新疆阜康抽水蓄能電站上水庫施工導(dǎo)流設(shè)計

蘇曉軍 任小亮

(1.黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810008； 2.中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710065)

1 工程概述

新疆阜康抽水蓄能電站位于新疆昌吉回族自治州阜康市境內(nèi)，本工程下水庫位于白楊河上游，上水庫位于白楊河西側(cè)白楊溝上游的西岔溝上。下水庫距阜康市約70 km，距烏魯木齊市約134 km。S303線從下水庫以北約21 km通過，下水庫至S303有簡易路相通，上水庫至簡易路約11 km，對外交通條件良好。

本工程為抽水蓄能電站，共裝機(jī)4臺，總裝機(jī)容量為1 200 MW(4×300 MW)。工程等別為一等大(1)型工程，其主要建筑物為1級建筑物。電站樞紐工程由上下水庫、泄洪建筑物、輸水系統(tǒng)、地下廠房及開關(guān)站等組成。

新疆阜康抽水蓄能電站樞紐布置圖見圖1。

該工程于2016年11月開工，目前廠房頂部通風(fēng)兼安全洞已經(jīng)貫通，目前已進(jìn)入主體工程施工階段。首臺機(jī)預(yù)計2023年3月試運行發(fā)電，全部機(jī)組預(yù)計于2023年12月試運行發(fā)電，施工總工期76個月。上水庫施工導(dǎo)流建筑物已基本完成，滿足上庫汛期度汛的要求。

2 施工導(dǎo)流

該工程上庫需要導(dǎo)流的建筑物主要有上水庫、上庫進(jìn)/出水口。

2.1 設(shè)計條件

上水庫位于西岔溝內(nèi)，溝谷深切，谷底寬約20 m～50 m，兩岸山體高陡，溝谷呈基本對稱的“V”型。庫區(qū)為兩溝夾一狹窄山梁地形，西岔溝內(nèi)基本長年有水，溝底寬20 m～50 m。

2.2 施工導(dǎo)流的特點

1)上水庫建筑物規(guī)模較大，施工導(dǎo)流布置及施工進(jìn)度安排需充分考慮各建筑物之間的施工關(guān)系，減少施工干擾[1，2]；2)上庫大壩為面板堆石壩，屬當(dāng)?shù)夭牧蠅?，施工期不允許壩面過水[3]；3)本工程上庫西岔溝、西支溝集雨面積較小，施工期來洪量不大；4)施工導(dǎo)流方案結(jié)合導(dǎo)流洞與抽排方案設(shè)置，導(dǎo)流排水路徑長、高差大。

2.3 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

本工程屬一等大(1)型工程，相應(yīng)的上水庫大壩和電站進(jìn)水口為1級建筑物。根據(jù)本工程規(guī)模和永久建筑物等級，按照DL/T 5397—2007水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范和DL/T 511—2000水電水利工程施工導(dǎo)流設(shè)計導(dǎo)則的規(guī)定，導(dǎo)流建筑物的級別按其保護(hù)對象、失事后果、使用年限和圍堰工程規(guī)模四項指標(biāo)確定。導(dǎo)流建筑物為4級建筑物。

初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為：上水庫西岔溝取10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)24 h洪量為10.6萬m3；上水庫西支溝取10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)24 h洪量為2.32萬m3。

本工程在中期度汛時段大壩填筑高程滿足50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，因此度汛標(biāo)準(zhǔn)取50年一遇洪水。

后期度汛采用大壩200年一遇擋水標(biāo)準(zhǔn)，上庫蓄水位遠(yuǎn)低于正常水位，滿足度汛要求。

2.4 導(dǎo)流方式

上水庫導(dǎo)流方式采用土石圍堰一次攔斷河床，機(jī)械抽排+排水洞導(dǎo)排的導(dǎo)流方式。

2.5 導(dǎo)流程序

根據(jù)施工進(jìn)度安排，將上庫大壩導(dǎo)流時段劃分為初期導(dǎo)流，中期導(dǎo)流、后期導(dǎo)流三個時段。

初期導(dǎo)流：2018年3月初～2018年5月底上庫西岔溝、西支溝進(jìn)行土石圍堰施工，2018年6月初～2019年9月底西岔溝及西支溝圍堰擋水，庫盆及大壩施工，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇的24 h洪量標(biāo)準(zhǔn)，西岔溝相應(yīng)24 h洪量10.6萬m3，西支溝相應(yīng)24 h洪量2.32萬m3。

中后期導(dǎo)流：2019年10月初～2022年3月底期間，上庫混凝土面板堆石壩擋水度汛，在2019年9月底，大壩填筑高程為2 213.69 m，度汛標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇24 h洪量標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)洪量西岔溝為18.8萬m3，西支溝為4.53萬m3，大壩度汛期間壩前水位為2 208.60 m，大壩填筑高程滿足度汛要求。為不影響面板施工，需對壩前擋水庫容進(jìn)行抽排，需要選用IS200-150-400的水泵(400 m3/h)6臺，約需要98 h可抽排完畢。度汛期間主要進(jìn)行上庫混凝土面板堆石壩、庫盆及進(jìn)出水口的施工。

2022年汛期上庫開始蓄水，此時上庫大壩已經(jīng)完建，由上庫混凝土面板堆石壩擋水，電站永久運行。

3 上水庫擋水建筑物設(shè)計

西岔溝圍堰布置于上水庫庫盆以外約65 m處，圍堰堰前水位為2 306.5 m，堰頂高程為2 308.0 m。圍堰為土石圍堰，迎水面坡比為1∶1.75，背水面坡比為1∶1.5，圍堰最大高度為33.6 m。

西支溝圍堰布置于上水庫庫盆以外約100 m處，圍堰堰前水位為2 313.2 m，堰頂高程為2 314.7 m，圍堰為土石圍堰，迎水面坡比為1∶1.75，背水面坡比為1∶1.5，圍堰最大高度為23.61 m。

圍堰防滲采用高噴防滲墻與土工膜結(jié)合的方式，高噴防滲墻入巖深度0.5 m。土工膜與防滲墻聯(lián)接時，下端嵌入防滲墻施工導(dǎo)向槽內(nèi)0.5 m，并用混凝土回填。土工膜兩側(cè)端頭與齒墻相連，要求伸入混凝土0.5 m，并留50 cm的伸縮接。土工膜兩側(cè)采用過渡料填筑,填筑厚度1 m。

4 上水庫排水路徑設(shè)計

西岔溝采用2.5 m×3.0 m城門洞形排水洞將溝道來流導(dǎo)排至西支溝，排水洞末端5 m進(jìn)行封堵，封堵體里埋設(shè)鋼管，鋼管直徑600，壁厚3.5 mm，后經(jīng)庫岸路邊溝、10號場內(nèi)路路側(cè)φ1 000混凝土管，將西岔溝來流導(dǎo)排至壩后。西岔溝排水洞外接鋼管處設(shè)置閥門一套，閥門型號為DN600型，承壓等級1.0 MPa，用以調(diào)控西岔溝出水流量。

西支溝采用IS200-150-400型號(400 m3/h)的水泵約2臺，泵后接φ400 PVC管，后經(jīng)庫岸路邊溝、10號場內(nèi)路路側(cè)φ1 000混凝土管，將西支溝來流導(dǎo)排至壩后。

西支溝、西岔溝來流合流后經(jīng)庫岸路邊溝排放，原設(shè)計環(huán)庫路邊溝1.0 m×0.4 m(寬×高)需擴(kuò)大到1.0 m×1.5 m(寬×高)，可滿足西支溝、西岔溝來流合流后排放需要。

5 結(jié)語

新疆阜康抽水蓄能電站上水庫施工導(dǎo)流結(jié)合上庫工程區(qū)的實際地形、地貌以及水文地質(zhì)等條件，確定了較為合理的導(dǎo)流方案。該工程上庫施工導(dǎo)流方案在以往其他抽蓄項目單一涵管導(dǎo)流、導(dǎo)流洞導(dǎo)流、機(jī)械抽排的基礎(chǔ)上結(jié)合工程自身實際情況確定了以抽排+導(dǎo)流洞+管道導(dǎo)流的組合處理方案，有效的減少了對主體工程施工期間的干擾，滿足了工程正常施工的需要，保證了工程的正常施工建設(shè)。