紅葉二級水電站閘首二期導(dǎo)流方案的優(yōu)化樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。紅葉二級水電站閘首二期導(dǎo)流方案的優(yōu)化袁向平(中國水利水電第七工程局紅葉二級電站項目部,四川成都611730)

摘要:介紹了紅葉二級水電站的工程概況,水文、氣象特點,以及二期導(dǎo)流的優(yōu)化。經(jīng)過兩種方案比較論證,闡述了優(yōu)化方案的經(jīng)濟、社會效益及優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞:分期導(dǎo)流;優(yōu)化方案;施工導(dǎo)流;紅葉二級水電站

1工程概況

紅葉二級水電站位于阿壩州理縣境內(nèi)的雜谷腦河上,壩址上游50m處有紅葉一級水電站尾水匯入,下游與理縣電站水庫相接。工程主要由首部擋水建筑物、取水建筑物和引水建筑物、發(fā)電建筑物三部分組成。首部建筑物從左至右依次由進水閘、1孔沖砂閘、3孔泄洪閘及右岸擋水壩段組成,最大壩高11．5m。樞紐為低閘擋水,經(jīng)進水口、引水隧洞引水至下游雜谷腦河左岸地面式廠房發(fā)電。電站設(shè)計裝機容量90MW。

2水文、氣象

工程所在地域?qū)俅ㄎ鞲咴降丶撅L(fēng)氣候,冬季寒冷干燥,降水稀少,且溫差大,夏季多大風(fēng),干雨季明顯。理縣多年平均氣溫11．2℃,極端最高氣溫33．9℃,極端最低氣溫－11℃,多年平均降水量613．3mm,最大積雪厚度15mm,多年平均相對濕度67％。

雜谷腦河是岷江上游右岸一級支流,全長168km,其中理縣以上112km,流域面積4632km2,河道平均坡降23％,流域內(nèi)森林豐富,加上90余個天然海子,可對徑流起天然調(diào)節(jié)作用。紅葉二級水電站壩址以上有紅葉一級電站尾水匯入,其滿發(fā)時的流量為17m3／s。雜谷腦河徑流主要由降水補給,每年4月降雨量開始增加,5～10月降雨量約占全年降雨量的80％。該河洪水主要由暴雨形成,強度較小,歷年最大降雨量發(fā)生在5～9月,11月至翌年3月為枯水期,5～9月為洪水期,4月、10月為中水期。

紅葉二級水電站壩址施工分期設(shè)計洪水成果見表1。3施工導(dǎo)流方案、標準及時段劃分

3．1導(dǎo)流方案

原方案:采用分期導(dǎo)流,左、右岸基坑分兩期施工,即:一期圍左岸,進行2號和3號泄洪閘、沖砂閘、2號和3號鋪蓋、左岸儲門槽壩段、取水口、引水明渠、左岸護坦及海漫施工,由前期施工的導(dǎo)流明渠過流;二期圍右岸,進行1號泄洪閘、1號鋪蓋、右岸擋水壩、右岸儲門槽壩段、右岸護坦、海漫施工,由已建成的3號泄洪閘過流。

優(yōu)化方案:一期導(dǎo)流同原方案一致,二期導(dǎo)流由原3號閘過流,改為由2號、3號閘聯(lián)合過流。

3．2二期導(dǎo)流標準及時段劃分

原方案:根據(jù)本工程建筑物級別、標書要求、《水利水電樞紐工程等級劃分設(shè)計標準》(SDJ12－78)和《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SDJ338－89)規(guī)定,并結(jié)合本工程實際施工情況、使用年限等將導(dǎo)流建筑物定為Ⅴ級,導(dǎo)流設(shè)計為五年一遇枯期流量。Q＝64．5m3／s,即滿足4月份導(dǎo)流要求。導(dǎo)流時段:11月初～4月底。

優(yōu)化方案:本工程二期導(dǎo)流若按原方案在枯期導(dǎo)流,二枯截流后再施工河床段防滲墻,防滲墻結(jié)束后再進行壩體的澆筑等,施工工期則無法滿足要求,原因是右岸河床段防滲墻均為深孔,平均造孔深度約53m,槽段分序施工,按照施工經(jīng)驗,最短施工時間也需5個月(實際施工時間也為5個月)才能完成Ⅰ、Ⅱ序防滲墻施工。

若按原方案導(dǎo)流的施工進度安排是:11月初截流,11月10日完成防滲墻平臺回填及澆筑,11月25日開鉆,5月初完成防滲墻施工,5月15日完成防滲墻平臺拆除及開挖,5月底完成戴帽混凝土,然后進行壩體混凝土澆筑,但到6月已進入主汛期,枯期導(dǎo)流圍堰無法滿足過渡要求,壩體混凝土根本無法澆筑,要再次施工,必須重新截流,從而將使總工期滯后約7個月。這是工程進度所不允許的,也將增加大量的投資和施工成本,并造成不良的社會影響。

為保證合同工期的實現(xiàn),解決二期工期壓力問題,必須將二期截流時間提前,但要提前到9月初截流,根據(jù)水文資料,9月份五年一遇流量為265m3／s,2號、3號泄洪閘過流其水深將達6．2m,相應(yīng)閘前水位為2085．2m,但降雨量統(tǒng)計資料顯示,6～8月主汛期流量均未超過150m3／s,在洪峰流量散布圖中9月份流量大于150m3／s的次數(shù)也較少,并對可能出現(xiàn)的超過150m3／s的洪水,采取有效的預(yù)防措施(9月初截流后首先進行防滲墻施工平臺混凝土澆筑,再進行開鉆前的準備工作,因此到9月底才能具備開鉆條件,優(yōu)化施工后的二期圍堰能滿足10月份過流要求),即使洪水翻圍堰,也不會造成太大損失。二期截流在經(jīng)過重復(fù)論證、精心組織與安排,于9月7日成功實現(xiàn),防滲墻平臺于9月15日形成,9月底防滲墻開鉆,2月20日完成防滲墻施工,4月20日壩體混凝土澆至度汛高程,并可保證合同工期的實現(xiàn)。

導(dǎo)流標準:采用五年一遇中水期流量導(dǎo)流,即Q＝112m3／s,2號、3號閘聯(lián)合過流。導(dǎo)流時段:10月至翌年5月。

3．3導(dǎo)流建筑物設(shè)計與布置

原方案:二期圍堰分為上堰、縱堰和下堰,其結(jié)構(gòu)為壤土編織袋堰體,彩條布防滲,其斷面型式如圖1示。

若按圖施工,存在以下方面不足:

(1)所需斷面大(占用較大過流斷面);

(2)迎水面邊坡在水沖刷下無法穩(wěn)定(因閘室出口水流速度很快);

(3)受地方材料限制,砂壤土用量無法滿足;

(4)受前期施工的暗渠出口位置影響,在水下施工根本無法形成如圖所示的下游圍堰。

優(yōu)化方案:上堰及縱堰砂壤土圍堰改為漿砌石圍堰,下堰改為砂壤土心墻圍堰,其結(jié)構(gòu)型式如圖2示。修改后的導(dǎo)流布置,解決了以下幾個問題:

(1)因加大了過流斷面,成功實現(xiàn)提前截流,大大降低了閘前水位;

(2)保證了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;

(3)圍堰滲水量小,減小了施工難度;

(4)保證了施工進度。

4兩種方案比較