周寧縣后壟溪二級(jí)水電站建設(shè)案例分析

朱 濤

(福建省地質(zhì)工程勘察院 福建福州 350002)

周寧縣后壟溪二級(jí)水電站建設(shè)案例分析

朱 濤

(福建省地質(zhì)工程勘察院 福建福州 350002)

基于福建省周寧縣后壟溪二級(jí)水電站建設(shè)的重要性和安全系數(shù)的高要求，文章以其為案例，詳細(xì)介紹該電站的工程地質(zhì)條件、水文氣象條件、壩址選擇、壩型選擇、施工條件、施工方案、施工技術(shù)指標(biāo)、后續(xù)影響和環(huán)保效應(yīng)等，并通過詳盡的分析與論述，充分展示了該水電站的建設(shè)細(xì)節(jié)。

后壟水電站；工程地質(zhì)條件；大壩；建設(shè)方案

1 后壟溪二級(jí)水電站簡(jiǎn)介

周寧后壟水電站[1]是后壟溪梯級(jí)電站規(guī)劃中的第二級(jí)，設(shè)計(jì)裝機(jī)容量48MW，水頭160m，設(shè)計(jì)壩高96m，壩址流域面積437km2，如圖1所示。

圖1 水電站大壩

水電站位于后壟溪下游河段上，距周寧縣城60km，距周寧縣禮門鄉(xiāng)24km。后壟溪主流中段從屏南縣的潭頭村至友誼橋約14km河段為省政府劃定的鴛鴦彌猴自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家級(jí)名勝風(fēng)景區(qū)，友誼橋以下河段均為峽谷，河道陡竣，水急灘多，人煙稀少。該水電站不僅供應(yīng)著沿線多個(gè)城鎮(zhèn)的電力使用，還具有灌溉、環(huán)保、防汛抗旱等眾多功能。同時(shí)，還需經(jīng)受福建省典型的臺(tái)風(fēng)暴雨型氣候以及汛期洪水頻發(fā)的考驗(yàn)，因而該水電站的重要性和對(duì)安全系數(shù)的高要求不言而喻，在各個(gè)方面都需嚴(yán)格把關(guān)。因此，該水電站工程案例具有較大意義，這也是本文作者選取該水電站作為案例分析的原因。

2 工程地質(zhì)條件

2.1區(qū)域地質(zhì)情況

測(cè)區(qū)位于福建省東北部鷲峰山東北麓，山脈走向大致呈東北——西南向展布。流域內(nèi)地貌受地質(zhì)構(gòu)造和巖性控制，多屬中低山丘陵地貌，地勢(shì)西北高，東南低，在工程區(qū)附近高程1000m左右的山頭有20多座，附近最高的山頭在首洞，其高程1284.5m。區(qū)內(nèi)以深切峽谷為主，其間夾少量寬谷，峽谷兩岸基巖裸露，坡度在35°～50°，許多峽谷地區(qū)達(dá)60°以上。河流湍急落差大，河床部分被巨大滾石、漂石、砂卵石層覆蓋，部分基巖裸露。

出露的地層主要有第四系全新統(tǒng)、晚更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)，下白堊統(tǒng)石帽山群、侏羅系上統(tǒng)南園組和小溪組、前震旦系建甌群地層和燕山期、喜馬拉雅晚期的侵入巖。

該區(qū)屬閩東火山斷拗帶北段福安～南靖東北向深斷裂與松溪～寧德北西向大斷裂復(fù)合部位，壽寧～連江南北向大斷裂也波及測(cè)區(qū)。經(jīng)過多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造形跡復(fù)雜，但多被中生代火山巖覆蓋。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)以斷裂活動(dòng)為主，褶皺僅見梨洋向斜、恒溪背斜、洋里向斜、大澤溪背斜、黃柏背斜。

該區(qū)主要有新華夏系、華夏系、東西向、南北向構(gòu)造。次一級(jí)的西北向、東北向斷裂也較發(fā)育。地震活動(dòng)強(qiáng)度不大，頻率不高，歷史上無破壞性地震記載，周圍無強(qiáng)震活動(dòng)區(qū)的嚴(yán)重威脅，特別是近年來的小地震活動(dòng)水平低。其次，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)微弱，以構(gòu)造地質(zhì)單元間歇性上升為主，地殼運(yùn)動(dòng)處于相對(duì)穩(wěn)定，沒有區(qū)域性大斷裂帶從建筑物區(qū)經(jīng)過，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。建筑場(chǎng)地位于河道及山坡上，屬對(duì)抗震不利地段，場(chǎng)地為堅(jiān)硬的巖體，該場(chǎng)地地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期0.25s，相應(yīng)的設(shè)防烈度為6度。

該區(qū)地下水類型主要為孔隙和裂隙潛水，受大氣降水及河、溝水的補(bǔ)給，并向低谷河溝排泄，其水位、水量均隨季節(jié)變化。

2.2水庫(kù)地質(zhì)條件

水庫(kù)正常蓄水位280m，庫(kù)區(qū)以狹長(zhǎng)的山谷為主，河谷兩岸山坡陡峭，以巖質(zhì)邊坡為主，庫(kù)區(qū)河流坡降大，水流湍急。庫(kù)岸基本上為下石帽山群紫紅色鉀長(zhǎng)流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r、燕山期鉀長(zhǎng)花崗巖。斷裂裂隙不發(fā)育，沒有發(fā)現(xiàn)大的滑坡或崩塌體，蓄水后庫(kù)岸穩(wěn)定。庫(kù)周山體雄厚，不存在庫(kù)岸滲漏問題。經(jīng)查水庫(kù)正常蓄水位以下庫(kù)區(qū)不存在有開采價(jià)值的礦產(chǎn)資源和居民點(diǎn)，只淹沒一些林地?？傊?，水庫(kù)水文工程地質(zhì)條件較優(yōu)越。

以壩址為中心25km范圍內(nèi)，地震活動(dòng)強(qiáng)度不大, 頻率不高，歷史上及近代都無強(qiáng)地震發(fā)生,外區(qū)強(qiáng)震對(duì)工程區(qū)的影響沒有超過Ⅵ度。工程區(qū)垂直變形值20mm～30mm(1952～1976年)，地?zé)岙惓Ｖ挡桓?，?kù)區(qū)未發(fā)現(xiàn)溫泉，區(qū)域構(gòu)造屬于相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。

水庫(kù)蓄水后發(fā)生水庫(kù)誘發(fā)地震的可能性很小，即使有水庫(kù)地震發(fā)生，其強(qiáng)度也屬于弱地震，不會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生破壞影響，估計(jì)最大震級(jí)不超過3.8級(jí)。

2.3壩址選擇與壩址地質(zhì)條件

根據(jù)后壟溪流域梯級(jí)開發(fā)規(guī)劃，考慮周寧、屏南兩縣共享交界河水力資源，后壟溪下游按二級(jí)開發(fā)。二級(jí)前坪電站由屏南縣負(fù)責(zé)開發(fā)，二級(jí)后壟電站由周寧縣負(fù)責(zé)開發(fā)，規(guī)劃后壟電站水庫(kù)正常蓄水位280m。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，周寧縣禮門鄉(xiāng)后壟村上游約2.6km處峽谷河段地形地質(zhì)條件適合作為壩址，該河段上游河谷相對(duì)較寬，下游河谷河道坡降大，壩高增加10m以上，均不適合作為壩址。適合建壩的河段長(zhǎng)度約600m，河段河道坡降約6m。在適合建壩的河段上選取上、下兩個(gè)壩址，上壩址軸線位于該河段上游端河道轉(zhuǎn)彎點(diǎn)下游約100m峽谷處，水庫(kù)正常蓄水位280m時(shí)，自然寬高比為2.46。下壩址軸線距上壩址軸線約400m，水庫(kù)正常蓄水位280m時(shí)，自然寬高比為2.47。上、下壩址河谷均呈“V”字型，地形陡峻，上壩址左岸高程217m以上，右岸高程225m以上裸露燕山晚期侵入的鉀長(zhǎng)花崗巖基巖，河床被約2m～5m厚漂石、河卵石、砂卵石覆蓋。下壩址左岸高程227m以上、右岸高程212m以上裸露燕山晚期侵入的鉀長(zhǎng)花崗巖基巖，河床被約6.4m～8.3m厚的漂石、河卵石、砂卵石覆蓋。壩址未發(fā)現(xiàn)大斷層通過，以小斷層、節(jié)理裂隙為主，巖體相對(duì)較為堅(jiān)硬、完整，裂隙不發(fā)育，兩岸表層存在一些高傾角節(jié)理裂隙和順坡向卸荷裂隙。

上、下壩址的地質(zhì)條件較為相似，都相對(duì)較好，從地形、地貌和工程地質(zhì)條件看，兩壩址均具備建拱壩、重力壩的條件。通過對(duì)上、下壩址進(jìn)行分析，在同一正常蓄水位、同一種壩型時(shí)，下壩址壩高比上壩址增加約8m，雖增加調(diào)節(jié)庫(kù)容240萬m3，增加電量180萬kW·h，但增加了423萬元投資，增加發(fā)電量單位電能投資達(dá)2.35元/kW·h。因此，上壩址優(yōu)于下壩址，故選擇上壩址作為該工程壩址。

最終，壩址位于周寧縣禮門鄉(xiāng)梅度村(后壟村)上游約2.4km處，壩址河段長(zhǎng)約550m，河流由S39°E流入壩址，壩段河流流向S77°E，并由N77.3°E流出。壩址河谷呈不十分對(duì)稱的“V”字型，河谷狹窄，兩岸坡度在48°～61°，河底高程209.17m～214.18m。常水位時(shí)，河谷寬27.5m～35.0m。河谷兩岸大部分基巖裸露，僅在兩岸坡腳及河床有沖洪積層堆積。

壩址出露的巖性單一，均為燕山晚期侵入的中粗粒鉀長(zhǎng)花崗巖。未發(fā)現(xiàn)大斷層通過，以小斷層、節(jié)理裂隙為主，由于壩址巖體較完整堅(jiān)硬，卸荷裂隙不發(fā)育，主要有小斷層、近垂直河向及近平行河向的高傾角裂隙、順坡向裂隙組成。

3 水文氣象

3.1流域概況

后壟溪是霍童溪的最大支流，也是屏南、政和、周寧、寧德等縣的界河，流域發(fā)源于政和縣楊源鄉(xiāng)境內(nèi)，于寧德洪口鄉(xiāng)上游金鐘渡處匯入棠口溪，后壟溪的流域面積為665km2，主河道長(zhǎng)度約為81km，河道的平均水力坡降為10.8‰。

3.2氣象條件

后壟溪流域地處低緯度區(qū)，溫暖濕潤(rùn)，冬長(zhǎng)夏短，四季分明，雨量充沛，流域內(nèi)年平均氣溫在13℃～17℃之間，極端最高氣溫40.1℃，極端最低氣溫為-4.8℃。平均相對(duì)濕度79%，平均風(fēng)速1.6m/s，最大風(fēng)速22m/s。流域云霧雨日多，平均霧日約90d，平均年雨日約216d，年日照時(shí)數(shù)1780h。

3.3降雨條件

后壟溪后壟村以上有楊源、禮門和后壟雨量站，三站均具有1965年6月至今的雨量觀測(cè)資料，經(jīng)頻率分析計(jì)算得到后壟壩址以上多年平均降雨量為1916.7mm，Cv=0.19，Cs=2Cv。

4 壩型選擇

后壟溪流域地處中亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，夏秋季常受臺(tái)風(fēng)襲擊，造成流域內(nèi)大范圍暴雨并形成暴漲暴落的山洪。壩址以上流域面積513km2，總庫(kù)容2336萬m3，庫(kù)容相對(duì)較小，調(diào)蓄作用甚微，500年一遇校核下泄洪水達(dá)4038m3/s，50年一遇設(shè)計(jì)下泄洪水達(dá)2860 m3/s，泄洪量較大。因此，該工程壩區(qū)樞紐布置的決定因素是泄洪建筑物的布置。鑒于此，根據(jù)泄洪要求，結(jié)合壩址地形條件，擬定以下5個(gè)方案進(jìn)行比較。

4.1方案一：砌石厚拱壩表孔溢流

攔河壩為砌石厚拱壩，按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核，設(shè)計(jì)洪水位280.0m，校核洪水位281.77m。泄洪方案為壩頂表孔掛5扇10m×10m的閘門泄洪。采用拋物線雙曲拱壩，壩頂高程283.5m，壩底高程210.0m，最大壩高73.5m。壩頂寬度5m，拱冠梁底寬25m，拱冠梁厚高比0.34，壩頂中心線弧長(zhǎng)212.544m，頂拱中心角92°37′12″，拱壩形體參數(shù)如表1所示。

表1 砌石厚拱壩基本尺寸

厚拱壩壩體采用C15細(xì)骨料混凝土砌毛塊石，上下游面設(shè)0.6m厚M10漿砌條石，表面采用M10砂漿深勾縫處理，在基礎(chǔ)部位設(shè)0.8m厚C15素混凝土墊層。因砌石體單位體積水泥用量較低，且分層澆筑散熱條件較好，加以砌石體線脹系數(shù)、彈模、溫度應(yīng)力較小。故可不作分縫處理，只在拱壩施工時(shí)，根據(jù)需要在拱端附近或其它適當(dāng)位置預(yù)留橫向?qū)捒p，縫面設(shè)置鍵槽，在氣溫較低的季節(jié)采用C20混凝土回填寬縫，并回填灌漿。

拱壩基礎(chǔ)按全徑向開挖至弱風(fēng)化以上基巖。為加強(qiáng)拱壩基礎(chǔ)整體性和剛度，對(duì)壩基進(jìn)行全面固結(jié)灌漿。灌漿孔孔距3m，呈梅花型布置，孔深5m。壩內(nèi)布設(shè)帷幕灌漿壩基排水廊道，斷面為2.5m×3m城門洞形，灌漿廊道上游側(cè)設(shè)置帷幕灌漿孔，帷幕下游設(shè)排水孔。

厚拱壩泄洪建筑物采用壩頂開敞式溢洪道，消能方式為挑流消能。溢洪道布置在壩頂中央，堰頂高程270.00m，每孔凈寬10m，共5孔，設(shè)5扇10m×10m弧形閘門。

4.2方案二：雙曲薄拱壩中孔泄洪

壩型采用砌石雙曲拱壩，泄洪方案為壩頂設(shè)8扇6.0m×5.0m(寬×高)的平面閘門與壩身設(shè)2孔6.0m×6.0m的中孔泄洪。

泄洪方案按8個(gè)表孔和2個(gè)中孔進(jìn)行布置，8個(gè)表孔布置于河床中央，2個(gè)中孔的上方，其中有2個(gè)表孔分別與2個(gè)中孔布置在同一垂直軸線上。

攔河壩為砌石雙曲拱壩，按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核，設(shè)計(jì)洪水位280.97m，校核洪水位283.76m，拱壩體形為拋物線雙曲拱壩，壩頂高程285.5m，壩底高程210.0m，最大壩高75.5m。壩頂寬度4.5m，拱冠梁底寬14.5m，拱冠梁厚高比0.192，壩頂中心線弧長(zhǎng)219.444m，頂拱中心角99°5′9.6″，拱壩形體參數(shù)如表2所示。壩基處理設(shè)計(jì)同方案一。

表2 雙曲薄拱壩基本尺寸

溢流表孔堰面曲線為WES曲線，堰頂高程275.00m，溢流凈寬48m，每孔凈寬6.0m，采用挑流消能，共設(shè)8扇6m×5m的平面鋼閘門，表孔校核下泄流量2613m3/s。

兩個(gè)中孔沿拱壩平面中軸線對(duì)稱布置，分別與平面中軸線左、右第二個(gè)表孔位于同一垂直軸線上。底板高程242.0m，出口孔口尺寸6.0m×6.0m，進(jìn)口設(shè)6.0m×7.5m的平板事故檢修門，出口設(shè)6.0m×6.0m平板工作門，孔身段底為平坡，頂板為1∶10壓坡，壩體開孔處采用C25鋼筋砼襯砌，厚度為2.5m。中孔出流采用挑流消能，挑角10°校核下泄流量1392m3/s。中孔與表孔聯(lián)合泄洪最大下泄流量4005m3/s。

4.3方案三：雙曲薄拱壩結(jié)合兩岸滑雪式溢洪道

壩型采用砌石雙曲薄拱壩，泄洪方案為壩頂布設(shè)5扇10.0m×5.0m(寬×高)的弧形鋼閘門與兩岸壩肩布置兩道滑雪式溢洪道聯(lián)合泄洪。

經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位282.46m，500年一遇校核洪水位284.74m，壩頂高程286.5m，頂拱中心角99°5′9.6″，壩頂拱中心線弧長(zhǎng)219.444m，最大壩高76.5m，設(shè)計(jì)基本剖面壩頂厚4.5m，拱冠底厚14.5m，厚高比為0.19。該方案拱壩體形參照方案二。

該泄洪方案按5個(gè)表孔和2個(gè)岸邊滑雪式溢洪道布置，溢流表孔堰面為WES曲線、堰頂高程275.0m，溢流凈寬50m，每孔凈寬10m，采用挑流消能，共設(shè)5扇10m×5m的弧形鋼閘門。表孔校核下泄流量2607m3/s。

溢洪道由引渠段、閘室段、陡槽段和出口反弧段組成。引渠平面呈弧形，通過壩前開挖兩岸陡坡形成，底高程261.5m。閘室段在拱壩兩岸260.0m高程附近的壩肩內(nèi)開孔形成，孔口尺寸都為8.0m×7.0m(寬×高)，閘底板高程263.5m，閘底坂厚2.0m。根據(jù)地形條件，左岸陡槽坡度i=1.0，右岸陡槽坡度i=0.7，槽寬與閘室寬同為8.0m，陡槽邊墻高為7.0m，陡槽底板及內(nèi)側(cè)墻采用C25鋼筋砼澆筑襯砌，底板厚1.0m，內(nèi)側(cè)墻厚1.0m。襯砌與基巖間設(shè)基礎(chǔ)錨筋相連，陡槽外側(cè)墻采用重力式擋水墻，頂寬1.5m，底寬3.6m，外墻邊坡1∶0.3。陡槽段下接出口反弧段，反弧半徑20m，挑角20°，反弧段底高程230.0m，高于下游最高洪水位。出口反弧段最大流速較大，存在高速水流問題，需進(jìn)一步進(jìn)行水力模型試驗(yàn)，以確定摻氣減蝕及消能防沖措施。溢洪道基礎(chǔ)均全面進(jìn)行固結(jié)灌漿及排水處理。兩道溢洪道最大下泄洪水1412m3/s，表孔及溢洪道最大下泄洪水4038m3/s。

4.4方案四：泄洪洞方案拱壩

壩型采用砌石雙曲薄拱壩，泄洪方案為壩頂設(shè)5扇10m×5m(寬×高)的弧形閘門與左岸一襯后洞徑為10.0m的泄洪洞聯(lián)合泄洪。

經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，50年一遇設(shè)計(jì)洪水位為280.84m，500年一遇校核洪水位為283.46m，壩頂高程285.30m，頂拱中心角99°5′9.6″，壩頂拱中心線弧長(zhǎng)219.444m，最大壩高75.3m，設(shè)計(jì)拱冠梁基本剖面壩頂厚4.5m，底厚14.5m，厚高比0.193。拱壩體型參照方案二。

該泄洪方案按4個(gè)表孔和一個(gè)泄洪洞布置，溢流表孔布置同方案三，即壩頂設(shè)5扇10m×5m的弧形閘門，表孔下泄校核洪量2584m3/s。

泄洪洞襯后洞徑10.0m，進(jìn)口中心高程260.0m，出口中心高程219.0m，洞長(zhǎng)219.62m。泄洪洞由進(jìn)口段、豎井式閘室段、洞身及出口段組成。進(jìn)口段長(zhǎng)16.125m，喇叭口后為10m×10m方形斷面，由C25鋼筋砼襯砌1.0m。豎井式閘室段長(zhǎng)12.0m，閘門井高31.0m，啟閉檢修平臺(tái)高程286.0m，閘室段設(shè)10m×10m平面檢修閘門與工作閘門各一扇。閘室后設(shè)12.0m長(zhǎng)漸變段，由10m×10m方形斷面漸變?yōu)镈=10m圓形斷面，后接圓形泄洪洞，洞身襯后洞內(nèi)徑10.0m。泄洪洞進(jìn)出口軸線高差由斜井連接，斜井起點(diǎn)在漸變段后，斜井軸線傾角45°，前后由半徑30m轉(zhuǎn)彎段連接進(jìn)出口水平段。由于地形及需要滿足壩肩有一定厚度基巖以承受拱肩推力的要求，泄洪洞洞身在斜井后的在平面上拐彎繞過壩肩，轉(zhuǎn)角53.59°，轉(zhuǎn)彎半徑50.0m，洞身全長(zhǎng)采用鋼筋砼襯砌，厚度0.6m。該泄洪洞屬大流量、高流速有壓泄洪洞，其高速水流及出口消能防沖問題需要進(jìn)一步研究論證。泄洪洞最大下泄流量4008m3/s。

4.5方案五：砌石重力壩

壩型采用砌石重力壩，泄洪方案為壩頂設(shè)3扇12m×12.6m弧形閘門。重力壩壩頂高程283.5m，壩頂寬5.0m，最大壩高73.5m，壩頂長(zhǎng)度173.26m，壩體上游面上部垂直，在243.5m高程處折坡，坡度1∶0.2，下游壩坡1∶0.75，折坡點(diǎn)高程274.87m。重力壩壩體采用C15細(xì)骨料砼砌毛塊石，上下游面設(shè)0.6m厚M10漿砌條石，表面采用M10砂漿深勾縫處理，壩基鋪0.5m厚C15素砼墊層。溢流段掛3扇12m×12.6m(寬×高)的弧形閘門，堰頂高程267.4m，堰面曲線采用WES曲線接1∶0.7直線坡，下接反弧段，反弧半徑15.0m，采用挑流消能，挑角25°，該方案最大下泄流量4019m3/s。

砌石重力壩壩基清除覆蓋層并開挖到微風(fēng)化至新鮮基巖，對(duì)壩基進(jìn)行全面固結(jié)灌漿，灌漿孔距3m，呈梅花型布置，孔深5.0m。壩內(nèi)布設(shè)帷幕灌漿兼壩基排水廊道，斷面為2.5m×3.5m城門洞形。

根據(jù)5個(gè)方案工程量及總投資：砌石重力壩投資最大，薄拱壩結(jié)合滑雪式溢洪道和薄拱壩結(jié)合泄洪洞投資次之，厚拱壩及薄拱壩帶中孔方案經(jīng)濟(jì)性最好。中孔方案雖然在投資上與厚拱壩方案相近，但其在設(shè)計(jì)上需進(jìn)行局部孔口應(yīng)力分析，表孔中孔泄洪消能模型試驗(yàn)研究等。且在施工中施工干擾較大，施工倉(cāng)面較小，施工填筑強(qiáng)度受限制，而且必須在中孔、中孔閘門以及中孔啟閉房施工完畢后才能下閘，下閘時(shí)間難以確定，故存在較多難點(diǎn)。

相比之下，厚拱壩方案有利于泄洪建筑物布置，技術(shù)上簡(jiǎn)單可靠，且可提前下閘發(fā)揮效益，因此，最終選擇方案一——砌石厚拱壩。

5 大壩施工

5.1施工條件

后壟水電站水庫(kù)壩址在周寧縣禮門鄉(xiāng)后壟村上游2.6km處，廠房在后龍壟村下游3.5km處，工程地點(diǎn)距周寧縣城關(guān)60km，距周寧縣禮門鄉(xiāng)24km。現(xiàn)有從城關(guān)至禮門鄉(xiāng)滴水巖已有公路通車，從禮門鄉(xiāng)滴水巖至梅度村24km，現(xiàn)為簡(jiǎn)易拖拉機(jī)公路需要擴(kuò)寬。從梅度村至壩區(qū)需新開公路4.5km，從梅度村至廠區(qū)需新開公路5km，才能滿足交通運(yùn)輸和施工要求。工程對(duì)外交通以公路為主。

壩址位于峽谷河段上，兩岸地形險(xiǎn)峻，大部分山坡為陡壁，施工困難，需充分利用進(jìn)場(chǎng)公路與場(chǎng)內(nèi)施工道路兩邊的地形，開挖臺(tái)階并利用棄渣填平壩址兩岸下游沖溝作為施工場(chǎng)地。通往各施工支洞的施工道路沿線山坡及洞口堆渣場(chǎng)平整后可布置引水隧洞施工時(shí)所需的施工輔助企業(yè)及生產(chǎn)、生活福利等設(shè)施。廠區(qū)地形較為平緩，稍加平整后可作為廠區(qū)施工時(shí)所需生產(chǎn)、倉(cāng)庫(kù)和生活等設(shè)施布置場(chǎng)地。

5.2施工導(dǎo)流

施工導(dǎo)流采用全斷面圍堰、枯水期隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式，汛期由壩體預(yù)留缺口和導(dǎo)流隧洞聯(lián)合泄流。大壩導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為枯水期當(dāng)年10至次年2月，3年一遇，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量249m3/s，導(dǎo)流隧洞選擇右岸布置，洞長(zhǎng)約304m，坡降0.895%，采用城門型斷面，斷面尺寸為5.5m × 6.6m(寬×高)，進(jìn)口底板高程216 m，出口底板高程213 m。上下游圍堰均采用砌石圍堰，上游圍堰最大堰高20.4m，下游砌石圍堰堰高11.9m。汛期允許基坑過水。

施工渡汛洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用全年10年一遇，相應(yīng)的渡汛流量為2100m3/s。

5.3主體工程施工

后壟水電站為混合式電站[2]，主體工程主要施工項(xiàng)目有：攔河壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和開關(guān)站等。大壩、廠房、隧洞布置分開，因此可以分別施工，施工干擾小。

大壩土石方開挖采用機(jī)械挖裝為主，人工挖裝為輔。壩體砌石采用人工砌筑，壩體砼澆筑采用索吊提升，人工入倉(cāng)澆筑。引水隧洞開挖由手風(fēng)鉆鉆孔，光面爆破，裝巖機(jī)裝渣，由農(nóng)用車出渣。洞砼澆筑由洞口拌和機(jī)供料，農(nóng)用車運(yùn)輸，找平層砼、低拱由人工入倉(cāng)，邊、頂拱采用混凝土泵壓送入倉(cāng)。廠房及開關(guān)站開挖采用機(jī)械挖運(yùn)為主，人工挖運(yùn)為輔。廠房砼澆筑廠區(qū)拌和機(jī)供料，雙膠輪車運(yùn)輸，經(jīng)倉(cāng)面腳手架入倉(cāng)澆筑，下部砼搭倉(cāng)面經(jīng)導(dǎo)管或?qū)Р廴雮}(cāng)，上部砼由升降機(jī)提升后人工入倉(cāng)澆筑。

5.4施工主要計(jì)技術(shù)指標(biāo)

攔河壩為細(xì)石砼砌石重力拱壩，最大壩高73.5m，壩體主要工程量：土石方開挖5.28萬m3，細(xì)石砼砌毛塊石12.22萬m3，漿砌條石0.97萬m3，砼澆筑1.89萬m3，鋼筋制作安裝504t，帷幕灌漿5675m，固接灌漿2413m，金屬結(jié)構(gòu)200t。

大壩引水系統(tǒng)由豎井式進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓井[3]、高壓管道等組成，總長(zhǎng)約5725m。主要工程量為：明挖土石方3.35萬m3，洞(井)挖石方18.37萬m3，砼澆筑2.4萬m3，噴射砼0.33萬m3，系統(tǒng)錨桿10857根，固接灌漿21 057m，接觸灌漿1101m，鋼筋制安1179t，鋼管及閘門金屬結(jié)構(gòu)391t。

廠房及開關(guān)站主要工程量：土石方開挖6.07萬m3，土石方填筑1.07萬m3，澆筑砼1.0萬m3，鋼筋561t，漿砌塊石0.59萬m3，固接灌漿616m。

三材總用量為：水泥5.2萬t，鋼材(含鋼筋)2285t，木材1100 m3。需勞力107.3萬工日，施工高峰人數(shù)約1150人，平均施工人數(shù)約800人。

總工期：3年8個(gè)月，第1年9月開工，第一臺(tái)機(jī)組于第4年12月1日發(fā)電，第5年4月底工程竣工，第二臺(tái)機(jī)組于第5年5月1日發(fā)電。

6 水庫(kù)淹沒處理及環(huán)保效應(yīng)

水庫(kù)淹沒處理洪水標(biāo)準(zhǔn)：耕地、果園按二年一遇設(shè)計(jì)洪水回水位；人口、房屋按二十年一遇洪水設(shè)計(jì)回水位；林地按正常蓄水位。根據(jù)《福建省周寧縣后壟水庫(kù)電站使用林地可行性報(bào)告》[3]，正常蓄水位280m時(shí)，庫(kù)區(qū)主要淹沒實(shí)物指標(biāo)為：林地51.6547hm2。庫(kù)區(qū)無人口和耕地淹沒。水庫(kù)淹沒及處理補(bǔ)償概算為487.89萬元。

該項(xiàng)目工程永久占地：壩區(qū)1.3733hm2(約20.6畝)，調(diào)壓井及廠區(qū)0.68hm2，辦公宿舍區(qū)0.1667hm2，進(jìn)壩、廠公路1.2987hm2，共3.5187hm2。

后壟水電站裝機(jī)40MW，其建成后可改善當(dāng)?shù)仉娏A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。工程地點(diǎn)遠(yuǎn)離縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，位于周寧縣的偏遠(yuǎn)貧困山區(qū)，庫(kù)區(qū)只淹沒少量林地、無移民。水庫(kù)蓄水經(jīng)預(yù)測(cè)與類比分析，水質(zhì)可滿足功能區(qū)要求，不會(huì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。水庫(kù)發(fā)電下泄水溫接近天然狀況，即基本無水溫影響。工程施工占地與影響范圍也小，即工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境不利影響較小。工程建設(shè)主要環(huán)境影響在施工期：施工期對(duì)局部區(qū)域土壤和水土流失，因而需要提出合理的環(huán)保措施。

福建省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所對(duì)本工程進(jìn)行生態(tài)環(huán)境影響專題論證后認(rèn)為：后壟水電站建設(shè)項(xiàng)目符合省政府批復(fù)的霍童溪流域規(guī)劃，壩址選擇、施工場(chǎng)地、土石料場(chǎng)及棄渣場(chǎng)選擇合理。該項(xiàng)目的興建不存在重要的環(huán)境制約因素，在認(rèn)真落實(shí)本評(píng)價(jià)提出的各種環(huán)境保護(hù)措施，工程建設(shè)從環(huán)保的角度來看是切實(shí)可行的。

7 結(jié)論

對(duì)福建省周寧縣后壟溪二級(jí)水電站所在地的工程地質(zhì)條件、水文氣象條件、壩址選擇、壩型選擇、后續(xù)影響和環(huán)保效應(yīng)等進(jìn)行了詳盡的分析。按照因地制宜、揚(yáng)長(zhǎng)避短的原則，該水電站選址于周寧縣禮門鄉(xiāng)梅度村(后壟村)上游約2.4km處，庫(kù)周山體雄厚，斷裂裂隙不發(fā)育，水文工程地質(zhì)條件較為優(yōu)越，適合建壩。通過工程量、施工難度和總投資等多方面的綜合對(duì)比，壩型采用砌石厚拱壩。此外，還介紹了該水電站的施工條件、施工方案和施工技術(shù)指標(biāo)等，通過合理的施工布置，加上必要的道路拓寬和場(chǎng)地平整，能夠滿足施工要求。最終，該水電站的建設(shè)符合環(huán)保要求，水庫(kù)淹沒和生態(tài)影響也較小。

截至目前，該水電站已經(jīng)良好運(yùn)營(yíng)十余年，說明前期論證、建設(shè)方案選擇等是合理有效的。隨著越來越多的水電站在福建山區(qū)乃至全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)，希望通過本文的論述，能夠?yàn)閷眍愃频乃娬窘ㄔO(shè)提供一定參考和借鑒。

[1] 福建省周寧縣后壟水庫(kù)電站可行性研究報(bào)告[R].福州：福建省水利規(guī)劃院，2003.

[2] 于布.混合式電站的水力特性[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),1980(3):25-38.

[3] 福建省周寧縣后壟水庫(kù)電站使用林地可行性報(bào)告[R].福州：福建省水利規(guī)劃院，2005.

AnalysisoftheconstructionofZhouningHoulongsecond-cascadehydropowerstation

ZHUTao

(Fujian geological engineering survey institute,Fuzhou 350002)

Based on the importance and high demand on the safety of the construction of Fujian Zhouning Houlong second-cascade hydropower station, this paper takes it as an example and introduces its engineering geological condition, hydrology-weather condition, dam site selection, dam type selection, construction condition,construction plan, construction technical index, subsequent effects and environmental effects in detail. Through detailed analysis and discussion, the construction details of this hydropower station are demonstrated completely.

Houlong hydropower station；Engineering geological condition；Dam；Construction scheme

TV7

A

1004-6135(2017)11-0104-06

福建省科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)(No.2014Y2007)。

朱濤(1967- ),男，工程師。

E-mail:fjsdzgckcyzhutao@163.com

2017-06-29