【摘要】 黃登水電站根據(jù)施工總布置采用從右岸向左岸單戧堤立堵截流方式進(jìn)行截流，并通過(guò)計(jì)算分析得出截流中的戧堤、龍口的布置、水力指標(biāo)和截流材料選擇等關(guān)鍵指標(biāo)。大江于2013年11月上旬成功實(shí)現(xiàn)截流，為黃登水電站工程2018年6月底第一臺(tái)機(jī)組發(fā)電提供了必備條件。

【關(guān)鍵詞】水電站；截流；規(guī)劃；設(shè)計(jì)

1 工程概況及導(dǎo)流方式、標(biāo)準(zhǔn)、程序

1.1工程概況

黃登水電站位于云南省怒江州蘭坪縣營(yíng)盤(pán)鎮(zhèn)境內(nèi)的瀾滄江上游河段上，是以發(fā)電為主的大型水電工程。電站水庫(kù)正常蓄水位1619m，相應(yīng)庫(kù)容15.49億m3，電站裝機(jī)容量1900MW（4×475MW）。

根據(jù)壩址區(qū)地形地質(zhì)條件及工程布置特點(diǎn)，于右岸布置兩條導(dǎo)流隧洞，兩洞均采用方圓型斷面。1#導(dǎo)流隧洞進(jìn)口高程為1473.00m，洞身長(zhǎng)1136.959m，斷面尺寸為16m×20m，底坡為i=0.362%，出口底板高程1469.00m。2#導(dǎo)流隧洞進(jìn)口高程為1477.00m，洞身長(zhǎng)1298.138m，斷面尺寸為8m×11m，底坡為i=0.342%，出口底板高程1473.00m。上、下游圍堰均采用土石圍堰，堰體均采用土工膜心墻防滲，堰基均采用混凝土防滲墻結(jié)合帷幕灌漿防滲。上游圍堰型式為土石圍堰，防滲墻施工平臺(tái)高程1487.00m，堰頂高程1524.00m，圍堰頂寬15m，堰頂長(zhǎng)187.32m，下游圍堰堰頂高程1490.00m，圍堰頂寬15m，堰頂長(zhǎng)127.50m。

1.2導(dǎo)流方式、標(biāo)準(zhǔn)及程序

壩址區(qū)為“V”型河谷，壩址兩岸地形基本對(duì)稱，河谷較狹窄且坡度較陡，初期導(dǎo)流采用圍堰一次斷流、隧洞泄流的全年導(dǎo)流方式。黃登水電站為一等大（1）型工程，永久建筑物級(jí)別為1級(jí)，導(dǎo)流建筑物級(jí)別定為4級(jí)。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及流量見(jiàn)表1。

2 截流規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1截流標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)段及流量選擇

根據(jù)原施工進(jìn)度計(jì)劃安排，2013年11月中旬截流，截流條件如下：

1）2013年5月，1#、2#導(dǎo)流洞均已分流，截流時(shí)采用1#、2#導(dǎo)流洞雙洞過(guò)流；

2）上游圍堰體型由土工膜斜墻土石圍堰調(diào)整為土工膜心墻土石圍堰，在保證混凝土防滲墻位置不調(diào)整的情況下，上游圍堰軸線上移約85m，戧堤軸線上移98m。

3）受左岸上游沖溝泥石流及雙洞過(guò)流等因素影響，黃登樞紐區(qū)范圍河床水位流量關(guān)系較原河床水位流量關(guān)系變化較大，且因樞紐區(qū)各斷面受施工影響， 2013年截流規(guī)劃設(shè)計(jì)水力學(xué)計(jì)算以2012年3月實(shí)測(cè)河床水位流量關(guān)系為基礎(chǔ)。

根據(jù)上述基礎(chǔ)條件并結(jié)合施工分期洪水資料分析，本工程采用1#、2#導(dǎo)流洞雙洞截流方式，截流時(shí)段在11月～12月之間選擇，枯水期各月平均流量頻率分析成果見(jiàn)表2。不同截流時(shí)段截流雙洞截流水力計(jì)算成果見(jiàn)表3。

根據(jù)表3及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分流情況可知，截流時(shí)，1#、2#導(dǎo)流洞同時(shí)分流，分流效果明顯，截流難度大大降低。11月、12月各旬截流水力學(xué)指標(biāo)均較低，截流難度小。

從施工進(jìn)度角度看，上游圍堰較高，防滲墻最大深度約57m，防滲墻面積達(dá)0.38×104m2，截流后圍堰施工工期較緊，河床截流宜盡早進(jìn)行，以降低次年度汛風(fēng)險(xiǎn)。

鑒于各時(shí)段截流水力學(xué)指標(biāo)一般，同時(shí)考慮到截流后第一年圍堰及后續(xù)項(xiàng)目施工強(qiáng)度較高，工期緊，結(jié)合截流專項(xiàng)咨詢意見(jiàn)，并按《水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL/T 5397-2007）規(guī)定截流時(shí)段選擇在11月上旬，截流標(biāo)準(zhǔn)采用旬平均P=10%，相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量Q（11月上旬平均）=858m3/s。

2.2截流方式

黃登水電站上游戧堤處河床較窄，兩岸陡峭，呈不對(duì)稱“V”形分布，經(jīng)綜合比較后，選擇立堵截流方案。單戧堤立堵截流施工準(zhǔn)備相對(duì)簡(jiǎn)單，根據(jù)小灣、金安橋、糯扎渡等電站截流的成功經(jīng)驗(yàn)，采用立堵截流可根據(jù)河道來(lái)流量情況，決定拋投材料及拋投方式，施工方法較為靈活。

由于戧堤處河岸陡峭，右岸河床已高于常年水位，可利用作為戧堤裹頭，基本無(wú)需預(yù)進(jìn)占，根據(jù)工程實(shí)際狀況、備料場(chǎng)存放場(chǎng)地分布及河道兩岸交通條件，擬定本工程截流采用在右岸進(jìn)行戧堤裹頭施工后，從右岸向左岸進(jìn)占的單戧堤立堵截流方式。

2.3截流戧堤布置及斷面設(shè)計(jì)

截流戧堤布置在上游圍堰堰體范圍內(nèi)，戧堤軸線布置在圍堰下游側(cè)72.2m處。根據(jù)水力學(xué)計(jì)算成果，截流閉氣后上游水位為1482.96m，考慮預(yù)留安全超高及施工需要，戧堤頂高程1485.00m，戧堤最大高度約為5m，戧堤頂寬設(shè)為25m。戧堤按梯形斷面設(shè)計(jì)，上、下游邊坡設(shè)計(jì)為1：1.5，龍口進(jìn)占邊坡為1：1.5。

2.4龍口位置及寬度

本工程的截流備料場(chǎng)地主要在右岸，右岸因地形稍緩，主要施工場(chǎng)地和施工道路布置相對(duì)較易；同時(shí)考慮到截流戧堤處河床左岸陡峭、右岸稍緩特點(diǎn)也很明顯，有利于截流道路布置等因素，經(jīng)綜合分析比較，將龍口布置于河床左岸，龍口段寬度52m，分為3個(gè)區(qū)，即Ⅰ區(qū)（12m，龍口寬度為52m～40m）為非困難區(qū)；Ⅱ區(qū)（25m，龍口寬度為40m～15m）為困難區(qū)，Ⅲ區(qū)（15m，龍口寬度為15m～0m）為合龍區(qū)，見(jiàn)圖1。

2.5截流水力學(xué)計(jì)算

2.5.1計(jì)算原則

1）截流水力學(xué)計(jì)算中，考慮截流過(guò)程為一個(gè)較小時(shí)間段，截流計(jì)算按恒定流進(jìn)行計(jì)算；

2）考慮到戧堤進(jìn)占過(guò)程中形成的庫(kù)容對(duì)截流影響較小，不考慮上游河槽的調(diào)蓄作用；

3）假定導(dǎo)流隧洞進(jìn)口圍堰拆除不干凈留2m巖埂，巖埂高程1475.00m，導(dǎo)流隧洞分流按有底坎寬頂堰流計(jì)算；龍口分流按有坎寬頂堰流計(jì)算。

2.5.2計(jì)算模型

河床截流時(shí)，主要通過(guò)泄水建筑物1#導(dǎo)流隧洞、2#導(dǎo)流隧洞和龍口泄流。

式中：Qr-截流設(shè)計(jì)流量，Qs-泄水建筑物分流量， Qlk-龍口流量，Qst-戧堤滲透流量【2】。

根據(jù)上述模型，求解方程組即可得到戧堤不同龍口寬度時(shí)的各水力參數(shù)：龍口流量、落差、龍口流速、單寬功率等，由此確定截流材料的大小和工程量。

不同龍口寬度水力特性計(jì)算見(jiàn)圖2。

2.6龍口保護(hù)

由于河床填渣厚度較大，已形成護(hù)底效果，可不考慮專門的護(hù)底措施?？紤]在左、右岸采用鋼筋石籠做裹頭保護(hù)。在龍口困難區(qū)段流速都大于3m/s，在流速大于3.0m/s時(shí)考慮拋投鋼筋石籠和鋼筋石籠串，以防止在截流困難區(qū)段發(fā)生堤頭坍塌，影響截流施工的進(jìn)行。

2.7截流戧堤拋填材料

根據(jù)截流水力學(xué)計(jì)算，11月上旬截流龍口最大流速為3.08m/s，最大落差為2.77m，截流難度相對(duì)較小，截流拋投可只采用石渣料堤頭全面進(jìn)占，原準(zhǔn)備的特大石、大石、六面體等截流備料可作。由于截流難度小，可基本不考慮料物流失。龍口不同分區(qū)的拋投材料數(shù)量見(jiàn)表5。

2.8截流施工規(guī)劃

2.8.1場(chǎng)地布置

在左、右岸下游共設(shè)3個(gè)生產(chǎn)區(qū)作為備料場(chǎng)地及主要施工設(shè)施布置場(chǎng)地。

1）左岸下游生產(chǎn)區(qū)（場(chǎng)地A）布置在甸尾渣場(chǎng)平臺(tái)上，場(chǎng)平后高程1520m，A區(qū)主要堆放鋼筋石籠、大石及中石等，場(chǎng)地面積22000 m2。

2）右岸下游生產(chǎn)區(qū)（場(chǎng)地B）布置在羅松場(chǎng)河棄渣場(chǎng)高程1650m棄渣平臺(tái)上，B區(qū)主要堆放石渣料，場(chǎng)地面積30700 m2，并作為設(shè)備及機(jī)械停放場(chǎng)。

3）導(dǎo)流洞出口生產(chǎn)區(qū)（場(chǎng)地C）布置在導(dǎo)流洞出口高程1492 m平臺(tái)上，場(chǎng)地面積2500 m2，作為特種材料堆放區(qū)和機(jī)械臨時(shí)停放場(chǎng)。

3塊場(chǎng)地總面積約55200m2，滿足截流和圍堰填筑工程施工的主要生產(chǎn)設(shè)施布置的要求。

2.8.2交通布置

本工程截流采用單戧堤由右岸向左岸單向進(jìn)占方式，由于壩址兩岸地形陡峭，主要截流備料場(chǎng)分別布置在截流戧堤下游約2.5km和4.5km處，截流臨時(shí)道路布置在右岸下游，路面寬度12m，最大縱坡不大于10%，泥結(jié)石路面。截流臨時(shí)道路的修建對(duì)河床的束窄度要求不大于30%。

2.8.3戧堤進(jìn)占方向和拋投方法的選擇

截流戧堤進(jìn)占填筑主要從羅松場(chǎng)渣場(chǎng)回采開(kāi)挖料，反鏟挖掘機(jī)和裝載機(jī)裝渣，自卸汽車運(yùn)輸至戧堤，端進(jìn)法卸料，推土機(jī)推趕，堤頭全面拋投。

2.9料源規(guī)劃

截流戧堤全部采用石渣料進(jìn)占，總量2500m3，由羅松場(chǎng)河棄渣場(chǎng)直接回采。

2.10施工機(jī)械配置

本工程截流難度小，截流戧堤較小，參考部分已建項(xiàng)目，經(jīng)分析，上游圍堰龍口拋填高峰強(qiáng)度按300m3/h考慮，需配備的機(jī)械設(shè)備主要有自卸汽車10輛，挖掘機(jī)3臺(tái)，裝載機(jī)2臺(tái)，推土機(jī)2臺(tái)及灑水車2臺(tái)等設(shè)備。

3結(jié)論及建議

1）經(jīng)分析，本工程截流采用11月上旬P=10%旬平均流量858 m3/s的標(biāo)準(zhǔn)，1#、2#導(dǎo)流洞雙洞過(guò)流，截流難度相對(duì)較小。

2）由于上游圍堰工程規(guī)模較大、基礎(chǔ)防滲墻較深，圍堰填筑施工難度大，施工工期較為緊張，鑒于截流河道現(xiàn)狀實(shí)際狀況及導(dǎo)流洞分流條件，建議截流可視來(lái)流情況盡早進(jìn)行，可結(jié)合水情預(yù)報(bào)及上游來(lái)水情況，可在10月底至11月中旬之間擇機(jī)進(jìn)行。

3）因上游左岸沖溝泥石流影響，堰基部位河床可能存在大量較大塊石，導(dǎo)致防滲墻施工及堰基開(kāi)挖難度增大，應(yīng)對(duì)此高度重視。建議截流前或施工平臺(tái)填筑時(shí)，對(duì)可清除部分予以清除，實(shí)施時(shí)應(yīng)做好針對(duì)性的施工應(yīng)對(duì)措施，以保證防滲墻施工質(zhì)量及進(jìn)度要求。

4）鑒于圍堰填筑料源復(fù)雜，應(yīng)落實(shí)各料源的儲(chǔ)量，保證圍堰高強(qiáng)度快速施工的需要。

參考文獻(xiàn)：

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[3].黃登水電站截流規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告（中國(guó)電建集團(tuán) 昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司）