三溪口河床式水電站工程施工導(dǎo)流技術(shù)

　　摘要：綜合考慮三溪口河床式水電站壩址開闊、洪峰流量大等特點，同時結(jié)合業(yè)主的發(fā)電目標(biāo)要求，采用了分期圍堰導(dǎo)流、二期圍堰擋水發(fā)電的導(dǎo)流方案。從施工導(dǎo)流條件、施工導(dǎo)流方式、導(dǎo)流程序、導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)流建筑物布置及結(jié)構(gòu)形式等方面，介紹了三溪口河床式水電站工程的施工導(dǎo)流技術(shù)。表3個。

　　王進(jìn)波， 小水電 發(fā)表時間：2021-08-15

　　關(guān)鍵詞：河床式水電站;施工導(dǎo)流條件;導(dǎo)流方式;導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn);導(dǎo)流建筑物

　　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6.0km，壩址以上集水面積13380km2，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，電站裝機容量100MW[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1465.1mm，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)計洪峰流量如下所示(見表2)。

　　2.2圍堰地質(zhì)條件

　　圍堰地基上部為第四系全新統(tǒng)沖—洪積層上段(al—plQ24)灰白色砂礫卵石，稍密;成份以火山碎屑巖為主，次圓狀～圓狀，粒徑一般5～20cm，大者超過35cm。砂含量約20%～25%，中部為第四系全新統(tǒng)沖—洪積層下段(al—plQ14)灰白色含少量泥砂礫卵石，少量泥質(zhì)膠結(jié)，中密～密實。下部為第四系上更新統(tǒng)沖—洪積層(al—plQ3)灰黃色、灰白色含泥砂礫卵石(縱向圍堰下部為黃褐色、棕黃色含泥砂礫卵石)，泥質(zhì)膠結(jié)，中密，厚度變化較大，河床兩側(cè)該層缺失。圍堰基礎(chǔ)均可置于砂礫卵石層上，地基滲漏問題存在，應(yīng)進(jìn)行防滲處理。

　　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)流明渠過水，一期臨時圍堰擋水，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=2730m3/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=14000m3/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)計流量取4060m3/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。截流時段選為2013年2月，截流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)擬采用2月份5年一遇月平均流量Q=429m3/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=10950m3/s。二期上游圍堰根據(jù)發(fā)電水位要求定為19.5m，上部為自潰堰、下部過水圍堰的結(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

　　5.1一期臨時圍堰及右岸導(dǎo)流明渠結(jié)構(gòu)形式

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

　　右岸導(dǎo)流明渠開挖底高程為5.0m，寬166m(在一期臨時圍堰圍護(hù)的工況下，其寬度為119m)，右岸330國道基礎(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100m，頂高程為20.60m，其基礎(chǔ)為密實砂礫卵石層。左側(cè)：基礎(chǔ)開挖高程為1.5～2.0m，在高程5.00m以下底寬為10m，為矩形斷面，高程5.00m以上為寬3.4m的矩形斷面。右側(cè)：基礎(chǔ)開挖高程為2.5～3.0m，在高程6.00m以下底寬為14m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-20.00m。閘軸線下游段長240.00m，其中上游25m長范圍為利用泄洪閘閘墩;下游215.00m長范圍頂高程為20.60～19.50m，結(jié)構(gòu)斷面形式基本同上游段，其基礎(chǔ)座落在密實砂礫卵石層上。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-8.00m。

　　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20.60m，堰頂長231.9m，寬6.00m，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1m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19.50m，堰頂長272.8m，寬6.00m，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214.5m，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(18.81m);同時考慮發(fā)電蓄水要求綜合確定為18.9m，其上砌筑寬30cm、高80cm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12.4m，戧堤頂寬29.25m。戧堤以下為過水圍堰，采用厚80cm的混凝土防滲墻防滲，防滲墻頂高程為12.4m，底高程為-20.0m(進(jìn)入密實含泥砂礫層2m～3m)，最大墻深32.4m。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30cm的鋼筋網(wǎng)混凝土護(hù)面防沖。在基坑6m高程用寬10m的C20鋼筋混凝土保護(hù)。12.40m高程以上為砂礫料自潰堰(堰體填筑料有級配要求)，頂寬6m，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2m，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17.10m，堰頂長236.8m，寬6.00m，兩側(cè)邊坡均為1∶1.5。12.00m高程以上部分為自潰堰，采用頂寬2m的粘土心墻防滲，迎水面采用厚40cm的理砌塊石保護(hù);12.00m高程以下為固定堰，頂寬21.8m。固定堰頂面及背水面采用厚40cm的M7.5漿砌塊石護(hù)面保護(hù)，堰身采用土工膜防滲，基礎(chǔ)(6.0m高程以下)采用深2m的粘土齒槽防滲[7]。

　　6結(jié)語

　　實踐表明，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)計提供了可借鑒的經(jīng)驗。