淺談木里河上通壩水電站首部樞紐施工導(dǎo)流方案選擇

陳源遠(yuǎn)，馮 維

(1.四川省水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，成都，610072；(2.成都華禹瑞水利水電工程有限公司，成都，610072)

1 工程概況

四川省涼山州木里河上通壩引水式電站，工程主要由首部樞紐、引水系統(tǒng)、廠區(qū)建筑物等組成。首部樞紐由擋、泄水建筑物和取水建筑物組成，樞紐各建筑物均為混凝土結(jié)構(gòu)，首部樞紐基礎(chǔ)防滲采用全封閉式混凝土防滲墻，兩岸壩肩采用帷幕灌漿防止繞壩滲漏。首部樞紐擋、泄水建筑物為混凝土閘壩，壩頂全長132.12m，最大壩高26.7m。取水口布置在右岸，引水隧洞長21.75km，電站裝機(jī)3臺，單機(jī)容量80MW，總裝機(jī)容量240MW，電站計劃總工期51個月。工程建設(shè)控制工期的關(guān)鍵線路是引水隧洞工程的施工。

2 首部樞紐施工導(dǎo)流方案選擇

可研批復(fù)的首部樞紐工程施工導(dǎo)流方案是采用圍堰分期束窄河床，按四個枯期施工，枯期施工時段為11月-次年5月。初擬的首部樞紐工程進(jìn)場施工時間是第一年10月份，后來受招標(biāo)工作進(jìn)度影響，直到第一年12月底首部樞紐標(biāo)段仍未進(jìn)場施工。一枯基本不具備主體工程施工時段，根據(jù)總進(jìn)度計劃，僅剩三個枯期可供首部樞紐工程施工，若仍采用圍堰分期束窄河床導(dǎo)流方案，首部樞紐工程的施工將成為控制發(fā)電工期的又一關(guān)鍵線路[1]。因此，結(jié)合工程現(xiàn)狀提出對導(dǎo)流方案進(jìn)行重新論證。

根據(jù)本工程的特點并結(jié)合已有案例，上通壩水電站首部樞紐采用束窄河床分期導(dǎo)流和隧洞導(dǎo)流兩種方案均具備條件。其中束窄河床分期導(dǎo)流方案施工程序多、工期相對長但投資較少；隧洞導(dǎo)流方案施工程序簡單、工期較短但投資較多[2]。

為保障發(fā)電工期，考慮由束窄河床分期導(dǎo)流改為隧洞導(dǎo)流，隧洞導(dǎo)流方案施工程序如下：

一枯，剩余的時間段進(jìn)行導(dǎo)流隧洞工程施工；

二枯，利用建好的導(dǎo)流隧洞過流，進(jìn)行閘壩樞紐基礎(chǔ)及防滲墻施工，汛前拆除圍堰，汛期不施工；

三枯，恢復(fù)圍堰，繼續(xù)閘壩樞紐混凝土澆筑施工和金屬結(jié)構(gòu)安裝等施工；

四枯，利用修好的泄洪沖沙閘過流，完成導(dǎo)流洞封堵工作。

隧洞導(dǎo)流方案安排從第二年3月開始施工，第四年6月底主體工程基本完工，12月底完成隧洞封堵施工。

從表1可以看出：

表1 施工導(dǎo)流方案特性對比

(1)對發(fā)電工期的影響：隧洞導(dǎo)流方案主體工程施工工期為28個月，按正常工期安排，尚預(yù)留一個枯期應(yīng)對施工中出現(xiàn)的不利情況；分期導(dǎo)流方案，主體工程施工工期為40個月，按正常工期安排，可在第四年6月底完成主體工程的施工。要求必須在三個枯期內(nèi)完成施工，相對比較緊張，一旦不能完成，可能導(dǎo)致整個發(fā)電工期推遲。

(2)混凝土施工強(qiáng)度：分期導(dǎo)流方案，混凝土澆筑強(qiáng)度為1.8萬m3/月，隧洞導(dǎo)流方案，混凝土澆筑強(qiáng)度為2.6萬m3/月，盡管隧洞導(dǎo)流方案高峰強(qiáng)度較高，但其持續(xù)時間僅1個月。分期導(dǎo)流方案要求主體工程施工的第一個枯期末應(yīng)形成下一個枯期施工的左側(cè)縱向臨時擋水體系，即上游縱向圍堰、閘室左邊墩及下游護(hù)坦左側(cè)墻均應(yīng)達(dá)到枯期施工的擋水水位，要形成該面貌，有一定施工壓力。

(3)施工的連續(xù)性：隧洞方案，基礎(chǔ)處理和閘室澆筑均可連續(xù)施工完畢，設(shè)備和人員的利用率高；分期方案，上述項目均需分兩次完成，中間間斷約1a，設(shè)備和人員的利用率低。

(4)施工難易程度：隧洞方案，施工場面大、容易展開，施工程序相對簡單，施工干擾?。环制诜桨?，施工場面小、不容易展開，程序多、施工干擾大。

(5)導(dǎo)流工程投資：隧洞導(dǎo)流方案投資約為1713.66萬元，分期導(dǎo)流方案投資約為1476.66萬元，相差約237萬元。

(6)施工風(fēng)險性分析：隧洞導(dǎo)流方案，導(dǎo)流隧洞圍巖類別目前以Ⅲ類為主，若施工中圍巖類別發(fā)生變化，可能導(dǎo)致隧洞導(dǎo)流工程投資增加。該方案按正常工期安排，于第四年6月底可完成主體工程的施工，一旦施工中出現(xiàn)問題，尚有一個枯期可供利用。該方案可避免分期導(dǎo)流中縱向圍堰和分隔擋墻的穩(wěn)定問題。

分期導(dǎo)流方案，導(dǎo)流工程的投資在實施中變化的可能性較小[3]，該方案需三個枯期，滿足發(fā)電工期，但調(diào)整裕度不大。

另外，分期導(dǎo)流方案，一期明渠布置條件較差，尤其是下游段，受防沖槽開挖和側(cè)墻基礎(chǔ)振沖范圍的影響，必須進(jìn)行擴(kuò)挖，其布置條件和施工條件均較差。

綜上所述，木里河上通壩水電站首部樞紐施工導(dǎo)流最終選擇隧洞導(dǎo)流方案。

3 結(jié)語

施工導(dǎo)流方案的選擇應(yīng)該從施工工期、施工強(qiáng)度、施工連續(xù)性、施工難易程度、導(dǎo)流工程投資和施工風(fēng)險等方面來綜合比較確定。另外，對于水電站工程還應(yīng)該考慮工期延續(xù)可能對發(fā)電造成的不利影響。

本文以木里河上通壩水電站首部樞紐施工導(dǎo)流為例，采用兩種導(dǎo)流方案均基本能保證工期。通過綜合比較分析，本工程實際施工中選擇了隧洞導(dǎo)流方案，在投資增加不多的情況下，降低了施工難度，保障了發(fā)電工期。實踐證明，本工程首部樞紐選擇隧洞導(dǎo)流方案是合理的、成功的，可為類似項目施工導(dǎo)流方案的選擇提供借鑒和參考。