溪洛渡水电站施工期水流控制分析

'土石方工程溪洛渡水电站施工期水流控制分析蠢杨承志张静／(中国水利水电第八工程局有限公司)【摘要】溪洛渡水电站位于金沙江下游高山峡谷中，水文情况复杂，流量大，泄流组合多样，施工影响因素众多，怎样结合施工情况制定水流控制方案关系到整个工程的安全及进度。本文重点对主要时段水流控制方案进行比较，通过综合分析各项因素，结合经济比较，以制定合适的方案，确保工程安全，保证施工进度，为按期发电提供保障。【关键词】溪洛渡水电站水流控制度汛标准年，最冷年份是2008年。年降水量为533．6～723．Omm，1工程概述一日最大降水量为42．6～91．2mm。2．2径流溪洛渡水电站位于四川I省雷波县与云南省永善县交金沙江流域径流主要来自降水，上游有部分融雪补界的金沙江溪洛渡峡谷中，下游距宜宾市184km，左岸给。根据屏山站1939~2010年共71年水文年流量资料统距四川省雷波县城约15km，右距云南省永善县城约计，实测最大流量29O00m。／s，实测最小流量1060m。／s，8kin。电站枢纽南拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电建筑洪枯水位变幅达15．3m。多年平均流量4570m。／s，折合物等组成。拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高年径流量1440亿rn3，径流深314mm，径流模数为285．50m，坝顶高程610．OOm，顶拱中心线弧长9．97L／(s·km。)。681．51rfl；泄洪采取“分散泄洪、分区消能”的布置原径流年内分配特性与降水基本相应。丰水期(6月～则，在坝身布设7个表孔、8个深孔与两岸4条泄洪洞共11月)径流量占全年的81．1，其中7月～9月占全年同泄洪，坝后设有水垫塘消能；发电厂房为地下式，分的53．9；枯水期(12月～次年5月)径流量占全年的设在左、有两岸山体内，各安装9台、单机容量为18．9％。年最小流量多发生在3月～4月。700MVV的水轮发电机组，总装机容量12600MW。施工2．3金沙江洪水期在左、右岸各布置有3条导流隧洞及坝身设置1O条导金沙江流域洪水主要由降雨形成，其下游洪水，多南流底孔，分时段参与施工期水流宣泄。两个雨区即高原雨区和中下游雨区降雨所形成的洪水叠加而成。洪水多连续发生，呈多峰过程叠加的复式峰型。2水文气象特征年最大单峰洪水过程一般约22d，复峰过程一般约30~50d。根据屏山站71年实测资料统计：年最大洪峰2．1气象最早出现在6月(1994年6月23日)，最晚出现在1O月电站附近共有2个人工气象站和3个自动气象站，(1989年1O月20日)，以出现在7月～9月为最多。文测即永善气象站、溪洛渡气象站(2003年6月迁入坝址下年最大洪峰系列的最大值为29000m。／s(1966年9月2游)和坪自动气象站、塘房坪自动气象站、杨家坪自日)，最小值为10500／s(1967年8月8日)。各种频动气象站。率洪水见表1。坝区山高谷深，气候的垂直差异突出。年平均气温根据屏山站71年文测资料点绘历年各月洪峰流量散16．2～19．7~C；年平均最高气温21．4～24．6℃，年平均布图，分析洪水在年内变化规律，结合施工要求，将分最低气温14．3～17．4℃；年极端最高气温37．9～41．3~C；期洪水划分为8个时段进行计算。金沙江分期设计洪水年极端最低气温2．840．4~C。近4年最暖年份是2006成果见表2。 一露蠹水利水电施工2014·第1期总第142期表1溪洛渡水电站洪水计算成果表(n／s)各种频率汁箅值Q项目均值((√(、fJ一0．01lP=u0．02fJ一0．I，，0．2j1EQm1790()O．34523OO49800437()()4l20{)34800表2溪洛渡水电站分期洪水成果表(n一／s)分期使用期均值(’(／(、fJ—1J，一2P一5P一10f2()j5()，l】】川l口～1月3I口18400．144：{580：{50{)33"j()330(){20()_【)102～3月2月1订～3月25口151()O．12433O()323()l11()3()(；()298()284()4J_i3月26日～4月25Ljl9l(j()．28444204l8()86()3010{350Z)8()5月4月26日～5月25日325O0．3247：{【jO671058l()51401480：406月5月26日～6月20日8810()．44185()()l69()()l460()l280()l【)90()8l507～l0月6月21日～l0月31日l790()()．3()43480()32()()()282()()25l()()2l80{)l}=80011月11月1日～1]月3O口4800O．28489708280735O66O()580()456()l2月12月1日～12月3lH26500．184446043204120：{960：{790：{5()()321初期导流设计3施工期水流控制2007年9JJl导流洞完建，同年lJ川I，日J河道戡流，2007乍F12川~20086J】进行罔堰础防渗墙和堰填根据溪洛渡水电站工程特点，施工期水流控制主要筑施工。2008年7～2011年6川，导流没汁流量Q，分为j阶段实现，分别为大江截流、闹堰挡水之初期导32000T1T／s，南八条导流洲同宵泄，上游水化134．80m。流、坝体水之后期导流。2()l1印6川下旬，坝体混凝低浇筑离3．1大江截流470．5m．接缝灌浆高程443．()()n1，均趔过煅顶尚，此时大士『J!已具备水条件。2()l1年7～l0川，人坝临_I1J‘311截流设计度汛标准为100年一遇，流量Q一34800m。s，l11六条本丁程于2007年10月下旬预进占，进占没计流量导流涮宦泄(此时1～6号导流底孔『】闭)．I游水按7600m。s考虑。位440．93m。2011年¨川lfl，IJ，l、6流洞F，卜2007印11】上旬截流，截流标准采用11川上旬1()设汁流量Q一4090m。s。2011f1l』j～2O12l5JJ年一遇月平均流量，相应设计流量5160m。s。考虑到该进行l、6号导流洞封j者，封堵期没汁流砒Q一7~{50in=／丁程水力学指标较高，且r规模巨大，其发电及社会s，巾2～5号导流洞宣泄，l游水位384．63m。效显著，哉流稃的成败直接影响发电1期，按相父32．2初期导流实施情况要求和为r保证截流成功，施T中按流量6500ms进行施T阶段与卡』J期导流没汁小⋯之处，_i=要体r超标准截流预案设汁及模型试验研究，同时按该流量2011年汛期规划受地质素影响．2009年底混凝准备俄流抛投材料。十较合同T期滞后r11．5个川。尽僻、『t、没汁、{‰312截流实况弹及水电八局不懈努力及允分合作的石：I：：2(⋯小r文际截流进占情况如下：2007年1l川7日J-汛前，坝体混凝f浇筑高程452．00n已趟过⋯墩高午8时48分开始截流进占，至11月7H23时，左岸进436．00m，已满足凋整前进度要求及防洪爱求。fIf受接缝占K度29．84m，右岸进I长度23．43m，总进IK度灌浆温控要求及导流底孔安装的影响，此时坝体仍53．27n1，龙L=_I剩余宽度8．14m。每小时平均进占K度小具衙挡水条什。通过网方会议，●际情况，风8．71m。截至11月8日凌晨2时，总共抛投物料险计算，2Ol1千r大度汛仍按5()印一遇洪水标准作为30618m，其中特大石3535m，大石5770m，中石本案，堰继续挡水，对趟标洪水做心急颅檗，斛5500m，渣10910m，钢筋石笼4533m，四面体决了施工导流问题，确保rT程进度。370m。2007年l1门8日下午3时38分截流合龙，历时3．3后期导流31h，完成大截流，比预汁截留时间提前5h。龙LJ最大流速达9．5m／s，截流落并文测4．5m，最大单宽功率本T后期导流辛要指体具箭水条fl：I：209．8t·m／(ITI·s)，最大小时抛投强度达2300m／h。枢纽止常运行。331后期导流设计3．2初期导流2012年6下旬，坝体混凝上最低浇筑高5l3．OOm。奉_[程初期导流主要指大江截流之后至坝体挡水(下转第9页)之前。·2· i石壳I程|炮，在拱端处爆破时将设备停放到洞口段避炮。采用水平光面爆破技术后，大大提高了坝肩窑洞开挖的外观质量，也较好地保护了建基面的完整性和稳定性，平均半孔率达到了9O以上，建基面平整度控制在了-+-lOcm以内。通过对坝肩水平洞挖方式的爆破质点振动速度测试，结果显示最大合成速度为4．3cm／s，最小合成速度为MS1．19cm／s，完全满足设计技术要求的小于5cm／s要求，进一步验证了爆破参数的合理性。图3起爆网络图6结束语5爆破效果检查善泥坡水电站拱坝左右岸坝肩地形陡峻，拱坝基础面首先，开挖质量显著提高，减小了对坝肩裂隙发育嵌入岩体较深，下游侧呈倒喇叭形。坝顶高程以上布置机岩体爆破振动影响，开挖平整度、半孔率得到有效控制械施工道路困难。窑洞式开挖型式具有开挖范围小、边坡及提高，对坝肩地质较差部位的超挖明显得到控制，满高度低、开挖及支护工程量省、保护边坡生态环境和提高足设计对坝肩开挖的质量要求；其次，大大加快了坝肩坝肩稳定性等优点。与国内天花板水电站的左侧单侧窑的开挖进度，由于坝肩开挖采用洞挖循环作业，使各施洞式开挖、云口水电站的小断面以及招徕河水电站的单工工序的衔接更加紧密，支护及时跟进的循环施工作业，侧窑洞开挖相比，善泥坡水电站具有窑洞断面尺寸大、保证了边坡稳定；第三，施工现场无施工道路，大型钻嵌入山体深、高差大、岩石地质条件差、倒悬尺寸大等孔设备无法施工作业，适合于钻孑L机具简单灵活的手风特点，施工技术难度相对较高。善泥坡水电站采用水平钻施工；第四，采用了洞挖循环爆破，解决了施工设备洞挖方式的坝肩开挖技术为国内类似窑洞开挖施工中做的避炮难问题，在洞口段开挖时将设备停放到拱端处避了进一步的探索，为今后类似工程提供了实践经验。(上接第2页)接缝灌浆高程497．OOm。2012年7～1O月，100年一遇洪3．3．2后期导流实施情况水流量Q一348ooma／s，由坝体内146号导流底孔和2～5本阶段主要调整了2011年汛期度汛计划，该时段仍号导流洞共同宣泄，上游水位452．91m。2012年11月中采用同堰挡水，调整为初期导流；2013年汛期，根据大旬，2～5号导流洞下闸，下闸设计流量Q)：4090m3／s。2012坝实际情况，经风险分析，作出了符合工程要求的调整。年11月-2013年4月进行导流洞封堵，封堵期设计流量Q)一2013年大坝防洪度汛标准按200年一遇洪水，流量7350ma／s，南1～1O号导流底孔宣泄，上游水位457．21m。Qp一37600ms／s，坝体挡水，上游水位达到593．74m，2012年12月上旬，1、2、5、6号导流底孔下闸，下闸设计流坝体应力满足控制标准。若大坝接缝灌浆高程为575m量Q-2910m~／s。2012年12月-2013年4月进行导流底孔封时，大坝结构存在18．74m的悬臂挡水，且下游河床坝址堵，t4Ja~设计流量Q】一3520ms／s，由3、4、7～10号导流处最大主拉应力达到1．27MPa。为了确保结构安全，底孔宣泄，上游水位461．89m。要求洪水过后迅速降至汛期蓄水控制水位。同时制定5002013年5月初，3、4号导流底孔下闸，水库开始蓄年一遇洪水标准应急遇案，满足施工要求。水。按85蓄水保证率，6月底库水位可蓄至发电水位540．OOm。此时坝体浇筑至坝顶高程601．OOm，接缝灌浆4结束语高程587．OOm，第一批机组具备发电条件。2013年7～10月，根据大坝防洪度汛标准，200年一遇洪水流量Q一溪洛渡水电站是国家“西电东送”的骨干工程，最大37600ms／s，由四条泄洪洞(414．Om×12．Om)、八个坝高285．5m，为世界泄洪量最大的大坝；总装机容量泄洪深孑L(8～6．Om×6．7m)和7～1O号导流底孔共同12600MW，年均发电量517．2亿kW·h，装机容量与世界第宦泄，上游水位587．47m。2013年11月中旬，7～1O号二大水电站——伊泰普水电站(14O00MW)相当，是中国导流底孔下闸，下闸设计流量Q口：4090m3／s。2013年11第二、世界第三大水电站，于2013年7月首批机组发电。月~2014年4月进行3、4、7～1O号导流底孔封堵，封在电站施工建设过程中，紧紧围绕安全、质量、总堵期设计流量QD一7350m。／s，由八个泄洪深孔宣泄，根进度计划，研究每一阶段每一可能遇到的问题，制定出据发电要求控制上游水位在540．OOm以上。了符合实际情况的方案，解决了施工难题，确保了按期2013年lO月坝体接缝灌浆全部完成。计划2014年2月发电。在方案实施研究阶段，通过严谨的规划，立足规底大坝泄洪表孔金属结构安装完成，2014年6月下旬大坝工范，突破规范，为今后规范的完善提供了参考价值，可程及各泄水建筑物全部完建，工程枢纽投入正常运行。为今后类似工程提供借鉴意义。·9·'