金家壩水電樞紐大壩導流工程設計

李煥玉

(遼寧省水利工程技術審核與造價管理中心，沈陽 110003)

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金家壩水電樞紐大壩導流工程設計

李煥玉

(遼寧省水利工程技術審核與造價管理中心，沈陽 110003)

金家壩水電樞紐工程位于重慶市酉陽縣雙河鎮官清鄉、小河鄉境內，壩區樞紐位于官清鄉，大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高102.5m。大壩采用圍堰一次攔斷河床，隧洞導流的導流方式。施工導流設計應根據主體工程的實際進展情況，在滿足規范要求下做適當調整，真正服務于工程。

大壩導流；圍堰；水電樞紐；大壩；導流方案

0 引 言

施工導流設計是水利水電工程施工組織設計的中心環節，正確選擇施工導流方式選擇，不僅對降低工程造價、縮短工期、提高工程質量和施工安全具有重大影響，同時也會影響到壩址、壩型和樞紐布置方案得選擇。且施工導流不僅根據理論設計，應該結合實際工程，根據實際進度及現場條件，及時調整方案，真正做到服務于工程。

1 工程設計

1.1 工程條件

1.1.1 工程概況

金家壩水電樞紐工程位于重慶市酉陽縣雙河鎮官清鄉、小河鄉境內，壩區樞紐位于官清鄉，發電廠房位于小河鄉，引水系統位于河道左岸，引水隧洞由官清鄉引至小河鄉，壩址北距酉陽縣城約47km，南西距李溪鎮約23km，壩址和廠址均有鄉村公路與國道319和326線相連，交通較方便。樞紐工程主要由擋水建筑物、泄洪建筑物、引水系統及廠區系統四部分組成。水庫正常蓄水位445.0m，總庫容1.581×108m3，電站共裝3臺22MW水輪發電機組，總裝機66MW。本項目為大(2)型II等工程，是一座以發電為主的引水式電站，兼有潛在的防洪、灌溉功能，并為人畜飲水、水產養殖及旅游等綜合利用提供有利的條件。

1.1.2 水文概況

甘龍河及橋子洞河徑流主要由降雨形成，徑流的年內年際變化與降雨基本一致。甘龍河屬山溪河流，山高坡陡，匯流迅速，洪水陡漲陡落，峰形尖瘦。本工程區年最大流量最早出現在4月下旬，最晚出現在10月下旬，一般11—3月為枯水期；4月為汛前期；5—9月為主汛期，其中6、7兩月暴雨洪水出現機會多，洪水過程線以單峰居多，一次洪水過程一般在2-3d；10月為汛后過渡期。按4月、11—3月，5—9月，10月4個時段劃分分期洪水計算時段。

根據壩址分期洪水成果表，壩址處不同頻率大汛洪峰流量與非汛期洪峰流量的比值見表1。

表1 不同頻率大汛洪峰流量與非汛期洪峰流量比值表

1.1.3 地質概況

壩址屬侵蝕剝蝕地貌單元的低山地形。谷底高程348.2-352.3m，山頂高程460.0-550.0m以上，比高>100m。左岸山體較寬厚，山坡一般坡度28°-35°；右岸山體呈北東南西向的半島狀山體，山坡一般坡度30°-40°。壩址甘龍河整體流向自東向西，河谷呈不對稱的“U”字型，河水面寬50-60m。

1.2 施工導流設計

1.2.1 施工導流標準

按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252—2000)的規定，金家壩水電樞紐為Ⅱ等工程，主要建筑物(攔河壩、泄水建筑物、發電進水口)為2級；發電廠房和引水建筑物為3級；根據《水利水電工程施工組織設計規范》(SL303—2004)第3.2.1條的規定，2級永久建筑物的對應的施工導流臨時建筑物為4級，3級永久建筑物的對應的施工導流臨時建筑物為5級，即本工程的大壩施工導流臨時建筑物為4級，廠房施工導流臨時建筑物為5級。

1.2.2 施工導流方式原則

根據本工程的具體情況，大壩導流方式的選擇原則和依據如下：

1)地形地質條件。

2)河流水文氣象特征。

3)建筑物形式、布置和施工要求。

4)河道截流、壩體度汛、拆除、蓄水等各環節能合理銜接。

5)導流工程量少，工期短，投資少。

本工程壩址處谷底高程348.2-352.3m，山頂高程460.0-550.0m以上，比高>100m，左岸山坡一般坡度28°-35°；右岸山坡一般坡度30°-40°，河床寬約50-60m，河谷寬高比約為3.1∶1，故不具備分期導流條件，采用隧洞導流比較合適，故本階段仍采用隧洞導流、圍堰一次斷流的導流方式[1]。

1.2.3 施工導流方案的選擇

1)全年導流方案：

施工導流標準按大汛10a一遇洪水標準設計，經計算，大壩上游圍堰頂高程為390m，圍堰最大高度40m，圍堰填筑量約32萬m3/s。

本方案優點：工程截流后的第二年汛期，壩體可以連續填筑，不受洪水影響，在第二年汛期內填筑壩體390m高程以下的部分，施工強度比較均衡，施工導流程序簡單，工程質量及按期完工的保證率較高。

本方案缺點：導流建筑物的規模較大，不符合本河流的洪水特點，由于汛期圍堰前水位較高，堰身及堰基防滲處理比較困難，汛期圍堰前水位對上游交通及引水洞進口施工帶來諸多不便，另外，本導流方案要求庫區內移民安置需在截流后的第二年大汛前完成390m以下部分，移民安置工作較緊張，移民前期投資較大[2]。

2)非汛期導流方案：

施工導流標準按非汛期10a一遇洪水標準設計，經計算，大壩上游圍堰頂高程為360.50m，圍堰最大高度10m，可利用大壩滑坡體開挖棄料填筑，大汛后恢復圍堰。本方案優點：導流建筑物的規模小，導流工程投資小，導流時段符合本河流的洪水特點，面板堆石壩經防護后可以過水，汛期圍堰前水位對上游交通及其它設施基本無影響，另外，本導流方案要求庫區內移民安置工作比較寬松，移民前期投資較小；本方案缺點：第二年汛期前，壩體填筑無法達到度汛高程，進入汛期后，在圍堰失效的情況下，壩面要過水，在第2a汛后至第3a汛前，需將大壩臨時斷面填筑至度汛高程以上，大壩填筑強度較高，因此要求料場開采、上壩料運輸、碾壓及其它配套工序均需按計劃運行，施工工期較緊張，需精心組織施工才可完成，工程質量及按期完工的保證率較低，本方案施工導流程序相對復雜。

由以上兩方案分析，非汛期導流方案工程投資小，導流時段符合本河流的洪水特點，導流建筑物施工相對簡單，但其主要缺點是截流后的第二年大汛期，壩面要過水，在第二年汛后至第三年汛前，大壩填筑強度較高，施工工期較緊張，工程質量及按期完工的保證率較低，本方案施工導流程序相對復雜；本工程在初步設計階段，結合施工總進度安排，設計洪水標準選用非汛期(11月-翌年3月)10a洪水重現期，設計洪峰流量為256m3/s。

然而在技施設計階段，2007年汛后發現工程實際進展情況嚴重滯后施工進度計劃安排，預計在2008年汛前大壩無法達到度汛面貌，所以參建各方考慮將圍堰設計標準調整為大汛10a重現期洪水，設計導流時段內的洪峰流量為2010m3/s。但在圍堰施工過程中為了節省工程投資，結合大壩施工進度情況，上游圍堰可以分兩期填筑，一期填至380.11m，二期填至390.00m。如果大壩施工進度形象進展順利，滿足度汛要求，則圍堰可不進行二期填筑。

1.2.4 施工導流程序設計

大壩施工導流程序為(羅馬數字代表施工年分，以阿拉伯數字代表月份及日期)：Ⅰ11.20前，導流洞具備過流條件，原河床過流。

Ⅰ11.30—Ⅱ3.31河道截流，基坑抽水，圍堰繼續填筑到設計高程，同時壩基開挖，河床趾板施工，壩體全斷面填筑至355.0m高程，并做好填筑體表面防護，導流洞過流。

Ⅱ10.1—Ⅲ3.31恢復圍堰擋水，基坑清理，岸坡趾板施工，壩體臨時斷面(主堆石區)填筑至404.0m高程，完成壩體上游面臨時度汛防護，具備攔洪度汛條件，導流洞過流。

Ⅲ4.1—Ⅳ2.28壩體填筑至壩頂，趾板及面板施工完成，完成壩前填筑，溢洪道施工完成，導流洞下閘封堵，壩體擋水，其它工程全部完成，第四年4月末工程發電。

2 結 語

由于受庫區移民進展和施工進度影響，2006年年底截流后，僅填筑一臨時圍堰，保證枯水期大壩基礎開挖干地施工，為了防止壩址上游金家壩村被淹，2007年汛期進行了拆除。2008年金家壩村順利搬遷，同年汛后按設計進行了大壩圍堰一期填筑，由于準備工作充分，施工管理和組織合理，大壩在一個枯水期達到了度汛面貌，所以圍堰按計劃未進行二期施工。經過了四個大汛期的考驗，證明導流洞的設計和施工是成功的。施工導流設計應根據主體工程的實際進展情況，在滿足規范要求下做適當調整，真正服務于工程。

[1]孫國紅.淺析水利水電施工中導流方案的選擇[J].科技創新與應用，2013(04)：78-80.

[2]萬山紅,陳松.蘇丹麥洛維電站二期導流方案優化[J].四川水力發電，2009(S2)：45-48.

1007-7596(2017)02-0109-02

2017-02-16

李煥玉(1988-)，女，河北昌黎人，助理工程師，從事水利工程管理工作。

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