玉龍喀什水利樞紐施工導(dǎo)流

袁　媛

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

?

玉龍喀什水利樞紐施工導(dǎo)流

袁媛

(新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000)

玉龍喀什水利樞紐工程是玉龍喀什河山區(qū)河段的控制性水利樞紐工程，壩高229.5m，文章針對(duì)該工程地形地貌及工程施工進(jìn)度對(duì)導(dǎo)流布置、導(dǎo)流程序進(jìn)行分析，目前該工程已進(jìn)入可行性研究階段，隨著設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，后期會(huì)更進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

施工導(dǎo)流；高面板堆石壩；導(dǎo)流程序；導(dǎo)流建筑物

1　工程概況

玉龍喀什水利樞紐工程位于和田河支流玉龍喀什河中游河段上，是玉龍喀什河山區(qū)河段的控制性水利樞紐工程，壩址位于新疆和田地區(qū)和田縣的喀什塔什鄉(xiāng)境內(nèi)，工程區(qū)距和田市約95km。工程正常蓄水位2170m，總庫(kù)容5.36×108m3，工程主要由壩高229.5m的混凝土面壩堆石壩、裝機(jī)435MW的發(fā)電系統(tǒng)和由表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、1#、2#深孔泄洪沖砂洞組成的泄洪建筑物組成。

玉龍喀什河以冰川積雪融水補(bǔ)給為主，因此其徑流年內(nèi)過(guò)程與氣溫變化關(guān)系密切。徑流主要集中在夏季6—8月。

2　施工導(dǎo)流

壩址處為“U”形河谷，左岸山體高大雄厚，基巖裸露，岸坡順直，自然邊坡陡立70°左右，現(xiàn)代河床寬30m，河床右岸為高35～40m的基巖陡坡，坡度60°～80°，壩高、填筑量大?？萜跁r(shí)段為9月—次年5月，用于大壩開挖、填筑有效工期為6個(gè)月，枯期導(dǎo)流可降低導(dǎo)流建筑物規(guī)模，考慮該工程河床工作面狹窄，右岸岸坡壩體基礎(chǔ)開挖量大，開挖渣料易堵塞河道，需在工程截流后施工，開挖進(jìn)度持續(xù)至次年汛末。因此施工導(dǎo)流采用河床一次斷流，全年上、下游圍堰擋水，隧洞泄流的導(dǎo)流方式。

2.1導(dǎo)流時(shí)段

根據(jù)施工總進(jìn)度安排，施工總工期為93個(gè)月，在整個(gè)施工期內(nèi)，大壩施工將經(jīng)歷7個(gè)汛期，綜合考慮樞紐水文條件、填筑規(guī)模和攔洪度汛等因素，工程導(dǎo)流施工時(shí)段可劃分為5個(gè)階段：

1)階段一：河道截流至壩體臨時(shí)斷面度汛，即第2年10月—第5年5月底，導(dǎo)流洞泄洪，圍堰擋水經(jīng)歷2個(gè)汛期，第4年9月底壩頂填筑高程達(dá)到堰頂高程2019.0m。

2)階段二：第5年6月初—第5年5月底，第5年汛期攔蓄庫(kù)容小于1×108m3，由壩體臨時(shí)斷面擋水度汛、導(dǎo)流洞泄洪。

3)階段三：第6年6月初—第6年8月底，第7年9月初導(dǎo)流洞下閘蓄水，本時(shí)段由壩體臨時(shí)斷面擋水、導(dǎo)流洞泄洪。

4)階段四：第7年9月初—第8年5月底，導(dǎo)流洞封堵期，壩體臨時(shí)斷面擋水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞聯(lián)合泄洪。

5)階段五：第8年6月初—第8年12月，壩體擋水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞聯(lián)合泄洪。

2.2導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

1)階段一圍堰擋水，根據(jù)SL303—2004規(guī)定導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～20 a一遇洪水，本階段采用全年10 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為1122m3/s。

2)階段二大壩汛期攔蓄庫(kù)容0.48×108m，<1×108m3，根據(jù)SL303—2004規(guī)定導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50～100 a一遇洪水，本階段采用全年50 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為1524m3/s。

3)階段三大壩汛期攔蓄庫(kù)容3.36×108m，>1×108m3，根據(jù)SL303—2004規(guī)定導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50～100 a一遇洪水，本階段導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用全年100 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為1691m3/s。

4)階段四為導(dǎo)流洞封堵施工期，根據(jù)SL303—2004規(guī)定堵頭施工期設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為200～500 a一遇洪水，本階段導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用9月—次年5月200 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為723m3/s。

5)階段五根據(jù)SL303—2004規(guī)定導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為200～500 a一遇洪水，導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用全年200 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為1 856 m3/s；導(dǎo)流校核標(biāo)準(zhǔn)采用全年500 a一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為2 072 m3/s。

2.3導(dǎo)流程序

1)階段一導(dǎo)流程序(時(shí)段第2年10月—第5年5月底)：河道截流至壩體臨時(shí)斷面度汛，由上下游圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄流，最大下泄流量991.6m3/s，堰前最高水位2016.96m。第4年9月底壩頂填筑高程達(dá)到堰頂高程2019.0m，第5年5月底達(dá)到階段二度汛高程2 055 m。

2)階段二導(dǎo)流程序(第5年6月—第6年5月底)：壩體臨時(shí)斷面擋水，導(dǎo)流洞過(guò)流，最大下泄流量1 185.68 m3/s，堰前最高水位2033m。第5年9月攔蓄庫(kù)容超1×108m3，第6年5月底壩體填筑達(dá)到階段三度汛高程2110m，第6年5月底一期面板澆筑高程至2 045.0 m。

3)階段三導(dǎo)流程序(第6年6月—第7年8月底)：壩體一期面板擋水，導(dǎo)流洞過(guò)流，最大下泄流量1268.62m3/s，堰前最高水位2040.72m。第7年8月底壩體填筑高程2140m，第7年5月底完成2100m高程二期面板澆筑。

4)階段四導(dǎo)流程序(第7年9月—第8年5月底)：第7年9月初導(dǎo)流洞下閘，開始導(dǎo)流洞封堵施工，壩體二期面板擋水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞聯(lián)合泄洪。最大下泄流量558.19m3/s，堰前最高水位2073.53m。第8年5月底壩體填筑至放浪墻底高程2171m。

5)階段五導(dǎo)流程序(第8年6月—第8年12月底)：壩體二期面板擋水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞聯(lián)合泄洪。設(shè)計(jì)最大下泄流量1365.08m3/s，堰前最高水位2103.26m，校核最大下泄流量1480.70m3/s，堰前最高水位2106.89m。第8年8月底完成三期面板，第8年12月底工程完工。

經(jīng)導(dǎo)流度汛調(diào)洪計(jì)算分析，工程施工期導(dǎo)流度汛特性見表1。

表1　導(dǎo)流度汛特性

2.4導(dǎo)流建筑物

導(dǎo)流建筑物由導(dǎo)流洞、上下游圍堰組成。結(jié)合樞紐建筑物布置和地形條件，導(dǎo)流洞布置在河道右岸。

2.4.1泄水建筑物

導(dǎo)流洞進(jìn)口閘井段、洞身段及出口明渠段組成。

由于圍堰至大壩間用于堆存建筑物開挖棄渣，導(dǎo)流洞進(jìn)口布置于壩軸線上游1km右岸河槽坎邊，基巖裸露，巖性為黑色二云母石英片巖，進(jìn)口及閘井段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有大斷層通過(guò)，右岸片理傾向岸外，左岸片理傾向岸內(nèi)。洞臉邊坡未發(fā)現(xiàn)有大斷層通過(guò)，裂隙對(duì)邊坡影響不大，但相互切割易形成小的不穩(wěn)定體。閘井段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有大斷層通過(guò)，閘井基礎(chǔ)位于微風(fēng)化及新鮮巖體上，完整性較好，基巖屬于中硬巖。洞身段上覆巖體較厚，巖性為二云母石英片巖，巖層產(chǎn)狀60°～70°NW∠25°～35°，洞身段處于微風(fēng)化-新鮮巖體內(nèi)，巖體呈片理面結(jié)合牢固的薄層狀結(jié)構(gòu)，屬中硬巖，大部分巖體完整性較好，節(jié)理裂隙較發(fā)育，以Ⅲ類圍巖為主，局部裂隙密集帶及斷層通過(guò)段為Ⅳ類圍巖。

閘井段(樁號(hào)0-015.000m～0+000.000m)，閘井長(zhǎng)15.0m，閘井底板高程1976m，閘井頂部高程2019.00m。閘井內(nèi)設(shè)平板封堵門一道，封堵門孔口尺寸為7m×8m (寬×高)。

洞身段(樁號(hào)0+000～1+005m )，其中導(dǎo)0+000m～導(dǎo)0+010m為漸變段，洞身斷面由b×h=7m×6.4m的矩形斷面漸變至b×h=7.5m×10.5m的城門洞，120°拱角，洞身采用0.70m厚全斷面鋼筋混凝土襯砌，洞長(zhǎng)1005m，縱坡為1.59%，出口明渠段長(zhǎng)62.097m，底寬7.5m。

導(dǎo)流洞封堵堵頭采用重力式，堵頭長(zhǎng)度60m，位于樁號(hào)導(dǎo)0+240m～導(dǎo)0+300m洞段。

2.4.2擋水建筑物

左岸自然邊坡55°左右，巖性為二云母石英片巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚2～3m，弱風(fēng)化層厚12～15m。河床沖積的砂卵礫石層最深19m左右，表部結(jié)構(gòu)松散，下部結(jié)構(gòu)密實(shí)，據(jù)表部探坑顆粒級(jí)配資料，粒徑小于5mm含量的平均值為19.3%，滲透系數(shù)K=9.0×10-2cm/s，屬?gòu)?qiáng)透水層。右岸覆蓋層下伏基巖為二云母石英片巖，強(qiáng)風(fēng)化層厚2m左右，弱風(fēng)化層厚12～15m。

經(jīng)調(diào)洪演算上游圍堰堰前水位為2016.96m，設(shè)計(jì)堰頂高程為2019.0m，最大堰高為49m。上游圍堰布置于混凝土面板壩上游側(cè)，設(shè)計(jì)為堆石圍堰，堰頂寬10.0m，迎水坡1∶2.0，背水坡1∶1.5。圍堰下游邊坡自左岸堰肩起布置兩道“之”字道路，路寬8.0m，縱坡8%。上游圍堰堰體采用土工膜心墻防滲，心墻頂高程為2018.0m，土工膜鋪設(shè)采用“之”字折線上升鋪設(shè)型式，坡度1:2.0，相鄰拐點(diǎn)高差0.8m，土工膜心墻底部嵌入混凝土基座1.2m，土工膜心墻兩側(cè)填筑3m厚過(guò)渡料。上游圍堰基礎(chǔ)采用高壓定噴三管法灌漿防滲，單排，灌漿間距1.0m，最大灌漿深度為19m。

根據(jù)施工期10 a一遇洪水最大下泄流量991.6m3/s，查水位流量關(guān)系曲線得相應(yīng)水位為1971.95m，下游圍堰設(shè)計(jì)頂高程為1974.0m，最大堰高15m，設(shè)計(jì)為土石圍堰，堰頂寬度8.0m，堰體防滲型式及基礎(chǔ)防滲型式同上游圍堰。

2.5導(dǎo)流建筑物施工

2.5.1導(dǎo)流洞施工

土方明挖：采用2m3挖掘機(jī)挖裝、15t自卸汽車運(yùn)至棄渣場(chǎng)堆棄。

石方明挖：采用100型潛孔鉆造孔，梯段爆破分層開挖，每層開挖深度10m，2m3挖掘機(jī)挖裝、15t自卸汽車運(yùn)至棄渣場(chǎng)堆棄。導(dǎo)流洞洞身開挖采用手風(fēng)鉆鉆孔，光面爆破，出渣采用2m3側(cè)卸式裝載機(jī)裝、15t自卸汽車運(yùn)輸[1]。

混凝土澆筑：混凝土骨料采用2m3裝載機(jī)挖裝，15t自卸汽車從前期骨料加工系統(tǒng)(位于C1料場(chǎng))拉成品料運(yùn)至拌和站。采用3m3及6m3混凝土罐車從混凝土拌和站拉運(yùn)至工作面。洞襯混凝土及封堵混凝土采用30m3/h混凝土泵入倉(cāng)，機(jī)械振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)；封堵混凝土直墻以下部分混凝土采用皮帶機(jī)入倉(cāng)澆筑，頂拱部分混凝土采用混凝土泵入倉(cāng)，機(jī)械振搗，泵送循環(huán)水冷卻降溫，表面灑水養(yǎng)護(hù)；閘井及回填混凝土采用25塔式起重機(jī)吊3m3吊罐入倉(cāng)，吊高<30m，機(jī)械振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)；進(jìn)出口明渠采用溜槽入倉(cāng)(溜槽長(zhǎng)9m)，機(jī)械振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)。

2.5.2圍堰施工

土方開挖：采用2m3挖掘機(jī)裝、15t自卸汽車運(yùn)輸至利用料堆場(chǎng)或棄渣場(chǎng)堆放。

圍堰填筑料：主要采用開挖料填筑，2m3挖掘機(jī)裝、15t自卸汽車運(yùn)輸，推土機(jī)平料，13.5t振動(dòng)碾壓實(shí)。

灌漿：采用150型地質(zhì)鉆機(jī)鉆灌漿孔，灌漿機(jī)施灌。

土工膜：采用10t載重車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，人工拼接加工成寬幅，人工鋪設(shè)，熱焊機(jī)焊接。

3　結(jié)　語(yǔ)

本文結(jié)合玉龍喀什水利樞紐工程工期安排及各時(shí)期泄水需求等特點(diǎn)，分析確定了工程施工導(dǎo)流方案、導(dǎo)流程序、導(dǎo)流建筑物等設(shè)計(jì)方案，為同類型的工程設(shè)計(jì)提供參考。目前該工程已進(jìn)入可行性研究階段，隨著設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，后期會(huì)更進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，為工程順利開展建成做出貢獻(xiàn)。

[1]周昱.水利工程施工導(dǎo)流技術(shù)分析[J].河南水利與南水北調(diào)，2015 (08):13-14.

1007-7596(2016)05-0052-03

2016-03-15

袁媛(1982-)，女，四川中江人，工程師，從事水利工程設(shè)計(jì)研究工作。

TV551.1

B