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1、西藏拉薩河直孔水電站二期導截流施工吳建軍 任躍勤（中國水利水電第七工程局.四川 溫江）摘 要:在西藏直孔水電站建設過程中，水電七局、基礎局聯營體與設計、監理、業主，根據工程實際采用新技術、新工藝，保證二期導截流按時完成，為2006年首臺機發電奠定了基礎。關鍵詞:二期導截流；截流計算與備料；截流施工1 工程概況西藏拉薩河直孔水電站樞紐建筑物由混凝土壩、堆石壩、引水系統及岸邊廠房系統組成。工程主河床為混凝土壩，最大壩高44.60m，左岸為碎石土心墻堆石壩，最大壩高44.60m，正常蓄水位為3888.00m，總庫容為2.24億m3，調節庫容1.07億m3，具年調節性能，電站采用混合式開發，設計水頭32、0.00m，裝機容量425MW，多年平均發電量4.07億kwh。2 二期導截流設計2.1 導流設計二期導流時段劃分兩個時段，第一導流時段2005年10月2006年2月，采用二期圍堰擋水，河水全部由一期導流底孔、永久沖砂底孔泄流；第二導流時段2006年3月主汛期，采用左岸堆石壩壩體擋水，河水全部由一期導流底孔、永久底孔泄流。根據導流時段劃分，導流標準為枯期導流和汛期導流。枯期導流標準、流量Qp=5%=192.00m3/s，上游橫向圍堰堰前水位3854.50m，下游橫向圍堰堰后水位3851.64m；汛期導流標準、流量Qp=2%=2530.00m3/s，上游橫向圍堰堰前水位3869.35m，下游圍堰3、堰后水位3856.60m。2.2 截流設計二期截流標準、流量Qp=20%=260.00m3/s，截流時間2005年10月20日，上游橫向圍堰堰前水位3855.08m，下游橫向圍堰堰后水位3852.00m。截流施工方法為單戧立堵法。2.3 圍堰設計二期圍堰設計擋水時段2005年10月2006年2月，二期圍標準、流量Qp=10%=525.00m3/s（10月份平均流量），上游橫向圍堰堰前水位3856.50m，下游橫向圍堰堰后水位3852.82m。2.4 圍堰設計參數確定二期圍堰平面布置建筑物：上游橫向圍堰、下游橫向圍堰和縱向圍堰。上游橫向圍堰位于上游壩體外，圍堰軸線分為兩段，軸線OA段與0#導墻平4、行，AB段與壩軸線成10夾角，左岸偏向上游，軸線OA段樁號0085.71m，OA段長8.37m，圍堰軸線長度為124.27m。下游橫向圍堰軸線與壩軸線平行布置，與號混凝土導墻相接。下游橫向圍堰軸線樁號0+117.70m，圍堰軸線長度148.92m。二期縱向圍堰，利用一期縱向混凝土導墻作二期縱向圍堰。（1） 上游橫向圍堰上游橫向圍堰為枯水期低水圍堰，戧堤與堰體相結合，戧堤軸線位于圍堰軸線上游側，軸線距離3.00m。堰頂高程3857.00m，最大堰高9.00m，堰頂寬9.50m，堰體上游面坡比1：2.00，下游面坡比1：1.50，施工過程上、下游坡比按填筑料自然穩定坡比控制。戧堤頂高程3855.55、0m，戧堤頂寬5.00m，戧堤上、下游面坡比均為1：1.00。戧堤用石碴料，堰體加寬、加高用砂卵礫石料填筑。（2） 下游橫向圍堰下游橫向圍堰為枯水期低水圍堰，戧堤與堰體相結合，戧堤軸線位于圍堰軸線下游側，軸線距離3.25m。堰頂高程3853.50m，最大堰高5.50m，堰頂寬10.00m，堰體上游面坡比1：2.00，下游面坡比1：1.50。戧堤頂高程3852.50m，戧堤頂寬8.00m，戧堤上、下游面坡比1：1.50。戧堤用石碴料，堰體加寬、加高用砂卵礫石料填筑。（3） 縱向圍堰二期縱向圍堰，利用一期已施工的混凝土左導墻作為二期縱向圍堰。2.5 圍堰防滲設計2.5.1 圍堰基礎流流計算圍堰基礎6、滲流計算，采用公式如下：Q=KB（MT）H/（2b+M+T）1/2圍堰施工時段2005年10月11月，枯期導流流量Q=192.00m3/s，上游橫向圍堰堰前水位3854.50m，基礎漂卵石層滲透系數的大值K=6.9410-2cm/s，基礎冰水積卵礫石層滲透系數的大值K=2.7010-2cm/s，覆蓋層深度30.00m，堰體防滲采用斜墻、鋪蓋防滲，防滲斜墻底寬1.00m，；堆石壩基礎防滲墻從左至右已施工至樁號（壩）0+182.40m，圍堰滲流計算，詳見表21。圍堰滲流計算表表21堰前水位（M）堰后水位（M）滲流量（M3/S）3854.503853.500.8423852.501.1913851.7、501.4593850.501.6852.5.2 圍堰防滲設計（1）圍堰堰體防滲設計上游橫向圍堰堰體迎水面，采用粘土斜墻、鋪蓋防滲。下游橫向圍堰堰體背水面，采用粘土斜墻、鋪蓋防滲，以減小基坑水流流速和壩體砂卵石拋填料漂移，保證水下拋填料施工質量。（2）圍堰基礎防滲設計根據圍堰的滲流計算，圍堰截流后的滲流量小，圍堰堰基不做防滲處理，二期基坑為不排水基坑。3 截流計算與備料根據二期導、截流施工總平面布置，現場的地形條件和水文氣象條件，二期截流采用左、右岸提前預進占，上、下游圍堰均采用單戧進占，龍口進占為單戧立堵法施工。3.1 截流水力學計算依據（1） 束窄河床水位壅高計算分期導流圍堰束窄河床后，即8、先假設上游水位Ho天然水流發生改變，在圍堰上游產生水位壅高，其值可采用如下近似公式計算，算出Z值，以Ztcp與所設Ho比較，逐步修改Ho值直至接近Ztcp值。計算公式如下：Z=vc2/22gvo2/2gvc=Q/WcWc=bctcp （2） 龍口的水力計算龍口水力計算按照龍口為梯形或三角形過水斷面的寬頂堰，用簡化寬頂堰公式計算龍口泄流量。計算水位時，假設龍口上游水位與導流底孔及沖砂底孔水位相等，其總泄流量為截流設計流量260.00m3/s，根據一期圍堰截流后造成的河床束窄引起的水力學指標變化后的的流量、水位變化曲線計算出在截流期間的上游水位即導流底孔及底孔泄水水位，以此求出導流底孔與底孔的分流9、量。龍口不同寬度的泄水曲線計算公式為：Q龍mb（2g）1/2h03/2 （3） 計算導流底孔和底孔的泄流曲線計算公式如下：Q導流底孔mb（2g）1/2h03/2 Q底孔mb（2g）1/2h03/2 3.2 龍口分區特性截流合龍過程中的水力條件隨戧堤進占為變值，各區拋投料物的粒徑按照可能出現的最不利水力條件計算，并參考其他工程實例調整。其計算公式如下：DV2/2gK2（m）3.3 戧堤、截流備料備料基本原則：“利于環保、保護生態、節約投資、方便施工”，二期截流備料充分利用施工區域內開挖爆破棄碴和臨建拆除塊料，機械采集、人工加工堆存備用，滿足龍口拋填大塊料需要。4 截流施工4.1 截流施工道路布置10、二期導截流工程施工，沿左岸上、下游各布置一條施工干道，路面寬10m，最大縱坡為10%，路面為砂卵礫石路面，右岸戧堤預進占利用一期上游橫向圍堰現有道路，在導截流系統啟動前完成右岸上橫圍堰預進占、裹頭的施工。4.2 截流材料參數（1）圍堰進占石碴料場石碴料場位于右岸下游，料源為右岸C標大壩、廠房基礎爆破開挖石碴料，儲量和級配滿足截流施工需要，運距2.50km。（2）龍口拋填大塊體料根據水力學計算龍口最大拋填料粒徑為依據，備料原則充分利用施工區內的棄碴和不破壞當地生態資源為基本原則，龍口拋填大塊體料為防滲墻施工拆除鋼筋混泥土導向槽（斷面面積長寬1.501.50m），采用人工手風鉆解小、打眼穿鋼絲繩連11、結成串作為龍口拋填料，備打眼鋼筋混凝土塊體料1203塊，龍口直接自卸不打眼的混凝土塊體料603塊，共計混凝土方量2400m3，堆存在左岸下游道路側，運距為0.50km。（3）防滲土料場防滲土料場為碎石土心墻堆石壩主體工程施工料場，位于右岸壩軸線上游，儲量和含粘量滿足填筑施工需要，運距3.50km。（4）圍堰培高、加寬砂卵礫石料場砂卵礫石料場，位于左岸碎石土心墻堆石壩主體工程施工壩殼料場，儲量和質量滿足要求，運距0.50km。4.3 截流施工二期導截流工程施工，導流條件：右岸溢流壩段內設置三個導流底孔（378m、底板高程3852.00m）和永久沖砂底孔（145m、底板高程3851.00m）聯合導12、流，導流引渠底板高程3852.00m；截流條件：上圍堰軸線河床底高程3848.00m。二期截流施工難點：（1）導流分流條件差，水位雍高至3852.00m以上才能分流；（2）龍口上下游水位差大，河床底漂卵礫石層基礎淘刷嚴重，龍口護底難度、強度加大；解決以上問題的方法：（1）上圍堰采用寬戧截流，以分散水流落差，改善龍口水流條件；（2）采取雙戧截流，下游圍堰跟進進占，以分擔上游圍堰落差和減小龍口流速；（3）加大龍口段塊料拋投強度，減少龍口基礎淘刷和水位落差。4.3.1 左、右岸預進占和龍口預留右岸預進占采用石碴料戧堤，分層填筑碾壓，戧堤頂高程3857m，裹頭用鉛絲石籠串護底，混凝土塊體串護面和鋼筋石13、籠串壓項，形成右岸預進占裹頭，戧堤防滲采用粘土斜墻、心墻相結合防滲體，預進占軸線長度50m。左岸預進占采用砂卵礫石戧堤進占，戧堤頂高程由3857m降至3855.50m，戧堤防滲采用粘土斜墻防滲，預進占軸線長度44.27m。龍口預留寬度30m。4.3.2 截流施工龍口截流施工，于2005年10月19日早晨8：00時開始，于當日晚上10：00時完成截流和導流，歷時14h，投入的機械設備：混泥土大塊體堆料場16t吊車3臺、15t運輸車輛15臺，石碴料場3m3裝截機3臺、10t運輸車輛30臺，龍口工作面TY220推土機2臺、1.2m3液壓式反鏟2臺、YZ18J自行式振動碾1臺。（1）龍口進占、截流龍口14、分為上龍口和下龍口戧堤進占，上龍口領先下龍口2m，上龍口拋填料為鋼筋混凝土串塊，拋投方向向上游傾斜，拋投機具為推土機和反鏟；下龍口拋填料為鉛絲石籠串、鋼筋石籠串護腳，石碴料填充斷面推進；龍口進占、合龍最大拋投強度719m3/h，平均拋投強度472.50m3/h，龍口進占、截流實測流速詳見表41。上游圍堰龍口進占、截流實測流速表表41流量（M3/S）水位（M）水面寬（M）流速圍堰上游圍堰下游信號數（次）/秒V2003853.163851.8323.016/303.142003853.703851.7019.417/303.332003853.753851.6918.518/313.422003815、53.803851.6817.318/303.531983853.903851.6816.518/303.531983853.953851.6815.219/323.611963854.003851.6812.820/323.801933854.053851.6712.020/313.931893854.083851.679.821/314.121893854.203851.668.7計算4.861893854.353851.667.0計算5.721893854.703851.656.0計算6.221893854.753851.655.1計算6.931893854.803851.640.8計算16、7.821893854.823851.640備注1、儀器型號LS253A旋漿型式（儀器編號010476），測量范圍010m/s。2、計算公式V=0.294520信號數/T（秒）+0.001。3、本次測流為岸邊水面流速。（2）圍堰培厚、加高圍堰截流斷面培厚，采用級配砂卵礫石料沿圍堰上游面拋填，用以堵塞戧堤中的透水通道、培厚圍堰斷面；圍堰加高料采用石碴料加高和用以圍堰下游斷面加寬，推土機平整、自行式振動碾碾壓密實。5 圍堰閉氣圍堰閉氣采取堰體防滲、堰基不作防滲的原則，堰體防滲在圍堰培厚、加高后進行，防滲采用粘土斜墻、鋪蓋防滲，施工采用10t自卸汽車向上游卸料、反鏟拋料的施工方法，形成斜墻和鋪蓋防滲17、體。6 基坑排水二期基坑依據圍堰防滲設計，基坑為不排水基坑。二期基坑主體結構建筑物為碎石土心墻堆石壩，壩基防滲結構為混凝土防滲墻、帷幕灌漿，防滲墻墻頂高程3859m，壩體防滲結構為碎石土心墻，心墻防滲底高程3855m，高程3855m以下壩體填筑料為砂卵礫石料，截流閉氣后基坑水位3851.00m，壩體填筑水下部份采用拋填，填至水面以上0.50m后采用分層填筑碾壓。7 結語西藏拉薩河直孔水電站二期導截流工程施工，實現了按期導截流，為高原水電站河道導、截流工程施工積累了寶貴經驗，同時，也取得了很好的經濟效益和社會效益：（1）二期導截流工程施工，充分利用進場現有設備和當地機械設備資源，在組織保證上工程局派專家現場親臨指導施工，確保了二期導截流施工工期，為后續工程施工和2006年首臺機發電奠定了基礎。（2）二期導截流工程施工，充分利用施工開挖棄碴和臨建拆除料，降低工程成本，取得了較好經濟效益。（3）二期導截流工程施工備料，原投標方案采用在施工區附近石料場開采備料和預制混凝土塊體作為截流龍口拋填料，經方案優化后，保證了施工區附近 山體不被破壞，保證西藏自治區對直孔水電站環保要求，取得了較好社會效益。