岷江漢陽電航樞紐工程施工導流方案選定與探討

王 翔 許正舉

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

1 工程概況

漢陽電航樞紐工程位于岷江干流眉山市青神縣漢陽鎮境內，是一個以航運、發電為主，兼顧防洪、灌溉、供水、改善生態環境等綜合效益的樞紐工程。壩址位于青神縣城下游21 km，樞紐主要建筑物從右至左依次為右岸上壩公路連接段、電站廠房、河床泄洪閘、船閘、左岸上壩公路連接段等。壩頂高程389.5 m，最大壩高23.5m，壩軸線長575.98m，水庫正常蓄水位382.5m，相應庫容3 700萬m3。本樞紐為三等中型工程，主要永久建筑物級別為3級，次要永久建筑物為4級，臨時建筑物級別為5級。電站廠房布置在右岸河床，總裝機容量72MW，安裝3臺24 MW的燈泡貫流式機組；河床布置17孔14m×11m（寬×高）泄洪閘和 1孔 5m×3.5m（寬×高）的排漂閘，溢流堰采用寬頂堰型，堰頂高程371.5m；船閘布置在河床左側，單線Ⅳ級船閘，設計噸位500 t，閘室有效尺寸為120m×16m×3.5m（長×寬×門檻水深）。

2 自然條件

壩址位于岷江中游河段，河谷形態為一不對稱的“U”型谷。Ⅰ級階地沿兩岸呈月牙狀分布，階面高程（384.2～384.8）m，寬一般大于 500m，階面平整，階地前緣陡。左側為主河道，河床高程（369.3～374.2）m，當平水位373.8m時，河床水面寬252m，正常蓄水位382.5m時，河床水面寬442.4m。壩址河床層厚度一般為（2.0～5.0）m，基巖為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、細砂巖及泥巖夾層，工程地質和水文地質條件較好。

壩址控制流域面積33 208 km2，多年平均流量為640m3/s，流域多年平均氣溫16.9℃，多年平均降水量為1 093.5mm，岷江流域降雨在年內分配很不均勻，雨量集中于汛期6～9月。

3 導流方式

根據工程自然條件及樞紐總體布置考慮，本工程施工導流具有以下幾個方面的特點：

（1）壩址處河段地勢平緩，河面較寬，汛期天然流量大，河面寬約450m，兩岸階地寬大于500m。

（2）廠房和船閘分兩岸布置，河床中部共布置17孔泄洪閘，單孔閘寬14m。閘壩低矮，為平底寬頂堰溢流閘壩，泄流能力較大。

（3）壩址所處河段現航道常年可通航10 t以上級舶船，但通航船舶較少，多為附近采砂船和少量小漁船。根據 《四川省青神縣地方海事處文件》45號文，工程施工期間可以斷航。

（4）全年洪水與分期洪水流量差距很大，枯水期時段相對較長。

（5）漢陽電航樞紐工程水庫庫區沿河兩岸Ⅰ級階地地勢較平坦，地面高程較低，臨時淹沒問題較為突出。根據水庫回水成果，本工程施工期堰前水位超過383.5m時，將導致上游庫區，尤其是上游黃桷村臨時淹沒急劇增加，因此施工期須嚴格控制堰前水位，盡量減少庫區臨時淹沒損失。

綜上所述，本工程宜采用分期導流方式，在滿足基本進度條件下，盡量采用枯期時段。

4 導流標準

漢陽電航樞紐工程屬三等中型工程，主要永久建筑物為3級，次要永久建筑物為4級。根據DL/T 5397-2007《水利水電工程施工組織設計規范》相關規定，相應導流建筑物級別為5級，其土石類圍堰設計洪水標準為10～5年一遇，混凝土類圍堰設計洪水標準為5～3年一遇。本工程采用土石類圍堰，設計洪水標準選擇5年一遇洪水重現期。

5 導流時段及導流方案的選定

本工程的主要開發任務是以航運、發電為主，施工導流方案選擇的總原則是電站盡早投產發電，船閘盡早投入運行，同時施工期盡可能減少通航影響，并嚴格控制施工期庫區水位壅高。

由于電站廠房工程量較大，結構復雜，施工程序多，又是關鍵線路項目，根據施工進度安排，一個枯期難以形成擋水條件，適宜采用全年的導流時段；船閘和河床泄洪閘結構較簡單，工程量不大，一個枯水期內可以搶出水面，適宜采用枯期時段導流。

本工程共擬三個導流方案進行比較：

方案一：分兩期導流，一期先圍右岸電站廠房和部分泄洪閘，由左岸束窄河床過流和通航，二期圍左岸船閘和剩余部分泄洪閘，由右岸已建泄洪閘泄流。

方案二：分兩期導流，一期先圍左岸船閘和部分泄洪閘，由右岸束窄河床過流和通航，二期圍右岸電站廠房和剩余部分泄洪閘，由左岸已建泄洪閘泄流。

方案三：分兩期導流，一期同時圍左岸船閘、部分泄洪閘和右岸電站廠房，由中間束窄河床過流和通航，二期圍剩余部分泄洪閘，由左岸已建泄洪閘泄流。

經比較，各方案的優缺點如下：

方案一主要優點：①一、二期施工強度比較均衡；②首臺機發電工期和總工期較短；③導流工程投資最低。主要缺點：二期斷航。

方案二主要優點：①船閘可提前1年完工；②導流工程投資居中。主要缺點：①廠房首臺機發電及總工期均推遲約1年；②二期因船閘上閘首門檻高程較高，斷航。

方案三主要優點：船閘可提前1年完工。主要缺點：①一期河床束窄率大，流速大，一期通航困難；②二期因船閘上閘首門檻高程較高，斷航；③施工強度集中，前期資金投入大；④導流工程投資最高。

綜合以上分析，本工程導流方案推薦方案一，即分兩期導流：一期先圍右岸電站廠房和部分泄洪閘、二期圍左岸船閘和剩余部分泄洪閘的導流方案。

5.1 一期導流方案比選

本工程主要臨建設施布置于右岸，從施工角度而言，在各期導流水位均滿足上游庫區臨時淹沒控制條件的前提下，一期右岸基坑應盡量多圍泄洪閘，減少二期基坑工程量，經計算一期圍8.5孔、9.5孔、10.5孔泄洪閘三個方案各期導流水位相差較小，均滿足上游庫區臨時淹沒控制水位條件，根據上述原則重點比選一期圍9.5孔和10.5孔泄洪閘，一期圍10.5孔泄洪閘需多增設一孔閘壩消力池，投資增加約50萬元，且河床束窄率較大，流速較大對一期工程通航有一定影響，因此推薦一期圍右岸電站廠房和9.5孔泄洪閘，二期圍左岸船閘和剩余的7.5孔泄洪閘的導流方案。

在初步推薦一期圍廠房和9.5孔泄洪閘的導流方案基礎上，對一期采用枯期大基坑方案和全年大基坑方案進行了技術經濟比較：

方案一（枯期大基坑方案）：先修筑一期枯期圍堰，圍右岸廠房+9.5孔泄洪閘，形成枯期大基坑，汛前泄洪閘土建基本完成，汛期廠房在全年小基坑圍堰的保護下繼續施工。

方案二（全年大基坑方案）：先修筑前期低水圍堰，再修筑一期全年圍堰，圍右岸廠房+9.5孔泄洪閘，汛期在全年大基坑內進行泄洪閘和電站廠房施工，汛后第二個枯期施工二期左岸船閘和泄洪閘，右岸電站廠房在枯期圍堰保護下繼續施工。

經比較，各方案的優缺點如下：

方案一主要優點：①導流程序簡單，導流費用較低；②對上游庫區影響較小。缺點：①廠房左導墻一個枯期具備擋水條件工期比較緊張；②泄洪閘工期較為緊張，部分閘門需水上安裝。

方案二主要優點：①泄洪閘進度相對寬松；②廠房左導墻利用做縱向圍堰進度比較寬松。缺點：①導流程序相對復雜、導流費用較高；②庫區壓力相對較大。

經綜合比較，一期導流方案推薦方案一：即枯期大基坑、全年電站廠房小基坑方案。

5.2 二期導流方案比選

二期圍左岸船閘和剩余7.5孔泄洪閘，若二期采用全年不過水圍堰方案，上游堰前水位達到387.0 m，不能滿足上游庫區臨時淹沒控制條件，本階段對二期導流方案進行如下技術經濟比較：

方案一：二期圍左岸船閘+剩下7.5孔泄洪閘，采用過水圍堰型式。主要優點：①工期相對寬松。缺點：①基坑過水存在一定風險。②庫區臨時淹沒風險較大。③導流費用高約500萬。

方案二：先修筑二期枯期圍堰，圍左岸船閘+剩下7.5孔泄洪閘，形成枯期大基坑，汛前泄洪閘土建基本完成；汛期船閘停工，利用上下游檢修門擋水，閘室充水平壓，汛后繼續施工。主要優點：①導流費用省約500萬；②堰前水位雍高較小，庫區臨時淹沒風險小。缺點：①工期較為緊張，部分閘門需水上安裝；②船閘工期延長，斷航時間長約17個月。

經綜合比較，二期導流方案推薦方案二。

5.3 推薦導流方案

綜上所述，本工程選擇的導流方案如下：一期圍右岸廠房和右側9.5孔泄洪閘，由左側束窄河床過流和通航；二期圍左岸船閘和左側河床剩下的7.5孔泄洪閘，由右岸已建成的9孔泄洪閘泄流，河道斷航。推薦方案的施工導流水力特性如附表。推薦方案施工導流布置圖見附圖。

附表 施工導流水力特性表

6 結 語

（1）本工程由廣東水電二局負責施工，施工單位采用的導流方案與上述選定的導流方案基本相同，已于2012年9月開始一期施工，目前一期右岸9.5孔泄洪閘已施工完畢，一期枯期圍堰已拆除，主副廠房已封頂，廠房正在進行水輪機組安裝工作，根據業主要求及進度安排，廠房全年圍堰計劃于2014年5月中旬拆除，廠房工程計劃在2014年6月底第一臺機組發電，汛期在廠房進、尾水檢修閘門及船閘上、下游防洪檢修閘門的保護下擋水度汛，由已建成的17孔泄洪閘泄洪。

附圖 推薦方案施工導流布置圖

（2）本文對一、二期導流方案進行比選時，考慮到泄洪閘工期比較緊張，部分閘門需水上安裝，在實際施工中，面對這個問題，業主、設計單位和施工單位根據自身技術優勢，通過優化施工方案，增加人力和物資的投入，加快施工進度，有效地解決了這個問題。

（3）從目前工程的實施情況來看，充分證明本文選定的導流方案科學、合理、經濟，啟示我們在選定寬河床低水頭電站施工導流方案時，應結合實際情況，綜合考慮分期導流的施工均衡性、施工安全性、施工工期、上游庫區臨時淹沒、施工期通航等各方面的因素。