石峰
(中國(guó)電建集團(tuán)海外投資有限公司,北京100048)
南歐江四級(jí)水電站位于老撾豐沙里省境內(nèi)南歐江中游河段上,為南歐江干流七級(jí)開(kāi)發(fā)方案的第四級(jí),總庫(kù)容為1.416×108m3,正常蓄水位為386m,以發(fā)電為主,電站裝機(jī)容量132MW。四級(jí)電站為二等大(2)型工程,樞紐主要建筑物包括混凝土閘壩、壩式進(jìn)水口及河床式廠房、兩岸非溢流壩段;最大壩高為59m。
南歐江流域位于老撾北部高原,為熱帶雨林山區(qū)。年內(nèi)氣候5~10月為雨季,11~4月為干季,雨季降水量占年降水的85%。流域年降雨量為1 400~2 200mm。
壩址位于孟夸縣城上游約3km。壩址區(qū)出露的地層主要為石炭系下統(tǒng)(C1)和第四系(Q)。壩址區(qū)褶皺相對(duì)不發(fā)育,為縱向谷,巖層產(chǎn)狀總體以走向北北西傾北東向?yàn)橹?,巖層傾角自左岸向右岸逐漸變陡。壩址枯期河水面高程約355.8m,,枯水期灘地高出河水面約1~3m。
結(jié)合地形、地質(zhì)條件及樞紐布置,本工程施工導(dǎo)流采用分期導(dǎo)流方式,共分3期:一期由左岸束窄河床過(guò)流,進(jìn)行中隔墻、右岸3#~5#泄洪閘壩段(溢流堰未施工)、右岸非溢流壩段施工;二期由未完建的右岸3#~5#泄洪閘過(guò)流,進(jìn)行左岸廠房、1#~2#泄洪閘及左岸非溢流壩段施工;三期由1#~2#泄洪閘過(guò)流,進(jìn)行3#~5#泄洪閘溢流堰施工及閘門安裝。
導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)汛期按規(guī)范中相應(yīng)擋水標(biāo)準(zhǔn)的高限選取,枯期時(shí)段按低限選取。各期施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。2019年12月上旬,右岸3#~5#泄洪閘截流,2019年12月~2020年3月,左側(cè)1#~2#泄洪閘泄洪閘過(guò)流,進(jìn)行3#~5#泄洪閘溢流堰澆筑及閘門安裝。2020年3月底泄洪閘下閘蓄水,4月底首臺(tái)機(jī)組發(fā)電。
導(dǎo)流建筑物由導(dǎo)流明渠、枯期施工圍堰、一期上下游橫向圍堰、上下游全年縱向CSG(中隔墻)圍堰、二期上下游橫向圍堰、三期上下游橫向枯期圍堰組成。
表1 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)表及流量表
三期上、下游橫向圍堰均采用土石混合料土石圍堰的結(jié)構(gòu)型式。三期上、下游圍堰堰頂高程分別為377.00m和362.00m,圍堰頂寬分別為8m和5m,圍堰最大高度分別為22.5m和6m。
上、下游縱向CSG圍堰結(jié)合7#中隔墻壩段、消力池中隔墻布置,與中隔墻銜接段采用C15常態(tài)混凝土,其余為CSG圍堰。
根據(jù)水文特性及施工總進(jìn)度安排,2次主河床截流分別安排在2017年和2019年12月上旬,截流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均采用10a重現(xiàn)期12月的平均流量Q=244m3/s。現(xiàn)二期截流已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)。借鑒二期截流經(jīng)驗(yàn),三期截流則采用上游圍堰單截流戧堤由右岸向左岸單向進(jìn)占,戧堤頂高程373.00m,戧堤頂寬均為15m。
南歐江四級(jí)水電站施工導(dǎo)流采用明渠導(dǎo)流方式,歷經(jīng)3期,導(dǎo)流程序較為復(fù)雜,在沒(méi)有條件設(shè)置導(dǎo)流底孔的條件下,面臨以下的主要技術(shù)問(wèn)題:
1)由于廠房壩段的施工要求,二期圍堰經(jīng)歷2個(gè)雨季,防滲要求較高,因此,原設(shè)計(jì)的圍堰防滲形式為防滲墻加黏土心墻防滲方案,但上游圍堰混凝土防滲墻的施工周期最短為97d,截流后直至2018年4月初才能完成防滲墻施工,從而為圍堰加高提供工作面,因后續(xù)二期橫向圍堰加高及縱向CSG圍堰上部結(jié)構(gòu)施工工程量較大,且要求于2018年4月底達(dá)到防洪度汛面貌,因而工期緊,安全風(fēng)險(xiǎn)增大。
經(jīng)過(guò)論證比較,采用了“將混凝土防滲墻改為高壓旋噴加局部帷幕灌漿防滲”方案,縮短工期至1個(gè)月左右,成功的在4月份完成了二期上下游的土石圍堰施工,確保實(shí)現(xiàn)了2018年的防洪度汛面貌要求【1,2】。
2)由于四級(jí)電站閘壩式樞紐沒(méi)有條件設(shè)置底孔,樞紐布置將二期上游圍堰頂部拆除,改造成攔沙建筑物,因此12月上旬三期截流前,不但要將二期圍堰部分拆除,而且還要將上游圍堰改造成攔沙建筑物,在保證安全的前提下,幾乎沒(méi)有時(shí)間。
進(jìn)水口檢修閘門及尾水事故閘門的安裝調(diào)試必須在10月31日前完成,最遲在10月26日之前使得壩體具備擋水條件后,可以進(jìn)行圍堰拆除和改造工作。為了使上游圍堰改造成攔沙建筑物的工程安全可靠,施工時(shí)間有保障,進(jìn)口、尾水閘門下閘時(shí)間應(yīng)在9月底前完成。
3)由于四級(jí)電站閘壩式樞紐沒(méi)有條件設(shè)置底孔,三期導(dǎo)流要將堰前水位壅高到溢流表孔堰頂高程才能形成過(guò)流,因此,三期截流的上下游水位差將達(dá)到約12m,流速必然比二期截流大,截流風(fēng)險(xiǎn)及難度大。
根據(jù)二期截流經(jīng)驗(yàn),在相對(duì)困難的龍口Ⅱ區(qū),拋投石渣、中、大塊石和鋼筋石籠,堤頭處拋投鋼筋石籠保護(hù)堤頭防止其塌落,困難區(qū)拋填鋼筋石籠采用鋼絲繩連接,大塊石用鋼筋串連的方式。另外,截流時(shí)機(jī)選擇在流量最小時(shí)段進(jìn)行,并統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上游水庫(kù)控制出庫(kù)流量等工作,從而為三期截流工作創(chuàng)造了更有利條件。
老撾南歐江四級(jí)水電站三期截流通過(guò)事前的認(rèn)真研究和充分論證,解決了在無(wú)導(dǎo)流底孔的條件下所面臨的導(dǎo)流程序復(fù)雜、施工難度大等技術(shù)難題,最終得以成功實(shí)施,所采用的方案、方法具有一定的創(chuàng)新和挑戰(zhàn)性。目前,四級(jí)電站已完成導(dǎo)截流建筑物,并經(jīng)受住了洪水和實(shí)踐考驗(yàn),對(duì)以后進(jìn)行類似工程施工具有借鑒意義,值得推薦。