解析巴江口水电站施工导流设计及技术特点

'广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2014(5)·规划设计·巴江口水电站施工导流设计及技术特点陈荣华，韦海勇(广西水利电力勘测设计研究院，广西南宁530023)【摘要]论述了巴江口水电站的施T导流标准与导流方式方法，分析了施T导流设计的技术特点。结合地形条件、施T期通航、工程提前发挥效益、永久与临时建筑物结合等因素，对导流方案进行综合比选，并介绍了最优方案的设计成果。【关键词】施工导流；过水围堰；截流；通航；巴江口水电站【中图分类号】TV551[文献标识码]B[文章编号】1003—1510(2014)O5一o090—032250I13／s；二期上游土石过水围堰度汛标准采用全1工程概况年10年一遇洪水，相应流量为10900in／s。巴江口水电站是桂江干流综合利用规划(平乐2．2导流方式以下河段)6个梯级中的第1个梯级，电站位于桂江结合枢纽布置的特点、坝址的有利地形和施工中游平乐县境内大发乡巴江口村上游约1．5km处，通航要求考虑，采用分期导流方式。一期先围左是一座以发电为主，兼顾航运及其他的综合利用工岸，利用右岸主河槽导流和通航，施工左岸3孔溢流程。枢纽总体布置从左到右的布置依次为：左岸接坝、厂房、船闸及左岸接头重力坝；二期围右岸，施头重力坝，长93113，坝顶高程104．61TI，最大坝高工右岸6孔溢流坝及右岸接头重力坝。其中：截流42．6113；船闸通航吨位100t，有效尺度为：有效长期间(9月中旬至10月中旬)利用左侧1溢流孑L的度X有效宽度X槛上水深=80．0rex8．0mX1．5113；河床预留缺口及一期建好的2、3溢流孔导流(由于截式电站厂房，长80in，安装间布置在主机问左侧，电流需要，一期施工时，左侧1溢流孔只浇筑到70ITI站安装3台轴流式水轮发电机组，单机容量30高程)；封堵坝体预留缺口期间(11月至次年1月)，MW，总装机90MW；溢流坝堰型采用WES堰型，长利用一期建好的2、3溢流孑L导流；预留缺口封堵169．4m(9孔)，堰顶高程81．6m，坝顶高程为104．6时，其上游利用溢流坝的检修门(因二期导流水位nl，最大堰高18．6nl，最大坝高44．6nl，下接戽式消高，检修门高度不够，需增加两节闸门)下闸挡水，力池消能工；右岸接头重力坝，长58．6m，坝顶高程下游在2闸墩后面增设矮导墙，并在1溢流孔消力104．6in，最大坝高41．6in，坝顶桥面宽8in。枢纽池下游设粘土麻袋围堰挡水；预留缺口封堵完成布置沿坝轴线全长425In。后，利用左3孔溢流坝导流。导流平面布置见图1。2．3导流建筑物设计2施工导截流设计本工程导流主要建筑物有：一期临时土石嗣2．1导流建筑物级别和导流标准堰，一、二期共用的混凝土纵向围堰，一期上、下游巴江口水电站工程的水库总库容为2．163亿横向土石围堰，二期上游过水土石围堰，二期下游rn3，属Ⅱ等大(2)型工程。其主要建筑物的级别定不过水土石嗣堰。为2级，次要建筑物的级别定为3级。临时性建筑2．3．1一期围堰物定为4级。(i)一期临时围堰。一期临时围堰由横向土石一期围堰设计标准采用全年10年一遇洪水，相围堰和纵向草土围堰组成。横向土石围堰堰顶宽7In，应流量为109001TI／s；二期围堰设计标准采用枯水迎水面边坡1：3，采用块石护坡，背水面边坡1：2。上期l0月一次年2月l0年一遇洪水，相应流量为游横堰堰顶高程78．10113，最大堰高8．1Ill，下游横【收稿日期】2014—09—20【作者简介】陈荣华(1980一)，男，湖北仙桃人，广西水利电力勘测设计研究院高级丁程师，学士，主要从事水T、施T专业设计T作。90 广西水利水电GUANGXIWATERRESOURCES＆HYDROPOWERENGINEERING2014(5)巴江口水电站施工导流平面布置图堰堰顶高程75．10m，最大堰高5．1In。纵向草土围堰堰顶高程92113，子堰高31TI，堰顶宽2．5m，上、下堰堰顶宽5m，两侧边坡1：0．5，最大堰高6．6m。游边坡均为1：0．75。(2)纵向混凝土围堰。纵向混凝土围堰全长(2)下游不过水土石围堰。堰顶高程76m，堰3701TI(包括与永久工程结合段)，其中上游段长顶宽7ITI，迎水面边坡1：3，采用抛石护坡，抛石厚176．1m，堰顶高程90．7In，堰顶宽3—6In，最大堰度0．5ITI，背水面边坡1：2。最大堰高8m。高25．2m。永久工程结合段长64．13m，堰顶高程2．4截流90．7～86in，最大堰高25m。下游段长135．771TI，导流时段为10月～次年2月，截流标准选择9堰顶高程86In，堰顶宽3．5～6nl，最大堰高24．5月中旬5年一遇旬平均流量，相应流量为282In／s。m。为了节省工程量并改善水流条件，上游段按1：4截流方式采用上游单戗堤单向立堵右岸端进方案。的坡度降至71m高程，下游段按1：4的坡度降至2．5坝体缺口封堵74m高程。为了提前发电和通航，二期围堰具备挡水条件(3)一期上、下游横向围堰。上游横堰堰顶高后，进行导流缺口封堵，坝体预留导流缺口封堵安程90In，最大堰高21In；下游横堰堰顶高程86In，排在11月至次年1月，导流缺口下闸截流时间拟定最大堰高16In，堰顶宽均为71TI，围堰迎水面边坡在10月下旬，该时段5年一遇旬平均流量为193In／s，1：2．75～1：2．5，采用块石护坡，背水面边坡1：2。经计算，下闸水位为84．14In。封堵闸门挡水位按2．3．2二期横向围堰。该时段5年重现期的洪水(Q=I380m／s)考虑，经计(1)上游过水土石围堰。为了减少施工期洪水算，闸门的挡水水位为90．21In。淹没、降低围堰过水时堰顶落差，又能保证满足发坝体缺口封堵时，其上游采用溢流坝检修门下电和通航的挡水要求，将围堰设计成土石过水围堰闸挡水，由于检修门高度不够，需另增加两节。堰顶加设自溃式子堰的型式。过水围堰堰顶高程88．5In，堰顶宽15m，迎水面边坡1：3，背水面边坡3主要技术特点1：2，最大堰高25．5m。过水土石围堰堰体填筑分4(1)采用草土围堰，少占河床，确保施工期通个区：截流戗堤区、反滤层区、粘土防渗层区、石碴航。桂江为常年通航河流，必须考虑施工期的通航回填区。上游边坡85．5m高程以上及下游边坡用问题。为了尽量少占河床，满足围堰抗冲和施工期0．7ITI厚的钢筋混凝土护面，迎水面85．5In高程以通航要求，一期临时纵向围堰采用草土围堰，充分下采用抛石护坡，抛石厚度0．5ITI。下游坡脚设置利用草土围堰断面较小特点以利于通航、工程量混凝土镇墩，护面面板设0100~水孔。粘土麻袋子小、造价低、工期短、能充分利用当地材料等优越91 陈荣华，韦海勇：巴江口水电站施工导流设计及技术特点性，既节省了投资，又减少了施工期因河床缩窄对游沙洲也开挖到70Ill高程，形成一条导流明渠。过往船只通航的影响。二期截流完成后，将二期上游围堰填筑到设计高(2)一期采用全年围堰，二期采用枯水期围堰程，1溢流孑L预留缺口上游利用永久检修闸门挡水，有利于加快施工进度，提前发挥效益。一期主体工下游在消力池内两导墙之间填筑一道临时围堰挡程的工程量大(约占总工程量的80％)，施工环节水，进行缺口封堵施工。多，围堰采用土石全年围堰，确保了厂房、船闸和闸(5)纵向混凝土围堰一、二期共用，永久工程范坝等主体工程能顺利完成，既缩短了施工总工期，围段永临结合，节省工程投资。为提前发电和通航奠定基础；二期上游围堰采用土(6)对导流方案进行综合比选，选择最优方石过水围堰堰顶上加设自溃式子堰的型式，既减少案。在施工导流设计中，对一、二期导流方案进行了上游临时淹没赔偿，又可以提前挡水发电和通了方案比选，选定不同组合：一期枯水期围堰(上、航，使工程提前发挥经济效益。围堰部分堰体填筑下游均为过水围堰)+二期枯水围堰(上游为不过水料就地取材，采用基坑开挖渣料填筑，既便于机械围堰)；一期全年围堰十二期枯水围堰(上游为过水化快速施工，又易于拆除，节省了导流工程投资。围堰)；一期全年围堰十二期枯水围堰(上游为不过(3)充分利用河中的砂洲地形布置纵向混凝土水围堰)，通过比较，从技术、经济等方面进行综合围堰。坝址处河床中间有一处宽约40～86m、长约分析，选出最优组合作为设计推荐方案，实践证明400m的天然砂砾石洲，将桂江分为左、右河道，主设计推荐的“一期全年围堰十二期枯水围堰(上游为河道在右侧。选定坝轴线从砂砾石洲中部通过。砂过水围堰)”技术方案是合理的，节约投资约567万砾石洲顶部高程约75．8m，枯水期露出水面3．5—元，利用二期围堰挡水，提前发电和通航，直接产生4．5m。结合枢纽布置的特点、坝址的有利地形和经济效益达2300万元。施工通航要求考虑，将纵向围堰布置在河中砂砾石洲上，降低了围堰高度和减小了围堰断面，节省工4结语程投资，也避免了因纵向混凝土围堰阻水而增加的巴江口水电站二期过水土石围堰最大断面高拆除工程量。度25．5m，在国内已建同类型围堰中属规模比较大(4)采用“砍馒头”的方式导流，二期截流期间的工程，是区内已建同类型围堰中高度第二大的过利用在一期施工时1溢流孔预留缺口导流，降低截水土石围堰，但度汛承担水位差却是最大的过水土流难度。根据枢纽布置，溢流坝为混凝土实体重力石围堰(大化工程过水土石围堰最大断面高度4O式溢流坝，溢流坝堰型采用WES堰型，堰顶高程m，但度汛承担水位差较小)。81．6m，共布置9个溢流表孔，一期施工左3孔，二经过2006年汛期洪峰7200m／s洪水考验，汛期利用已建的左3孑L导流。左3孔溢流坝上下游原后检查，沉陷很小，面板完好无损，证明设计采用的地面高程为72～74m，溢流坝堰顶高程高出原地面宽顶堰过水断面、设置自溃式子堰以降低堰顶高7．6～9．6m，如一期左3孔溢流坝施工至设计高程，程、减少堰上水头和堰面流速、利用洪水预报对基将导致二期截流时上游水位雍高较高，增加了截流坑预充水等一系列简单易行的防渗、防冲以及护面难度，同时上下游落差较大，对下游冲刷较严重。等措施是非常成功的。为了降低二期截流难度和降低截流时上下游落差，确保截流成功，减少截流费用，采用“砍馒头”的方(责任编辑：刘征湛)式，即左1溢流孔一期施工时只浇筑到70m高程，并该溢流孔在上游侧增设一道检修门槽，缺口上下(英文摘要下转第96页) b⋯t{鞠i_．e一害_¨搬殳l^Ⅱ吖e堡型：望：堕塞宣；水库在区域水资源配置中的作用分析nn加eAnalysisofTuoyingReservoir’Sroleinregionalwaterres0urces加砌盱m唱allocationLIChuan—ke，ZHOUCui—ying．CHENZong—fu-i啪}叫叮(GuangxiWaterandPowersDesignInstitute，Nanning530023m，China1一Keywords：waterres。urcesallocation；waterbalance；irrigati。‰．_O雪喜叫s．{r～8酬衙一Ⅶnzone；TuoyingReservoirg仆(上接第92页)Constructiondiversiondesignandtechnicalcharacteristics0fBajiangkouHydropowerProjectCHENR．曩onngL—．h1吖ua，WEIHai-yong(GuangxiWaterandPowerDesignInstitute，Nanning530023，China)Abstract：Wihgardtoconstructi。ndiVersionofBajiangkouHydropowerPr0ject，theauth。rsanalyzedthe—verdlVersl0nstandardandmeth0daswellasthetechnicalcharacteristicsofconstructiondiversiondesign．Comprehen．sVecompansonofdVersioIlschemeswasconductedinrespectsoftopographicalconditions，cons￡王1Jction～Deri0dnaVgat0n，benefits,comDinationbetweenpermanentandtemporarystructures．Anintroductionwasmadeonthede，signoftheoptimumscheme．Keywords：C0nsI1lcti0ndiversion；overflowcofferdam；riverclosure；navigation；BajiangkouHydr0powerPmiect'