某水电站二期导截流工程截流施工

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摘要：二期导流采用已建成的右岸泄洪闸段与左岸河床预留龙口联合过流，截流选择在2月份，截流流量382 m3/s，进行截流水力计算是成功截流的科学依据。

关键词：汉江某水电站截流施工水力计算

Abstract: the two stage diversion by the right and left side riverbed release flood waters gate has been built for Longkou combined overcurrent, closure in February, river flow 382 m3/s, for hydraulic calculation of closure is the scientific basis for successful closure.

Keywords: Construction of a hydropower station in Hanjiang River Closure hydraulic calculation

中图分类号：TV73文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1.0概述

汉江某水电站是汉江上游河段开发规划中第六个梯级，工程的主要任务是发电，并兼顾航运。枢纽主要建筑物由左右副坝段、航运坝段、泄洪闸坝段、厂房坝段、安装间坝段等组成。枢纽工程属二等大（2）型工程。

枢纽布置格局为沿坝轴线从右至左由右副坝段表孔1孔、航运坝段（兼泄洪闸1孔）、泄洪闸4孔、河床为六台贯流发电机组厂房（包括厂房溢流表孔6孔）和安装间坝段（下部布置表孔2孔）。

施工导流采用河床分期导流，一期先围护右侧，施工垂直升船机坝段、泄洪闸等坝段。二期围护左侧，施工电站厂房、安装间等坝段。本文主要为二期施工截流水力计算。

2.0施工导流程序及方案

根据施工总进度安排，为保证围堰一期戗堤2013年3月20日前填筑完成，2012年10月1日开始截流预进占，并开始基础防渗施工，，2013年2月8日～2013年2月10日龙口合龙截流，至2013年2月10日完成基础防渗工程，2013年3月20日完成本标段工程，即上游围堰填筑至203.06m；下游围堰填筑至197.86m高程，由上、下游围堰和纵向导墙围成基坑进行左岸坝段施工。

二期围堰填筑存在交通不便，料源缺乏、场地狭窄、工期紧等困难，加之泄洪闸施工尚未完成，施工干扰大，另外堰体的防渗工程量大工期紧。计划利用12年汛后枯水期的有利时机，结合右泄标段的一期汛期围堰的拆除，从纵向导墙的上下游回填道路至二期围堰的右侧堰头，将一期土石围堰拆除的有用料用于二期围堰右侧堰头的填筑，解决二期上下游围堰填筑料源问题。11月15日前完成二期上下游预进占，填筑至坝左0+80处，预留龙口宽度50m，提前进行该段防渗墙的施工，同时利用一期枯水纵向围堰高喷防渗墙回填道路联系上下游交通。2012年12月15日前，将一期围堰拆除至198m高程，将合格土石料运输至二期上下游围堰右侧靠近纵向导墙临时堆存，待泄洪闸具备过流条件后10天内完成一期土石围堰剩余部分拆除，并根据拆除情况确定截流的具体时间。二期截流前，将左岸上游码头至二期上游围堰的江边道路贯通，保证泄洪闸过水后的围堰施工进场路。上游左侧道路作为截流的补充方案，即在利用右岸截流合龙困难时采用左岸部分填筑的方案，备用料源选用左岸上游3.0Km处的干沟弃碴，从左岸316国道运输至左岸堰头。

3.0截流设计

3.1截流设计标准及截流时段

某水电站坝址枯水季节的上游来水，受安康水电站发电流量的控制，枯水季节安康电站在一般情况下，二台大机组发电，一台小机组半负荷发电，单台大机组发电流量282 m3/s，小机组半负荷发电流量约为80 m3/s，小机组半负荷发电和区间流量合计按2月份的多年平均流量337 m3/s计算，则截流设计流量确定为：Q设＝801 m3/s。

经与上游安康水电站联系协商，截流时一台机组发电，以减小截流难度，快速顺利完成截流工程。一台机组发电流量282 m3/s，区间流量按100m3/s计算，则第二方案截流流量Q设＝382 m3/s。

截流时段选择在2月8日至10日。

3.2截流方式

截流采用由右岸向左岸进占的单戗立堵进占的截流方式。

3.3截流施工道路及料场规划

左岸进占施工道路利用沿左岸上游岸坡开挖坡跟铺筑的施工道路，进占回填土石料取自干沟弃渣场；干沟弃渣场同时作为截流抛投料的备料堆存场地。

右岸进占利用一期围堰拆除料填筑。因无道路可至上游纵向导墙处，考虑先利用渡船将部分设备运至右岸一期围堰，利用一期围堰拆除料从右岸全断面向左岸进占70m，然后沿围堰上游侧从左岸向右岸预进占围堰戗堤处架设浮桥，以连通左右岸，用该桥运送围堰基础处理设备及材料。下游围堰可直接从左岸施工道路至施工点，利用一期围堰拆除料从右岸向左岸全断面进占70m。

3.4右岸泄洪闸水位流量关系

根据右岸泄洪闸泄流量与水位关系曲线，经计算确定，龙口流量与泄洪闸流量关系分配见下表。

表1右岸泄洪闸与龙口流量关系分配表

3.5龙口水力特征计算

（1）龙口宽度与龙口流量

龙口宽度60m，设计流量382 m3/s，采用立堵截流水力计算图解法，合龙的上游水位196.01m，戗堤安全超高为0.99m，戗堤顶部高程为197m。

地面高程EL189.5m～EL191.6m，计算时按EL190.5考虑，龙口流量根据下式计算。

---流量系数(; )

---龙口平均过水宽度

H0---龙口上游水头

计算时先根据不同流量判断流态，计算，然后给定龙口水流平均宽度，求出上游水位，若此水位下Q龙口+Q泄=382m3/s，则平均宽度假定正确。通过以上试算，求出不同龙口宽度时的上游水位及龙口下泄流量。计算成果见表5－7截流水力特性表。从表中可以看出，龙口最大平均流速发生在龙口形成三角形断面后，相应水面宽度20m，最大轴线平均流速4.00m/s。

（2）龙口最大平均流速及抛投料规格

龙口最大平均流速按下式计算

v=Q /（bhc）

hc----龙口收缩断面水深

v---龙口轴线最大平均流速

Q---龙口流量

b---龙口水流平均宽度

龙口抛投及护底块石粒径按下式计算：

k---稳定系数，立堵抛投块石取0.86

γ---水比重，取1.0

γ1---块石比重，取2.7

d---块石化引直径，m

g---重力加速度，m/s2

vmax---龙口最大流速，m/s

（3）龙口截流水力特性成果表，见表4-3

表4－3 龙口截流水力特性成果表

3.6截流材料准备

截流设计流量Q设＝382 m3/s，计算截流材料用量V总＝11826 m3，

其中钢筋铁丝笼400 m3

块石（D＝0.3 m -0.4m,重40-80kg）4900 m3

块石（D＝0.4 m -0.6m,重80-300kg）2310 m3

石渣（D＝5-20cm）4418m3

钢筋铁丝笼装块石几何尺寸：（2m*1m*1m）150个，（1.5m*1m*1m）100个。

3.7截流施工

3.7.1截流阶段划分

截流施工采用立堵法单戗单向进占。戗堤顶宽94.83m，上游坡比1：1.75，下游边坡为1：1.5。施工时先从右侧向左岸预进占80m，进占时紧进行下戗堤，端头边坡1：1，并在预留龙口端头采用铅丝笼作裹头，预留龙口顶宽50m，底宽35m。

预进占先采用一般石渣抛投，再根据经验用大块石抛投，最后用铅丝笼块石防护龙口做裹头。

3.7.2截流施工方法

（1）右岸戗堤进占

右岸进占时用2台PC400挖掘机在右导墙外侧堆存区装车，10台20t自卸汽车运至堰头卸料，220HP推土机推入水中，逐渐向前进占。施工时先靠近戗堤下游抛填石料，石渣随后跟近。按照二期围堰设计断面全断面一次填筑至198m高程。施工时戗堤下游领先进占，上游逐步跟进，靠近围堰轴线处填筑＜10cm碎石料，以利于堰基旋喷施工。从右侧向左进占至坝左0+080左右时，预留龙口，在裹头位置根据经验用大块石抛投，并用铅丝笼块石防护龙口裹头。

（2）龙口截流的施工

预进占时预留龙口顶宽50m，截流施工时采用3台PC400反铲在导墙右侧堆存渣场装车，15台20t自卸汽车直接拉运堆存料从预留龙口抛投进占，按照龙口宽度填筑相应截流材料。快至三角堰断面时过水断面逐渐减小，流速和落差逐渐增大，这时采用铅丝笼压脚，根据经验抛投块石和砼预制块及铅丝笼进行合龙。预制块和铅丝笼由吊车装20t斯太尔自卸汽车运至龙口，220HP推土机推入水中。合龙后及时加高加厚戗堤闭气。

预进占高峰强度6000m３/d，预计45天完成，截流强度每小时1000m３/h，预计截流时间10小时。

3.7.3特殊部位的处理措施

因上游纵向导墙设计桩号为0+199m，而现实际施工桩号只至0+150m处，施工比设计短了49m，造成上游围堰坡角在导墙端头外，考虑截流后水流拉深和冲刷导墙附近围堰基础，决定截流前对围堰上游右上侧50m河床及导墙上游右侧河床进行铅丝笼护底，护底宽度均为20m，并将相应护底部位用石渣填筑至水面以上，确保铅丝笼满足干施工。同时对围堰右侧导墙上游端头采用铅丝笼进行裹护。另外，考虑到上游围堰迎水面防冲，对围堰水下部分坡面抛填1.5m厚大块石进行护底，围堰水面以上沿上游坡面布设1m厚铅丝笼装块石，并用φ8钢筋将铅丝笼连为一体。

截流前进行纵向导墙右侧河床及围堰右上游河床的铅丝笼防护施工，先将防护范围用石渣填筑至水面以上，再用￠8钢筋制作成1.5m×1.5m×1.0m的铅丝笼，人工配合机械现场制作并装笼，铅丝笼之间用￠8钢筋连为一体。

3.8截流进度计划

2012年11月1日～2013年2月7日截流戗堤预进占施工，对预留龙口端部采用铅丝笼裹头，并完成上、下游围堰予进占戗堤基础高喷防渗墙及截流备料和准备工作，对截流设备进行检验。

2013年2月8日～2月10日龙口截流闭气。

4.0 机械设备配置

截流施工机械配置见下表。