玉龙喀什水利枢纽施工导流

2016-09-05袁媛

黑龙江水利科技 2016年5期

关键词：泄洪洞导流洞围堰

袁　媛

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

玉龙喀什水利枢纽施工导流

袁媛

(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐 830000)

玉龙喀什水利枢纽工程是玉龙喀什河山区河段的控制性水利枢纽工程，坝高229.5m，文章针对该工程地形地貌及工程施工进度对导流布置、导流程序进行分析，目前该工程已进入可行性研究阶段，随着设计及施工技术的不断发展和进步，后期会更进一步优化设计方案。

施工导流；高面板堆石坝；导流程序；导流建筑物

1　工程概况

玉龙喀什水利枢纽工程位于和田河支流玉龙喀什河中游河段上，是玉龙喀什河山区河段的控制性水利枢纽工程，坝址位于新疆和田地区和田县的喀什塔什乡境内，工程区距和田市约95km。工程正常蓄水位2170m，总库容5.36×108m3，工程主要由坝高229.5m的混凝土面坝堆石坝、装机435MW的发电系统和由表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、1#、2#深孔泄洪冲砂洞组成的泄洪建筑物组成。

玉龙喀什河以冰川积雪融水补给为主，因此其径流年内过程与气温变化关系密切。径流主要集中在夏季6—8月。

2　施工导流

坝址处为“U”形河谷，左岸山体高大雄厚，基岩裸露，岸坡顺直，自然边坡陡立70°左右，现代河床宽30m，河床右岸为高35～40m的基岩陡坡，坡度60°～80°，坝高、填筑量大。枯期时段为9月—次年5月，用于大坝开挖、填筑有效工期为6个月，枯期导流可降低导流建筑物规模，考虑该工程河床工作面狭窄，右岸岸坡坝体基础开挖量大，开挖渣料易堵塞河道，需在工程截流后施工，开挖进度持续至次年汛末。因此施工导流采用河床一次断流，全年上、下游围堰挡水，隧洞泄流的导流方式。

2.1导流时段

根据施工总进度安排，施工总工期为93个月，在整个施工期内，大坝施工将经历7个汛期，综合考虑枢纽水文条件、填筑规模和拦洪度汛等因素，工程导流施工时段可划分为5个阶段：

1)阶段一：河道截流至坝体临时断面度汛，即第2年10月—第5年5月底，导流洞泄洪，围堰挡水经历2个汛期，第4年9月底坝顶填筑高程达到堰顶高程2019.0m。

2)阶段二：第5年6月初—第5年5月底，第5年汛期拦蓄库容小于1×108m3，由坝体临时断面挡水度汛、导流洞泄洪。

3)阶段三：第6年6月初—第6年8月底，第7年9月初导流洞下闸蓄水，本时段由坝体临时断面挡水、导流洞泄洪。

4)阶段四：第7年9月初—第8年5月底，导流洞封堵期，坝体临时断面挡水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞联合泄洪。

5)阶段五：第8年6月初—第8年12月，坝体挡水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞联合泄洪。

2.2导流标准

1)阶段一围堰挡水，根据SL303—2004规定导流建筑物设计洪水标准为10～20 a一遇洪水，本阶段采用全年10 a一遇洪水，相应洪峰流量为1122m3/s。

2)阶段二大坝汛期拦蓄库容0.48×108m，<1×108m3，根据SL303—2004规定导流建筑物设计洪水标准为50～100 a一遇洪水，本阶段采用全年50 a一遇洪水，相应洪峰流量为1524m3/s。

3)阶段三大坝汛期拦蓄库容3.36×108m，>1×108m3，根据SL303—2004规定导流建筑物设计洪水标准为50～100 a一遇洪水，本阶段导流标准采用全年100 a一遇洪水，相应洪峰流量为1691m3/s。

4)阶段四为导流洞封堵施工期，根据SL303—2004规定堵头施工期设计洪水标准为200～500 a一遇洪水，本阶段导流标准采用9月—次年5月200 a一遇洪水，相应洪峰流量为723m3/s。

5)阶段五根据SL303—2004规定导流建筑物设计洪水标准为200～500 a一遇洪水，导流设计标准采用全年200 a一遇洪水，相应洪峰流量为1 856 m3/s；导流校核标准采用全年500 a一遇洪水，相应洪峰流量为2 072 m3/s。

2.3导流程序

1)阶段一导流程序(时段第2年10月—第5年5月底)：河道截流至坝体临时断面度汛，由上下游围堰挡水，导流洞泄流，最大下泄流量991.6m3/s，堰前最高水位2016.96m。第4年9月底坝顶填筑高程达到堰顶高程2019.0m，第5年5月底达到阶段二度汛高程2 055 m。

2)阶段二导流程序(第5年6月—第6年5月底)：坝体临时断面挡水，导流洞过流，最大下泄流量1 185.68 m3/s，堰前最高水位2033m。第5年9月拦蓄库容超1×108m3，第6年5月底坝体填筑达到阶段三度汛高程2110m，第6年5月底一期面板浇筑高程至2 045.0 m。

3)阶段三导流程序(第6年6月—第7年8月底)：坝体一期面板挡水，导流洞过流，最大下泄流量1268.62m3/s，堰前最高水位2040.72m。第7年8月底坝体填筑高程2140m，第7年5月底完成2100m高程二期面板浇筑。

4)阶段四导流程序(第7年9月—第8年5月底)：第7年9月初导流洞下闸，开始导流洞封堵施工，坝体二期面板挡水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞联合泄洪。最大下泄流量558.19m3/s，堰前最高水位2073.53m。第8年5月底坝体填筑至放浪墙底高程2171m。

5)阶段五导流程序(第8年6月—第8年12月底)：坝体二期面板挡水，1#、2#深孔泄洪洞和中孔泄洪洞联合泄洪。设计最大下泄流量1365.08m3/s，堰前最高水位2103.26m，校核最大下泄流量1480.70m3/s，堰前最高水位2106.89m。第8年8月底完成三期面板，第8年12月底工程完工。

经导流度汛调洪计算分析，工程施工期导流度汛特性见表1。

表1　导流度汛特性

2.4导流建筑物

导流建筑物由导流洞、上下游围堰组成。结合枢纽建筑物布置和地形条件，导流洞布置在河道右岸。

2.4.1泄水建筑物

导流洞进口闸井段、洞身段及出口明渠段组成。

由于围堰至大坝间用于堆存建筑物开挖弃渣，导流洞进口布置于坝轴线上游1km右岸河槽坎边，基岩裸露，岩性为黑色二云母石英片岩，进口及闸井段内未发现有大断层通过，右岸片理倾向岸外，左岸片理倾向岸内。洞脸边坡未发现有大断层通过，裂隙对边坡影响不大，但相互切割易形成小的不稳定体。闸井段内未发现有大断层通过，闸井基础位于微风化及新鲜岩体上，完整性较好，基岩属于中硬岩。洞身段上覆岩体较厚，岩性为二云母石英片岩，岩层产状60°～70°NW∠25°～35°，洞身段处于微风化-新鲜岩体内，岩体呈片理面结合牢固的薄层状结构，属中硬岩，大部分岩体完整性较好，节理裂隙较发育，以Ⅲ类围岩为主，局部裂隙密集带及断层通过段为Ⅳ类围岩。

闸井段(桩号0-015.000m～0+000.000m)，闸井长15.0m，闸井底板高程1976m，闸井顶部高程2019.00m。闸井内设平板封堵门一道，封堵门孔口尺寸为7m×8m (宽×高)。

洞身段(桩号0+000～1+005m )，其中导0+000m～导0+010m为渐变段，洞身断面由b×h=7m×6.4m的矩形断面渐变至b×h=7.5m×10.5m的城门洞，120°拱角，洞身采用0.70m厚全断面钢筋混凝土衬砌，洞长1005m，纵坡为1.59%，出口明渠段长62.097m，底宽7.5m。

导流洞封堵堵头采用重力式，堵头长度60m，位于桩号导0+240m～导0+300m洞段。

2.4.2挡水建筑物

左岸自然边坡55°左右，岩性为二云母石英片岩，强风化层厚2～3m，弱风化层厚12～15m。河床冲积的砂卵砾石层最深19m左右，表部结构松散，下部结构密实，据表部探坑颗粒级配资料，粒径小于5mm含量的平均值为19.3%，渗透系数K=9.0×10-2cm/s，属强透水层。右岸覆盖层下伏基岩为二云母石英片岩，强风化层厚2m左右，弱风化层厚12～15m。

经调洪演算上游围堰堰前水位为2016.96m，设计堰顶高程为2019.0m，最大堰高为49m。上游围堰布置于混凝土面板坝上游侧，设计为堆石围堰，堰顶宽10.0m，迎水坡1∶2.0，背水坡1∶1.5。围堰下游边坡自左岸堰肩起布置两道“之”字道路，路宽8.0m，纵坡8%。上游围堰堰体采用土工膜心墙防渗，心墙顶高程为2018.0m，土工膜铺设采用“之”字折线上升铺设型式，坡度1:2.0，相邻拐点高差0.8m，土工膜心墙底部嵌入混凝土基座1.2m，土工膜心墙两侧填筑3m厚过渡料。上游围堰基础采用高压定喷三管法灌浆防渗，单排，灌浆间距1.0m，最大灌浆深度为19m。

根据施工期10 a一遇洪水最大下泄流量991.6m3/s，查水位流量关系曲线得相应水位为1971.95m，下游围堰设计顶高程为1974.0m，最大堰高15m，设计为土石围堰，堰顶宽度8.0m，堰体防渗型式及基础防渗型式同上游围堰。

2.5导流建筑物施工

2.5.1导流洞施工

土方明挖：采用2m3挖掘机挖装、15t自卸汽车运至弃渣场堆弃。

石方明挖：采用100型潜孔钻造孔，梯段爆破分层开挖，每层开挖深度10m，2m3挖掘机挖装、15t自卸汽车运至弃渣场堆弃。导流洞洞身开挖采用手风钻钻孔，光面爆破，出渣采用2m3侧卸式装载机装、15t自卸汽车运输[1]。

混凝土浇筑：混凝土骨料采用2m3装载机挖装，15t自卸汽车从前期骨料加工系统(位于C1料场)拉成品料运至拌和站。采用3m3及6m3混凝土罐车从混凝土拌和站拉运至工作面。洞衬混凝土及封堵混凝土采用30m3/h混凝土泵入仓，机械振捣，人工洒水养护；封堵混凝土直墙以下部分混凝土采用皮带机入仓浇筑，顶拱部分混凝土采用混凝土泵入仓，机械振捣，泵送循环水冷却降温，表面洒水养护；闸井及回填混凝土采用25塔式起重机吊3m3吊罐入仓，吊高<30m，机械振捣，人工洒水养护；进出口明渠采用溜槽入仓(溜槽长9m)，机械振捣，人工洒水养护。

2.5.2围堰施工

土方开挖：采用2m3挖掘机装、15t自卸汽车运输至利用料堆场或弃渣场堆放。

围堰填筑料：主要采用开挖料填筑，2m3挖掘机装、15t自卸汽车运输，推土机平料，13.5t振动碾压实。

灌浆：采用150型地质钻机钻灌浆孔，灌浆机施灌。

土工膜：采用10t载重车运至现场，人工拼接加工成宽幅，人工铺设，热焊机焊接。