枕頭壩一級(jí)水電站截流設(shè)計(jì)施工

高文甫

【摘要】枕頭壩一級(jí)水電站為大渡河干流水電梯級(jí)規(guī)劃的第十九個(gè)梯級(jí)，位于四川省樂(lè)山市金口河區(qū)。水電站采用堤壩式開(kāi)發(fā)為河床式廠房，正常蓄水位624m，最大壩高86.5m，水電站裝機(jī)容量720MW，以發(fā)電為主，兼顧下游用水。根據(jù)水電站的施工導(dǎo)流規(guī)劃，導(dǎo)流分為三期進(jìn)行。其中一期項(xiàng)目已由其他承包人完成，二期截流采用單戧立堵雙向進(jìn)占方案，從具備條件的導(dǎo)流明渠過(guò)流。

【關(guān)鍵詞】枕頭壩；截流

1、截流施工

1.1 截流設(shè)計(jì)

（1）截流時(shí)段及截流設(shè)計(jì)流量

根據(jù)貴陽(yáng)勘察設(shè)計(jì)研究院《二期截流設(shè)計(jì)規(guī)劃報(bào)告》和本水電站受上游瀑布溝水電站、深溪溝水電站調(diào)控的實(shí)際情況，當(dāng)深溪溝水電站調(diào)蓄下兩臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，11月份10年一遇月平均流量為1250m3/s；當(dāng)瀑布溝三臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，11月份10年一遇月平均流量為1430m3/s；當(dāng)瀑布溝兩臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)，11月份10年一遇月平均流量為996m3/s。故預(yù)進(jìn)占設(shè)計(jì)流量取1250m3/s，龍口合龍?jiān)O(shè)計(jì)流量取996m3/s，截流期間在最艱難的龍口II區(qū)設(shè)計(jì)流量取625m3/s（業(yè)主協(xié)調(diào)上游深溪溝水電站控泄8小時(shí)）。

（2）截流模型試驗(yàn)

聘請(qǐng)三峽大學(xué)完成截流模型試驗(yàn)，取得不同工況下截流方式、拋投粒徑、拋投強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)。

（3）戧堤設(shè)計(jì)

截流戧堤布置在上游圍堰防滲墻下游，預(yù)進(jìn)占期按流量1250m3/s，經(jīng)導(dǎo)流明渠分流后計(jì)算得上游水位591.52m。龍口段按流量996m3/s查導(dǎo)流明渠進(jìn)口水位流量關(guān)系，閉氣后對(duì)應(yīng)上游水位594.53m，綜合安全超高及施工因素確定上游戧堤頂高程597.00m。截流戧堤預(yù)進(jìn)占頂寬25m，上下游坡比1：1.5，龍口I、Ⅱ、Ⅲ區(qū)頂寬20m，上下游坡比1：1.5，進(jìn)占堤頭邊坡坡比1：1.2，預(yù)進(jìn)占戧堤頂寬25m是為了滿足3～4輛車平行同時(shí)卸料保證拋填強(qiáng)度，龍口段戧堤頂寬20m、頂高程595m是為了減少拋填量以快速合攏。

（4）龍口位置、寬度的選擇

圍堰地質(zhì)資料在河床右側(cè)有一深槽，最低高程578.30m，該處水深達(dá)11.70m。為降低龍口合攏拋填強(qiáng)度及難度，選擇以右岸進(jìn)占為主，龍口位置偏主河床左側(cè)，以避開(kāi)右岸河床深槽部位。根據(jù)截流模型試驗(yàn)及水力學(xué)計(jì)算成果，截流戧堤總長(zhǎng)95m，戧堤右岸預(yù)進(jìn)占25米，左岸預(yù)進(jìn)占10米后龍口寬度為60m。

（5） 截流戧堤設(shè)計(jì)工程量

綜合水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)、水力學(xué)計(jì)算及截流模型試驗(yàn)，按上述工況計(jì)算各部位所需要拋填各類材料的體型數(shù)量，根據(jù)體型量確定截流戧堤設(shè)計(jì)工程量，兩者對(duì)比具體見(jiàn)表1。

1.2 截流備料

我公司2011年9月中旬進(jìn)場(chǎng)以截流為中心，聘請(qǐng)三峽大學(xué)做截流模型試驗(yàn)，編寫截流施工組織設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備鋼筋石籠、大塊石串、混凝土四面體、塊石料等截流材料。2011年11月20日完成截流備料。

1.3 截流施工

（1）2011年11月26日上午10點(diǎn)對(duì)導(dǎo)流明渠進(jìn)口預(yù)留巖埂進(jìn)行爆破。10：30分開(kāi)始戧堤預(yù)進(jìn)占施工，戧堤預(yù)進(jìn)占和龍口合龍?zhí)钪B續(xù)進(jìn)行。

（2）戧堤預(yù)進(jìn)占填筑料以塊徑含量較大的石渣料為主，使用一臺(tái)CAT365（3.8m3）和一臺(tái)日立850（4.2m3）反鏟。戧堤預(yù)進(jìn)占頂寬為25.0m，其中右岸進(jìn)占約15.0m、左岸進(jìn)占約10.0m，石渣填筑量為1.9萬(wàn)m3，填筑時(shí)段為8小時(shí)，拋投強(qiáng)度為2375m3/h，該時(shí)段大渡河瀑布溝水電站下泄流量為350m3/s～500m3/s，水流流速為1.98m/s～2.28m/s。11月26日下午約18點(diǎn)導(dǎo)流明渠進(jìn)口巖埂破口，導(dǎo)流明渠開(kāi)始分流。

（3）2011年11月26日下午18：30至11月27日上午約9：00點(diǎn)，完成龍口Ⅰ區(qū)（60m～40m）填筑，龍口Ⅰ區(qū)進(jìn)占寬度為20.0m。龍口Ⅰ區(qū)拋投料主要為塊石粒徑較好的石渣料和鋼筋石籠，拋投量約1.11萬(wàn)m3，其中鋼筋石籠900m3，石渣料1.02萬(wàn) m3。該時(shí)段瀑布溝水電站下泄流量約400m3/s，流速2.28m/s～3.20m/s。龍口Ⅰ區(qū)填筑為夜間施工，進(jìn)展適當(dāng)放緩，拋投強(qiáng)度1233m3/h，耗時(shí)9小時(shí)。

（4）龍口Ⅱ區(qū)（40m～20m）戧堤填筑的最難階段，并且瀑布溝水電站下泄流量逐漸增大，最大下泄流量達(dá)到652m3/s，流速達(dá)到5.56 m/s。由于龍口Ⅱ區(qū)過(guò)流斷面減小流速急劇增大，為保證拋投料的穩(wěn)定性，該階段拋投鋼筋石籠、塊石串和四面體。龍口Ⅱ區(qū)拋投量約1.21萬(wàn)m3，其中鋼筋石籠0.26萬(wàn)m3，塊石串400串，四面體160 m3，石渣料0.88萬(wàn)m3。11月27日早6點(diǎn)至上午11點(diǎn)完成龍口Ⅱ區(qū)填筑，耗時(shí)約6.0小時(shí)，拋投強(qiáng)度2023 m3/h。

（5）龍口Ⅲ區(qū)（20m～0m）為三角體。隨著導(dǎo)流進(jìn)口上游水位的抬高和導(dǎo)流明渠分流量的加大，通過(guò)龍口Ⅲ區(qū)的流量正逐漸減小，該區(qū)截流相對(duì)容易，但拋投料仍以塊石串和四面體為主石渣料輔助。龍口Ⅲ區(qū)拋投量約3650 m3，其中鋼筋石籠250m3，塊石串150串，四面體40m3，石渣料3060m3。龍口Ⅲ區(qū)于11月27日下午14：30填筑完成，耗時(shí)約2.5小時(shí)，拋投強(qiáng)度1460 m3/h，順利實(shí)現(xiàn)了大江截流。

截流戧堤設(shè)計(jì)與實(shí)際拋投量對(duì)比見(jiàn)表1。