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      糯扎渡水電站樞紐工程主要技術(shù)創(chuàng)新與實踐

      2012-09-03 10:31:46張宗亮劉興寧馮業(yè)林李仕奇張四和武賽波邵光明
      水力發(fā)電 2012年9期
      關(guān)鍵詞:堆石壩心墻圍堰

      張宗亮,劉興寧,馮業(yè)林,李仕奇,張四和,武賽波,邵光明

      (中國水電顧問集團昆明勘測設(shè)計研究院,云南 昆明 650051)

      1 工程概況

      糯扎渡水電站位于云南省普洱市思茅區(qū)和瀾滄縣境內(nèi),是瀾滄江中下游河段梯級規(guī)劃 “二庫八級”電站的第5級,其上游與大朝山水電站銜接,下游與景洪水電站銜接。工程以發(fā)電為主,并兼有下游景洪市 (壩址下游約110 km)的城市用水、農(nóng)田防洪及改善下游航運等綜合利用任務(wù)。水庫正常蓄水位812.00 m,汛限水位804.00 m,死水位765.00 m, 總庫容 237.03×108m3, 調(diào)節(jié)庫容 113.35×108m3,具有多年調(diào)節(jié)能力。電站裝機容量5 850 MW (9×650 MW),保證出力2 406 MW。工程樞紐由心墻堆石壩、左岸岸邊溢洪道、左岸泄洪隧洞、右岸泄洪隧洞、左岸引水系統(tǒng)和地下廠房組成,最大壩高261.5 m。

      2 工程布置及主要建筑物

      本工程為一等大 (1)型工程,永久性主要水工建筑物為1級建筑物,其他次要建筑物為3級建筑物。堆石壩洪水設(shè)計標準為重現(xiàn)期1 000年 (P=0.1%),泄洪流量Q=26 913 m3/s,校核標準為PMF,泄洪流量 Q=37 532 m3/s。

      2.1 樞紐布置

      根據(jù)地形地質(zhì)條件、施工及運行要求,最終確定樞紐布置為:擋水建筑物為直心墻堆石壩;泄洪建筑物由左岸開敞式溢洪道、左岸泄洪隧洞 (后段結(jié)合5號導流隧洞)、右岸泄洪隧洞和下游護岸工程組成;引水發(fā)電建筑物由左岸引水系統(tǒng)、地下主副廠房洞室群、尾水系統(tǒng) (1號尾水隧洞與2號導流隧洞結(jié)合)、地面副廠房及出線場組成;導流建筑物由左岸1、2、5號導流隧洞,右岸3、4號導流隧洞組成。上、下游圍堰均為土石圍堰,上游圍堰與大壩結(jié)合,下游圍堰與量水堰結(jié)合。糯扎渡水電站樞紐建筑物透視圖見圖1。

      圖1 糯扎渡水電站樞紐建筑物透視圖

      2.2 主要建筑物

      2.2.1 擋水建筑物

      壩體基本剖面為中央直立摻礫土心墻形式,心墻兩側(cè)為反濾層,反濾層以外為堆石體壩殼。壩頂寬度為18 m,心墻基礎(chǔ)最低建基面高程為560.0 m。上游壩坡坡度為1∶1.9,下游壩坡坡度為1∶1.8。壩體總填筑量3400萬m3。其中,心墻填筑量為464萬m3。

      2.2.2 泄水建筑物

      (1)開敞式溢洪道布置于左岸平臺靠岸邊側(cè)部位,溢洪道水平總長1 445 m,寬151.5 m。進口底板高程775.0 m,共設(shè)8個15 m×20 m (寬×高)表孔,每孔均設(shè)檢修門和弧形工作閘門,溢流堰頂高程792 m,堰高17 m,最大泄流量31 318 m3/s,最大流速52m/s,采用挑流并預挖消力塘消能。

      (2)左岸泄洪隧洞進口底板高程721.0 m,全長950 m。有壓段為內(nèi)徑12 m的圓形,工作閘門為2孔,孔口尺寸5 m×9 m,最大泄流量3 395 m3/s,最大流速42 m/s。無壓段為城門洞形,尺寸12 m×(16~21 m),其后段與5號導流隧洞結(jié)合,結(jié)合段長343 m,出口采用挑流消能。

      (3)右岸泄洪隧洞進口底板高程695.0 m,洞軸線在有壓段平面轉(zhuǎn)角60°,全長1 062 m。有壓段為內(nèi)徑12 m的圓形,工作閘門為2孔,孔口尺寸5 m×8.5 m,最大泄流量3 257 m3/s,最大流速42 m/s。無壓段為城門洞形,尺寸12 m×(18.28~21.5 m),出口采用挑流消能。

      2.2.3 引水發(fā)電建筑物

      (1)電站進水口引渠底板高程734.5 m,進水塔長度225 m、寬35.2 m (順水流方向)、高88.5 m,塔頂高程同大壩壩頂高程821.5 m。為了減免下泄低溫水對下游水生生物的影響,進水口利用檢修攔污柵槽設(shè)置疊梁門進行分層取水。按單機單管布置9條引水道,單機引用流量381 m3/s,引水道的直徑9.2~8.8 m。

      (2)地下主、副廠房尺寸418 m×29 m×81.6 m,機組間距34 m,機組安裝高程587.9 m。地下主變室尺寸348 m×19 m×38.6 m,內(nèi)設(shè)主變層、電纜層及GIS層;上游設(shè)9條母線洞與主廠房相連,下游設(shè)2條出線豎井通向高程821.5 m的平臺地面副廠房。地面副廠房、500 kV出線場、出線終端塔場地、進排風樓等布置在主廠房頂高程821.5 m的平臺上。

      (3)尾水調(diào)壓室采用圓筒式調(diào)壓井,按 “一”字形布置,調(diào)壓室直徑分別為27.8 m (1號)、29.8 m(2、3號),高度92 m,間距為102 m,尾水閘門室布置在尾水調(diào)壓室上游42.5 m處。調(diào)壓井后各接1條尾水隧洞,洞徑為18 m,洞長447~465 m。其中,1號尾水隧洞與2號導流隧洞相結(jié)合,結(jié)合段長334.4 m,城門洞形斷面尺寸為16 m×21 m (寬×高)。尾水隧洞出口均布置2孔尾水檢修閘門。

      2.2.4 導截流建筑物

      上游圍堰為與壩體結(jié)合的土石圍堰,堰頂高程656.0 m,圍堰頂寬15 m,堰頂長265 m,最大堰高82 m。624.0 m高程以下上游面坡度為1∶1.5;624.0 m高程以上為1∶3,下游面坡度為1∶2。圍堰上部采用土工膜斜墻防滲,下部及堰基防滲采用混凝土防滲墻,厚度0.80 m。下游圍堰與量水堰結(jié)合,為土石圍堰,堰頂高程625.0 m,圍堰頂寬12 m,堰頂長191 m,下部坡度為1∶1.5,上部為1∶1.8,最大堰高42 m。圍堰上部采用土工膜心墻防滲,下部及堰基采用混凝土防滲墻防滲,厚度0.80 m。

      導流隧洞斷面形式均為方圓形,1~3號導流隧洞斷面尺寸16 m×21 m (寬×高),1、3號導流隧洞進口底板高程為600.0 m;2號導流隧洞進口底板高程為605.0 m,后段與1號尾水隧洞結(jié)合;4號導流隧洞斷面尺寸為7 m×8 m (寬×高),進口底板高程為630.0 m;5號導流隧洞進口底板高程為660.0 m,前段為有壓段,襯砌后斷面尺寸為7.0 m×9.0 m (寬×高),底坡為平坡,閘后為無壓洞段,襯砌后斷面尺寸為10.0 m×12.0 m (寬×高),出口挑流消能。

      3 主要技術(shù)創(chuàng)新與實踐

      3.1 工程勘察與試驗

      3.1.1 工程地質(zhì)分區(qū)

      壩址區(qū)工程地質(zhì)條件復雜,巖體風化程度、構(gòu)造發(fā)育程度等均呈現(xiàn)很大的不均一性。在詳細分析壩址區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、風化卸荷、地下水等基本地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,參考巖體質(zhì)量綜合分類的方法,將壩址區(qū)工程地質(zhì)條件按不同等級分為A、B、C、D、E、F等6個區(qū)。以A區(qū)工程地質(zhì)條件最好,以下依次變差,F(xiàn)區(qū)分布有工程區(qū)2條最大的斷層,屬最差。工程地質(zhì)分區(qū)為樞紐建筑布置提供了可靠依據(jù),如主要建筑物除大壩壩基外,地下廠房、引水發(fā)電系統(tǒng)均布置于A區(qū)。

      3.1.2 滲透變形試驗及固結(jié)灌漿試驗

      受構(gòu)造、風化、蝕變等因素的綜合影響,壩基右岸中部巖體形成了大致順河方向延伸并包括斷層在內(nèi)的構(gòu)造軟弱巖帶,帶內(nèi)巖體破碎,風化較強烈,完整性差,各級結(jié)構(gòu)面發(fā)育,并且多夾泥或附有泥質(zhì)薄膜。由于構(gòu)造軟弱巖帶內(nèi)巖體強度及變形模量低,抗變形性能差,滲透性較大,易產(chǎn)生不均勻變形,難以滿足大壩對地基強度、抗變形性能及防滲方面的要求。為了為壩基處理措施提供依據(jù),對該構(gòu)造軟弱巖帶開展?jié)B透變形試驗及固結(jié)灌漿試驗。

      滲透變形試驗布置于帶內(nèi)規(guī)模最大的斷層內(nèi)。試驗成果表明,斷層帶最小臨界比降達到2,可以滿足抗?jié)B變形要求。在探硐內(nèi)進行的高壓固結(jié)灌漿試驗表明,通過高壓灌漿處理,特別是超細水泥的使用,對于降低巖體的透水率,提高巖體的滲透穩(wěn)定性效果顯著,巖體的均一性和力學性質(zhì)也有不同程度的提高,抵抗變形破壞的能力得到加強。這說明采用高壓固結(jié)灌漿的方法處理壩址右岸構(gòu)造軟弱巖帶的措施是可行的。

      3.1.3 主要建筑物開挖區(qū)按料場開展勘察試驗

      電站進水口及溢洪道開挖料石渣總方量約4 000萬m3,充分利用開挖渣料可以節(jié)約大量資金。因此,對電站進水口及溢洪道開挖區(qū)進行了石料詳細地質(zhì)勘察。根據(jù)勘察成果及施工期揭露的實際情況,對開挖渣料分類,用于不同筑壩堆石料區(qū)或混凝土骨料。

      3.2 擋水建筑物

      糯扎渡水電站心墻堆石壩壩高261.5 m,上游壩坡1∶1.9,下游壩坡1∶1.8;工程規(guī)模巨大,技術(shù)難度高。如此規(guī)模的心墻堆石壩設(shè)計國內(nèi)沒有任何成熟經(jīng)驗可資借鑒,國外可資借鑒的經(jīng)驗也很少。為此,中國水電顧問集團昆明勘測設(shè)計研究院 (以下簡稱“昆明院”)聯(lián)合多家高等院校和科研機構(gòu),從可研階段開始就針對糯扎渡水電站心墻堆石壩關(guān)鍵技術(shù)問題開展了持續(xù)深入的科技攻關(guān)。研究內(nèi)容包括壩料勘察、試驗及壩料特性,土石壩計算分析理論及抗裂措施,心墻堆石壩壩料分區(qū)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,心墻堆石壩動力反應(yīng)分析計算理論及抗震措施,心墻堆石壩滲流分析及滲控措施等,解決了諸多關(guān)鍵技術(shù)問題。招標施工圖階段持續(xù)與科研單位開展深化研究工作。結(jié)合施工需要及施工中出現(xiàn)的一些問題,開展了壩料壓實指標波動對大壩安全的影響、墊層及廊道裂縫對大壩安全的影響、蓄水速度對大壩安全的影響等科研工作。2008年汶川地震后,又根據(jù)最新的地震動參數(shù)開展了大壩抗震深化研究。上述研究成果大部分均運用到了工程的設(shè)計、施工中。根據(jù)研究成果,對高心墻堆石壩進行了創(chuàng)新設(shè)計,使我國高土石壩筑壩技術(shù)上了一個新的臺階。

      (1)心墻防滲土料采用天然混合土料中摻人工碎石的礫質(zhì)土料,改善了力學性質(zhì),使之適應(yīng)了超高壩防滲土料的要求。

      (2)通過對堆石料性質(zhì)劣化的試驗及其對壩體應(yīng)力、變形影響的計算分析研究,論證了含軟巖堆石料可用于高心墻堆石壩上游壩殼。最終,大壩上游共利用了478萬m3建筑開挖的含軟巖堆石料,減少棄渣和料場開挖。在取得顯著的經(jīng)濟效益的同時,還方便了施工,有利于環(huán)境保護。

      (3)通過大量的壩料試驗及計算分析,論證了上游壩坡采用1∶1.9,下游壩坡采用1∶1.8的可行性,減小了大壩輪廓和工程布置難度,減少了填筑量。

      (4)論證了直心墻堆石壩抗水力劈裂的安全性,比采用斜心墻堆石壩施工更為方便。

      (5)修正了土石壩計算靜、動力本構(gòu)關(guān)系。

      (6)提出了采用 “數(shù)字大壩——工程質(zhì)量與安全信息管理系統(tǒng)”進行大壩施工質(zhì)量的數(shù)字化監(jiān)控的思路。為保障大壩施工質(zhì)量提供了實時、動態(tài)、全過程的監(jiān)督控制。

      (7)為進行大壩施工質(zhì)量及設(shè)計反饋,開展施工期及運行期的安全評價,昆明院聯(lián)合清華大學開展了 “數(shù)字大壩——工程安全評價與預警信息管理系統(tǒng)”的研究,對施工過程、檢測質(zhì)量及監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析及合理評價??紤]時空效應(yīng)結(jié)合多尺度有限元計算進行反演分析,對大壩進行安全評價,并預測大壩在不同條件下的性態(tài)及安全裕度。根據(jù)監(jiān)測和分析成果修正和完善不同時期、不同工況下大壩的各級警戒值和安全評價指標,提出相應(yīng)的應(yīng)急預案與防范措施。

      (8)開展了土料壓實控制標準與檢測方法的研究。對比超大型 (φ600 mm,2 690 kJ/m3功能)、大型 (φ30 0mm,2 690 kJ/m3功能)及小型 (φ152 mm,595 kJ/m3功能)擊實試驗。采用小型擊實P20細料成果對摻礫土料進行質(zhì)量控制和采用大型擊實成果對摻礫土全料進行質(zhì)量控制均是可行的;施工過程中,采用小型擊實P20細料成果對摻礫土料進行質(zhì)量控制,并定期采用大型擊實成果對摻礫土全料進行質(zhì)量復核。

      3.3 泄水建筑物

      本工程校核洪水標準 (PMF時)總泄洪流量37 532 m3/s,溢洪道、左右岸泄洪隧洞聯(lián)合泄洪功率66 940 MW。泄洪流量及功率均名列世界前茅。

      3.3.1 溢洪道

      溢洪道設(shè)8個15 m×20 m (寬×高)表孔,泄槽段寬151.5 m,最大泄量31 318 m3/s,最大泄量時落差182 m,最大流速52 m/s,為國內(nèi)最大岸邊開敞式溢洪道,最大泄洪功率 (PMF時)55 860 MW,為世界同類工程之首。

      為方便運行管理、檢修,采用2道中隔墻將泄槽分為左、中、右3槽。泄槽底板采用0.8~1.2 m的薄板結(jié)構(gòu),根據(jù)地形條件采用上緩下陡的兩級底坡布置形式,跨斷層部位采用有蓋重固結(jié)灌漿和系統(tǒng)錨筋樁錨固處理,垂直水流方向僅在摻氣坎附近設(shè)結(jié)構(gòu)橫縫,結(jié)構(gòu)橫縫間65~128 m采用通倉澆筑。

      溢洪道出口采用預挖消力塘形成水墊的消能方式,較好地解決了溢洪道的消能問題。由于消力塘底面積大,約為53 000 m2,按平均厚度3 m襯砌,混凝土為15.7×104m3,還要設(shè)復雜的抽排水系統(tǒng)。因此,對消力塘的結(jié)構(gòu)及水力設(shè)計進行了專項研究,取消了消力塘底板襯砌和復雜的抽排水系統(tǒng),采取護岸不護底方案。

      3.3.2 泄洪隧洞

      (1)左岸泄洪隧洞最大泄流量為3 395 m3/s,工作閘門孔口尺寸5 m×9 m,布置2孔,設(shè)計水頭103 m。

      (2)右岸泄洪隧洞最大泄流量為3 257 m3/s,工作閘門孔口尺寸5m×8.5m,布置2孔,設(shè)計水頭126m。

      (3)泄洪隧洞閘門孔口水流流速接近40 m/s,無壓斷流速約42 m/s。泄洪隧洞兩孔合一并側(cè)向收縮的結(jié)構(gòu)形式在國內(nèi)尚沒有成熟的工程實踐。高水頭、高流速增加了泄洪隧洞有壓流到無壓流過渡設(shè)計及無壓段摻氣減蝕設(shè)計的難度。

      3.4 引水發(fā)電建筑物

      糯扎渡水電站水庫具有多年調(diào)節(jié)性能,且水庫庫容巨大,屬典型的水溫分層型水庫,下泄低層低溫水將對下游魚類產(chǎn)生一定的不利影響,必須采取措施,將不利影響減小到最低。為此,昆明院對電站進水口進行了分層取水設(shè)計研究。采用疊梁門多層取水設(shè)計方案:進水塔順水流向依次布置工作攔污柵、檢修攔污柵 (疊梁閘門)、檢修閘門、事故閘門和通氣孔。其中,檢修攔污柵與疊梁閘門共用檢修攔污柵柵槽。

      取水疊梁閘門分成4擋運行:水庫水位高于803.0 m以上時,門葉整體擋水,擋水閘門頂高程為774.04 m,為第1層取水;水庫水位在803.0~790.4 m時,吊起第1節(jié)疊梁門,僅用第2、3節(jié)門葉擋水,此時擋水閘門頂高程為761.36 m,為第2層取水;水庫水位在 790.4~777.7 m時,繼續(xù)吊起第2節(jié)疊梁門,僅用第3節(jié)門葉擋水,此時擋水閘門頂高程為748.68 m,為第3層取水;水庫水位降至777.7~765.0 m時,繼續(xù)吊起第3節(jié)疊梁門,無疊梁閘門擋水,為第4層取水。

      疊梁門多層取水水位保證率高,電站運行靈活性較高,可保證水電站絕大部分運行時間引用水庫上層水發(fā)電,最大限度地解決了對下游魚類的不利影響。

      尾水調(diào)壓室采用圓筒式。為了減小尾水調(diào)壓室規(guī)模,降低施工難度,確保施工安全,經(jīng)分析研究認為,2號導流隧洞有較好的利用價值,1號尾水調(diào)壓室充分利用了2號導流隧洞與1號尾水隧洞結(jié)合點至中部堵頭段間的一段隧洞作為擴展調(diào)壓室,減小了井筒尺寸,開挖時有利于圍巖穩(wěn)定,降低施工難度,縮短施工工期,節(jié)省了工程投資。通過水力過渡過程數(shù)值計算分析及水力學試驗優(yōu)化后,1號尾水調(diào)壓室井筒內(nèi)直徑由33 m調(diào)整為27 m;2、3號由33 m調(diào)整為29 m,連通上室寬度增加為12 m,阻抗板底高程降低為578.5 m,調(diào)壓室后設(shè)置30 m漸變段與尾水隧洞銜接,調(diào)壓室底部中心至分縫處的距離調(diào)整為17 m。尾水調(diào)壓室和尾水閘門室內(nèi)的最高和最低涌浪均滿足設(shè)計要求。

      3.5 邊坡工程

      樞紐區(qū)主要邊坡均為巖質(zhì)邊坡。右岸壩頂高程以上永久邊坡最大高度220 m,電站進水口邊坡最大高度87 m,尾水隧洞出口邊坡最大高度225 m,溢洪道邊坡最大高度270 m。左、右岸泄洪隧洞進出口邊坡以及下游護岸工程邊坡規(guī)模相對較小。采用臺階式開挖,每15 m或20 m高的梯段設(shè)寬3 m的馬道,開挖坡比根據(jù)地質(zhì)條件、建筑物設(shè)計體型等因素具體確定。對建筑物邊坡開展了地質(zhì)詳查和結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計分析、巖體質(zhì)量等級評定分析、邊坡計算參數(shù)研究、邊坡失穩(wěn)模式判別、邊坡二維及三維穩(wěn)定分析、典型邊坡二維有限元分析等工作。研究結(jié)果及施工實踐表明,樞紐區(qū)邊坡在綜合采用分臺階開挖、邊坡防排水系統(tǒng)、系統(tǒng)噴錨支護、預應(yīng)力錨索等處理措施后,滿足穩(wěn)定和安全要求。

      施工期間,針對規(guī)模較大的尾水隧洞出口邊坡和溢洪道消力塘邊坡,開展了開挖過程監(jiān)測信息反饋分析及長期穩(wěn)定性研究。根據(jù)研究結(jié)果,對消力塘邊坡底部加強了預應(yīng)力錨固。目前,各開挖部位邊坡在施工及運行期間的穩(wěn)定性均可得到保證。

      3.6 心墻堆石壩安全監(jiān)測

      心墻堆石壩布置了完善的監(jiān)測系統(tǒng),在傳統(tǒng)監(jiān)測儀器布置的基礎(chǔ)上,針對工程特點和難點,主要在以下方面進行了創(chuàng)新:

      (1)上游堆石體位移監(jiān)測。國內(nèi)心墻堆石壩監(jiān)測對下游堆石體位移關(guān)注較多,但對于上游堆石體位移監(jiān)測關(guān)注較為忽視,上游堆石體在蓄水期和運行期的重要性不低于上游堆石體。為此,在上游堆石體內(nèi)部分層布置弦式沉降儀,在心墻表面對應(yīng)高程布置視準線以監(jiān)測其位移,為全方位監(jiān)測大壩變形提供了支撐。

      (2)心墻與反濾間錯動變形監(jiān)測。心墻與反濾之間的錯動情況對評價大壩的整體變形協(xié)調(diào)至關(guān)重要。但是,國內(nèi)在此方面尚無監(jiān)測實例。本工程將剪變形計布置于心墻與反濾之間,埋設(shè)高程與上、下游堆石體對應(yīng),可綜合評判大壩的變形協(xié)調(diào)情況。

      (3)心墻沉降監(jiān)測。心墻沉降監(jiān)測一般采用電磁沉降儀,因其具有埋設(shè)簡單、測值可靠等優(yōu)點應(yīng)用廣泛。由于埋設(shè)于心墻中的電磁沉降環(huán)為磁性體,存在消磁的風險。針對此情況,糯扎渡水電站心墻沉降環(huán)采用不銹鋼材料,將磁性被動探測改為主動發(fā)射,提高了儀器的耐久性。

      (4)下游堆石體沉降監(jiān)測。下游堆石體沉降監(jiān)測一般采用水管式沉降儀。常規(guī)水管式沉降儀測線為3管式,包括進水管、排水管和排氣管。由于超高壩帶來管線超常規(guī),管線的不均勻沉降可能導致觀測異常。為此,本工程將3管式改進為4管式,增加1根進水管,提高了儀器的可靠性及觀測精度。

      3.7 導截流建筑物

      為滿足工程施工導截流的需要,糯扎渡水電站共布置5條導流隧洞,規(guī)模巨大。上游圍堰與大壩壩體結(jié)合,下游土石圍堰后期改造成壩體量水堰,圍堰布置、體型結(jié)構(gòu)要求特殊,且圍堰施工工期緊張。

      (1)大斷面導流洞開挖支護和薄壁混凝土襯砌。采用考慮 “一次支護加固圍巖”的隧洞開挖、支護及混凝土襯砌設(shè)計方法,完成總長約3 300 m隧洞的支護及薄壁混凝土襯砌設(shè)計,取得巨大的經(jīng)濟效益??偨Y(jié)的大型水工隧洞的開挖、支護和襯砌設(shè)計理念在國內(nèi)多個工程中運用。

      (2)大斷面淺埋漸變段開挖、支護。1、2號導流洞進口漸變段最大開挖尺寸27.6 m×26.3 m,受F5、F6斷層影響,巖體類別為Ⅲ、Ⅳ類。采用先懸吊錨筋樁,后預應(yīng)力錨索及超前錨桿錨固,再進行隧洞進口開挖支護的設(shè)計方案,成功地運用于2號導流洞進口漸變段。上覆巖體厚僅27.2 m,開挖跨度27.6 m,平頂一次開挖、支護成型,在國內(nèi)、外均屬首次。

      (3)大斷面導流洞通過不良地質(zhì)洞段。1、2號導流洞開挖斷面尺寸為19.6 m×24.3 m。隧洞穿過F3斷層及其影響帶。利用監(jiān)測資料,采用 “反演分析法”進行支護調(diào)整,使巨型隧洞成功穿過約40 m的特殊地質(zhì)段。這是隧洞支護設(shè)計的創(chuàng)新,也是施工技術(shù)的成功實踐,具有國內(nèi)先進水平。

      (4)80 m級土工膜防滲體圍堰。鑒于圍堰布置、結(jié)構(gòu)的特殊要求及工期的緊迫性,對圍堰布置及結(jié)構(gòu)形式進行技術(shù)研究,確定了實現(xiàn)工期有保障、結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟上較優(yōu)的圍堰布置形式。采用高達82 m的土工膜斜墻土石圍堰 (上游)及土石圍堰后期改造成壩體量水堰的圍堰設(shè)計 (下游)。

      (5)大流量、高流速、高落差山區(qū)河流截流工程實踐。截流龍口最大流速為7.52 m/s,最大落差6.7 m,具有高流速、高落差的特點,截流難度大?,F(xiàn)場監(jiān)測龍口各水力學指標與設(shè)計完全吻合,截流規(guī)劃設(shè)計準確指導了截流的實施,為截流水力設(shè)計參數(shù)取值提供了成功經(jīng)驗。

      3.8 料物平衡與工程建設(shè)

      (1)壩料利用情況。糯扎渡水電工程可用開挖料主要有電站進水口、溢洪道開挖料,尾水出口邊坡、地面開關(guān)站及導流洞進口開挖料等,開挖總量約4 002×104m3。利用料包括直接上壩、回采上壩和混凝土粗細骨料,總量約為2 232×104m3,利用率約為56%。

      (2)工程建設(shè)里程碑。糯扎渡水電站于2003年10月可研通過審查。審查通過的工程施工總工期為11.5年 (138個月)。其中,準備工程約3年 (34個月),主體工程約5.5年 (69個月),完建約3年(35個月),第1臺機組發(fā)電約8.5年 (103個月)。工程籌建期為3年。2004年4月,籌建期項目陸續(xù)開工建設(shè);2006年1月,導流洞主洞開工建設(shè);2007年11月4日截流;2008年12月大壩心墻區(qū)開始填筑;2011年11月下閘蓄水;2012年第3季度首臺機組投產(chǎn)發(fā)電;2014年6月工程完工。工程籌建期、準備期、首臺機組發(fā)電均縮短工期約1年。

      3.9 永久與臨時建筑物密切結(jié)合

      結(jié)合地形地質(zhì)條件、施工及運行要求,減少工程量,降低工程投資,永久與臨時建筑多處結(jié)合布置,具體如下:①上游圍堰與大壩;②下游圍堰與量水堰;③5號導流隧洞后段與左岸泄洪隧洞;④2號導流隧洞后段與1號尾水隧洞及1號尾水調(diào)壓室;⑤5號導流隧洞交通洞充分利用15號施工支洞。

      3.10 廠房三維協(xié)同設(shè)計

      采用RIVET等軟件進行多專業(yè)協(xié)同三維設(shè)計,設(shè)計成果可從多角度、各部位真實展示,甚至可模擬漫游電站廠房。在各專業(yè)、各系統(tǒng)的設(shè)計過程中,解決了相互間錯、漏、碰、撞的問題。三維模型不僅真實地再現(xiàn)了工程實施后的全貌,還可方便地轉(zhuǎn)化為二維施工圖。目前,電站的布置、電纜橋架等均采用三維模型轉(zhuǎn)化的方式出二維施工圖。推廣采用了三維協(xié)同設(shè)計,有效地減少了95%以上的設(shè)計中的 “錯、漏、碰”問題。

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