红叶二级水电站闸首二期导流方案的优化样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。红叶二级水电站闸首二期导流方案的优化袁向平(中国水利水电第七工程局红叶二级电站项目部,四川成都611730)

摘要:介绍了红叶二级水电站的工程概况,水文、气象特点,以及二期导流的优化。经过两种方案比较论证,阐述了优化方案的经济、社会效益及优缺点。

关键词:分期导流;优化方案;施工导流;红叶二级水电站

1工程概况

红叶二级水电站位于阿坝州理县境内的杂谷脑河上,坝址上游50m处有红叶一级水电站尾水汇入,下游与理县电站水库相接。工程主要由首部挡水建筑物、取水建筑物和引水建筑物、发电建筑物三部分组成。首部建筑物从左至右依次由进水闸、1孔冲砂闸、3孔泄洪闸及右岸挡水坝段组成,最大坝高11．5m。枢纽为低闸挡水,经进水口、引水隧洞引水至下游杂谷脑河左岸地面式厂房发电。电站设计装机容量90MW。

2水文、气象

工程所在地域属川西高原山地季风气候,冬季寒冷干燥,降水稀少,且温差大,夏季多大风,干雨季明显。理县多年平均气温11．2℃,极端最高气温33．9℃,极端最低气温－11℃,多年平均降水量613．3mm,最大积雪厚度15mm,多年平均相对湿度67％。

杂谷脑河是岷江上游右岸一级支流,全长168km,其中理县以上112km,流域面积4632km2,河道平均坡降23％,流域内森林丰富,加上90余个天然海子,可对径流起天然调节作用。红叶二级水电站坝址以上有红叶一级电站尾水汇入,其满发时的流量为17m3／s。杂谷脑河径流主要由降水补给,每年4月降雨量开始增加,5～10月降雨量约占全年降雨量的80％。该河洪水主要由暴雨形成,强度较小,历年最大降雨量发生在5～9月,11月至翌年3月为枯水期,5～9月为洪水期,4月、10月为中水期。

红叶二级水电站坝址施工分期设计洪水成果见表1。3施工导流方案、标准及时段划分

3．1导流方案

原方案:采用分期导流,左、右岸基坑分两期施工,即:一期围左岸,进行2号和3号泄洪闸、冲砂闸、2号和3号铺盖、左岸储门槽坝段、取水口、引水明渠、左岸护坦及海漫施工,由前期施工的导流明渠过流;二期围右岸,进行1号泄洪闸、1号铺盖、右岸挡水坝、右岸储门槽坝段、右岸护坦、海漫施工,由已建成的3号泄洪闸过流。

优化方案:一期导流同原方案一致,二期导流由原3号闸过流,改为由2号、3号闸联合过流。

3．2二期导流标准及时段划分

原方案:根据本工程建筑物级别、标书要求、《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》(SDJ12－78)和《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338－89)规定,并结合本工程实际施工情况、使用年限等将导流建筑物定为Ⅴ级,导流设计为五年一遇枯期流量。Q＝64．5m3／s,即满足4月份导流要求。导流时段:11月初～4月底。

优化方案:本工程二期导流若按原方案在枯期导流,二枯截流后再施工河床段防渗墙,防渗墙结束后再进行坝体的浇筑等,施工工期则无法满足要求,原因是右岸河床段防渗墙均为深孔,平均造孔深度约53m,槽段分序施工,按照施工经验,最短施工时间也需5个月(实际施工时间也为5个月)才能完成Ⅰ、Ⅱ序防渗墙施工。

若按原方案导流的施工进度安排是:11月初截流,11月10日完成防渗墙平台回填及浇筑,11月25日开钻,5月初完成防渗墙施工,5月15日完成防渗墙平台拆除及开挖,5月底完成戴帽混凝土,然后进行坝体混凝土浇筑,但到6月已进入主汛期,枯期导流围堰无法满足过渡要求,坝体混凝土根本无法浇筑,要再次施工,必须重新截流,从而将使总工期滞后约7个月。这是工程进度所不允许的,也将增加大量的投资和施工成本,并造成不良的社会影响。

为保证合同工期的实现,解决二期工期压力问题,必须将二期截流时间提前,但要提前到9月初截流,根据水文资料,9月份五年一遇流量为265m3／s,2号、3号泄洪闸过流其水深将达6．2m,相应闸前水位为2085．2m,但降雨量统计资料显示,6～8月主汛期流量均未超过150m3／s,在洪峰流量散布图中9月份流量大于150m3／s的次数也较少,并对可能出现的超过150m3／s的洪水,采取有效的预防措施(9月初截流后首先进行防渗墙施工平台混凝土浇筑,再进行开钻前的准备工作,因此到9月底才能具备开钻条件,优化施工后的二期围堰能满足10月份过流要求),即使洪水翻围堰,也不会造成太大损失。二期截流在经过重复论证、精心组织与安排,于9月7日成功实现,防渗墙平台于9月15日形成,9月底防渗墙开钻,2月20日完成防渗墙施工,4月20日坝体混凝土浇至度汛高程,并可保证合同工期的实现。

导流标准:采用五年一遇中水期流量导流,即Q＝112m3／s,2号、3号闸联合过流。导流时段:10月至翌年5月。

3．3导流建筑物设计与布置

原方案:二期围堰分为上堰、纵堰和下堰,其结构为壤土编织袋堰体,彩条布防渗,其断面型式如图1示。

若按图施工,存在以下方面不足:

(1)所需断面大(占用较大过流断面);

(2)迎水面边坡在水冲刷下无法稳定(因闸室出口水流速度很快);

(3)受地方材料限制,砂壤土用量无法满足;

(4)受前期施工的暗渠出口位置影响,在水下施工根本无法形成如图所示的下游围堰。

优化方案:上堰及纵堰砂壤土围堰改为浆砌石围堰,下堰改为砂壤土心墙围堰,其结构型式如图2示。修改后的导流布置,解决了以下几个问题:

(1)因加大了过流断面,成功实现提前截流,大大降低了闸前水位;

(2)保证了结构稳定;

(3)围堰渗水量小,减小了施工难度;

(4)保证了施工进度。

4两种方案比较