(jīng)過上述導(dǎo)流方案比較可知，方案二主要存在以下兩個(gè)問

題：①將廠房基坑安排在二期施工，發(fā)電工期滯后12 個(gè)月；②二期廠房基坑位于河道中間，被左岸船閘和右岸15孔泄洪閘所隔，施工通道受阻，影響施工進(jìn)度，二期圍堰堆筑和拆除時(shí)需要停航。而方案一存在的問題是：①為了保證一期導(dǎo)流時(shí)的通航，需要提前擴(kuò)挖右岸河道，且與一期基坑同時(shí)進(jìn)行船閘、廠房和沖沙閘等建筑物的施工，施工干擾較大，施工強(qiáng)度高。②因?yàn)橐黄谕杲ǖ男顾ㄖ镙^少（僅5孔沖沙閘），增大了二期過水圍堰的技術(shù)難度和工程量。但該方案二期施工右岸15孔泄水閘時(shí)，可以利用圍堰擋水提前發(fā)電，其工程效益顯著。

經(jīng)綜合研究、分析，推薦方案一，即一期圍左岸施工船閘、廠房、5孔沖沙閘，二期圍右岸施工15孔泄洪閘的導(dǎo)流方案是經(jīng)濟(jì)、可行的。

4 施工導(dǎo)流程序

推薦方案（方案一）的施工導(dǎo)流程序?yàn)椋?/p>

第一年11月至第二年4月，進(jìn)行臨時(shí)施工圍堰堆筑、砼縱向圍堰基礎(chǔ)開挖、基礎(chǔ)處理、183 m高程以下砼澆筑和右岸河道擴(kuò)挖施工，同時(shí)，在左岸灘地進(jìn)行船閘基礎(chǔ)開挖和底板砼澆筑。

第二年5月至10月全河床過流。11月，左岸基坑合龍，形成一期基坑，繼續(xù)進(jìn)行縱向圍堰183 m高程以上砼澆筑，并堆筑一期全年上、下游圍堰，進(jìn)行一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘基礎(chǔ)開挖和砼澆筑。到第五年8月，左岸一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘完建，在此期間導(dǎo)流流量Q=41 100 m?/s，由右岸擴(kuò)挖河道渲泄，上游水位210.90 m，下游水位208.05 m。

第五年12月，河床截流，形成右岸二期基坑，并進(jìn)行二期過水圍堰堆筑和15孔泄洪閘基礎(chǔ)開挖、砼澆筑。河道水流由一期完建的5孔沖沙閘渲泄。

第六年2月底，第一臺機(jī)組已安裝完畢，工程具備施工期臨時(shí)發(fā)電的條件，此時(shí)，由一期完建的5孔沖沙閘閘門調(diào)控水位至203.00 m，同時(shí)，滿足了發(fā)電和船閘的通航要求。4月末，拆除上游圍堰至192.50 m（為了保證通航，二期過水圍堰堰面上留2.5 m高的土石子圍堰）。5—10月，當(dāng)流量小于6 600 m?/s時(shí)，來流由5孔沖沙閘調(diào)控渲泄；當(dāng)流量大于6 600 m?/s時(shí)，子圍堰沖毀，二期基坑過水，樞紐臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，洪水流量41 100 m?/s，由5孔沖沙閘和堰頂高程為190.00 m的過水圍堰渲泄，上游水位為209.14 m。11月，后續(xù)機(jī)組相繼安裝發(fā)電。

第六年11月至第七年4月，二期基坑恢復(fù)，繼續(xù)進(jìn)行泄洪閘砼和金屬結(jié)構(gòu)安裝施工。

第七年3月至4月，二期圍堰拆除完畢，由已完建的永久建筑物過流，工程導(dǎo)流任務(wù)全部完成。

草街航電樞紐工程施工一、二期施工導(dǎo)流布置詳見圖1、圖2、圖3.

5 施工導(dǎo)流模型試驗(yàn)研究

為了驗(yàn)證并確定草街航電樞紐工程各級導(dǎo)流時(shí)的各圍堰擋水、流態(tài)和施工期通航條件，委托重慶交通大學(xué)做了水工模型試驗(yàn)（備注：詳見《草街航電樞紐工程施工期導(dǎo)流及通航模型試驗(yàn)報(bào)告》）。

草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流和施工期通航模型試驗(yàn)研究成果如下：①一期上、下游圍堰高程需分別抬高至212.00 m、209.00 m；②為了改善擴(kuò)挖河道進(jìn)、出口水流條件，降低進(jìn)、出口比降和流速，把縱向圍堰上、下游導(dǎo)流堤壩頭分別左偏300 m、210 m；③一期施工期最高通航流量降低至5 440 m?/s，其相應(yīng)的通航保證率大于90%；④一期上游圍堰近河心段堰腳沖刷較為強(qiáng)烈，采用鋼筋石籠保護(hù)后可安全運(yùn)行；⑤二期下泄流量在5 440～13 800 m?/s之間時(shí)，通過調(diào)整沖沙閘閘門開啟度控制壩前、后水位差，減少上、下游圍堰近堰最大流速，保證二期過水圍堰堰體的安全。

上述模型試驗(yàn)研究成果在草街航電樞紐工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)、施工中已被采納并執(zhí)行。

〔編輯：白潔〕

摘 要：根據(jù)河道和樞紐布置的特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期和總工期，對草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流方案進(jìn)行充分的比較、研究。通過對兩個(gè)導(dǎo)流方案進(jìn)行綜合分析和比較研究，草街航電樞紐工程決定采用束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）。工程實(shí)踐檢驗(yàn)證明，施工導(dǎo)流推薦選擇的束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）是經(jīng)濟(jì)、可行的。現(xiàn)對工程施工方案進(jìn)行簡要分析，以期能為嘉陵江干流的航電樞紐工程建設(shè)施工導(dǎo)流提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：草街航電樞紐工程；施工導(dǎo)流方案；比選；應(yīng)用

中圖分類號：TV51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0073-02

1 概述

1.1 工程概況

草街航電樞紐工程位于重慶合川市境內(nèi)草街附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江自下而上規(guī)劃的第二個(gè)梯級。水庫正常蓄水位為203 m，總庫容為24.08 m?，電站裝機(jī)容量為500 MW（4×125 MW）。樞紐建筑物從左到右由船閘、河床式廠房、5孔沖沙閘、15孔泄洪閘、1孔與施工縱向圍堰結(jié)合的泄洪閘和混凝土重力壩等水工建筑物組成。

1.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

由《水利水電工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》DJ5180—2003可知，草街航電樞紐工程為一等工程，主要建筑物為一級。

該工程圍堰工程規(guī)模較大，使用年限較長，根據(jù)《水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ338—89（試行）的相關(guān)規(guī)定，確定導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級。對于土石類導(dǎo)流建筑物來說，洪水重現(xiàn)期為10～20年。鑒于一期圍堰失事將直接影響發(fā)電工期，并造成較大經(jīng)濟(jì)損失，所以，一期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用上限20年一遇；二期圍堰規(guī)模較小，使用年限較短，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用下限10年一遇。

1.3 導(dǎo)流時(shí)段

經(jīng)綜合分析研究，草街航電樞紐主體工程分二期施工：一期施工左岸船閘、廠房、5孔沖沙閘，工程量較大且集中，為了保證壩體快速、連續(xù)施工，要盡快完建擋水發(fā)電，導(dǎo)流時(shí)段為全年，相應(yīng)20年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為41 100 m?/s；二期施工右岸15孔泄洪閘，時(shí)段為12月至次年4月，相應(yīng)10年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為5 440 m?/s。

2 導(dǎo)流方式選擇

該工程位于嘉陵江、涪江、渠江三江匯合處的下游，洪峰流量巨大，而河道寬度相對較窄。枯水位在178.00 m時(shí)，壩軸線處河道寬約440.00 m，汛期設(shè)計(jì)流量Q=41 100 m?/s的天然河道水位為207.70 m時(shí)，水面寬約600.00 m，洪、枯水位變幅大，達(dá)30.0 m。從工程規(guī)模看，工程量巨大（開挖量約為6×106 m?，砼為2.61×106 m?），船閘、廠房并列左岸，工程量集中（兩項(xiàng)合計(jì)分別占開挖總量的34.6%，砼總量的54.7%以上）。為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期與總工期，在導(dǎo)流方式上進(jìn)行了充分的比較和研究，決定采用束窄河床的分期導(dǎo)流方式。

3 導(dǎo)流方案比選

3.1 導(dǎo)流方案描述

根據(jù)草街航電樞紐工程河床和樞紐布置的主要特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，對束窄河床分期導(dǎo)流方式主要進(jìn)行了兩個(gè)導(dǎo)流方案的研究。

方案一：一期圍左岸，利用右岸擴(kuò)挖河道泄流、通航，在擋全年洪水的高圍堰圍護(hù)下，經(jīng)過三枯三汛完成船閘、廠房、5孔沖沙閘的施工。二期圍右岸，施工右岸15孔泄洪閘，由一期完建的5孔沖沙閘宣泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量和船閘通航。該方案一期基坑于第二年11月形成，二期基坑于第五年12月形成，第六年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年4月底竣工。

方案二：一期左、右岸同時(shí)開工，左岸圍位于臺地上的船閘，右岸圍15孔泄洪閘，利用左岸主河道過流和通航，用三個(gè)枯水期完成一期工程。二期圍廠房和5孔沖沙閘，由一期完建的15孔泄洪閘渲泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，永久船閘通航。該方案一期基坑于第一年11月形成，二期基坑于第三年11月形成，第七年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年11月底竣工。

3.2 導(dǎo)流方案論證及比選

經(jīng)過上述導(dǎo)流方案比較可知，方案二主要存在以下兩個(gè)問

題：①將廠房基坑安排在二期施工，發(fā)電工期滯后12 個(gè)月；②二期廠房基坑位于河道中間，被左岸船閘和右岸15孔泄洪閘所隔，施工通道受阻，影響施工進(jìn)度，二期圍堰堆筑和拆除時(shí)需要停航。而方案一存在的問題是：①為了保證一期導(dǎo)流時(shí)的通航，需要提前擴(kuò)挖右岸河道，且與一期基坑同時(shí)進(jìn)行船閘、廠房和沖沙閘等建筑物的施工，施工干擾較大，施工強(qiáng)度高。②因?yàn)橐黄谕杲ǖ男顾ㄖ镙^少（僅5孔沖沙閘），增大了二期過水圍堰的技術(shù)難度和工程量。但該方案二期施工右岸15孔泄水閘時(shí)，可以利用圍堰擋水提前發(fā)電，其工程效益顯著。

經(jīng)綜合研究、分析，推薦方案一，即一期圍左岸施工船閘、廠房、5孔沖沙閘，二期圍右岸施工15孔泄洪閘的導(dǎo)流方案是經(jīng)濟(jì)、可行的。

4 施工導(dǎo)流程序

推薦方案（方案一）的施工導(dǎo)流程序?yàn)椋?/p>

第一年11月至第二年4月，進(jìn)行臨時(shí)施工圍堰堆筑、砼縱向圍堰基礎(chǔ)開挖、基礎(chǔ)處理、183 m高程以下砼澆筑和右岸河道擴(kuò)挖施工，同時(shí)，在左岸灘地進(jìn)行船閘基礎(chǔ)開挖和底板砼澆筑。

第二年5月至10月全河床過流。11月，左岸基坑合龍，形成一期基坑，繼續(xù)進(jìn)行縱向圍堰183 m高程以上砼澆筑，并堆筑一期全年上、下游圍堰，進(jìn)行一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘基礎(chǔ)開挖和砼澆筑。到第五年8月，左岸一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘完建，在此期間導(dǎo)流流量Q=41 100 m?/s，由右岸擴(kuò)挖河道渲泄，上游水位210.90 m，下游水位208.05 m。

第五年12月，河床截流，形成右岸二期基坑，并進(jìn)行二期過水圍堰堆筑和15孔泄洪閘基礎(chǔ)開挖、砼澆筑。河道水流由一期完建的5孔沖沙閘渲泄。

第六年2月底，第一臺機(jī)組已安裝完畢，工程具備施工期臨時(shí)發(fā)電的條件，此時(shí)，由一期完建的5孔沖沙閘閘門調(diào)控水位至203.00 m，同時(shí)，滿足了發(fā)電和船閘的通航要求。4月末，拆除上游圍堰至192.50 m（為了保證通航，二期過水圍堰堰面上留2.5 m高的土石子圍堰）。5—10月，當(dāng)流量小于6 600 m?/s時(shí)，來流由5孔沖沙閘調(diào)控渲泄；當(dāng)流量大于6 600 m?/s時(shí)，子圍堰沖毀，二期基坑過水，樞紐臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，洪水流量41 100 m?/s，由5孔沖沙閘和堰頂高程為190.00 m的過水圍堰渲泄，上游水位為209.14 m。11月，后續(xù)機(jī)組相繼安裝發(fā)電。

第六年11月至第七年4月，二期基坑恢復(fù)，繼續(xù)進(jìn)行泄洪閘砼和金屬結(jié)構(gòu)安裝施工。

第七年3月至4月，二期圍堰拆除完畢，由已完建的永久建筑物過流，工程導(dǎo)流任務(wù)全部完成。

草街航電樞紐工程施工一、二期施工導(dǎo)流布置詳見圖1、圖2、圖3.

5 施工導(dǎo)流模型試驗(yàn)研究

為了驗(yàn)證并確定草街航電樞紐工程各級導(dǎo)流時(shí)的各圍堰擋水、流態(tài)和施工期通航條件，委托重慶交通大學(xué)做了水工模型試驗(yàn)（備注：詳見《草街航電樞紐工程施工期導(dǎo)流及通航模型試驗(yàn)報(bào)告》）。

草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流和施工期通航模型試驗(yàn)研究成果如下：①一期上、下游圍堰高程需分別抬高至212.00 m、209.00 m；②為了改善擴(kuò)挖河道進(jìn)、出口水流條件，降低進(jìn)、出口比降和流速，把縱向圍堰上、下游導(dǎo)流堤壩頭分別左偏300 m、210 m；③一期施工期最高通航流量降低至5 440 m?/s，其相應(yīng)的通航保證率大于90%；④一期上游圍堰近河心段堰腳沖刷較為強(qiáng)烈，采用鋼筋石籠保護(hù)后可安全運(yùn)行；⑤二期下泄流量在5 440～13 800 m?/s之間時(shí)，通過調(diào)整沖沙閘閘門開啟度控制壩前、后水位差，減少上、下游圍堰近堰最大流速，保證二期過水圍堰堰體的安全。

上述模型試驗(yàn)研究成果在草街航電樞紐工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)、施工中已被采納并執(zhí)行。

〔編輯：白潔〕

摘 要：根據(jù)河道和樞紐布置的特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期和總工期，對草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流方案進(jìn)行充分的比較、研究。通過對兩個(gè)導(dǎo)流方案進(jìn)行綜合分析和比較研究，草街航電樞紐工程決定采用束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）。工程實(shí)踐檢驗(yàn)證明，施工導(dǎo)流推薦選擇的束窄河道分期導(dǎo)流方式（方案一）是經(jīng)濟(jì)、可行的。現(xiàn)對工程施工方案進(jìn)行簡要分析，以期能為嘉陵江干流的航電樞紐工程建設(shè)施工導(dǎo)流提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：草街航電樞紐工程；施工導(dǎo)流方案；比選；應(yīng)用

中圖分類號：TV51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0073-02

1 概述

1.1 工程概況

草街航電樞紐工程位于重慶合川市境內(nèi)草街附近的嘉陵江干流河段上，是嘉陵江自下而上規(guī)劃的第二個(gè)梯級。水庫正常蓄水位為203 m，總庫容為24.08 m?，電站裝機(jī)容量為500 MW（4×125 MW）。樞紐建筑物從左到右由船閘、河床式廠房、5孔沖沙閘、15孔泄洪閘、1孔與施工縱向圍堰結(jié)合的泄洪閘和混凝土重力壩等水工建筑物組成。

1.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

由《水利水電工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)》DJ5180—2003可知，草街航電樞紐工程為一等工程，主要建筑物為一級。

該工程圍堰工程規(guī)模較大，使用年限較長，根據(jù)《水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SDJ338—89（試行）的相關(guān)規(guī)定，確定導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級。對于土石類導(dǎo)流建筑物來說，洪水重現(xiàn)期為10～20年。鑒于一期圍堰失事將直接影響發(fā)電工期，并造成較大經(jīng)濟(jì)損失，所以，一期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用上限20年一遇；二期圍堰規(guī)模較小，使用年限較短，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選用下限10年一遇。

1.3 導(dǎo)流時(shí)段

經(jīng)綜合分析研究，草街航電樞紐主體工程分二期施工：一期施工左岸船閘、廠房、5孔沖沙閘，工程量較大且集中，為了保證壩體快速、連續(xù)施工，要盡快完建擋水發(fā)電，導(dǎo)流時(shí)段為全年，相應(yīng)20年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為41 100 m?/s；二期施工右岸15孔泄洪閘，時(shí)段為12月至次年4月，相應(yīng)10年一遇導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量為5 440 m?/s。

2 導(dǎo)流方式選擇

該工程位于嘉陵江、涪江、渠江三江匯合處的下游，洪峰流量巨大，而河道寬度相對較窄。枯水位在178.00 m時(shí)，壩軸線處河道寬約440.00 m，汛期設(shè)計(jì)流量Q=41 100 m?/s的天然河道水位為207.70 m時(shí)，水面寬約600.00 m，洪、枯水位變幅大，達(dá)30.0 m。從工程規(guī)模看，工程量巨大（開挖量約為6×106 m?，砼為2.61×106 m?），船閘、廠房并列左岸，工程量集中（兩項(xiàng)合計(jì)分別占開挖總量的34.6%，砼總量的54.7%以上）。為了盡量降低導(dǎo)流工程造價(jià)、縮短發(fā)電工期與總工期，在導(dǎo)流方式上進(jìn)行了充分的比較和研究，決定采用束窄河床的分期導(dǎo)流方式。

3 導(dǎo)流方案比選

3.1 導(dǎo)流方案描述

根據(jù)草街航電樞紐工程河床和樞紐布置的主要特點(diǎn)，結(jié)合施工總進(jìn)度安排，對束窄河床分期導(dǎo)流方式主要進(jìn)行了兩個(gè)導(dǎo)流方案的研究。

方案一：一期圍左岸，利用右岸擴(kuò)挖河道泄流、通航，在擋全年洪水的高圍堰圍護(hù)下，經(jīng)過三枯三汛完成船閘、廠房、5孔沖沙閘的施工。二期圍右岸，施工右岸15孔泄洪閘，由一期完建的5孔沖沙閘宣泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量和船閘通航。該方案一期基坑于第二年11月形成，二期基坑于第五年12月形成，第六年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年4月底竣工。

方案二：一期左、右岸同時(shí)開工，左岸圍位于臺地上的船閘，右岸圍15孔泄洪閘，利用左岸主河道過流和通航，用三個(gè)枯水期完成一期工程。二期圍廠房和5孔沖沙閘，由一期完建的15孔泄洪閘渲泄導(dǎo)流設(shè)計(jì)流量，永久船閘通航。該方案一期基坑于第一年11月形成，二期基坑于第三年11月形成，第七年2月底第一臺機(jī)組發(fā)電，第七年11月底竣工。

3.2 導(dǎo)流方案論證及比選

經(jīng)過上述導(dǎo)流方案比較可知，方案二主要存在以下兩個(gè)問

題：①將廠房基坑安排在二期施工，發(fā)電工期滯后12 個(gè)月；②二期廠房基坑位于河道中間，被左岸船閘和右岸15孔泄洪閘所隔，施工通道受阻，影響施工進(jìn)度，二期圍堰堆筑和拆除時(shí)需要停航。而方案一存在的問題是：①為了保證一期導(dǎo)流時(shí)的通航，需要提前擴(kuò)挖右岸河道，且與一期基坑同時(shí)進(jìn)行船閘、廠房和沖沙閘等建筑物的施工，施工干擾較大，施工強(qiáng)度高。②因?yàn)橐黄谕杲ǖ男顾ㄖ镙^少（僅5孔沖沙閘），增大了二期過水圍堰的技術(shù)難度和工程量。但該方案二期施工右岸15孔泄水閘時(shí)，可以利用圍堰擋水提前發(fā)電，其工程效益顯著。

經(jīng)綜合研究、分析，推薦方案一，即一期圍左岸施工船閘、廠房、5孔沖沙閘，二期圍右岸施工15孔泄洪閘的導(dǎo)流方案是經(jīng)濟(jì)、可行的。

4 施工導(dǎo)流程序

推薦方案（方案一）的施工導(dǎo)流程序?yàn)椋?/p>

第一年11月至第二年4月，進(jìn)行臨時(shí)施工圍堰堆筑、砼縱向圍堰基礎(chǔ)開挖、基礎(chǔ)處理、183 m高程以下砼澆筑和右岸河道擴(kuò)挖施工，同時(shí)，在左岸灘地進(jìn)行船閘基礎(chǔ)開挖和底板砼澆筑。

第二年5月至10月全河床過流。11月，左岸基坑合龍，形成一期基坑，繼續(xù)進(jìn)行縱向圍堰183 m高程以上砼澆筑，并堆筑一期全年上、下游圍堰，進(jìn)行一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘基礎(chǔ)開挖和砼澆筑。到第五年8月，左岸一期基坑中船閘、廠房、5孔沖沙閘完建，在此期間導(dǎo)流流量Q=41 100 m?/s，由右岸擴(kuò)挖河道渲泄，上游水位210.90 m，下游水位208.05 m。

第五年12月，河床截流，形成右岸二期基坑，并進(jìn)行二期過水圍堰堆筑和15孔泄洪閘基礎(chǔ)開挖、砼澆筑。河道水流由一期完建的5孔沖沙閘渲泄。

第六年2月底，第一臺機(jī)組已安裝完畢，工程具備施工期臨時(shí)發(fā)電的條件，此時(shí)，由一期完建的5孔沖沙閘閘門調(diào)控水位至203.00 m，同時(shí)，滿足了發(fā)電和船閘的通航要求。4月末，拆除上游圍堰至192.50 m（為了保證通航，二期過水圍堰堰面上留2.5 m高的土石子圍堰）。5—10月，當(dāng)流量小于6 600 m?/s時(shí)，來流由5孔沖沙閘調(diào)控渲泄；當(dāng)流量大于6 600 m?/s時(shí)，子圍堰沖毀，二期基坑過水，樞紐臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，洪水流量41 100 m?/s，由5孔沖沙閘和堰頂高程為190.00 m的過水圍堰渲泄，上游水位為209.14 m。11月，后續(xù)機(jī)組相繼安裝發(fā)電。

第六年11月至第七年4月，二期基坑恢復(fù)，繼續(xù)進(jìn)行泄洪閘砼和金屬結(jié)構(gòu)安裝施工。

第七年3月至4月，二期圍堰拆除完畢，由已完建的永久建筑物過流，工程導(dǎo)流任務(wù)全部完成。

草街航電樞紐工程施工一、二期施工導(dǎo)流布置詳見圖1、圖2、圖3.

5 施工導(dǎo)流模型試驗(yàn)研究

為了驗(yàn)證并確定草街航電樞紐工程各級導(dǎo)流時(shí)的各圍堰擋水、流態(tài)和施工期通航條件，委托重慶交通大學(xué)做了水工模型試驗(yàn)（備注：詳見《草街航電樞紐工程施工期導(dǎo)流及通航模型試驗(yàn)報(bào)告》）。

草街航電樞紐工程施工導(dǎo)流和施工期通航模型試驗(yàn)研究成果如下：①一期上、下游圍堰高程需分別抬高至212.00 m、209.00 m；②為了改善擴(kuò)挖河道進(jìn)、出口水流條件，降低進(jìn)、出口比降和流速，把縱向圍堰上、下游導(dǎo)流堤壩頭分別左偏300 m、210 m；③一期施工期最高通航流量降低至5 440 m?/s，其相應(yīng)的通航保證率大于90%；④一期上游圍堰近河心段堰腳沖刷較為強(qiáng)烈，采用鋼筋石籠保護(hù)后可安全運(yùn)行；⑤二期下泄流量在5 440～13 800 m?/s之間時(shí)，通過調(diào)整沖沙閘閘門開啟度控制壩前、后水位差，減少上、下游圍堰近堰最大流速，保證二期過水圍堰堰體的安全。

上述模型試驗(yàn)研究成果在草街航電樞紐工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)、施工中已被采納并執(zhí)行。

〔編輯：白潔〕