蜀河水電站廠房施工導(dǎo)流與度汛

□徐更曉 □金風(fēng)清(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司)

蜀河水電站廠房施工導(dǎo)流與度汛

□徐更曉 □金風(fēng)清(中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司)

蜀河水電站采用分期導(dǎo)流施工，二期廠房施工采用一期已經(jīng)形成的右岸泄洪閘泄流，原規(guī)劃為全年10 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)圍堰，實(shí)際施工中因情況變化實(shí)施全年圍堰有較大困難，而對(duì)導(dǎo)流方案進(jìn)行了調(diào)整，2008年采用過(guò)水圍堰加子堰擋水；2009年采用右岸泄洪閘和廠房表孔聯(lián)合泄流度汛，文章對(duì)導(dǎo)流方案調(diào)整的原因、方案的比選確定、實(shí)際度汛情況等內(nèi)容進(jìn)行了介紹。

水電站廠房；二期導(dǎo)流；過(guò)水圍堰；度汛

1 工程概況

蜀河水電站位于陜西省旬陽(yáng)縣境內(nèi)的漢江上游干流上，是漢江上游梯級(jí)開(kāi)發(fā)規(guī)劃中的第6個(gè)電站；樞紐建筑物布置型式為左岸溢流式廠房方案，從右至左由右副壩、升船機(jī)壩段、泄洪閘、廠房壩段、安裝間及左副壩等組成。

工程規(guī)模為二等大（2）型，正常蓄水位217.30 m，相應(yīng)水庫(kù)庫(kù)容1.76億m3，總裝機(jī)276 MW，安裝6臺(tái)46 MW貫流式機(jī)組。工程分2期施工，一期先施工右岸升船機(jī)及泄洪閘壩段，二期進(jìn)行左岸廠房壩段的施工。

廠房工程包括主副廠房及安裝間壩段土建、金屬結(jié)構(gòu)機(jī)電設(shè)備安裝以及二期導(dǎo)流工程等內(nèi)容，主要工程量：土石方明挖51.53萬(wàn)m3，混凝土37.67萬(wàn)m3，6臺(tái)貫流式機(jī)組安裝。

2 水文氣象條件

2.1 氣象條件

暴雨主要發(fā)生在5-10月，一次暴雨過(guò)程一般歷時(shí)5 d左右，雨量主要集中在3 d之內(nèi)，實(shí)測(cè)最大暴雨一日雨量達(dá)370.70 mm，三日達(dá)644.10 mm，年平均降雨量752.50 mm（旬陽(yáng)）。

2.2 徑流

壩址多年平均徑流量732 m3/s，2月份平均徑流最小，為147 m3/s，9月份平均徑流最大，為1 660 m3/s。

2.3 洪水

7月至10月上旬為主汛期，年最大洪水在3-10月均有出現(xiàn)，以7月份和9月份出現(xiàn)最多。一次洪水過(guò)程一般5-7 d。

全年5 a一遇、10 a一遇、20 a一遇的設(shè)計(jì)洪水分別為16900 m3/s、19700 m3/s、23100 m3/s。

11-6月（非主汛期），5 a一遇、10 a一遇、20 a一遇的設(shè)計(jì)洪水分別為8 310 m3/s、12 100 m3/s、15 900 m3/s。

2.4 右岸泄洪閘泄量與水位關(guān)系

表1 右岸泄洪閘特征泄量與水位表

3 樞紐工程總體導(dǎo)流方案

采用河床2期導(dǎo)流，一期工程圍護(hù)右側(cè)河床，施工泄洪閘、升船機(jī)、右副壩及縱向?qū)Φ冉ㄖ铮勺髠?cè)束窄后的河床導(dǎo)流。二期工程圍護(hù)左側(cè)河床，施工廠房及安裝間等建筑物，由已建的泄洪閘泄流。

工程于2005年12月26日正式開(kāi)工，2007年12月29日一期泄洪閘工程具備過(guò)流條件，同年12月30日二期基坑主河床截流，2008年轉(zhuǎn)入二期基坑施工。

4 原規(guī)劃的廠房導(dǎo)流方案、節(jié)點(diǎn)工期

4.1 原規(guī)劃的廠房導(dǎo)流方案

利用廠房上、下游土石圍堰及泄洪閘縱向?qū)跛?，右岸泄洪閘泄流，全年10 a一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（控泄后流量17000 m3/s），廠房全年施工，導(dǎo)流時(shí)段為2008年2月至2009年11月，對(duì)應(yīng)上、下游水位分別為222.60 m、210.77 m，確定的上、下游圍堰頂高程分別為224.10 m、213.70 m。

4.2 原廠房導(dǎo)流方案的主要節(jié)點(diǎn)工期

2008年1月前完成二期河床截流，并于2008年5月底圍堰施工完成。自2008年8月至2009年8月完成廠房一期混凝土澆筑。2009年11月底拆除廠房圍堰。2009年12月30日實(shí)現(xiàn)首臺(tái)機(jī)組發(fā)電，2010年6月30日前6臺(tái)機(jī)組全部投產(chǎn)發(fā)電。

4.3 原廠房導(dǎo)流方案的主要特點(diǎn)

廠房工程工期緊,首臺(tái)機(jī)組發(fā)電工期為1 a。圍堰防沖刷穩(wěn)定形勢(shì)嚴(yán)峻,漢江汛期洪量大、流速高,加之縱向?qū)s短,造成圍堰的坡度較陡、坡腳部分伸出導(dǎo)墻以外,對(duì)圍堰的抗沖刷穩(wěn)定十分不利。度汛任務(wù)重、風(fēng)險(xiǎn)大，全年擋水圍堰,要經(jīng)過(guò)2個(gè)主汛期,漢江水情特點(diǎn)是洪水陡漲陡落、峰值大,一旦出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水將影響到庫(kù)區(qū)及下游的安全。

5 廠房導(dǎo)流方案調(diào)整的原因

主要基于3個(gè)方面的原因：一是，拆遷問(wèn)題，由于庫(kù)區(qū)移民拆遷滯后，原方案上游圍堰攔洪水位回水水面線以下拆遷很難在2008年汛前完成，二是，圍堰布置問(wèn)題，縱向?qū)ι嫌味丝s短49 m,若采用全年224 m高程圍堰，即便采用圍堰斜向布置及放陡邊坡的措施，圍堰布置仍很困難，或占?jí)夯踊虺鰧?dǎo)墻范圍；三是，風(fēng)險(xiǎn)大，全年圍堰一旦出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水危及到上游縣城、潰堰風(fēng)險(xiǎn)大進(jìn)而影響到下游村鎮(zhèn)。

6 廠房調(diào)整導(dǎo)流方案、施工度汛

6.1 調(diào)整導(dǎo)流方案的比較選擇

6.1.1 全年圍堰（原規(guī)劃方案）

采用全年10 a一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，上游圍堰頂高224.10 m，其優(yōu)點(diǎn)是正常度汛標(biāo)準(zhǔn)較高，可施工時(shí)段長(zhǎng)，其缺點(diǎn)是庫(kù)區(qū)淹沒(méi)指標(biāo)大、汛前搬遷難度大，出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)影響到縣城、潰堰風(fēng)險(xiǎn)大，恢復(fù)施工難度大、對(duì)工期影響大，由于該方案風(fēng)險(xiǎn)較大并且2008年汛前搬遷難以完成，因此無(wú)法采用。

6.1.2 全年圍堰頂部拆除方案

該方案在正常度汛情況下同全年圍堰，其不同在于當(dāng)預(yù)報(bào)出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)提前將圍堰拆除至213.70 m高程，讓基坑過(guò)流，在不發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水的情況下該方案的優(yōu)點(diǎn)同全年圍堰方案，而在出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水基坑過(guò)流甚至潰堰時(shí)的損失要小于全年圍堰，其缺點(diǎn)是對(duì)洪水預(yù)報(bào)要求周期長(zhǎng)、精度高，圍堰臨時(shí)拆除工程量大、操作復(fù)雜、實(shí)施難度大，同時(shí)該方案也存在2008年汛期前拆遷無(wú)法完成的困局。

6.1.3 枯期過(guò)水圍堰結(jié)合加高子堰

枯期圍堰，采用過(guò)水圍堰頂部加子堰的型式，在出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)拆除頂部子堰基坑過(guò)流，在確定合適的過(guò)水圍堰及加高子堰頂高的前提下，可使施工期回水水面線不超過(guò)水庫(kù)運(yùn)行期20 a一遇指標(biāo)，移民問(wèn)題易于解決；圍堰高程低,滿(mǎn)足布置位置的要求，出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)不致影響到上游縣城，潰堰風(fēng)險(xiǎn)低，其缺點(diǎn)是度汛標(biāo)準(zhǔn)較低，可施工時(shí)段比全年圍堰少4個(gè)月，遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水的幾率大。

綜合以上3種方案，前2種方案均存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，且拆遷工作在2008年汛前難以完成，方案3比較穩(wěn)妥，確定按方案3實(shí)施。

6.2 枯期過(guò)水圍堰加子堰設(shè)計(jì)

6.2.1 堰頂高程和過(guò)流堰面高程確定

枯期10a一遇洪水流量12100m3/s，對(duì)應(yīng)上、下游水位216.10 m、207.20m，確定上、下游圍堰堰頂高程分別為217.70m、208.20m。

當(dāng)壩址流量為17 000 m3/s，過(guò)流堰面為203 m時(shí)（此時(shí)已拆除子堰），堰前水位為214.60 m；當(dāng)壩址流量為全年20 a一遇23 100 m3/s時(shí)，堰前水位217.30 m，與水庫(kù)永久運(yùn)行壩前水位一致。因此，上游圍堰過(guò)水堰面頂高程確定為203 m，下游圍堰過(guò)水堰面高程為202 m。

6.2.2 邊坡坡度及防護(hù)設(shè)計(jì)

過(guò)水圍堰上下游坡面采用鋼筋籠石防護(hù)、頂面采用1m厚混凝土防護(hù)。

6.3 度汛施工安排及實(shí)際度汛情況

6.3.1 2008年度汛施工安排及度汛情況

由于導(dǎo)流方案發(fā)生變化，采用過(guò)水圍堰結(jié)合加高子堰,2008年汛期基坑預(yù)備過(guò)流，施工安排相應(yīng)調(diào)整，基坑內(nèi)布置兩臺(tái)履帶式布料機(jī)，安排左非壩段先升高、在其位置布置2臺(tái)門(mén)機(jī)，在2008年汛后再在基坑內(nèi)布置大型門(mén)塔機(jī)。

工程實(shí)施中，2008年5月底完成圍堰施工、6月底廠房基礎(chǔ)墊層混凝土施工完成,具備應(yīng)對(duì)主汛期的條件，而2008年全年未遇到12 100 m3/s以上的洪水，廠房基坑未過(guò)流，廠房全年施工，工程進(jìn)度按原計(jì)劃進(jìn)行。

6.3.2 2009年度汛施工安排及度汛情況

根據(jù)工程在2009年6月底前表孔具備過(guò)流條件及7月份開(kāi)始機(jī)組安裝、年底首臺(tái)機(jī)組發(fā)電的進(jìn)度情況，按照DL/T5397-2007《水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》，2009年施工度汛標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)洪水，流量為23 100 m3/s。

6.3.2.1 2009年度汛方案、施工安排

在2009年上半年仍采用2008年同期的導(dǎo)流方式、標(biāo)準(zhǔn)；在廠房主體形象具備過(guò)流條件后，拆除子堰，保留過(guò)水圍堰。

當(dāng)遭遇到20 a一遇洪水23 100 m3/s時(shí)，安排1、3#2臺(tái)機(jī)組正常安裝施工，即1、3#機(jī)組工作門(mén)與下游檢修門(mén)擋水，而2、4、5、6#廠房表孔及泄洪閘過(guò)水，廠房這時(shí)上游水位為217.20 m；當(dāng)壩址遭遇23 100 m3/s以上流量時(shí)，廠房所有表孔流道參與泄流。

6.3.2.2 2009年實(shí)際度汛情況

2009年6月份以前未出現(xiàn)大的汛情，最大流量2610 m3/s，基坑內(nèi)正常施工。

2009年7月5日-18日遭遇持續(xù)強(qiáng)降雨，7月9日洪峰流量達(dá)到12100m3/s，采用右岸泄洪閘過(guò)流，其后流量＞12100m3/s，廠房2、4、5、6#機(jī)組表孔及安裝間表孔參與過(guò)流，7月11日洪峰流量達(dá)23 100 m/s,7月12日洪峰流量達(dá)到27 000 m3/s峰值，各機(jī)組表孔及安裝間表孔全部參與泄流，7月14日洪峰流量回落至9 680 m3/s，各表孔不再參與過(guò)流，廠房繼續(xù)施工。

7 結(jié)語(yǔ)

蜀河水電站位于漢江上游,汛期洪水流量大,庫(kù)區(qū)及下游人口密集,度汛不僅事關(guān)工程自身建設(shè)的成敗而且影響到上、下游的安瀾,結(jié)合工程特點(diǎn)及施工過(guò)程中情況的變化及時(shí)調(diào)整了導(dǎo)流度汛方案及施工安排，工程總體進(jìn)展順利,按期實(shí)現(xiàn)了2009年12月份首臺(tái)機(jī)組發(fā)電目標(biāo),其導(dǎo)流度汛方案對(duì)類(lèi)似工程有借鑒意義。

（責(zé)任編輯：趙 鑫）

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