柬埔寨達岱河水電站施工導流方案選擇

張軍鋒 蘇永江 黃艷艷

（中國水電顧問集團西北勘測設(shè)計研究院 陜西 西安 710065）

1 工程概況

達岱水電站位于柬埔寨西部的豆蔻山脈西南側(cè)，國公?。↘AOHKONG）境內(nèi)的達岱（TATAY）河上。達岱河流域位于首都金邊以西約300km處,距國公省省會城市國公市東北約30km，距西哈努克港240km。流域主要由兩條支流構(gòu)成，即STUNG TATAY河和STUNGKEP河，匯合后TATAY河仍稱為TATAY河。TATAY河流向為南西方向，流入泰國灣，匯入海洋。

達岱河水電站正常蓄水位為215m，相應庫容4.065億m3，死水位180.00m，相應庫容0.63億m3，調(diào)節(jié)庫容3.435億m3，具不完全年調(diào)節(jié)能力，裝機容量246MW，年發(fā)電量8.58億kW·h。

樞紐建筑物主要由TATAY河、KEP河混凝土面板堆石壩、KEP河左岸岸邊溢洪道、TATAY河左岸發(fā)電引水隧洞和岸邊地面廠房等組成。

TATAY河混凝土面板堆石壩壩頂高程220.0m，最大壩高115.0m，壩頂長度882.3m，壩頂寬度 9.0m，上游坡 1∶1.4，下游綜合坡1∶1.5。KEP河混凝土面板堆石壩壩頂高程220.0m，最大壩高77.0m，壩頂長度713.5m，壩頂寬度9.0m，上游坡1∶1.4，下游綜合坡1∶1.5。溢洪道布置在KEP河左岸岸邊，為3孔溢洪道，由引渠段、溢流堰段、泄槽段、挑流鼻坎等組成，建筑物全長707.6m(含引渠段)。壩前引水明渠底寬40m，長度761.2m。引水發(fā)電建筑物布置在TATAY河左岸，由岸塔式進水口、壓力引水隧洞、調(diào)壓室、岸邊地面廠房及尾水渠等組成。引水隧洞洞長9846m，洞徑8.0m，引用流量151.8m3/s。岸邊式地面廠房內(nèi)安裝3臺混流發(fā)電機組。

2 水文地質(zhì)及氣象條件

壩址控制流域面積1073km2，其中，干流壩址控制流域面積529km2，支流控制流域面積544km2。5月汛前過渡期6月～11月為汛期，12月～次年4月份為枯水期。汛期、枯水期洪枯流量變化較大，汛期TATAY河、KEP河10年一遇洪水合計3830m3/s，枯水期 10年一遇洪水合計698m3/s，洪枯比為 5.5。

TATAY河壩址位于兩河匯合口上游，河谷斷面兩岸山峰連綿，為典型的低山侵蝕型河谷地貌。壩址區(qū)左岸坡度8°～20°，右岸坡度 9°～20°，近河床處坡角 38°，坡面呈平緩坡地貌。壩址區(qū)河床寬度174m，高程108m，河流坡降約1.8%，河床基巖裸露。左岸山頂平臺和右岸單薄山梁高出河床100m以上。

KEP河壩址位于KEP河下游地段。壩址河谷斷面為較平緩“U”型，為典型的低山侵蝕型河谷地貌。壩址區(qū)右岸高緩岸坡，左岸單薄低緩山梁，植被覆蓋茂密。河床寬度67m，河床高程145m，河流坡降約1%，河床基巖裸露。

工程所在區(qū)域靠近大海，屬熱帶季風氣候，每年5月～10月為雨季，11月～翌年2月為旱季，3月～4月為熱季?？偟臍夂蛱匦允菨駸?，長年有雨，年內(nèi)氣溫變化不大。

與柬埔寨毗鄰的泰國東部Trat省境內(nèi)的AmphoeKhongYai站離本工程較近，據(jù)AmphoeKhongYai站1966年～1995年的氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫27.5℃，極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫約14.3℃，多年平均相對濕度為80%，多年平均降水量為4668.5mm，多年平均蒸發(fā)量為1526.3mm。

3 導流方式

柬埔寨達岱河水電站TATAY河、KEP河壩址河谷均呈不對稱“U”字形，右岸岸坡地形均較陡，左岸岸坡地形較緩，地質(zhì)勘探表明，壩址區(qū)左右岸地質(zhì)條件較好，山體巖石較堅硬，巖體結(jié)構(gòu)較完整，以Ⅱ類、Ⅲ類圍巖為主，局部跨溝段為Ⅳ類圍巖，即本工程左右岸具備修建洞室的條件。

表1 兩種圍堰方式設(shè)計參數(shù)比較

綜合地形、地質(zhì)、水文條件、保護對象及施工管理等因素，本工程不具備分期導流的條件。因此，推薦采用圍堰一次攔斷河床，隧洞導流方式。

3.1 導流標準

3.1.1 導流建筑物級別確定

根據(jù)DL/T5397-2007《水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》[1]的有關(guān)規(guī)定，導流建筑物的級別根據(jù)其保護的對象（大壩為1級建筑物）、失事后果（下游無廠礦企業(yè)及居民）、使用年限（圍堰1年）和圍堰工程規(guī)模4項指標確定為4級建筑物。

3.1.2 導流標準選擇

按DL/T5397-2007《水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》[1]導流建筑物為4級，設(shè)計洪水標準當采用土石圍堰時，重現(xiàn)期為20年～10年一遇，當采用混凝土圍堰時，重現(xiàn)期為10年～5年一遇。本工程推薦采用土石圍堰，相應的設(shè)計洪水重現(xiàn)期為20年～10年一遇，導流標準的選取主要考慮以下幾個因素：

（1）本工程以BOT方式開發(fā)，考慮到開發(fā)商的利益與風險、責任共存，且失事后對下游影響不大，可采用下限值，10年一遇洪水設(shè)計。

（2）由于TATAY河與KEP河河道通過連通明渠連接，汛期可利用連通明渠連接作用分流，降低TATAY河汛期大壩度汛風險。

（3）TATAY河大壩汛前可填筑至度汛高程，施工進度、施工質(zhì)量均滿足大壩要求，可降低臨建工程投資及增加枯水期主體工程施工時段。

綜合以上分析，選用10年一遇洪水設(shè)計。

3.2 導流方案比選

TATAY河本工程地處柬埔寨國公省原始森林，無廠礦企業(yè)及居民居住，導流方式比選主要進行全年圍堰隧洞導流方式與枯水期圍堰隧洞導流方式進行比較。

TATAY河、KEP河河道分別各布置一條導流隧洞，TATAY河河道高程107.85m，KEP河河道高程146.56m，進口上游側(cè)通過連通明渠將兩河道連通。由于KEP河大壩高度僅70m，汛期河道來水可通過連通明渠分流至TATAY河河道，導流設(shè)計采用枯水期圍堰擋水，隧洞導流。

KEP河壩體規(guī)模小，基礎(chǔ)處理工程量小，可利用一個枯水期填筑至度汛高程。本方案主要分析TATAY河全年圍堰擋水與枯水期圍堰擋水。

TATAY河導流標準選10年一遇洪水標準?？菟?10 年一遇洪水為 Q10%（12－5）＝450m3/s，汛期 10年一遇洪水為 Q10%＝1940m3/s。具體比較見表1。

通過表1可以看出，采用全年圍堰擋水設(shè)計比枯水期圍堰擋水設(shè)計，不論是圍堰設(shè)計高度、隧洞洞徑均有大幅增加，臨建工程投資、施工工期將會大幅增加，且發(fā)電工期將比枯水期圍堰導流方式推后4～5個月；枯水期圍堰擋水設(shè)計將增大截流后基坑開挖強度及汛前填筑強度，但可增大設(shè)備及人員投入，保證汛前填筑至度汛高程。在KEP河大壩位施工前，TATAY河汛期河道水位上升至連通明渠地板156.00m高程時，可通過連通明渠分流，降低了TATAY河大壩度汛風險，降低了大壩汛前填筑高度，也為枯水期圍堰設(shè)計創(chuàng)造了條件，因此，本工程導流方式采用枯水期圍堰隧洞導流方式。

4 導流建筑物

4.1 導流洞設(shè)計

（1）TATAY河

TATAY河導流隧洞布置于河床右岸，標準斷面為城門洞型，斷面尺寸6.0m×7.0m（寬×高）。邊墻高度5.5m，拱高度1.5m。進水口采用三面收縮，進水口頂板橢圓曲線為+=1，兩側(cè)邊墻的橢圓曲線方程為+=1。導流洞進口設(shè)置15m長漸變段，由矩形斷面漸變?yōu)槌情T洞型斷面。

隧洞長度為900.87m，底坡i=0.667%。隧洞中部設(shè)兩個彎道，彎道半徑均為100m。隧洞進口高程為129.0m，高出原河床約10m；出口高程為123.0m，高出原河床23.0m。出口泄流消能方式采用挑流消能，為防止沖刷，鼻坎末端設(shè)深齒槽。挑流沖刷坑范圍采用大塊石防護。

（2）KEP 河

導流隧洞布置于河床右岸，標準斷面為城門洞型，斷面尺寸5.0m×6.5m（寬×高）。邊墻高度5.0m，拱高度1.5m。進水口采用三面收縮，進水口頂板橢圓曲線為+=1，兩側(cè)邊墻的橢圓曲線方程為+=1。導流洞進口設(shè)置15m長漸變段，由矩形斷面漸變?yōu)槌情T洞型斷面。

隧洞長度為555.0m，底坡i=1.35%。隧洞中部設(shè)1個彎道，彎道半徑均為100m。隧洞進口高程為155.5m，高出原河床約1.5m；出口高程為148.0m。出口泄流消能方式采用底流消能，出口明渠與下游河床平順相接，沖刷坑范圍采用大塊石防護。

4.2 上、下游圍堰設(shè)計

（1）TATAY河

上游圍堰設(shè)計堰前水位為148.00m，考慮2.0m的波浪高度和安全超高，上游圍堰頂高程為 150.00m，最大高度 31.0m。堰頂長240.0m，堰頂寬10.0m，迎、背水面坡比均為1∶2.0。堰體由開挖石渣和覆蓋層土填筑而成，采用粘土心墻防滲。

下游圍堰設(shè)計堰前水位為107.7m，由于下游圍堰高度較低，考慮0.8m的波浪高度和0.5m的安全超高，下游圍堰頂高程為109.0m，最大高度5.5m。堰頂長76.1m，頂寬6m，迎水面坡比為1∶3，背水面坡比為1∶1.5?？紤]下游圍堰最大高度僅為5.5m，閉氣料兼作防滲體。

（2）KEP河

上游圍堰設(shè)計擋水流量下的堰前水位為170.4m，考慮1.2m的波浪高度和安全超高，上游圍堰頂高高程初定為171.6m，最大高度16.6m。堰頂軸線長71.41m，堰頂寬6m，迎背水面坡比為1∶1.5。堰體由開挖石渣和砂礫石填筑而成，采用粘土心墻防滲。

下游圍堰設(shè)計擋水流量下的堰前水位為150.9m，由于下游圍堰高度較低，考慮0.8m的波浪高度和0.5m的安全超高，下游圍堰頂高程初定為152.2m，最大高度5.2m。堰頂軸線長31.98m，堰頂寬6m，迎水面坡比為1∶3，背水面坡比為1∶1.5?？紤]下游圍堰最大高度僅為5.2m，閉氣料兼作防滲體。

5 結(jié)語

柬埔寨達岱河水電站采用枯水期圍堰擋水、隧洞導流方式既降低工程臨建工程投資，又保證主體工程施工進度。因此，本工程采用枯水期圍堰擋水、隧洞導流方式是合理的。陜西水利

[1]DL/T5397-2007.水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國電力出版社，2007.

[2]DL/T5195-2004.水工隧洞設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2004.

[3]DL/T5114-2000.水電水利工程施工導流設(shè)計導則[S].北京：中國電力出版社，2000.