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红叶二级水电站闸首二期导流方案的优化 |
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| 红叶二级水电站闸首二期导流方案的优化 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 10:30:50  |
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袁 向 平
中国水利水电第七工程局红叶二级电站项目部，四川成都 611730
1 工程概况
红叶二级水电站位于阿坝州理县境内的杂谷脑河上，坝址上游50m处有红叶一级水电站尾水汇入，下游与理县电站水库相接。工程主要由首部挡水建筑物、取水建筑物和引水建筑物、发电建筑物三部分组成。首部建筑物从左至右依次由进水闸、1孔冲砂闸、3孔泄洪闸及右岸挡水坝段组成，最大坝高11．5m。枢纽为低闸挡水，经进水口、引水隧洞引水至下游杂谷脑河左岸地面式厂房发电。电站设计装机容量90MW。
2 水文、气象
工程所在地域属川西高原山地季风气候，冬季寒冷干燥，降水稀少，且温差大，夏季多大风，干雨季明显。理县多年平均气温11．2℃，极端最高气温33．9℃，极端最低气温－11℃，多年平均降水量613．3mm，最大积雪厚度15mm，多年平均相对湿度67％。
杂谷脑河是岷江上游右岸一级支流，全长168km，其中理县以上112km，流域面积4632km2，河道平均坡降23％，流域内森林丰富，加上90余个天然海子，可对径流起天然调节作用。红叶二级水电站坝址以上有红叶一级电站尾水汇入，其满发时的流量为17m3／s。杂谷脑河径流主要由降水补给，每年4月降雨量开始增加，5～10月降雨量约占全年降雨量的80％。该河洪水主要由暴雨形成，强度较小，历年最大降雨量发生在5～9月，11月至翌年3月为枯水期，5～9月为洪水期，4月、10月为中水期。
红叶二级水电站坝址施工分期设计洪水成果见表1。
3 施工导流方案、标准及时段划分
3．1 导流方案
原方案：采用分期导流，左、右岸基坑分两期施工，即：一期围左岸，进行2号和3号泄洪闸、冲砂闸、2号和3号铺盖、左岸储门槽坝段、取水口、引水明渠、左岸护坦及海漫施工，由前期施工的导流明渠过流；二期围右岸，进行1号泄洪闸、1号铺盖、右岸挡水坝、右岸储门槽坝段、右岸护坦、海漫施工，由已建成的3号泄洪闸过流。
优化方案：一期导流同原方案一致，二期导流由原3号闸过流，改为由2号、3号闸联合过流。
3．2 二期导流标准及时段划分
原方案：根据本工程建筑物级别、标书要求、《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》（SDJ12－78）和《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338－89）规定，并结合本工程实际施工情况、使用年限等将导流建筑物定为Ⅴ级，导流设计为五年一遇枯期流量。Q＝64．5m3／s，即满足4月份导流要求。导流时段：2001年11月初～2002年4月底。
优化方案：本工程二期导流若按原方案在枯期导流，二枯截流后再施工河床段防渗墙，防渗墙结束后再进行坝体的浇筑等，施工工期则无法满足要求，原因是右岸河床段防渗墙均为深孔，平均造孔深度约53m，槽段分序施工，按照施工经验，最短施工时间也需5个月（实际施工时间也为5个月）才能完成Ⅰ、Ⅱ序防渗墙施工。
若按原方案导流的施工进度安排是：11月初截流，11月10日完成防渗墙平台回填及浇筑，11月25日开钻，5月初完成防渗墙施工，5月15日完成防渗墙平台拆除及开挖，5月底完成戴帽混凝土，然后进行坝体混凝土浇筑，但到6月已进入主汛期，枯期导流围堰无法满足过渡要求，坝体混凝土根本无法浇筑，要再次施工，必须重新截流，从而将使总工期滞后约7个月。这是工程进度所不允许的，也将增加大量的投资和施工成本，并造成不良的社会影响。
为保证合同工期的实现，解决二期工期压力问题，必须将二期截流时间提前，但要提前到9月初截流，根据水文资料，9月份五年一遇流量为265m3／s，2号、3号泄洪闸过流其水深将达6．2m，相应闸前水位为2085．2m，但2001年降雨量统计资料显示，6～8月主汛期流量均未超过150m3／s，在洪峰流量散布图中9月份流量大于150m3／s的次数也较少，并对可能出现的超过150m3／s的洪水，采取有效的预防措施（9月初截流后首先进行防渗墙施工平台混凝土浇筑，再进行开钻前的准备工作，所以到9月底才能具备开钻条件，优化施工后的二期围堰能满足10月份过流要求），即使洪水翻围堰，也不会造成太大损失。
二期截流在经过反复论证、精心组织与安排，于2001年9月7日成功实现，防渗墙平台于9月15日形成，9月底防渗墙开钻，2002年2月20日完成防渗墙施工，4月20日坝体混凝土浇至度汛高程，并可保证合同工期的实现。
导流标准：采用五年一遇中水期流量导流，即Q＝112m3／s，2号、3号闸联合过流。 导流时段：2001年10月至翌年5月。
3．3 导流建筑物设计与布置
原方案：二期围堰分为上堰、纵堰和下堰，其结构为壤土编织袋堰体，彩条布防渗，其断面型式如图1示。
若按图施工，存在以下方面不足：
（1）所需断面大（占用较大过流断面）；
（2）迎水面边坡在水冲刷下无法稳定（因闸室出口水流速度很快）；
（3）受地方材料限制，砂壤土用量无法满足；
（4）受前期施工的暗渠出口位置影响，在水下施工根本无法形成如图所示的下游围堰。
优化方案：上堰及纵堰砂壤土围堰改为浆砌石围堰，下堰改为砂壤土心墙围堰，其结构型式如图2 示。修改后的导流布置，解决了以下几个问题：
（1）因加大了过流断面，成功实现提前截流，大大降低了闸前水位；
（2）保证了结构稳定；
（3）围堰渗水量小，减小了施工难度；
（4）保证了施工进度。
4 两种方案比较
优化方案保证了合同工期的实现。若按原方案推迟近7个月工期，将给红叶二级水电站工程造成不可估量的损失，施工企业将增加大量的投入和费用支出，企业形象也将严重受损，此项工作的顺利实施给施工单位带来了巨大的经济和社会效益，受到 了业主、监理、设计方的一致好评。
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