史有富，王福運(yùn)，朱 輝

（中水東北勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林長春 130021）

1 概述

1.1 工程概況

龍江水電站樞紐工程位于云南省境內(nèi)。電站裝機(jī)容量240 MW，水庫總庫容12.17×108m3，樞紐主要由混凝土雙曲拱壩、左岸引水系統(tǒng)及地面式廠房組成，工程規(guī)模為大（1）型Ⅰ等工程。大壩最大壩高110 m，壩頂高程875.00 m，壩頂中心線弧長（包括溢流、重力墩壩段）472.00 m；引水系統(tǒng)布置在左岸山體內(nèi)，由進(jìn)水口和引水隧洞組成，采用一洞三機(jī)的布置方式，主廠房尺寸為109 m×54.4 m×52.11 m（長×寬×高）。

工程的施工導(dǎo)流方式是采用一次性攔斷河床、隧洞泄流的導(dǎo)流方式。導(dǎo)流洞布置在右岸，導(dǎo)流洞全長840.70 m。導(dǎo)流洞采用12 m×12 m（寬×高）的方圓形隧洞。

龍江水電站樞紐工程施工期洪水時段按水文特性劃分為四期：1月至4月為枯水期；5月為汛前期；6月至11月中旬為大汛期；11月中旬至12月末為汛后期。各時段不同重現(xiàn)期流量見表1，壩址下游200 m處水位流量關(guān)系見表2。

1.2 上游圍堰地形、地質(zhì)條件

上游圍堰布置于壩軸線上游約160 m處，圍堰軸線方向?yàn)镹18°E。左岸地形坡度30°～35°，覆蓋層厚度3～4 m，由混合土碎塊石組成，公路以上基巖裸露，下部為片麻巖，弱風(fēng)化帶厚度約25 m；河床部位覆蓋層厚12～15 m，上部為砂卵礫石層，下部為塊石夾少量砂礫石，其下為片麻巖，弱風(fēng)化帶厚度約13～15 m；右岸地形坡度30°～35°，覆蓋層厚度3～6 m，由混合土碎塊石組成，高程810 m以上基巖裸露，下部為片麻巖，弱風(fēng)化帶厚度20～28 m。

表1 施工期各時段不同重現(xiàn)期洪峰流量表m3/s

表2 壩址下游200 m處水位流量關(guān)系表

2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及圍堰結(jié)構(gòu)型式

2.1 原設(shè)計(jì)導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及圍堰結(jié)構(gòu)型式

龍江水電站工程屬于一等工程，大壩及泄水建筑物為1級建筑物，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，工程導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級建筑物，其擋水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定為大汛10年重現(xiàn)期洪水，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量為2 140 m3/s。

大壩上游圍堰基礎(chǔ)防滲采用高壓噴射灌漿防滲，堰體防滲采用風(fēng)化料心墻防滲。上游圍堰頂高程824.00 m，最大堰高約39.5 m，為滿足大規(guī)模機(jī)械化施工，堰頂寬度均為10 m，兩側(cè)堆石邊坡為1∶1.5；風(fēng)化料心墻頂寬2.0 m，兩側(cè)填筑邊坡為1∶0.3；過渡反濾料頂寬2.0 m，填筑邊坡為1∶0.5。

2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及圍堰結(jié)構(gòu)型式的變更

2008年2月3日，云南省發(fā)展改革委員會組織有關(guān)專家對龍江大江截流和安全度汛進(jìn)行審查：將大壩圍堰的擋水標(biāo)準(zhǔn)由大汛10年重現(xiàn)期洪水，提高到大汛20年重現(xiàn)期洪水，相應(yīng)洪峰流量2 480 m3/s，圍堰頂高程由824.00 m提高到828.60 m。

2008年1月7日至8日，云南龍江水利樞紐開發(fā)有限公司召開了圍堰型式及截流方案的專題咨詢會議，根據(jù)專家的咨詢意見，將上游圍堰堰體風(fēng)化料防滲心墻型式改為土工膜心墻防滲型式。

3 圍堰的變更論證

3.1 圍堰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的變更

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，Ⅳ級導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20～10年洪水重現(xiàn)期。

根據(jù)規(guī)范的規(guī)定，在下列情況下，導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)可用上限值：①河流水文實(shí)測資料系列較短（小于20年），或工程處于暴雨中心區(qū)；②采用新型圍堰結(jié)構(gòu)型式；③處于關(guān)鍵施工階段，失事后可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果；④工程規(guī)模、投資和技術(shù)難度用上限值與下限值相差不大。

圍堰采用的是常規(guī)的土工膜和風(fēng)化料心墻土石圍堰型式；圍堰設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用上限值（大汛期20年）時，圍堰高度較采用下限值（大汛期10年）增加了4.60 m，其導(dǎo)流工程規(guī)模和技術(shù)難度無實(shí)質(zhì)性差異。

該工程的導(dǎo)流方式是采用一次性攔斷河床、隧洞泄流的導(dǎo)流方式，在圍堰的保護(hù)下大壩基坑全年進(jìn)行施工，因此圍堰的擋水標(biāo)準(zhǔn)的選擇直接影響到施工期間大壩基坑過水、淹沒的風(fēng)險度，直接影響工程的發(fā)電工期和工程投資，圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)由大汛10年重現(xiàn)期洪水，提高至20年重現(xiàn)期洪水，將有效地降低圍堰過水、基坑淹沒的風(fēng)險，有利于保證大壩工程施工工期和機(jī)組發(fā)電工期，有利于減少大壩基坑過水淹沒的投資損失。

同時圍堰的安全性和防滲的可靠性關(guān)乎整個工程的施工工期和機(jī)組發(fā)電時間，是工程成敗的關(guān)鍵項(xiàng)目，且一旦失事，其后果是極其嚴(yán)重的，根據(jù)潰堰洪水分析的成果，在遭遇20年一遇洪水上游圍堰發(fā)生局部潰決情況下，在水庫下游將淹沒鄉(xiāng)鎮(zhèn)及較大村屯20個，中等規(guī)模村屯18個，小村屯8個，涉淹人口約2.97×104人。

綜上所述，結(jié)合圍堰的高度和圍堰所攔擋的水庫庫容（約1.9×108m3），并綜合考慮基坑過水、淹沒的風(fēng)險分析，以及淹沒工期和工程投資損失等綜合因素，將圍堰的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)選用上限值20年重現(xiàn)期洪水是合理的，有利于保證工程施工安全，有效地減少了圍堰過水和失事的機(jī)率，有利于保證工程的發(fā)電工期和正常施工。

3.2 圍堰堰體防滲型式的變更

圍堰型式更改后，采用的土工膜和風(fēng)化料心墻聯(lián)合防滲型式存在以下優(yōu)點(diǎn)：

1）土工膜施工較快，有利于汛前完成圍堰的填筑，保證安全度汛。

2）土工膜和風(fēng)化料心墻聯(lián)合防滲有利于確保圍堰堰身的防滲效果。

3）圍堰基礎(chǔ)高噴防滲由原來的擺噴改為旋噴增加了高噴墻體的厚度，保證了基礎(chǔ)防滲的可靠性。

4）圍堰基礎(chǔ)采用高噴灌漿墻、堰體采用土工膜和風(fēng)化料心墻聯(lián)合防滲的方案，如果一旦基礎(chǔ)高噴灌漿墻存在防滲缺陷或土工膜在施工過程中沖砸破損，可利用土工膜兩側(cè)的風(fēng)化料對基礎(chǔ)和堰身防滲采取補(bǔ)救措施將會相當(dāng)便利。

3.3 圍堰工程量和投資的變化

變更后的工程直接投資增加了約166×104元，與圍堰過水、淹沒基坑的發(fā)電工期損失和投資損失相比，增加的投資較小，但其帶來的工期效益是極其顯著的。

4 變更后的圍堰結(jié)構(gòu)型式

變更后的大壩上游圍堰堰頂長153.62 m，圍堰堰頂高程828.60 m，最大堰高44.10 m，圍堰頂寬為8 m，兩側(cè)堆石邊坡1∶1.6，堰體防滲采用土工膜心墻兩側(cè)填筑風(fēng)化料，土工膜兩側(cè)風(fēng)化料頂寬各為2.0 m，風(fēng)化料外側(cè)設(shè)頂寬為1.5 m的過渡料，過渡料填筑邊坡為1∶0.5。大壩上游圍堰基礎(chǔ)防滲仍然采用高壓噴射灌漿防滲，考慮高噴防滲墻的成墻和防滲效果，將高噴灌漿由原來的擺噴改為旋噴。

龍江水電站于2008年2月8日順利實(shí)現(xiàn)大江截流，上游圍堰基礎(chǔ)高噴灌漿工程于2008年3月初完成，于2008年4月末完成堰體填筑，達(dá)到堰頂設(shè)計(jì)高程，堰體邊坡塊石和鋼筋石籠防護(hù)在大汛前完成，保證了工程的順利施工，工程于2010年4月，導(dǎo)流洞下閘蓄水，2010年6月第一臺機(jī)組發(fā)電。

5 結(jié)論

在工程投資增加不大、導(dǎo)流工程規(guī)模和技術(shù)難度無實(shí)質(zhì)性差異的條件下，為保證工程安全順利施工，有效地減少了圍堰過水和失事的機(jī)率，保證工程的發(fā)電工期和正常施工，確保下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，適當(dāng)提高導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，是十分必要的；保證圍堰堰身和基礎(chǔ)防滲的安全和可靠，為工程順利實(shí)施創(chuàng)造條件也是十分重要的。龍江水電站樞紐工程的施工經(jīng)驗(yàn)愿能為其它工程提供一個借鑒，愿我國的水電事業(yè)蓬勃發(fā)展。