某水電站導(dǎo)流洞封堵門設(shè)計(jì)優(yōu)化

楊開春 ，趙 欣 ，魏 東

（1.新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，烏魯木齊 830000；2.新疆水利水電學(xué)校，烏魯木齊 830013）

某水電站位于新疆北部，工程規(guī)模屬大（Ⅱ）型，工程等別為Ⅱ等；由攔河壩（碾壓混凝土重力壩和黏土心墻壩組成）、泄水建筑物、發(fā)電引水系統(tǒng)、電站廠房等主要建筑物組成；最大壩高51m，水庫總庫容1.21億m3，電站裝機(jī)總?cè)萘?41MW，多年平均發(fā)電量5.7億kW·h。本電站主要任務(wù)是發(fā)電，其次是對上游已建水庫進(jìn)行反調(diào)節(jié)；水庫調(diào)洪庫容0.21億m3，調(diào)節(jié)庫容0.45億m3，死庫容0.55億m3。 本工程采用分期圍堰導(dǎo)流方式，一期由束窄河床過流，二期由導(dǎo)流洞（以下簡稱底孔）泄流；底孔有兩孔，分別為臨時(shí)底孔和永久底孔，均布置于左岸階地的碾壓混凝土重力壩壩體內(nèi)，導(dǎo)流任務(wù)完成后，對臨時(shí)底孔進(jìn)行下閘封堵，永久底孔留為永久使用；臨時(shí)底孔封堵門為鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為6m×7.5m，允許承受最大水頭為30m，門體重40t；按照設(shè)計(jì)要求，在臨時(shí)底孔封堵尚未完成前，受封堵門承受最大水頭的限制，水庫允許最高蓄水位為死水位以上1m，相應(yīng)庫容與死庫容間庫容差為510萬m3。然而上游已建水庫下泄流量日波動可達(dá)200m3/s，只需3.38h可蓄滿此區(qū)間水，且臨時(shí)底孔封堵需近3個(gè)月才能完成，故既要保證庫水位不超過封堵門設(shè)計(jì)允許最大水頭，又要滿足本電站發(fā)電最低水頭，需頻繁啟閉泄水建筑物閘門，水庫調(diào)度較為困難，甚至?xí)绊戨娬景l(fā)電效益。

1 封堵門設(shè)計(jì)優(yōu)化

鑒于本工程臨時(shí)底孔封堵門承受水頭制約著水庫蓄水，本著確保安全的前提下，盡量使電站發(fā)揮最大效益，結(jié)合工程實(shí)際情況，決定對臨時(shí)底孔封堵門設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，以提高其承受的最大水頭。

1.1 增加封堵門承受的水頭

封堵門需增加承受的水頭大小，主要取決于臨時(shí)底孔封堵時(shí)間的安排，臨時(shí)底孔封堵工作有混凝土、回填灌漿及接縫灌漿等，接縫灌漿完成后需將灌漿廊道進(jìn)行混凝土回填，即封堵工作完成，封堵段具體結(jié)構(gòu)型式如圖1。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，臨時(shí)底孔封堵段接縫灌漿需待堵頭混凝土溫度降至本地區(qū)多年平均氣溫8.8℃時(shí)方可進(jìn)行，若下閘后立即進(jìn)行混凝土施工，經(jīng)初步計(jì)算，在外界環(huán)境溫度及所用的混凝土冷卻水（天然河水）溫度低于8.8℃的情況下，混凝土溫度滿足接縫灌漿要求時(shí)，已進(jìn)入下年3月中旬，然而此時(shí)外界環(huán)境溫度及混凝土冷卻水溫已超過8.8℃，故堵頭混凝土溫度很難滿足接縫灌漿要求；另一方面，本工程地處寒冷地區(qū)，計(jì)劃下閘蓄水時(shí)已進(jìn)入冬季，若進(jìn)行低溫季節(jié)施工，需增加冬施費(fèi)40萬元。綜合以上因素，決定堵頭混凝土待來年氣溫回升時(shí)施工，接縫灌漿待來年年底施工，灌漿廊道回填混凝土待第3年氣溫回升時(shí)施工，為此臨時(shí)底孔封堵完成前需經(jīng)歷1個(gè)汛期，按照本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)，封堵門承受水頭需增加至39m。

1.2 封堵門加強(qiáng)處理措施

鑒于閘門已生產(chǎn)并運(yùn)至工地現(xiàn)場，只能對其進(jìn)行加強(qiáng)處理，經(jīng)計(jì)算，封堵門設(shè)計(jì)水頭增加9m后，閘門主梁后翼緣拉應(yīng)力過大，需在主梁后翼緣后貼一塊鋼板，頂緊后焊接。鋼板尺寸為5000mm×330mm×12mm，材質(zhì)采用Q345，加強(qiáng)具體結(jié)構(gòu)詳見圖2，加強(qiáng)所用鋼材共0.9t，制安費(fèi)用為1萬元。

2 實(shí)施效果

封堵門經(jīng)加強(qiáng)后運(yùn)行良好，臨時(shí)底孔封堵按計(jì)劃完成，水庫蓄水及電站發(fā)電未受干擾。

3 結(jié)語

（1）通過對臨時(shí)底孔封堵門設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，一方面避免了臨時(shí)底孔封堵低溫季節(jié)施工所增加的費(fèi)用，另一方面使水庫調(diào)度簡單化，并提前3個(gè)月蓄水至正常蓄水位，為電站的正常發(fā)揮效益創(chuàng)造了有利條件。

（2）在北方寒冷地區(qū)，水利工程導(dǎo)流洞封堵大多面臨著低溫季節(jié)施工，在導(dǎo)流洞封堵門設(shè)計(jì)時(shí)，建議將其承受最大水頭加大，以避免發(fā)生導(dǎo)流洞封堵低溫季節(jié)施工費(fèi)。

（3）在北方季節(jié)性較強(qiáng)的河流上修建大型水庫，尤其是修建承擔(dān)灌溉、發(fā)電及防洪等綜合任務(wù)的水庫時(shí)，在導(dǎo)流洞封堵設(shè)計(jì)上，應(yīng)考慮到枯水期水庫蓄水的價(jià)值，盡量避免枯水期棄水，以使水資源得以充分利用。

［1］甘文喜.對導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)中若干問題的探討［J］.水電站設(shè)計(jì)，2000（4）.

［2］徐平.沙河抽水蓄能電站金屬結(jié)構(gòu)選型及布置［J］.水力發(fā)電，2003（4）.

［3］朱國彬.摻UEA混凝土在大河水庫導(dǎo)流洞堵頭施工中的應(yīng)用［J］.廣東水利水電，2001（S2）.

［4］吳來峰，張錫祥.魯布革水電站導(dǎo)流洞混凝土堵頭高塊連續(xù)澆筑側(cè)壁不灌漿新技術(shù)［J］.水利水電技術(shù)，1997（4）.