大伙房水庫(kù)輸水洞泄洪設(shè)施改造方案比選

胡桂云

(遼寧省大伙房水庫(kù)管理局，遼寧撫順113007)

大伙房水庫(kù)輸水洞泄洪設(shè)施改造方案比選

胡桂云

(遼寧省大伙房水庫(kù)管理局，遼寧撫順113007)

闡述了大伙房水庫(kù)輸水洞的工程概況，改造的必要性，以及在滿足泄洪量的前提下分析了兩種施工方案在施工、環(huán)境影響、經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)劣。經(jīng)過(guò)綜合比選，最終選定工程量小，投資少、對(duì)周?chē)袠?gòu)筑物和自然環(huán)境影響小的方案Ⅰ作為本次輸水洞泄洪設(shè)施改造的選定方案。

輸水洞;泄洪;調(diào)度方案;設(shè)施改造;方案比選;概算投資;大伙房水庫(kù)

0 引言

大伙房水庫(kù)位于遼河最大支流渾河的中上游，座落在撫順市東郊，是一座以防洪、灌溉和城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)、旅游等綜合利用的大型水利樞紐工程。大伙房水庫(kù)總庫(kù)容為22.68×108m3，為大(1)型水庫(kù)，工程等別為Ⅰ等，水庫(kù)樞紐主要由擋水建筑物主壩、一副壩、二副壩、三副壩和泄水建筑物主溢洪道、非常溢洪道和輸水洞組成，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為1 000 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為可能最大洪水(PmF)。

輸水洞位于主壩和一副壩之間的主壩左端，主要功能是排泄洪水、引水發(fā)電、灌溉和先期施工導(dǎo)流，輸水洞主要由進(jìn)水渠、進(jìn)口控制段、主洞段、支洞1和支洞2幾部分組成。主洞段長(zhǎng)度236.486 m，洞徑6.5 m，末端分岔為支洞1和支洞2。其中支洞1長(zhǎng)度為136.694 m，洞徑6.5 m，設(shè)計(jì)為電站支洞，設(shè)計(jì)泄量為180 m3/s;支洞2長(zhǎng)度為148.4 m，原設(shè)計(jì)為泄洪支洞，分岔前洞徑為5.5 m，后部分岔為支洞2-1和支洞 2-2，洞徑均為4.0 m，設(shè)計(jì)泄量為220 m3/s。

根據(jù)大伙房水庫(kù)度汛措施計(jì)劃中的主汛期洪水調(diào)度方案，當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到主汛期防洪限制水位126.4 m時(shí)，水庫(kù)開(kāi)啟輸水洞和主溢洪道泄洪，當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到128.22 m(P=20%)時(shí)，輸水洞達(dá)到設(shè)計(jì)泄量400 m3/s。

2010年7月下旬，渾河流域中上游連降大到暴雨，大伙房水庫(kù)庫(kù)水位達(dá)到128.29 m，已超過(guò)防洪限制水位126.4 m和控制水位128.22 m，此時(shí)，輸水洞按洪水調(diào)度方案應(yīng)開(kāi)啟泄洪并達(dá)到設(shè)計(jì)泄量400 m3/s，但實(shí)際情況是，支洞1由于機(jī)組故障關(guān)閉檢修閘門(mén)，未能及時(shí)參與泄洪，輸水洞洪水全部通過(guò)支洞2下泄，造成支洞2洞身、下游消能塘及尾水渠均產(chǎn)生不同程度的損毀，更為嚴(yán)重的是延誤了洪水的及時(shí)下泄，給水庫(kù)樞紐的安全帶來(lái)了極其不利的影響。為保證輸水洞正常發(fā)揮排泄洪水的功能，確保水庫(kù)樞紐防洪安全，對(duì)大伙房水庫(kù)輸水洞工程進(jìn)行改造。

1 泄洪設(shè)施改造方案比選

1.1 工程布置

本次輸水洞改造工程由輸水洞進(jìn)口維修改造、泄洪設(shè)施改造和流量調(diào)節(jié)3部分組成。其中進(jìn)口維修改造主要包括進(jìn)口攔污柵檢修和進(jìn)口閘門(mén)及啟閉機(jī)室檢修;泄洪設(shè)施改造主要包括對(duì)原設(shè)計(jì)的泄洪支洞、出口控制段、消能塘及尾渠段幾部分的改造;流量調(diào)節(jié)主要是在泄洪支洞出口處設(shè)置調(diào)流閥，對(duì)輸水洞下泄流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制［1］。

根據(jù)工程場(chǎng)址的地形和地質(zhì)條件，本次設(shè)計(jì)共擬定了兩個(gè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，各方案布置如下:

1.1.1 方案Ⅰ(擴(kuò)洞方案)

該方案通過(guò)擴(kuò)建原泄洪設(shè)施:支洞2、支洞2-1及2-2、泄洪出口來(lái)加大泄量，以滿足泄洪要求。

對(duì)支洞2樁號(hào)0+00.00～0+75.55段進(jìn)行擴(kuò)挖，洞徑由5.5 m擴(kuò)挖到6.5 m，長(zhǎng)度為75.55 m;對(duì)支洞2-1及2-2樁號(hào)0+75.55～0+139.00進(jìn)行擴(kuò)挖，洞徑由4.0 m擴(kuò)挖到5.0 m，長(zhǎng)度均為63.45 m;支洞末端出口斷面收縮仍采用洞頂壓坡的形式，出口斷面尺寸由2.25 m×2.25 m擴(kuò)大到3.4 m×3.4 m;原出口閘門(mén)井及啟閉機(jī)室拆除重建;對(duì)下游原設(shè)計(jì)消能塘進(jìn)行改造加固后繼續(xù)使用，尺寸為60.5 m×30.0 m;對(duì)消能塘與下游尾渠應(yīng)急防護(hù)工程之間的轉(zhuǎn)彎段和連接段均進(jìn)行加固處理，在原設(shè)計(jì)漿砌石護(hù)底與護(hù)坡基礎(chǔ)之上增加300 mm厚混凝土護(hù)砌。

根據(jù)計(jì)算，方案Ⅰ輸水洞設(shè)計(jì)泄量為409.4 m3/s，滿足要求。

1.1.2 方案Ⅱ(新建支洞方案)

該方案通過(guò)新建泄洪支洞來(lái)增加泄量，以滿足泄洪要求。

前端對(duì)支洞2樁號(hào)0+00.00～0+56.50段進(jìn)行擴(kuò)挖，洞徑由5.5 m擴(kuò)挖到6.5 m，長(zhǎng)度為56.50 m;擴(kuò)挖段之后的原泄洪設(shè)施不變，另外在原泄洪支洞左側(cè)新建泄洪支洞3，洞徑為5.5 m，長(zhǎng)度為103.85 m;在樁號(hào)0+135.35和0+160.35處分出兩個(gè)岔洞，洞徑均為4.0 m，長(zhǎng)度分別為25.69 m和4.04 m，岔洞末端出口斷面收縮采用洞頂壓坡的形式，出口斷面尺寸均為2.25 m×2.25 m;出口新建閘門(mén)井及啟閉機(jī)室;后接新建消能塘，尺寸為40.0 m×20.0 m;原設(shè)計(jì)消能塘、新建消能塘與下游尾渠應(yīng)急防護(hù)工程之間設(shè)置轉(zhuǎn)彎段和連接段，其中轉(zhuǎn)彎段外側(cè)導(dǎo)流墻為懸臂式擋土墻結(jié)構(gòu)，其余部位在原設(shè)計(jì)漿砌石護(hù)底與護(hù)坡基礎(chǔ)之上增加300 mm厚混凝土護(hù)砌。

根據(jù)計(jì)算，方案Ⅱ新建泄洪支洞設(shè)計(jì)泄量為198.8 m3/s，原泄洪支洞設(shè)計(jì)泄量為206.8 m3/s，合計(jì)為405.6 m3/s，滿足要求。

1.2 方案比選

1.2.1 方案Ⅰ(擴(kuò)洞方案)

方案Ⅰ工程總概算表見(jiàn)表1，改造工程總投資為3 304.47萬(wàn)元。

表1 方案Ⅰ工程總概算表

該方案的優(yōu)點(diǎn)為:

1)工程量小，工程投資少。

2)所有改造工程均布置在原工程范圍以內(nèi)，對(duì)周?chē)袠?gòu)筑物及自然環(huán)境影響小。

該方案的缺點(diǎn)有:

1)擴(kuò)挖施工范圍大，與輸水洞的正常運(yùn)用易產(chǎn)生干擾，工期安排難度大，施工強(qiáng)度高。

2)支洞2-1和2-2間巖體厚度較小，擴(kuò)挖施工難度大。

3)泄流規(guī)模加大，消能塘改造需通過(guò)水工模型試驗(yàn)驗(yàn)證。

1.2.2 方案Ⅱ(新建支洞方案)

方案Ⅱ工程總概算表見(jiàn)表2，改造工程總投資為3 551.73萬(wàn)元。

表2 方案Ⅱ總概算表

該方案的優(yōu)點(diǎn)為:

1)工程施工對(duì)輸水洞泄洪、灌溉等正常運(yùn)用影響很小，工期易于安排。

2)設(shè)有兩處消能塘對(duì)下泄水流進(jìn)行消能，消能設(shè)施規(guī)模小，設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單。

3)共有4個(gè)泄洪出口，通過(guò)協(xié)調(diào)調(diào)度可對(duì)下泄流量進(jìn)行多組合調(diào)控。

該方案的缺點(diǎn)有:

1)工程量較大，工程投資多。

2)新建泄洪設(shè)施施工對(duì)周?chē)襟w植被、水電管線、道路、房屋影響較大。

3)工程開(kāi)挖量大，棄渣多。

2個(gè)方案的綜合比較見(jiàn)表3。

2 結(jié)論

經(jīng)過(guò)綜合比選，最終選定工程量小，投資少、對(duì)周?chē)袠?gòu)筑物和自然環(huán)境影響小的方案Ⅰ作為本次輸水洞泄洪設(shè)施改造的選定方案。

表3 輸水洞改造工程設(shè)計(jì)方案綜合比較表

［1］張丁銀.水庫(kù)導(dǎo)流泄洪洞的設(shè)計(jì)與施工［J］.才智，2011(05):61-62.

TV672

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1007-7596(2014)06-0088-03

2014-03-20

胡桂云(1969-)，女，遼寧撫順人，工程師，從事水利工程管理工作。