牛栏沟水电站施工导流设计特点

'学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第41卷2010年第1期牛栏沟水电站施工导流设计特点伊军(中国水电顾问集团北京勘测设计研究院，北京100024)摘要：通过对牛栏沟水电站导流程序的合理划分，提出了非汛期利用时段，为实现总工期目标，打下了坚实基础。使用导流手段缓解工期紧张矛盾，是水电工程探索的课题。关键词：施工导流；导流标准；导流明渠；围堰；枯水基坑；牛栏沟水电站中图分类号：TV551(274)文献标识码：B文章编号：1000—0860(2010)01·0061—03CharacteristicsofdiversiondesignforconstructionofNiulangouHydropowerStationYIJun(HydrochinaBeringEngineeringCorporation，Bering100024，China)Abstract：ThedesignconceptoftheconstructiondiversionfortheprojectofNiulangouHydropowerStationisbrieflydescribedherein：inwhichtheimpactsfromthecharacteristicsanddifficuhiesofthediversionontheconstructionSCheduleisalsoexpatia—ted．Theavailableperiodofthenon-flood-seasonisthenpresentedthroughthereasonabledivisionofthediversionprocess，SOastomakeabetterbasisforrealizingtheobjectofthegeneralconstructionschedule．Onthewhole，itisreallyasubjecttobefur-therstudiedforalleviatingthecontradictionfromthelimitedconstructionperiodwiththemethodofwaterdiversion．Keywords：constructiondiversion；standardofdiversion；open—channelofdiversion；constructioncofferdam；foundationpitoflowwater；NiulangouHydropowerStation资料统计，多年平均气温17．4℃，极端最高气温1概况42．0qC，极端最低气温一2．5℃，平均相对湿度在1．1工程条件76％一86％之间，多年平均降水量为1145mm，其牛栏沟水电站位于云南省昭通市盐津县关河上，中6～9月占全年降水量的68．5％以上。是横江岔河口至盐津县城河段梯级规划中的第六级电横江流域年径流主要由降水形成，年际变幅不站，闸坝式开发。牛栏沟水电站是以发电为主的水电大。径流的年内分配不均匀，年内最大月径流(8月枢纽工程。电站水库正常蓄水位488．O0in，相应库份)约占年径流的18．0％左右，年内最小月径流(2容161．0万ITI，装机容量2x12．4MW，年发电量月份)约占年径流的3．58％。汛期6～10月来水相对1．14亿kW·h。根据坝址处地形地质条件，泄洪冲集中，来水量占年水量的71．3％左右。沙闸布置在右岸主河槽上，左岸与主厂房相接。泄洪牛栏沟水电站坝址枯水期、全年洪水设计成果分冲沙闸溢流前沿总宽491TI，共3孔，单孔净宽12m，别见表1和表2。从水文条件可以看出，关河径流主堰顶高程470．00nl，闸顶高程确定为494．00In，闸要由降雨形成，径流的年内分配不均匀，河流具有汛室后接消力池、护坦及防冲海漫。电站为河床式，建期水量集中、洪峰流量大的特点。筑物由进水曰、主厂房、上、下游防洪墙、尾水渠等1．3地形、地质条件组成，副厂房位于主厂房与下游防洪墙之间。坝址区河流总体流向NE75。，河谷呈“V”型，两1．2水文、气象条件横江流域立体气候显著，分布有寒温带、温带、收稿日期：2009—09—09亚热带气候。根据电站附近盐津气象站30多年气象作者简介：伊军(1964一)，男，黑龙江密山人，高级工程师。WaterResourcesandHydropowerEngineeringVo1．4INo．161 学兔兔www.xuetutu.com伊军∥牛栏沟水电站施工导流设计特点表1坝址枯水期设计洪水成果设计m／s布置于右岸，需先完成跨江大桥以满足进场要求，不各频率洪水值利于前期尽早进场，因此，导流隧洞和导流明渠均宜枯水期时段／月5％lO％2O％布置于左岸。导流隧洞或导流明渠在左岸均较易布10～4906720536置，但导流隧洞进出口覆盖层较厚，进洞条件较差。11～4582406256分期导流方式由于河床狭窄，洪水期流量较大，本工11～51038764509程枢纽设3孔泄洪闸，分期导流过流条件受限，纵向l2～45283592l6围堰布置较为困难。l2～5987728484从进度上分析，明渠导流方案和隧洞导流方案均表2坝址年设计洪水成果m／s可满足11月下旬截流，进行厂房及全部闸孔段施工，满足汛前达到度汛形象。而分期导流方案由于先要在面积各频率设计洪水值站名／k2m1％2％3．33％5％lO％2O％5O％枯水期修建纵向围堰，完成围堰闭气、基坑清理后，修建一孔泄洪闸，随后进行截流，经初步估算，至少牛栏沟9271505043503840343027602l00l270推迟截流2个月，由于I枯工程量大，工期紧，将直岸地形基本对称，地形坡度左岸30。一40。，右岸50。接导致I汛机组坝段无法达到度汛形象，汛期厂房无一60。，平水期河面宽40～50l"n，水深5m左右，设法施工，对整个工程工期影响较大。计蓄水位488m处相应谷宽约76，31il。左岸为昆水从工程投资上分析，分期导流方案由于修建沿河公路，路面高程509．0～524．0m；右岸为水麻高速床纵向围堰，而河床覆盖层较深，厚约7～3011"1，围公路，路面高程516．5～524．0m。堰防渗工程量大，同时为满足二期基坑闭合要求，需坝址区出露的地层主要为志留系中上统(S2I—s3)在上下游方向沿闸墩延伸混凝土导墙，混凝土导墙及沉积岩，岩性主要为粉砂岩，灰绿色，主要矿物成份其基础处理工程量均比较大，因此，分期导流方案工为长石、石英、粘土类矿物，细粒结构，中一厚层状程投资最高。隧洞导流方案由于左岸地质条件相对较构造，层理不明显。总体产状为：NE70。，SE，／28。，差，进出口覆盖层深厚，进口引渠开挖量较大，且隧岩层走向与河道近平行。坝址区河床覆盖层较厚，结构洞进洞比较困难，处理工程量也较大，因此，隧洞导复杂，据钻孔及物探揭露，厚度一般为6．9～30．0m，流方案工程投资较明渠导流方案亦高。渗透系数为3．7X10。。～8．9×10～cm／s，渗透性强。经综合分析比较，左岸明渠导流方案充分利用水1．4工期要求工永久开挖边坡下挖形成，不会影响到昆水公路，工本工程施工期分为工程准备期、主体工程施工程投资较省，且可以满足进度要求，因此，推荐采用期、工程完建期三个阶段。工程总工期25个月，其左岸明渠导流方案。中准备工期4个月，主体工程施工期19个月，工程2．2．2全年基坑与枯水期基坑导流方案比较完建工期2个月，第一台机组发电工期23个月。坝址处全年5年一遇洪峰流量2100m／s，5年一遇枯水期(12月1日～4月3013)流量216m／s，2施工导流设计洪枯流量比9．72。枯水期基坑方案在I枯抢浇3闸2．1建筑物级别孔坝段及厂房坝段，于汛前3闸孔满足汛期过流条牛栏沟水电站工程等别为Ⅳ等，工程规模为小件，厂房坝段上下游闸墩部分浇筑至汛期水位以上，(1)型，其主要建筑物为4级，次要建筑物为5级建度汛时闸孔过水，厂房坝段通过下临时混凝土叠梁门筑物。根据《小型水力发电站设计规范》(GB5oO71～挡水度汛，可达到全年施工条件，满足进度要求。全2002)的规定，导流建筑物级别为5级。年基坑方案3闸孔坝段及厂房坝段可全年施工，施工2．2导流方式及标准强度较为均衡，但由于全年导流流量约为枯水期导流2．2．1导流方式选择流量的10倍，导流建筑物投资增大较多，因此，推施工导流方式初步分析比较了隧洞导流、明渠导荐采用枯水期基坑施工导流方案。流及分期导流方式。枯水时段选择结合导流条件与枯水期施工统筹考从建筑物布置上分析，由于右岸有高速公路，导虑。关河为山区性河谷，洪水主要由暴雨形成，径流流隧洞和导流明渠均不适宜布置于右岸，隧洞开挖或的年内分配不均匀，汛期6～10月来水相对集中，来明渠边坡开挖对高速公路均干扰较大，且导流建筑物水量占年水量的71．3％左右，年最大暴雨洪水多集中水利水电技术第41卷2010年第1期 学兔兔www.xuetutu.com伊军∥牛栏沟水电站施工导流设计特点在6～9月份发生。从表1可以看出，枯水时段11月1第一阶段：第二年5月1日至5月31日，拆除日至次年4月30日的5年一遇洪水为256In。／s，枯水一期上、下游土石围堰，封堵导流明渠，洪水由3闸时段为6个月，洪量较小；而l0月1日至次年4月30孔泄流。在门库坝段上游导流明渠内设草袋粘土围堰日及11月1日至次年5月30日的两个枯水时段为7个挡水；中控楼下游导流明渠内回填至477．0m高程，月，但5年一遇洪水分别为536m／s和509nl／s，洪中部设粘土墙防渗，同时在厂房坝段进水口和尾水出量是前者的2倍，导流难度及导流工程量均较大。从口的叠梁闸门围护下，形成5月份厂房施工基坑。5本工程水文特性分析，导流枯水时段选取11月1日月份浇筑导流明渠内部的门库坝段及安装间混凝土。至次年4月30日较为合适，可争取施工时问。但是，5月底汛前形成门库坝段和厂房坝段挡水度汛形象：考虑到导流明渠设计高程较低，开挖宜在水量较小的厂房进水口及尾水出口混凝土均浇筑至485．0in高月份进行，结合总体工期条件，安排11月底前完成程，门库坝段前部混凝土块浇筑至485．0m高程，下明渠工程，进行河道截流更为合理。因此，确定本工游侧的进厂公路回填至485m高程，中部粘土墙防渗程导流枯水时段选取为12月1日至次年4月30日，加高至481．0m高程，形成汛期厂房及门库坝段施工该时段5年一遇洪水为216m／s。基坑，使厂房在汛期可继续进行混凝土及机电安装施2．2．3导流标准工。该时段施工导流标准采用12月1日～5月31日本工程上、下游围堰采用土石结构，根据《小型时段10年一遇设计洪水，相应流量为728m／s，由水力发电站设计规范》(GB50071--2002)的规定，山3闸孔泄流，上游围堰挡水水位为476．61TI，下游水区(丘陵区)土石结构围堰的洪水重现期为10～5年，位为476．0ITI。相应枯水期(12月1日至次年4月30日)的洪水为第二阶段：第二年6月1日至11月30日，汛期359—216m／s，洪量相差较大，考虑本工程规模及继续进行门库、安装问、厂房混凝土浇筑，同时完导流建筑物对本工程的影响，导流标准选定枯水期成闸孔水上部分混凝土浇筑，洪水均由3闸孔泄流，(12月1日至次年4月30日)5年一遇洪水，相应设厂房可持续施工。施工导流标准采用全年l0年一遇计洪峰流量为216m。／s，汛期坝体度汛标准为全年洪水，相应流量为2760m／s，相应上游水位为10年一遇洪水，洪峰流量2760in／s。483．08m，下游水位479．75m。2．3导流程序第三阶段：第二年12月1日至第三年3月31日，2．3．1一期导流利用最枯时段形成厂房坝段基坑，该时段主要进行进一期导流自第一年11月下旬截流至第二年4月水口拦污栅、闸门部分埋件安装及I枯时段未完成的检底，导流明渠过流，本阶段经历5个月。一期导流期查验收等工作。厂房Ⅱ枯上游围堰由拦沙坎上粘土袋加间进行泄洪闸基础开挖、闸底板及闸墩混凝土浇筑；高形成，下游围堰为尾水渠上填筑粘土袋，施工导流厂房基础开挖及一期混凝土浇筑等部位施工。4月底标准采用12月1日～3月31日时段l0年一遇设计洪前，厂房进水口混凝土浇筑至478．0m高程，尾水出口水，相应流量为158in。／s，由3闸孔泄流，上游围堰混凝土浇筑至477．0ITI高程，泄洪闸坝段浇筑至485in。挡水水位473．80m，下游围堰挡水水位473．77ITI。一期枯水期基坑导流由上、下游枯水期土石围堰第四阶段：第三年4月1日至5月31日，厂房挡水，导流明渠泄流。施工导流标准采用枯水时段进水口及尾水口永久闸门下闸挡水，泄洪冲沙闸泄(12月1日一次年4月30日)5年一遇设计洪水，相流，第三年6月上旬泄洪冲沙闸门下闸，水库蓄水，应流量为216m／s，上游围堰挡水水位为478．83m，施工导流全部结束。下游水位474．15ITI。3主体工程及导流特点分析5月初，拆除一期上、下游土石围堰，封堵导流明渠，形成二期明渠围堰，同时在厂房坝段进水口和主体工程及导流特点如下：(1)本工程规模小，尾水出口下叠梁闸门挡水，构成5月份厂房及左岸门但施工工序多、专业性强、施工工艺技术和质量要求库坝段施工基坑。高，工期较紧，导流难度大，施工导流方案至关重2．3．2二期导流要；(2)工程区河谷狭窄、河床覆盖层厚，径流的年二期导流自第二年5月开始，封堵导流明渠，由内分配不均匀，汛期洪水流量大；(3)施工导流工程河床闸孔过水，至第3年5月底，本阶段经历13个是本工程的龙头，导流明渠及一期枯水围堰施工是本月，本期导流分为三个阶段。(下转第70页)水利水电技术第41卷2010年第1期 学兔兔www.xuetutu.com柳海鹏，等∥乌鲁瓦提水电厂蝶阀锁定误动作原因分析及改造使锁定未拔出前YP不动作，必须控制YP前端的主4改造效果油路。根据此思路，对蝶阀控制回路图进行了修改，见图3。过程分析如下。方案确定后，决定对1台机蝶阀锁定进行实验性改造，为了确定改造效果，我们立即进行了5个项目的试验，结果如下。(1)验证油路是否正确。手动操作按照正常开启和关闭蝶阀的流程进行试验，油压正常，油路正常无渗漏。(2)验证锁定机械闭锁功能。锁定投入，直接操作蝶阀电磁阀2DP，开启和关闭蝶阀，蝶阀不动作。(3)验证行程换向阀行程位置调整是否正确，锁定投入，行程换向阀油路接通，油阀控制油路接通，蝶阀主油路切断；锁定拔出，行程换向阀油路切断，油阀控制油路切断，蝶阀主油路切接通；行程换向阀位置调整正确。(4)电气自动开启和关闭蝶阀，蝶阀动作正常。(5)模拟机组过速、事故低油压信号，进行电气联动试验，蝶阀动作正常。图3修改后的蝶阀控制回路实践证明，增加机械闭锁功能后的蝶阀液压操作系统能顺利通过以上5个项目的检验，未出现蝶阀锁锁定投入状态：行程换向阀压力油源P油口与A定损坏的现象，锁定投入时，任意操作蝶阀电磁阀油口处于接通状态，通过压力油的作用使油阀YF关2DP，蝶阀将被闭锁不会动作，机组过速时能准确动闭，主供油管路切断，四通滑阀和接力器失去操作压作，安全可靠，改造达到预期的目的。力油，蝶阀也不会动作。5结语锁定拔出状态：锁定拔出时锁定活塞向上移动，当移动到行程换向阀处时，将推动行程换向阀乌鲁瓦提水电厂蝶阀液压操作系统通过增设锁定的活塞向上运动，使P油口与B油口接通，由于B机械闭锁功能，经过多次试验，已经达到了预期的目油口堵塞，操作油源将被切断，A油口与T排油口的，不会因误操作而造成锁定损坏，此次改造也解决接通，油阀YF的操作压力油卸压至0，油阀YF通了困扰多年的问题，为水电厂发电安全运行打下了坚过主供油管压力油的作用将自动开启，接通四通滑实的基础。文中的方法可作为同类型的水电厂或生产阀和接力器的操作压力油，此时蝶阀才可以开启或商在蝶阀液压控制技术改造和研发的参考。关闭。参考文献：通过以上的运行方式可以看出，锁定在投入位置时，主供油管路上只要在锁定完全拔出后主供油管路[1]范华秀．水力机组辅助设备[M]．北京：水利电力出版社，1987．才能接通，蝶阀可以打开或关闭，实现了蝶阀锁定的机械闭锁。(责任编辑林雁庆)(上接第63页)紧；(6)通过对导流明渠的合理布置，形成了施工导工程的关键项目，确保这些项目的施工工期是保证施流一期厂、坝施工基坑，为实现主体工程进度创造了工总进度的前提；(4)导流明渠布置在左岸挡水坝有力条件；(7)一期枯水期施工组织应需得当，厂房段，在基岩中开挖成渠，考虑导流明渠与主体工程结混凝土应达到预定阶段的度汛高程，必须保证厂房汛合的部分，导流明渠自身临时工程的开挖量不大，且期施工的安全度汛。防渗工程量也很少；(5)堰体填筑、防渗体施工工期(责任编辑陈小敏)水利水电技术第41卷2010年第1期'