班多水电站施工导流设计

'西北水电·2011年·第2期41文章编号：1006-2610(2011)021__04班多水电站施=I：导流设计林万旭，郭红彦，王永强(中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，西安710065)摘要：班多水电站技施阶段施工导流采用枯水期明渠分期导流方案，可尽早实现主河床截流，使得首台机组发电工期提前6个月，二、三期导流充分利用泄洪闸过流，减小了导流工程规模及投资，取得了较好的经济效益。关键词：导流方式；导流标准；导流程序；导流明渠；围堰；班多水电站中图分类号：TV551文献标识码：AConstructiondiversindesignforBanduohydropowerprojectLINWan—xn，GUOHong-yan，WANGYong-qiang(HydroehinaXibeiEngineeringCorporation，CHECC，Xi"an710065，China)Abstract：AtthedetaileddesignphaseforBanduohydropowerproject，thealternativeofstageddiversionbyopenchannelindryperiodisadoptedforconstructiondiversion，whichcanrealizeclosureofthemainriverasearlyaspossible，SOthatthefirstunitwillbecommis—sioned6monthsinadvance．Atthesecondandthirdstagediversion，flowisdischargedthroughtheflooddischargegateasmuchaspossi—ble，whichreducestheinvestmentandscaleofdiversionworks，andobtainsgoodecononficbenefits．Keywords：diversiontype；diversionstandard；diversionprocedure；diversionchannel；cofferdam；Banduohydropowerproject候特点。日照时问长，冬季寒冷，持续时间长；夏季1丁程慨凉爽，历时较短。11月～翌年3月月平均气温低于班多水电站位于青海省海南州兴海县与同德县零度，坝址以上控制流域面积107520km，黄河上交界处的班多峡谷出口处，是黄河干流龙羊峡以上游径流以降雨补给为主，洪水由大范围降雨形成，洪规划的倒数第2个梯级电站。水库正常蓄水位水涨落缓慢，5—10月为丰水期，占全年水量的2760m，总库容1534万m，电站装机总容量36079．0％，枯水期11月一翌年4月仅占全年水量的MW，多年平均发电量14．22亿kWh，枢纽工程等别21．0％。各频率分期施工洪水见表1。为二等大(2)型。枢纽建筑物由右岸副坝、河床厂表1黄河班多水电站工程分期设计洪水表房、左岸3孔泄洪闸及左岸副坝(导流明渠)等组成。该工程于2007年8月开工，2008年3月底主河床截流，2009年12月导流明渠封堵，2010年10月下闸蓄水，2010年11月底首台机组发电，将于2011年6月竣工。2h然条件2．1水文气象条件2．2坝址区地形地质条件班多水电站地处内陆高海拔地区，具有高原气坝址处黄河总体流向NE17。，河谷基本顺直，呈“u”字形。河床较宽阔，两岸岸顶为Ⅱ，Ⅲ级阶地，收稿日期：2010—10-07地形平缓，岸坡中陡。左岸Ⅱ，Ⅲ级阶地较发育，宽作者简介：林万旭(1980一)，男，青海省湟中县人，工程师，现从60～166m，Ⅲ级阶地阶面高程2775～2783m，地事水利水电工程施工组织设计．势较缓，上部为粉质壤土，下部为砂卵砾石层，呈松 42林万旭，郭红彦，王永强．班多水电站施工导流设计散状；Ⅱ级阶地阶面高程2754～2756m，地势平流，主河床上下游围堰挡水，厂房基坑全年施工。坦，主要堆积含漂石砂卵砾石，松散无胶结，为基岩3个方案各有优缺点：方案1导流程序简单，导岸坡，坡度总体平缓。右岸2720～2745m高程，地流工程量最小，施工总工期最长，为53个月；方案2形呈陡坡。平水期河水面高程2719．0m，水面宽度导流程序相对简单，导流明渠尺寸较大，导流临建工约45～80m，河床覆盖层深度5～9．6Ill，河床基岩程量最大，施工总工期也较长，为50个月；方案3导面最低高程为2701Ill，基本为薄层板岩夹砂岩层。流程序相对复杂，各环节施工安排相当紧张，导流明3导流方式、导流标准及导流方案渠尺寸相对稍小，导流临建工程量相对较大，施工总工期最短，为47个月。经综合分析论证，枯水期明本工程水工建筑物布置相对较简单，枢纽建筑渠导流方案虽然导流临建工程量较大，导流程序复物所在河段河道宽阔，左岸滩地出露；本工程地处高杂，但可提前6个月发电，满足业主对工程进度要求原寒冷地区，冬季气温较低且持续时间长；坝址区而被采用。方案3导流平面布置见图1，2，3。施工5一l0月为丰水期，尤以7__9月更为集中，11月一导流标准及程序见表2。翌年4月为枯水期；本工程无通航要求。按照坝址地形条件和水文气象及枢纽建筑物布置特点，本工4导流建筑物设计程适合采用分期导流方式。对于分期导流方式，重4．1导流挡水建筑物设计点进行了3个方案的研究：本工程导流挡水建筑物包括一期预留岩坎、二方案1，泄洪闸导流。一期原河床过流，预留岩期主河床上下游围堰、二期泄洪闸进出口枯水期围坎挡水，左岸泄洪闸施工；二期泄洪闸过流，主河床堰及导流明渠封堵围堰。上、下游围堰挡水，厂房基坑全年施工。(1)一期预留岩坎方案2，全年明渠导流。一期原河床过流，预留一期预留岩坎位于坝址左岸黄河岸边，其布置岩坎挡水，全年明渠和泄洪闸施工；二期全年明渠导以能将导流明渠及泄洪闸全部围护，使之施工不受流，主河床上下游围堰及泄洪闸上下游围堰挡水，泄洪水影响为原则。考虑施工交通要求，岩坎顶宽为洪闸和厂房基坑全年施工；三期封堵全年导流明渠，11．0m。岩坎基础设置1排孔深4m，孔距3m的泄洪闸过流，主河床上下游围堰挡水，厂房基坑全年固结灌浆孑L进行防渗处理。施工。(2)二期主河床上下游围堰方案3，枯水期明渠导流。一期原河床过流，预针对本工程特点，主河床上下游围堰均采用土留岩坎挡水，枯水期明渠和泄洪闸施工；二期枯水期石围堰，该堰形可充分利用当地材料和工程开挖碴导流明渠单独过流，主河床围堰及泄洪闸进出口围堰料，能较好适应本地区寒冷气候条件、具有地基适应挡水，厂房基坑和泄洪闸施工；二期汛期采用导流明性强、施工技术成熟、技术经济指标优良及易采用大渠和泄洪闸联合过流，主河床围堰及纵向导墙挡水，型设备快速施工等优点。厂房基坑施工；三期封堵枯水期导流明渠，泄洪闸过图1黄河班多水电站一期导流平面布置图 43图2班多水电站二期导流平面布置图图3班多水电站三期导流平面布置图上游围堰顶高程为2740．0ITI，最大堰高3013"1，泄洪闸进出口枯水期围堰均采用土石填筑，黏堰顶宽10．0m，迎水面坡比1：1．6，背水面坡比土铺盖防渗，围堰顶宽为6I1i，进口围堰顶高程1：1．6／1：1．4。上游围堰基础河床覆盖层主要为2740．0m，最大堰高20m，迎水面坡比1：2，背水5～9．6in砂砾石，围堰堰基防渗采用混凝土防渗面坡比1：1．5，泄洪闸下游围堰顶高程为2723．10墙，墙厚0．8m，堰体防渗采用复合土工膜斜墙。下m，迎水面坡比1：2，背水面坡比1：1．5。游围堰堰顶高程2726．0m，最大堰高16．0ITI，堰顶(4)导流明渠封堵上下游围堰宽度10．0m，迎水面坡比1：1．75，背水面坡比考虑到交通问题和方便施工，导流明渠上、下游1：1．6。堰基及堰体均采用0．81TI厚的混凝土防渗枯水期围堰均采用土石填筑，黏土铺盖防渗，围堰顶墙防渗。宽为6Il，最大堰高13．5m。迎水面坡比1：2，背(3)泄洪闸进出口枯水期围堰水面坡比1：1．5。 44林万旭，郭红彦，王永强．班多水电站施工导流设计4．2导流明渠设计=10．09m／s，渠身段出口桩号M0+310．0m处靠左结合坝址区的地形地质条件、枢纽建筑物布置侧采用底坎消能，其坎顶高程为2721．0m；明渠出和基坑的开挖范围，确定坝左0+078．75Ill处为导口与原河床交接处也采用底坎消能，其坎顶设计高流明渠轴线，同时选定坝轴线上游约138．65m和下程为2720．5m，其后底板沿水流10m范围采用游约300m处分别为导流明渠的进口和出口位置，C15毛石混凝土回填防护。进口M0—210．35m～M0—138．65Ill为收缩段，进口5结语收缩段左侧设～弯道，弯道半径为178．75m，弯道弧度0为48．19。，出口M0+300m～M0+370m为班多水电站导流方式的选定，综合分析了地形、扩散段，导流明渠设计全长580．35m，其中进口收水文条件、水工枢纽布置和业主对本工程工期的要缩段长71．7m，渠身段长度438．65m，出口扩散段求，建设工期短，取得了较好的技术经济效益。二、长70m。三期导流充分利用泄洪闸，减小了导流工程规模，节导流明渠底宽为9．8m，进口底板高程为省投资，本工程利用枯水明渠分期导流实现提前发2720．0m，出口底板高程为2719．0In，坝轴线上游电的设计思路值得推广应用。本工程在实施过程中段明渠底坡为平坡，坝轴线下游段明渠底坡坡比上游洪水来流量小于设计洪水流量，二期主河床截3．333％o，导流明渠两侧开挖坡比为1：0．5，左侧最流后的第1个汛期，在建泄洪闸没有过水，降低了导高开挖边坡约70m，分层设置马道，坡面采用系统流风险、节省了施工工期，从而保证了本工程能够顺锚杆、锚筋桩和喷混凝土支护，并设有排水孔。明渠利提前发电。右侧与泄洪闸之间为预留岩坎，坝轴线上游岩坎顶参考文献：高程为2740m，坝轴线下游岩坎顶高程为2733．0[1郭红彦，林万旭．黄河班多水电站工程施工规划报告[R]．中m，岩坎顶宽为10m。明渠进、出口设置混凝土齿槽国水电顾问集团西北勘测设计研究院，2008．3．[2]林万旭．黄河班多水电站工程主河床截流设计报告[R]．中国以提高抗冲防护能力。为降低过水糙率和减小明渠水电顾问集团西北勘测设计研究院，2008．2．宽度，同时考虑提高明渠两侧边坡抗冲刷能力，明渠[3]DL／T5397—2007，水电工程施工组织设计规范[S]．北京：中国电力l叶』版社，2007．黏土岩上游段(M0+230．0m上游)底板及左右侧边[4]DL／T5l14—2000，水电水利工程施工导流设计导则[S]．北京：坡衬砌50em厚的钢筋混凝土，黏土岩部位(M0+中国电力出版社，2002．[5]DL／T5087—1999，水电水利工程围堰设计导则[S]．北京：中国230．0m下游)底板及左右侧边坡衬砌80cm厚的电力出版社，1999．钢筋混凝土，右侧岩坎防护至M0+310．0II1，左侧防[6]DL／T5353—2006，水电水利工程边坡设计规范[S]．北京：中国护至边坡末端。明渠出口(M0+310．0m)设计流速申．力出版社，2006．'