三溪口河床式水电站工程施工导流技术

2021-08-16王进波

小水电 2021年4期

王进波

(中国葛洲坝集团建设工程有限公司，云南昆明 650217)

1 工程概况

三溪口河床式水电站位于浙江省丽水市青田县境内，坝址位于大溪和小溪汇合口下游的瓯江干流丽水段，距青田县城约6.0 km，坝址以上集水面积13 380 km2，多年平均径流量139亿m3。本工程枢纽建筑物主要由河床式发电厂房、泄洪闸、船闸以及两岸接头建筑物等组成。泄洪闸、船闸、发电厂房设置在同一轴线上，电站装机容量100 MW[1_3]。

2 施工导流条件

2.1 水文气象条件

流域内气候温和，多年平均气温为18 ℃，极端最高气温为41.5 ℃，极端最低气温为-7.7 ℃。本流域径流主要由降雨形成，洪水系暴雨产生，多年平均降雨量为1 465.1 mm，以五六月最多。天然河道坝址水位流量关系如下所示(见表1)，闸址汛期不同频率的设计洪峰流量如下所示(见表2)。

2.2 围堰地质条件

表1 天然河道坝址水位流量关系

表2 汛期不同频率设计洪峰流量 m3/s

3 施工导流方式

综合分析三溪口水电站工程水文特性、地形和地质条件、枢纽建筑物结构布置以及有利于施工进度安排和降低导流工程费用等因素，采用分期围堰导流方式；一期先围厂房段及左侧12孔泄洪闸段，二期围右侧10孔泄洪闸及船闸段，并利用二期围堰挡水提前蓄水发电；其余建筑物的施工导流在施工期内穿插进行[4_6]。

4 导流程序及导流标准

4.1 导流程序

第一阶段为初期导流，自2010年10月1日至2011年4月30日，由原河床及右岸开挖的导流明渠过水，一期临时围堰挡水，进行纵向混凝土围堰及一期上、下游横向围堰施工；洪水标准采用非汛期(10—3月)3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=2 730 m3/s[2]。

第二阶段为一期导流阶段，自2011年5月1日至2013年2月12日，由束窄河床(右岸导流明渠)过水，一期围堰挡水，进行一期基坑内主体工程(含厂房及12孔泄洪闸)的施工；洪水标准采用全年10年一遇(P=10%)，其洪峰流量Q=14 000 m3/s。其中，在2011年10月1日至第2012年4月30日(非汛期内)进行右岸挡水溢流坝、右岸交通防护工程等的施工，相应的设计洪水标准按非汛期(10月1日至次年4月30日)10年一遇(P=10%)洪水考虑，其设计流量取4 060 m3/s。

第三阶段为二期导流工程的截流阶段，自2013年1月15日至2013年4月30日，主要进行二期上、下游围堰施工。截流时段选为2013年2月，截流设计洪水标准拟采用2月份5年一遇月平均流量Q=429 m3/s。

第四阶段为二期导流阶段，自2013年4月30日至2015年11月30日，由二期围堰挡水发电，汛期洪水由已建12孔泄洪闸下泄，进行二期基坑内的主体工程施工；洪水标准采用汛期3年一遇(P=33.3%)，其洪峰流量Q=10 950 m3/s。二期上游围堰根据发电水位要求定为19.5 m，上部为自溃堰、下部过水围堰的结构形式。

4.2 导流标准

施工导流水力特性如下所示(见表3)。

5 导流建筑物布置及结构形式

5.1 一期临时围堰及右岸导流明渠结构形式

一期临时围堰为砂砾石围堰，围堰顶部高程为12.3～11.8 m，顶部长930.34 m，宽度为6.0 m；围堰两侧边坡坡度均为1∶1.5，围堰高度为6.7 m，采用高喷防渗墙防渗；围堰迎水面采用厚100 cm的理砌石保护。

表3 施工导流水力特性

右岸导流明渠开挖底高程为5.0 m，宽166 m(在一期临时围堰围护的工况下，其宽度为119 m)，右岸330国道基础及护坡采用混凝土护坡加以保护。

5.2 一期围堰结构形式

5.2.1 一期纵向围堰结构形式

纵向围堰采用C20钢筋混凝土围堰，分为坝轴线上游段及坝轴线下游段两段。闸轴线上游段长100 m，顶高程为20.60 m，其基础为密实砂砾卵石层。左侧：基础开挖高程为1.5～2.0 m，在高程5.00 m以下底宽为10 m，为矩形断面，高程5.00 m以上为宽3.4 m的矩形断面。右侧：基础开挖高程为2.5～3.0 m，在高程6.00 m以下底宽为14 m的矩形断面。其中，坝轴线上游部分纵堰基础需设混凝土防渗墙防渗，防渗墙底高程为-20.00 m。闸轴线下游段长240.00 m，其中上游25 m长范围为利用泄洪闸闸墩；下游215.00 m长范围顶高程为20.60～19.50 m，结构断面形式基本同上游段，其基础座落在密实砂砾卵石层上。下游段围堰基础需设高喷防渗墙防渗，高喷防渗墙底高程为-8.00 m。

5.2.2 一期上游横向围堰结构形式

一期上游围堰为砂砾料围堰，堰顶高程20.60 m，堰顶长231.9 m，宽6.00 m，围堰迎水面及背水面边坡均为1∶1.5。围堰基础采用高喷防渗墙防渗；堰身采用PVC土工膜防渗；围堰迎水面采用厚1 m的抛石保护。

5.2.3 一期下游横向围堰结构形式

一期下游围堰为砂砾石围堰，堰顶高程19.50 m，堰顶长272.8 m，宽6.00 m，围堰迎水面及背水面边坡均为1∶1.5。一期下游围堰的结构形式及防渗方式与一期上游围堰相同。

5.3 二期围堰结构形式

5.3.1 二期上游横向围堰结构形式

二期上游围堰顶长214.5 m，为砂砾料挖引槽自溃式围堰，堰顶高程按汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位(18.81 m)；同时考虑发电蓄水要求综合确定为18.9 m，其上砌筑宽30 cm、高80 cm的砖砌挡浪墙。二期上游围堰戗堤高程按非汛期3年一遇(P=33.3%)洪水位加安全超高确定为12.4 m，戗堤顶宽29.25 m。戗堤以下为过水围堰，采用厚80 cm的混凝土防渗墙防渗，防渗墙顶高程为12.4 m，底高程为-20.0 m(进入密实含泥砂砾层2 m～3 m)，最大墙深32.4 m。围堰迎水面边坡为1∶1.5，背水面边坡为1∶2，戗堤顶面及背水面采用厚30 cm的钢筋网混凝土护面防冲。在基坑6 m高程用宽10 m的C20钢筋混凝土保护。12.40 m高程以上为砂砾料自溃堰(堰体填筑料有级配要求)，顶宽6 m，迎水面边坡为1∶1.5，采用干砌块石保护，背水面边坡1∶2，不加保护。堰体防渗采用粘土心墙，粘土心墙顶宽2 m，两侧边坡为1∶0.2。

5.3.2 二期下游横向围堰结构形式

二期下游围堰为砂砾料挖引槽自溃式围堰，堰顶高程17.10 m，堰顶长236.8 m，宽6.00 m，两侧边坡均为1∶1.5。12.00 m高程以上部分为自溃堰，采用顶宽2 m的粘土心墙防渗，迎水面(下游侧)采用厚40 cm的理砌块石保护；12.00 m高程以下为固定堰，顶宽21.8 m。固定堰顶面及背水面采用厚40 cm的M 7.5浆砌块石护面保护，堰身采用土工膜防渗，基础(6.0 m高程以下)采用深2 m的粘土齿槽防渗[7]。