柴 偉，周立軍

(1.黑龍江省水利第二工程處，哈爾濱150302;2.青岡縣水務局，黑龍江青岡151600)

龍虎山水電站位于牡丹江下游，黑龍江省林口縣境內，距上游已建的蓮花水電站29 km。龍虎山水電站(原名二道溝水電站)是一座河床式水電站，其主要任務是以發(fā)電為主，并承擔防洪、灌溉等任務。水庫總庫容4 513×104m3，正常蓄水位154 m，電站裝機5臺，單機4×15.375+3.5 MW，電站總裝機容量為65 MW，多年平均發(fā)電量1.25×108kW·h，保證出力9.0 MW。項目建設包括樞紐工程、移民工程、水保工程、環(huán)保工程等內容，工程建成后與蓮花電站同步運行，共同承擔黑龍江省電網的調峰和事故備用等任務。工程項目概算總投資95 789萬元，其中，靜態(tài)投資85 230萬元，動態(tài)投資10 559萬元。樞紐工程投資約46 658萬元人民幣，建設征地和移民補償費用投資約19 577萬元。

龍虎山水電站建設需要修建臨時的導流建筑物，以保護大壩施工，防止或減少大壩建成前洪水造成的損失。導流洪水標準及導流方案的選擇尤為重要，既要兼顧安全和經濟兩方面的要求，又要做到切實可行，因此，龍虎山水電站導流建筑物在施工前進行了多方案比選，做到了方案優(yōu)化。

1 導流時段劃分及導流標準

由于龍虎山水電站上游29 km處有蓮花水電站調節(jié)，龍虎山水電站壩址的導流時段劃分為汛期和非汛期。根據《水電樞紐工程等級劃分及設計安全標準》(DL5180－2003)和《水電工程施工組織設計規(guī)范》(DL/T5329－2007)的規(guī)定，施工導流標準為大汛5 a重現(xiàn)期洪水。龍虎山水庫上游建有蓮花電站，因此施工洪水并非單純的天然洪水，而是由蓮花水庫及電站機組發(fā)電流量與蓮花壩址～龍虎山壩址區(qū)間洪水流量疊加而成。

根據對蓮花水庫1998年建成以來的水庫運行資料分析以及蓮花壩址至龍虎山壩址間的流域面積只占龍虎山壩址全流域面積的1.3%的實際情況分析，龍虎山水庫的施工洪水受蓮花水電站發(fā)電流量控制。蓮花水電站是黑龍江電網的主要調峰電源，其機組滿發(fā)時下泄流量為1 354 m3/s。

龍虎山壩址洪水流量見表1。

表1 龍虎山壩址、區(qū)間大汛洪水流量表

根據國內已建成的在松花江豐滿大壩下游建設的豐滿發(fā)電廠永慶反調節(jié)水庫工程和位于河南省洛陽市以北的黃河干流上的黃河小浪底水利樞紐的配套工程西霞院反調節(jié)水庫工程等的實際經驗，在上游有已建成的大型水庫工程情況下，地處下游的工程其施工導流流量均有所減小。

經過分析比較，并依據國內已有工程實例，綜合考慮導流工程量及工程投資等因素，確定龍虎山水電站的施工導流標準為:蓮花水電站機組發(fā)電滿發(fā)流量(Q=1 354 m3/s)與蓮花壩址 ～龍虎山壩址區(qū)間大汛5 a重現(xiàn)期洪水(Q= 210 m3/s)相疊加，其設計流量為1 564 m3/s。

2 度汛標準及流量

由于龍虎山水電站工程二期圍堰需擋水發(fā)電，根據《水電工程施工組織設計規(guī)范》(DL/T5397－2007)的規(guī)定，度汛的洪水標準應為10～20 a重現(xiàn)期洪水，壩體施工期臨時度汛洪水設計標準為大汛10 a重現(xiàn)期洪水，相應洪峰流量為5 490 m3/s。

龍虎山水庫上游的蓮花水庫為多年調節(jié)水庫，具有一定的洪水調節(jié)能力，而龍虎山水庫庫容又相對較小(水庫總庫容4 513×104m3)，根據這一實際情況，確定圍堰度汛標準仍為蓮花水電站下泄流量與蓮花壩址～龍虎山壩址區(qū)間大汛5 a重現(xiàn)期洪水(Q=210 m3/s)相疊加，其流量為1 564 m3/s。超出這一流量即基坑過水。

3 導流方案比選

根據水工建筑物的布置及地形、地質條件，施工前進行了兩個導流方案的比較。

3.1 方案一(一次攔斷河床、明渠導流方案)——簡稱明渠導流方案

該方案一期導流明渠靠近右岸山坡，明渠底寬為70 m，布置在右岸擋水壩段。一期圍堰幾乎攔斷整個河床，一期工程進行左岸擋水壩段、發(fā)電廠房、泄洪閘壩段的施工。二期施工導流修筑二期導流圍堰，利用建成的泄洪閘泄流，二期工程單一僅為明渠段右岸擋水壩段的施工。

該導流方案的主體工程工期為34個月，工程準備至第一臺機組發(fā)電工期為40個月，工程總工期為48個月。導流工程估算投資約為4 068萬元。

3.2 方案二(分期明渠導流方案)——簡稱分期導流方案

該方案一期導流明渠位于河灘地上，布置在右岸泄洪閘及擋水壩段，一期圍堰僅攔斷主河床，一期工程進行左岸擋水壩段、發(fā)電廠房、部分泄洪閘壩段的施工。二期施工導流修筑縱向混凝土圍堰、上、下游圍堰，利用建成部分的泄洪閘泄流，二期工程進行剩余泄洪閘及右岸擋水壩段的施工。

該方案的主體工程工期為33個月，工程準備至第一臺機組發(fā)電工期為39個月，工程總工期為47個月。導流工程估算投資約為3 680萬元。

3.3 導流方案優(yōu)缺點比較

從上述方案比較可以看出兩個方案的優(yōu)缺點如下:

1)明渠導流:該方案導流程序簡單，導流建筑物風險度較小，主河床壩體不必分期施工，不必在泄洪閘中間設置過渡壩段，主體工程施工進度有保證。缺點是準備工程工期短，導流明渠開挖工程量相對較大，施工時間緊，強度大。

2)分期導流:此方案的優(yōu)點是施工準備期相對充足一些，一期拓寬河道開挖量與明渠導流比相對較少，施工強度低。但此方案導流程序相對復雜，二期基坑內的施工項目工期較緊，先期發(fā)電需要采用二期圍堰擋水。

從工期上看，兩個方案的第一臺機組投入運行時間相差兩個月，分別為第四年4月末和5月末，總工期隨之也差1個月。

從投資上看，明渠導流方案的導流工程投資高于分期導流方案的導流工程投資約408萬元。

經以上綜合分析并根據本工程的實際情況，考慮導流工程量、工期及工程投資等綜合因素，選取分期導流方案。

4 選取方案的導流及度汛方式

4.1 導流方式

根據選定的導流方案，結合本工程的特點，施工導流方式采用分期導流方式。

一期工程即在圍堰保護下進行左岸擋水壩段、廠房、9個泄洪閘及導流圍堰連接的壩段(#20壩段)和二期縱向混凝土圍堰的施工。在此期間，江水由在右岸灘地擴挖的明渠通過。

一期工程完成后，進行二期工程施工。即在圍堰保護下進行右岸的8孔泄洪閘和右岸擋水壩段的施工。

4.2 導流程序

首先于施工準備期的第一年3～9月在右岸一級臺地上進行拓寬河床開挖，開挖寬度為65 m，并于汛后9月份進行圍堰修筑，于10月末完成圍堰的基礎防滲處理工作。圍堰的擋水標準為1 564 m3/s。第一年10月起至第三年9月，在圍堰保護下進行9孔泄洪閘、發(fā)電廠房和左岸擋水壩(#14～#23壩段)的施工，同時進行作為連接混凝土縱向圍堰的#20壩段和混凝土縱向圍堰施工。第二年和第三年大汛由一期圍堰擋水，拓寬后的河床(即導流明渠)過流。

第三年大汛后，進行截流，并修建二期圍堰。二期圍堰的擋水標準也為龍虎山水電站初期發(fā)電水位149.20 m，江水由已建成的#15～#19泄洪閘壩段通過。第三年11月開始至第四年11月，在二期圍堰保護下，進行溢流壩和右岸擋水壩段(#1～#13壩段)施工。同時廠房在進出水口閘門的保護下進行機電設備安裝工程施工。當第四年4月末第一臺機組投入運行時，由二期圍堰擋水發(fā)電，擋水水位為高程149.20 m(機組初期運行水位)。泄洪閘(#10～#13)壩段和右岸擋水壩段繼續(xù)進行施工，直至第四年11月末施工結束。二期圍堰于第四年12月拆除。

第三年大汛后一期圍堰拆除后，廠房由其進出水口閘門擋水，廠房工程繼續(xù)施工。至第四年4月末開始，二期圍堰攔擋電站初期運行水位149.20 m，第一臺機組投入運行，后續(xù)機組至當年12月末機組全部投入運行。

5 結語

施工導流在水利工程建設中起著關鍵性作用，它直接影響工程建設周期的長短。因此進行多方案比較，優(yōu)選合理的施工導流設計方案，可以在確保工程建設順利進行的同時使工程早日產生效益。龍虎山水電站通過對兩種施工導流方案從工期、投資、水力學條件等方面進行全面的分析，進一步比較，最終確定導流方案，目前工程施工導流按照設計的導流方案實施，工程進展順利。

［1］ 中水東北勘測設計研究有限責任公司.龍虎山水電站可行性研究報告［R］.長春:中水東北勘測設計研究有限責任公司，2001.

［2］ 毛寨漢.施工導流方案決策原理與方法研究［D］.天津:天津大學，2003.

［3］ 胡志根，劉全，賀昌海.水利水電工程施工初期導流標準多目標風險決策研究［J］.北京:中國工程科學，2001.

［4］ 朱張華.水電站施工導流及洪水控制研究［D］.西安:西安理工大學，2006.