柬埔寨额勒赛水电站上电站施工导流设计

2016-03-11王剑涛卢兆钦中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024

东北水利水电 2016年8期

关键词：度汛泄洪洞围堰

王剑涛，顾伟，郭清，卢兆钦（中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京 100024）

柬埔寨额勒赛水电站上电站施工导流设计

王剑涛，顾伟，郭清，卢兆钦
（中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，北京 100024）

额勒赛下游水电站上电站施工导流，采用一次拦断河流，枯水期围堰挡水、导流隧洞泄流，汛期已建坝体挡水度汛、导流隧洞和改造前的泄洪洞联合泄流的导流方式。导流建筑物布置合理，充分利用水工泄洪洞参与度汛，降低了导流工程规模，节约了工程投资。

额勒赛水电站；施工导流；隧洞；围堰

1　工程概况

额勒赛下游水电站位于柬埔寨王国戈公省境内的额勒赛河下游，由上电站和下电站两个电站组成。上电站为混合式开发水电站，为大（2）型Ⅱ等工程，主要由混凝土面板堆石坝、混凝土心墙堆石副坝、岸边开敞式溢洪道、泄洪放空洞、左岸输水系统、地面厂房等部分组成，最大坝高124 m，总库容4.018亿m3，装机容量206 MW。

2　设计条件

2.1地形地质

上电站坝址区两岸地形基本对称，地形坡度10～60°，属低山峡谷型地貌。B河在坝址区左岸上游汇入额勒赛河。坝址区岩性主要为侏罗系中统石英砂岩、泥岩，岩层近水平状。河床覆盖层一般厚5～15 m，岸坡覆盖层厚约10～20 m。河床覆盖层主要由漂石混块石夹少量细砂组成。

2.2水文气象

额勒赛河流域属热带季风气候，一年分旱季和雨季两个季节，旱季从11月至4月，雨季从5月到10月。径流主要由降雨形成，且年内分配不均，5月～10月径流占全年的93.9%。坝址多年平均流量为75.8 m3/s。

3　导流标准及导流方式

3.1导流标准

上电站拦河坝为Ⅰ级建筑物，导流建筑物按Ⅳ级建筑物设计。枯水期导流标准根据不同围堰型式采用10年或5年一遇洪水；汛期根据大坝施工形象度汛标准分别采用全年50年或100年一遇洪水。

3.2导流方式

上电站拦河坝为混凝土面板堆石坝，坝址区河谷狭窄，两岸岸坡陡峭，河床不具备分期导流或明渠导流的条件，只能采用全河床围堰断流、隧洞导流的方式。

4　导流方案比较及选择

根据坝址区地形、地质、水文、气象、水工布置和施工条件的特点，可研阶段施工导流方案比较了枯水期围堰挡水，汛期坝体临时断面挡水，基坑全年施工方案和全年围堰方案。经过方案比选论证，两方案基坑均为全年施工，首台机组发电工期及工程总工期相同，全年围堰方案围堰填筑量较大，且坝体上游左岸的B河被围堰完全侵占，需要增加B河导流建筑物，因此工程投资较枯水期围堰方案高出约1000万。枯水期围堰方案Ⅰ枯需将坝体临时断面填筑至挡水度汛高程以上，填筑量较大，经施工进度分析，Ⅰ枯填筑最大强度约为28.3万m3/月，Ⅰ枯填筑强度略大，但可以实现。

由于该工程拦河坝具备一个枯水期内将坝体临时断面填筑到挡水度汛高程以上的条件，且枯水期围堰方案投资较省，因此，该工程首部枢纽施工导流采用枯水期围堰挡水，汛期坝体临时断面挡水，导流隧洞及改造前泄洪洞联合泄流，基坑全年施工的导流方案。

5　导流规划

拦河坝施工导流程序划分为初期、中期及后期等不同的导流阶段。

1）初期导流。初期导流为第1年11月底河道截流至第2年5月31日。该阶段由上、下游围堰挡水，导流隧洞泄流，围堰挡水标准为11月1日至次年5月31日时段10年一遇设计洪水，相应流量为879 m3/s，上游围堰挡水位171.2 m，下游围堰挡水位158.2 m。这期末坝体临时断面上游填筑至218.0 m，下游填筑至170.0 m。

2）中期导流。中期导流自第2年6月1日至第3年12月31日，为坝体具备挡水度汛条件至导流洞下闸封堵前。这期共经历2个汛期和1个枯期。

Ⅰ汛（第2年6月1日至第2年10月31日）：这阶段坝体临时度汛洪水标准，采用全年50年一遇设计洪水，相应流量3 930 m3/s，由坝体临时断面挡水，导流隧洞及改造前泄洪洞联合泄流，坝体上游水位为216.2 m，下游水位164.0 m。

Ⅱ枯（第2年11月1日至第3年5月31日）：该阶段导流标准采用11月1日～次年5月31日，时段10年一遇设计洪水，相应流量为879 m3/s，由上、下游围堰挡水，导流隧洞泄流，该期末坝体全断面填筑至254.0 m，并进行Ⅰ期混凝土面板的浇筑，同时泄洪洞在本枯水期改造完成。

Ⅱ汛（第3年6月1日至第3年12月31日）：该阶段坝体临时度汛洪水标准采用全年100年一遇设计洪水，相应流量5300 m3/s，由已建坝体挡水，导流隧洞、改造后泄洪洞及溢洪道联合泄流，坝体上游水位为250.9 m，下游水位为165.6 m，这期末坝体填筑至坝顶高程。

3）后期导流。后期导流时段自第4年1月1日至第4年4月30日，该期完成坝体Ⅱ期混凝土面板浇筑，导流隧洞下闸并完成封堵施工。

根据施工总进度计划，第4年1月初导流隧洞下闸，开始导流隧洞封堵施工，第4年4月底堵头施工完毕，第4年3月至4月浇筑Ⅱ期混凝土面板，这期施工标准采用11月1日～4月30日时段10年一遇洪水，相应流量620 m3/s，洪水由泄洪洞下泄。

6　导流建筑物设计

6.1导流隧洞

导流隧洞布置在右岸，按有压流设计，隧洞全长395 m，进口明渠底板高程155 m，出口明渠底板高程154 m，洞身底坡0.250%。设计过水断面尺寸911 m（宽高），城门洞型，洞身采用全断面混凝土衬砌。

导流隧洞进口设置进水塔，塔顶启闭机平台高程考虑下闸及启闭机拆除等要求，确定高程为190.0 m，孔口闸门尺寸为矩形9×11 m（宽×高），进口的喇叭口采取三面收缩型式，顶部曲线方程为x2/92+x2/32=1，两侧曲线方程x2/7.52+x2/2.52=1。6.2上、下游围堰设计

上、下游围堰均按4级建筑物设计，采用土石围堰型式。

上游围堰堰前设计水位171.2 m，堰顶高程173.0 m，围堰顶宽10.0 m，堰顶轴线长约171 m，最大堰高21.0 m。上、下游两侧边坡坡比分别为1∶1.75 和1∶1.5。上游围堰防渗平台以上堰体采用土工膜心墙防渗，防渗平台以下堰体及堰基采用控制性灌浆防渗，迎水面填筑粘土铺盖辅助防渗。

下游围堰堰前设计水位158.2 m，堰顶高程160.0 m，围堰顶宽10.0 m，堰顶轴线长约90 m，最大堰高10.0 m。迎水面边坡坡比为1∶1.75，背水面边坡坡比为1∶1.5。下游土石围堰基础及堰体均采用控制性灌浆防渗，迎水面堰面布置1.0 m厚钢筋石笼防护。

6.3导流隧洞永久堵头设计

导流隧洞堵头属永久性建筑物，其建筑物级别同大坝，为1级建筑物，设计挡水水头108 m，采用楔形体型式，堵头长度31 m。

7　截流

综合考虑额勒赛河水文、气象资料，为降低截流后I枯施工强度，宜尽早截流。通过对各月的流量、截流难度、以及导流隧洞施工进度等因素综合分析，截流安排在第1年11月底进行，截流流量采用11月10年一遇月平均流量，相应流量为34.1 m3/s。截流方式采用单戗堤立堵，截流戗堤布置在上游围堰轴线下游，截流戗堤顶高程158.0 m，宽度为15 m。经截流水力学计算，截流最大落差3.08 m，龙口最大平均流速3.07 m/s，最大单宽功率2.341 t.m/s.m。

8　下闸蓄水与封堵

根据工程总进度计划，导流隧洞安排在第4 年1月初下闸封堵，下闸标准采用1月10年一遇月平均流量，相应流量18.9 m3/s。导流隧洞封堵施工标准采用11月1日至4月30日时段10年一遇洪水，相应流量620 m3/s，期间洪水由泄洪洞下泄。闸门封堵期间最大挡水水头为46.3 m。

导流隧洞封堵完成后，泄洪放空洞于第4年6月初下闸，水库开始蓄水，蓄水标准采用6月份85%的保证率，相应流量为109 m3/s，水库水位蓄至240.0 m高程约需18 d，第4年6月底首台机组发电。

9　工程实施情况

额勒赛下游水电站上电站导流隧洞于2010年4月初开工，2010年12月底具备过流条件，2010年12月28日河道截流，2013年3月30日导流隧洞下闸，2013年5月底导流隧洞封堵完成，2013年9月30日首台机组发电。实施过程中，由于截流时间推迟，根据现场的施工强度，在Ⅰ枯将坝体临时断面填筑到挡水度汛高程以上难以实现，实施阶段，将拦河坝围堰由枯水期围堰改成了全年围堰。