龙开口水电站施工导流规划设计与实施

'水力发电第39卷第2期2013年2月龙开口I电站施工导流规划设计-b实施董宝顺，陈义军，吕国轩，任金明，王哲鑫(中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，浙江杭州310014)摘要：龙开口水电站施工采用左岸明渠的分期导流方案：一期由束窄的原河床过流，施工左岸导流明渠；二期由左岸导流明渠过流，施工大坝和右岸厂房；三期由大坝临时断面挡水、导流底孔过流，进行明渠坝段导流底孔上部缺口封堵和大坝施工。明渠过坝段采用底孑L与上部缺口双层过流，加快了三期明渠坝段的施工进度，缩短了首台机组发电时间，取得了较好的经济效益。关键词：导流明渠；导流规划；分期导流；龙开口水电站PlanningandImplementationofConstructionDiversionforLongkaikouHydropowerStationDONGBaoshun，CHENYijun，LUGuoxuan，RENJinming，WANGZhexin(HydroChinaHuadongEngineeringCorporation，Hangzhou310014，Zhejiang，China)Abstract：AstagediversionschemeisselectedwithflooddischargedthroughdiversionchannelattheleftbankinLongkaikouHydropowerStation．InStageI，thediversionchannelisconstructedwiththeflooddischargedthroughcontractedfiverchanne1．InStageII，thedamandright—bankpowerhouseareconstructedwiththeflooddischargedthroughdiversionchanne1．InStageIII，thedamgapabovediversionbottomoutletindamSdiversionchannelsectionandotherunfinisheddamsectionareconstructedwhilethefloodisblockedbycompleteddamsectionanddischargedbydiversionbottomoutlet．ThejointapplicationofbottomoutletanddamgapdiversioninStageIIIacceleratestheconstructionprogressofdamSdiversionchannelsection，shortenstheconstructionperiodbeforethecommissioningoffirsthydro-generatorandobtainsgoodeconomicbenefits．KeyWords：diversionchannel；diversionplanning；stagediversion；LongkaikouHydropowerStation中图分类号：TV551．1(274)文献标识码：B文章编号：0559-9342(加13)02-0032—041工程概况2导流方案及导流程序龙开口水电站位于云南省大理州鹤庆县朵美2．1导流方案的确定及优化乡境内，是金沙江中游“一库八级”开发的第六坝址区控制流域面积约24．0万km，洪水主要级电站．上接金安桥水电站．下邻鲁地拉水电站。由暴雨形成．6月～l0月为汛期，11月～次年5月为该T程以发电为主，兼顾灌溉、供水等综合效益，枯水期。坝址区两岸山体雄厚，河谷地形较f：阔，在金沙江中游龙头水库比选完成前还兼顾防洪。岸坡左陡右缓．河床覆盖层较薄，右岸近汀台地覆T程主要由碾压混凝土重力式挡水坝、河床泄洪盖层厚10．0～40．013。坝址区基岩为二叠系上统玄武建筑物、右岸坝后厂房及冲沙底孔、厂坝问升压岩组(p：ls)玄武岩、燕Ll1期煌斑岩脉及正长斑岩侵开关站、两岸灌溉取水口等建筑物组成。碾混入体，较高高程见黑泥哨组(P’h)灰岩和砂岩，第凝土重力坝最大坝高116．013q，坝顶高程1303．O0四系松散堆积物主要分布在坝址区右岸台地。m，坝顶长768．01TI．大坝共设31个坝段．其中根据坝址区地形、地质、水文条件，结合枢纽左岸挡水坝段的5～8号坝段与导流明渠结合。坝工程布置，经对不同时段的明渠导流方式、分期导后厂房安装5台360MW的混流式水轮发电机组，总装机容量1800MW，上游龙盘水库投入收稿日期：2012—12—12前、后，多年平均发电量分别为74．59亿、82．70作者简介：董宝顺(1983)，男，江苏徐州人，工程帅．硕亿kW．h士，现从事水利水电工程施工组织设计． 里玉，亍于：t丌U／．Ik吧口也上哥丌疋U1汉：习0口流方式、隧洞导流方式进行技术经济综合比较后，导流明渠施工围堰(含预留岩坎)的围护下施工导推荐采用全年围堰、左岸明渠分期导流方式，即一流明渠，同时在厂房临时围堰围护下施工右岸厂房期由原河床导流，施工左岸导流明渠；二期由左岸和厂房坝段，来水由束窄的河床泄流。导流明渠预导流明渠导流，施工大坝和坝后厂房；期由大坝留岩坎和厂房临时同堰分别为5级和4级建筑物．导临时断面挡水，继续施工大坝和坝后厂房。流明渠预留岩坎设计挡水标准为全年5年一遇洪水．为缩短工期，龙开口水电站对以上导流布置方设计洪水流量8360m3／s；厂房临时围堰设计挡水标案进行了优化。首先在一期导流阶段(主河床截流准为全年l0年一遇洪水，设计洪水流量9640m3／s。前)，利用右岸厂房的台地条件，在右岸厂房和大坝二期导流时段为2009年1月～2011年10月．外围布置厂房临时围堰．在保证一期导流阶段施工在二期上、下游主围堰围护下全面施工大坝和右岸左岸导流明渠的同时．即可进行工程关键项目——坝后厂房，来水由左岸导流明渠(导流底孔及上部厂房和大坝的开挖。其次，为方便三期导流阶段明缺口)泄流。导流明渠和二期上、下游主围堰为4渠内左岸挡水坝段的加高施工，结合枢纽布置，将级建筑物，导流设计标准为全年20年一遇洪水．设二期导流期间的常规大明渠导流方案调整为导流明计洪水流量10800m3／s。渠过坝段与左岸挡水坝段结合设置，即明渠下部预三期导流时段从2011年11月开始．至导流底留导流底孔、上部设置导流缺口的联合过流方案。孔下闸蓄水(2012年11月中旬)。其中2011年11导流方案经优化后，为厂房和大坝的提前施工创造月～2012年5月由同堰挡水。2个导流底孔泄流．施了条件，工程的总工期和发电工期可缩短约10个工导流明渠坝段上部缺口坝体混凝土：2012年6月；同时，导流明渠布置与枢纽布置相结合，建筑月～2012年11月由大坝临时断面挡水，导流明渠内物布置永临结合，节约了工程投资。一、二期导流的2个导流底孔、4个泄洪中孔、1个冲沙底孔和5平面布置见图1。孔溢流表孔联合泄流，继续施工大坝和右岸坝后厂2．2导流标准及导流程序房。大坝临时断面挡水度汛标准选用100年一遇洪龙开口水电站为一等大(1)型工程，主要永久水，设计洪水流量13400m3／s。建筑物级别为1级，主要导流建筑物(导流明渠、2012年11月中旬导流底孔依次下闸，以满足厂房临时围堰、二期上、下游主围堰)为4级临时下泄环保流量要求；2012年11月至2013年5月进建筑物，次要导流建筑物(导流明渠施工同堰、导行6号、7号坝段坝身导流底孔混凝土浇筑。下闸流底孔封堵围堰等)为5级临时建筑物。的设计标准选用11月中旬10年一遇旬平均流量1390一期导流时段为2008年1月～2009年1月．在m3／s，底孔洞身混凝土封堵标准为11月～次年5月b二期导流图1一、二期导流平面布置WaterPowerVo1．39No．2固 水力发电2013年2月10年一遇洪水，相应洪水流量q=25lOm3／s。蓄水0标准为11月中旬保证率85％，对应的流量952m3／s。3主要导流建筑物设计3．1导流明渠导流明渠布置于左岸缓坡地上，过坝段与左岸挡水坝段结合设置。导流明渠底宽40．0ITI，全长952．94m，进口高程1216．00m，与坝体结合段高程1214．50rn，出口高程1213．50m。根据导流模型试验成果可知，当设计流量为10800m／s时，明渠引水渠内平均最大流速为5．17m／s，下游泄水渠内平均最大流速为19．4m／s。明渠底板及内侧开挖边坡在设计水位以下均采图2导流底孔和缺口纵剖面(高程：m)用钢筋混凝土衬砌，左侧边坡采用系统锚喷及贴坡混凝土支护。底板混凝土衬护范围为坝上0—030．00～料垫层。1232．00m高程以下堰体及基础采．}_}j塑性坝下0+405．63m，上游段底板衬砌厚度O．35m，与混凝土防渗墙防渗，防渗墙厚0．8m，最大墙深40坝体结合段衬砌厚度4．0m：下游段底板衬砌厚度m。同堰与截流戗堤结合，戗堤顶宽28131，位丁下1．0～1．5m。为保护导流明渠末端混凝土衬砌底板和游侧堰脚。纵向导墙基础免受高速水流的淘刷破坏，在明渠底二期下游主围堰堰顶高程1235．5m，最大堰高板末端设置抗冲齿槽和深孔锚栓，以增强明渠底板23．5rn，同堰顶宽10．0In．堰顶轴线长313．79i"lq对抗高速水流冲刷的能力。同堰对称布置，上、下游边坡均为1：1．5，在1222．00明渠右侧设置纵向导墙．采用重力式混凝土结ITI高程设宽8113的马道。同堰在l222．00m高程形构．墙顶轴线长643．0rn，其断面形状和墙高根据渠内成混凝土防渗墙施T平台．在1222．00nl高程以上水面线、地形地质条件分为i段进行设计。导墙顶高采用复合土工膜防渗心墙防渗，防渗体高度l4m，程为1235．00～1260．00m，最大墙度46nl，顶宽3．0～1222．00m高程以下堰体及基础采用塑性混凝土防4．0m，明渠侧垂直，背明渠侧坡度为1：0．5；导墙与渗墙防渗，最大墙深32m。坝体结合段长89．5m，按永久水丁建筑物要求设计。根据毕肖普法计算成果可知，-期上、下游主导流底孑L布置在左岸6、7号挡水坝段，6、7同堰迎水坡、背水坡稳定系数均大于规范规定的最号挡水坝段宽20m，每坝段各设一个导流底孑L，单小安全系数，边坡处于稳定状态。个底孔过流控制断面尺寸为l0m×14m(宽×高)，3．3其他导流建筑物孔底高程12l4．50m。底板厚4．0m。为保证底孔过其他导流建筑物包括导流明渠施工同堰(含预流时具有良好的水流条件，导流底孔进口段侧面、留岩坎)、厂房临时围堰、导流底孔封堵下游同堰顶面采用椭圆曲面导流底孑L设有底孔封堵门槽及等。本文在此仅对厂房临时围堰作简要介绍。廊道封堵钢闸门、钢板门等设施。导流底孑L坝段厂房l临时围堰包括上游土石同堰、纵向混凝1235．00m高程以上预留缺口，缺口宽40m。当洪土围堰和下游土石围堰。上游土石同堰堰顶高程水流量较小时，明渠水流从底孔过流；洪水流量较l236．50m，最大堰高14．50m，堰顶轴线长314．29大时明渠水流从底孑L和顶部缺口联合过流。导流底m，与上游主围堰结合段长197．80m；纵向混凝土孔和缺口纵剖面见图2。同堰采用重力式结构，堰顶高程l236．50～1234．003．2二期上、下游主围堰m，顶宽3．00m，轴线长268．97in，最大堰高16．50二期上游主同堰堰顶高程1260．00nl，最大堰1TI；下游土石同堰堰顶高程1235．50m，顶宽10．00高44．0m，同堰顶宽10．0m，堰顶轴线长467．73m，最大堰高18ITI，轴线长516_31m，与下游主m。堰对称布置，上、下游边坡均为1：1．5，在堰结合段长172．021TI。l232．00rn高程设宽8m的马道，并形成塑性混凝4实施情况土防渗墙施T平台。堰体1232．00m高程以上采用复合土1=膜防渗，主膜厚0．8mm，其两侧为土工织导流明渠于2008年1月开始修建．2009年1物，防渗体高度28m，土工膜心墙两侧为人工砂石月中旬旬开始过流，导流明渠坝段l235．0nq高程 第39卷第2期董宝顺，等：龙开口水电站施工导流规划设计与实施以上缺口于2011年11月开始封堵，导流底孔计划6结语2012年11月下闸封堵：厂房临时围堰于2008年2月开始修建，同年5月底修建完成，2009年1月工根据龙开口水电站导流建筑物的设计、施工和程截流后，厂房纵向混凝土围堰于2009年2月开始实际运行情况分析，可以得到如下初步认识：拆除，3月底拆除完毕；二期上、下游主围堰在厂(1)在宽河床布置坝式水电站时，在一期导流房上、下游土石围堰的基础上进行修建，于2009年阶段修建导流泄水建筑物的同时，对工程关键项目增4月底完成，上游主围堰防渗墙施工平台较设计高设临时围堰，可有效缩短工程的总工期和发电工期。程有所降低．围堰依实际地形进行填筑，围堰高度(2)厂房临时围堰的上、下游土石围堰与二期有所增加。同时为抵御超标准洪水，将上游主围堰主围堰结合设置，降低了截流后．二期主围堰的施工加高至1261．O0rn。2012年汛前上游主围堰拆除至强度，为工程的截流时机提供了更多选择。设计高程，下游主围堰拆除完成。(3)为方便三期导流阶段明渠坝段的加高施工，一期导流期间(2008年1月～2009年1月)，导将传统大明渠导流方案优化为明渠坝段预留导流底流明渠预留岩坎正常挡水，未出现明渠基坑渗水等孔和缺口联合过流方案。永久建筑物与临时建筑物问题；厂房临时围堰边坡稳定，未发现渗漏、管涌结合布置，节省投资，为后期明渠坝段的加高创造等异常现象。了提前施工的有利条件，有利于缩短工期，可供类二期导流期间(2009年1月～2011年10月)，似工程借鉴与参考。导流明渠和二期上、下游主围堰共经历3个汛期，(4)龙开口水电站采用全年围堰、左岸岸坡明最大过流量均出现在7月～8月，其中，2009年8月渠的分期导流方式，为宽河床水电工程的施工导流15日最大过流量达7020m3／s，导流明渠内流态平设计提供了工程实践与设计经验。稳，汛后检查导流明渠结构完好无损。二期主围堰参考文献：在运行期内，围堰边坡稳定，未出现异常现象。导[1]杨尚文．向家坝水电站施工导流规划与设计[J]．水利水电技术，流明渠及二期主围堰实际运行情况良好。2006，37(10)：43—47．导流明渠坝段1235．0m高程以上缺口混凝土[2]张云生．小湾水电站施工导流设计[J]．云南水力发电，1996，42于2011年11月开始施工．工程转入三期导流。(1)：99—114．2012年7月26日．工程顺利度过三期导流最大洪[3]夏仲平．三峡水利枢纽施工导流设计[J]．水利水电施工，1994，水流量7500m3／s．经导流底孔下泄的洪水在导流明50f4)：28—33．渠内流态平稳。(责任编辑焦雪梅)片＼蛤、墒墒；；＼蛤、；＼蝣；、、＼!；；蛤；蠕!、、蛉；#蛐；＼!片、墒盼；嗡菏==#(上接第23页)开口水电站在招标阶段，即将环保复与主体工程施工同时进行。截至目前，已完成了工程作为一项重要的合同内容纳入招标范围。各施施工区内共三期绿化、进场公路绿化和渣场综合治工合同，均明确了环保工作的责任要求和规定。在理、机电安装工程临建仓库等施工迹地的植被恢复工程项目开工前．施工单位根据各标段对环保工程等项目．美化了施工区环境。的要求，编制施工组织设计，明确环保措施，经监(4)资金到位是保障。为保障龙开口水电站工理部审批同意后方可开工。在施工过程中，龙开口程的环保工作得到有效落实，建管局对环保工程的水电站环保管理委员会办公室定期、不定期地对全投资及时到位，并在结算时优先考虑支付；同时，工地环保情况进行巡视检查，并对检查中存在的问严格监督各施工单位对环保项目资金的投入，保证题限期整改，由相关部门和监理工程师跟踪落实。落实到具体的水保项目实施上。因而，龙开口水电建管局还主动邀请或积极配合行政主管部门到施工站的环保工作资金到位情况良好。截止到2012年5现场进行监督和指导。工程所有施工期环保监测项月底．龙开口水电站枢纽建筑物部分累计完成环境目，如环境监测、水土保持监测、生态监测、人群保护投资30804．81万元，占环评阶段计列投资的健康调查等工作在筹建期就已经全部启动，从而保83．58％：建设征地及移民安置环境保护已完成投资证了在抓好已投运环保设施运行管理的同时，能够865万元。占环评计列投资的71．8％。在工程施工用监测数据指导环保水保管理工作，改进运行中存中。没有因资金、进度或其他因素而减弱防护、监在的问题，确保环保水保设施发挥实效，达到预期测项目的开展。目的。此外，电站工区绿化和有条件区域的植被恢(责任编辑陈萍)WaterPowerVo1．39No．2豳'