三溪口河床式水電站工程施工導(dǎo)流技術(shù)

王進(jìn)波

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)建設(shè)工程有限公司，云南 昆明 650217)

1 工程概況

三溪口河床式水電站位于浙江省麗水市青田縣境內(nèi)，壩址位于大溪和小溪匯合口下游的甌江干流麗水段，距青田縣城約6.0 km，壩址以上集水面積13 380 km2，多年平均徑流量139億m3。本工程樞紐建筑物主要由河床式發(fā)電廠房、泄洪閘、船閘以及兩岸接頭建筑物等組成。泄洪閘、船閘、發(fā)電廠房設(shè)置在同一軸線上，電站裝機(jī)容量100 MW[1_3]。

2 施工導(dǎo)流條件

2.1 水文氣象條件

流域內(nèi)氣候溫和，多年平均氣溫為18 ℃，極端最高氣溫為41.5 ℃，極端最低氣溫為-7.7 ℃。本流域徑流主要由降雨形成，洪水系暴雨產(chǎn)生，多年平均降雨量為1 465.1 mm，以五六月最多。天然河道壩址水位流量關(guān)系如下所示(見表1)，閘址汛期不同頻率的設(shè)計(jì)洪峰流量如下所示(見表2)。

2.2 圍堰地質(zhì)條件

表1 天然河道壩址水位流量關(guān)系

表2 汛期不同頻率設(shè)計(jì)洪峰流量 m3/s

3 施工導(dǎo)流方式

綜合分析三溪口水電站工程水文特性、地形和地質(zhì)條件、樞紐建筑物結(jié)構(gòu)布置以及有利于施工進(jìn)度安排和降低導(dǎo)流工程費(fèi)用等因素，采用分期圍堰導(dǎo)流方式；一期先圍廠房段及左側(cè)12孔泄洪閘段，二期圍右側(cè)10孔泄洪閘及船閘段，并利用二期圍堰擋水提前蓄水發(fā)電；其余建筑物的施工導(dǎo)流在施工期內(nèi)穿插進(jìn)行[4_6]。

4 導(dǎo)流程序及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

4.1 導(dǎo)流程序

第一階段為初期導(dǎo)流，自2010年10月1日至2011年4月30日，由原河床及右岸開挖的導(dǎo)流明渠過(guò)水，一期臨時(shí)圍堰擋水，進(jìn)行縱向混凝土圍堰及一期上、下游橫向圍堰施工；洪水標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期(10—3月)3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=2 730 m3/s[2]。

第二階段為一期導(dǎo)流階段，自2011年5月1日至2013年2月12日，由束窄河床(右岸導(dǎo)流明渠)過(guò)水，一期圍堰擋水，進(jìn)行一期基坑內(nèi)主體工程(含廠房及12孔泄洪閘)的施工；洪水標(biāo)準(zhǔn)采用全年10年一遇(P=10%)，其洪峰流量Q=14 000 m3/s。其中，在2011年10月1日至第2012年4月30日(非汛期內(nèi))進(jìn)行右岸擋水溢流壩、右岸交通防護(hù)工程等的施工，相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按非汛期(10月1日至次年4月30日)10年一遇(P=10%)洪水考慮，其設(shè)計(jì)流量取4 060 m3/s。

第三階段為二期導(dǎo)流工程的截流階段，自2013年1月15日至2013年4月30日，主要進(jìn)行二期上、下游圍堰施工。截流時(shí)段選為2013年2月，截流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)擬采用2月份5年一遇月平均流量Q=429 m3/s。

第四階段為二期導(dǎo)流階段，自2013年4月30日至2015年11月30日，由二期圍堰擋水發(fā)電，汛期洪水由已建12孔泄洪閘下泄，進(jìn)行二期基坑內(nèi)的主體工程施工；洪水標(biāo)準(zhǔn)采用汛期3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=10 950 m3/s。二期上游圍堰根據(jù)發(fā)電水位要求定為19.5 m，上部為自潰堰、下部過(guò)水圍堰的結(jié)構(gòu)形式。

4.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

施工導(dǎo)流水力特性如下所示(見表3)。

5 導(dǎo)流建筑物布置及結(jié)構(gòu)形式

5.1 一期臨時(shí)圍堰及右岸導(dǎo)流明渠結(jié)構(gòu)形式

一期臨時(shí)圍堰為砂礫石圍堰，圍堰頂部高程為12.3～11.8 m，頂部長(zhǎng)930.34 m，寬度為6.0 m；圍堰兩側(cè)邊坡坡度均為1∶1.5，圍堰高度為6.7 m，采用高噴防滲墻防滲；圍堰迎水面采用厚100 cm的理砌石保護(hù)。

表3 施工導(dǎo)流水力特性

右岸導(dǎo)流明渠開挖底高程為5.0 m，寬166 m(在一期臨時(shí)圍堰圍護(hù)的工況下，其寬度為119 m)，右岸330國(guó)道基礎(chǔ)及護(hù)坡采用混凝土護(hù)坡加以保護(hù)。

5.2 一期圍堰結(jié)構(gòu)形式

5.2.1 一期縱向圍堰結(jié)構(gòu)形式

縱向圍堰采用C20鋼筋混凝土圍堰，分為壩軸線上游段及壩軸線下游段兩段。閘軸線上游段長(zhǎng)100 m，頂高程為20.60 m，其基礎(chǔ)為密實(shí)砂礫卵石層。左側(cè)：基礎(chǔ)開挖高程為1.5～2.0 m，在高程5.00 m以下底寬為10 m，為矩形斷面，高程5.00 m以上為寬3.4 m的矩形斷面。右側(cè)：基礎(chǔ)開挖高程為2.5～3.0 m，在高程6.00 m以下底寬為14 m的矩形斷面。其中，壩軸線上游部分縱堰基礎(chǔ)需設(shè)混凝土防滲墻防滲，防滲墻底高程為-20.00 m。閘軸線下游段長(zhǎng)240.00 m，其中上游25 m長(zhǎng)范圍為利用泄洪閘閘墩；下游215.00 m長(zhǎng)范圍頂高程為20.60～19.50 m，結(jié)構(gòu)斷面形式基本同上游段，其基礎(chǔ)座落在密實(shí)砂礫卵石層上。下游段圍堰基礎(chǔ)需設(shè)高噴防滲墻防滲，高噴防滲墻底高程為-8.00 m。

5.2.2 一期上游橫向圍堰結(jié)構(gòu)形式

一期上游圍堰為砂礫料圍堰，堰頂高程20.60 m，堰頂長(zhǎng)231.9 m，寬6.00 m，圍堰迎水面及背水面邊坡均為1∶1.5。圍堰基礎(chǔ)采用高噴防滲墻防滲；堰身采用PVC土工膜防滲；圍堰迎水面采用厚1 m的拋石保護(hù)。

5.2.3 一期下游橫向圍堰結(jié)構(gòu)形式

一期下游圍堰為砂礫石圍堰，堰頂高程19.50 m，堰頂長(zhǎng)272.8 m，寬6.00 m，圍堰迎水面及背水面邊坡均為1∶1.5。一期下游圍堰的結(jié)構(gòu)形式及防滲方式與一期上游圍堰相同。

5.3 二期圍堰結(jié)構(gòu)形式

5.3.1 二期上游橫向圍堰結(jié)構(gòu)形式

二期上游圍堰頂長(zhǎng)214.5 m，為砂礫料挖引槽自潰式圍堰，堰頂高程按汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位(18.81 m)；同時(shí)考慮發(fā)電蓄水要求綜合確定為18.9 m，其上砌筑寬30 cm、高80 cm的磚砌擋浪墻。二期上游圍堰戧堤高程按非汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位加安全超高確定為12.4 m，戧堤頂寬29.25 m。戧堤以下為過(guò)水圍堰，采用厚80 cm的混凝土防滲墻防滲，防滲墻頂高程為12.4 m，底高程為-20.0 m(進(jìn)入密實(shí)含泥砂礫層2 m～3 m)，最大墻深32.4 m。圍堰迎水面邊坡為1∶1.5，背水面邊坡為1∶2，戧堤頂面及背水面采用厚30 cm的鋼筋網(wǎng)混凝土護(hù)面防沖。在基坑6 m高程用寬10 m的C20鋼筋混凝土保護(hù)。12.40 m高程以上為砂礫料自潰堰(堰體填筑料有級(jí)配要求)，頂寬6 m，迎水面邊坡為1∶1.5，采用干砌塊石保護(hù)，背水面邊坡1∶2，不加保護(hù)。堰體防滲采用粘土心墻，粘土心墻頂寬2 m，兩側(cè)邊坡為1∶0.2。

5.3.2 二期下游橫向圍堰結(jié)構(gòu)形式

二期下游圍堰為砂礫料挖引槽自潰式圍堰，堰頂高程17.10 m，堰頂長(zhǎng)236.8 m，寬6.00 m，兩側(cè)邊坡均為1∶1.5。12.00 m高程以上部分為自潰堰，采用頂寬2 m的粘土心墻防滲，迎水面(下游側(cè))采用厚40 cm的理砌塊石保護(hù)；12.00 m高程以下為固定堰，頂寬21.8 m。固定堰頂面及背水面采用厚40 cm的M 7.5漿砌塊石護(hù)面保護(hù)，堰身采用土工膜防滲，基礎(chǔ)(6.0 m高程以下)采用深2 m的粘土齒槽防滲[7]。

6 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐表明，本工程采用的分期圍堰導(dǎo)流方案是科學(xué)合理的，特別是采用二期圍堰擋水提前蓄水發(fā)電的方案，在工程建設(shè)期就實(shí)現(xiàn)了發(fā)電目標(biāo)，為其他河床式水電站工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。