三溪口河床式水電站工程施工導流技術

王進波

(中國葛洲壩集團建設工程有限公司，云南 昆明 650217)

1 工程概況

三溪口河床式水電站位于浙江省麗水市青田縣境內，壩址位于大溪和小溪匯合口下游的甌江干流麗水段，距青田縣城約6.0 km，壩址以上集水面積13 380 km2，多年平均徑流量139億m3。本工程樞紐建筑物主要由河床式發電廠房、泄洪閘、船閘以及兩岸接頭建筑物等組成。泄洪閘、船閘、發電廠房設置在同一軸線上，電站裝機容量100 MW[1_3]。

2 施工導流條件

2.1 水文氣象條件

流域內氣候溫和，多年平均氣溫為18 ℃，極端最高氣溫為41.5 ℃，極端最低氣溫為-7.7 ℃。本流域徑流主要由降雨形成，洪水系暴雨產生，多年平均降雨量為1 465.1 mm，以五六月最多。天然河道壩址水位流量關系如下所示(見表1)，閘址汛期不同頻率的設計洪峰流量如下所示(見表2)。

2.2 圍堰地質條件

表1 天然河道壩址水位流量關系

表2 汛期不同頻率設計洪峰流量 m3/s

3 施工導流方式

綜合分析三溪口水電站工程水文特性、地形和地質條件、樞紐建筑物結構布置以及有利于施工進度安排和降低導流工程費用等因素，采用分期圍堰導流方式；一期先圍廠房段及左側12孔泄洪閘段，二期圍右側10孔泄洪閘及船閘段，并利用二期圍堰擋水提前蓄水發電；其余建筑物的施工導流在施工期內穿插進行[4_6]。

4 導流程序及導流標準

4.1 導流程序

第一階段為初期導流，自2010年10月1日至2011年4月30日，由原河床及右岸開挖的導流明渠過水，一期臨時圍堰擋水，進行縱向混凝土圍堰及一期上、下游橫向圍堰施工；洪水標準采用非汛期(10—3月)3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=2 730 m3/s[2]。

第二階段為一期導流階段，自2011年5月1日至2013年2月12日，由束窄河床(右岸導流明渠)過水，一期圍堰擋水，進行一期基坑內主體工程(含廠房及12孔泄洪閘)的施工；洪水標準采用全年10年一遇(P=10%)，其洪峰流量Q=14 000 m3/s。其中，在2011年10月1日至第2012年4月30日(非汛期內)進行右岸擋水溢流壩、右岸交通防護工程等的施工，相應的設計洪水標準按非汛期(10月1日至次年4月30日)10年一遇(P=10%)洪水考慮，其設計流量取4 060 m3/s。

第三階段為二期導流工程的截流階段，自2013年1月15日至2013年4月30日，主要進行二期上、下游圍堰施工。截流時段選為2013年2月，截流設計洪水標準擬采用2月份5年一遇月平均流量Q=429 m3/s。

第四階段為二期導流階段，自2013年4月30日至2015年11月30日，由二期圍堰擋水發電，汛期洪水由已建12孔泄洪閘下泄，進行二期基坑內的主體工程施工；洪水標準采用汛期3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=10 950 m3/s。二期上游圍堰根據發電水位要求定為19.5 m，上部為自潰堰、下部過水圍堰的結構形式。

4.2 導流標準

施工導流水力特性如下所示(見表3)。

5 導流建筑物布置及結構形式

5.1 一期臨時圍堰及右岸導流明渠結構形式

一期臨時圍堰為砂礫石圍堰，圍堰頂部高程為12.3～11.8 m，頂部長930.34 m，寬度為6.0 m；圍堰兩側邊坡坡度均為1∶1.5，圍堰高度為6.7 m，采用高噴防滲墻防滲；圍堰迎水面采用厚100 cm的理砌石保護。

表3 施工導流水力特性

右岸導流明渠開挖底高程為5.0 m，寬166 m(在一期臨時圍堰圍護的工況下，其寬度為119 m)，右岸330國道基礎及護坡采用混凝土護坡加以保護。

5.2 一期圍堰結構形式

5.2.1 一期縱向圍堰結構形式

縱向圍堰采用C20鋼筋混凝土圍堰，分為壩軸線上游段及壩軸線下游段兩段。閘軸線上游段長100 m，頂高程為20.60 m，其基礎為密實砂礫卵石層。左側：基礎開挖高程為1.5～2.0 m，在高程5.00 m以下底寬為10 m，為矩形斷面，高程5.00 m以上為寬3.4 m的矩形斷面。右側：基礎開挖高程為2.5～3.0 m，在高程6.00 m以下底寬為14 m的矩形斷面。其中，壩軸線上游部分縱堰基礎需設混凝土防滲墻防滲，防滲墻底高程為-20.00 m。閘軸線下游段長240.00 m，其中上游25 m長范圍為利用泄洪閘閘墩；下游215.00 m長范圍頂高程為20.60～19.50 m，結構斷面形式基本同上游段，其基礎座落在密實砂礫卵石層上。下游段圍堰基礎需設高噴防滲墻防滲，高噴防滲墻底高程為-8.00 m。

5.2.2 一期上游橫向圍堰結構形式

一期上游圍堰為砂礫料圍堰，堰頂高程20.60 m，堰頂長231.9 m，寬6.00 m，圍堰迎水面及背水面邊坡均為1∶1.5。圍堰基礎采用高噴防滲墻防滲；堰身采用PVC土工膜防滲；圍堰迎水面采用厚1 m的拋石保護。

5.2.3 一期下游橫向圍堰結構形式

一期下游圍堰為砂礫石圍堰，堰頂高程19.50 m，堰頂長272.8 m，寬6.00 m，圍堰迎水面及背水面邊坡均為1∶1.5。一期下游圍堰的結構形式及防滲方式與一期上游圍堰相同。

5.3 二期圍堰結構形式

5.3.1 二期上游橫向圍堰結構形式

二期上游圍堰頂長214.5 m，為砂礫料挖引槽自潰式圍堰，堰頂高程按汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位(18.81 m)；同時考慮發電蓄水要求綜合確定為18.9 m，其上砌筑寬30 cm、高80 cm的磚砌擋浪墻。二期上游圍堰戧堤高程按非汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位加安全超高確定為12.4 m，戧堤頂寬29.25 m。戧堤以下為過水圍堰，采用厚80 cm的混凝土防滲墻防滲，防滲墻頂高程為12.4 m，底高程為-20.0 m(進入密實含泥砂礫層2 m～3 m)，最大墻深32.4 m。圍堰迎水面邊坡為1∶1.5，背水面邊坡為1∶2，戧堤頂面及背水面采用厚30 cm的鋼筋網混凝土護面防沖。在基坑6 m高程用寬10 m的C20鋼筋混凝土保護。12.40 m高程以上為砂礫料自潰堰(堰體填筑料有級配要求)，頂寬6 m，迎水面邊坡為1∶1.5，采用干砌塊石保護，背水面邊坡1∶2，不加保護。堰體防滲采用粘土心墻，粘土心墻頂寬2 m，兩側邊坡為1∶0.2。

5.3.2 二期下游橫向圍堰結構形式

二期下游圍堰為砂礫料挖引槽自潰式圍堰，堰頂高程17.10 m，堰頂長236.8 m，寬6.00 m，兩側邊坡均為1∶1.5。12.00 m高程以上部分為自潰堰，采用頂寬2 m的粘土心墻防滲，迎水面(下游側)采用厚40 cm的理砌塊石保護；12.00 m高程以下為固定堰，頂寬21.8 m。固定堰頂面及背水面采用厚40 cm的M 7.5漿砌塊石護面保護，堰身采用土工膜防滲，基礎(6.0 m高程以下)采用深2 m的粘土齒槽防滲[7]。

6 結 語

實踐表明，本工程采用的分期圍堰導流方案是科學合理的，特別是采用二期圍堰擋水提前蓄水發電的方案，在工程建設期就實現了發電目標，為其他河床式水電站工程導流設計提供了可借鑒的經驗。