豐滿水電站重建工程泄洪兼導(dǎo)流洞充排水試驗

齊立偉，呂宏飛，李 歡，鄭玉玲

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

豐滿水電站重建工程泄洪兼導(dǎo)流洞充排水試驗

齊立偉，呂宏飛，李 歡，鄭玉玲

（中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司，吉林長春130021）

為保障豐滿水電站重建工程泄洪兼導(dǎo)流洞安全運行，對隧洞進(jìn)行充排水試驗，在精確計算進(jìn)口孔口出流及出口弧門閘孔出流的基礎(chǔ)上，合理安排充排水時間，通過分級充排水保證洞內(nèi)水位起落在可控、容許范圍內(nèi)。經(jīng)實際驗證，此次充排水試驗與實際運行完全一致，達(dá)到了預(yù)期目的。

充排水試驗；泄洪兼導(dǎo)流洞；豐滿水電站

1 工程概況

豐滿水電站重建工程位于吉林省境內(nèi)松花江干流上的豐滿峽谷口，上游建有白山、紅石等梯級水電站，下游建有永慶反調(diào)節(jié)水庫。泄洪兼導(dǎo)流洞布置在左岸山體內(nèi)，為有壓洞，全長846.02 m，由進(jìn)口明渠段、井前壓力段、進(jìn)口閘門井、有壓洞身段、出口閘室段及消能防沖段等部分組成。隧洞襯后為內(nèi)徑10.5 m的圓形斷面，末端出口為8.8 m× 8.8 m矩形斷面，出口采用挑流消能方式。進(jìn)口閘室設(shè)一道檢修平板閘門和一道事故平板閘門，出口閘室設(shè)一道工作弧門。

2 試驗?zāi)康?/h2>

泄洪兼導(dǎo)流洞的充、排水試驗是加載、卸載、檢查、監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)問題和處理缺陷的過程，是對泄洪兼導(dǎo)流洞安全運行的第一次檢驗，它與以后的運行和檢修目的不同，充排水試驗的目的是檢查泄洪兼導(dǎo)流洞存在的問題，以便及時采取處理措施，消除隱患，為今后工程正式運行提供安全可靠的質(zhì)量保證。在實施充排水試驗后，應(yīng)對泄洪兼導(dǎo)流洞進(jìn)行全面的檢查，其主要的檢查、檢驗內(nèi)容包括：

1）檢驗泄洪兼導(dǎo)流洞各部位的設(shè)計及施工質(zhì)量；

2）了解泄洪兼導(dǎo)流洞所處部位圍巖的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)變化情況；

3）檢驗泄洪兼導(dǎo)流洞閘門、閘門埋件、閘門的鎖定裝置及閘門的啟閉設(shè)備的設(shè)計、制造及安裝質(zhì)量。

3 試驗方案及時間安排

泄洪兼導(dǎo)流洞充排水試驗建議的充排水（未包含放空后的檢查處理和再充水）程序為：泄洪兼導(dǎo)流洞充水→泄洪兼導(dǎo)流洞排水。根據(jù)泄洪兼導(dǎo)流洞充水、排水、檢查處理的要求，計劃需要10 d時間，故泄洪兼導(dǎo)流洞充排水試驗（不包括檢查及缺陷處理時間）按照上述時間提前安排。

4 試驗

泄洪兼導(dǎo)流洞充水后出口最大內(nèi)水壓力60.9 m，為避免洞內(nèi)壓力升高過快，充水時采用分級充水方式，控制內(nèi)水壓力上升速率。同樣，排水時為避免洞內(nèi)壓力降落過快，襯砌混凝土承受較大的外水壓力，也需要采用分級排水方式。

4.1 充水試驗

泄洪兼導(dǎo)流洞進(jìn)口事故閘門及出口工作弧門之間充水試驗所需水量約為6.9萬m3，充水開始水位按施工期汛限水位257.90 m計算，充水量及充水分級參數(shù)見表1。

泄洪兼導(dǎo)流洞充水前，進(jìn)口事故閘門及出口工作弧門均處于關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)口事故閘門前為靜水，上游水位按257.90 m計，出口工作弧門后按三期2臺機滿發(fā)水位193.33 m計。充水時，事故閘門上兩個充水小門全開充水，充水流量最大可達(dá)12 390 m3/h。

完成泄洪兼導(dǎo)流洞充水試驗約需要10 h。

4.2 排水試驗

泄洪兼導(dǎo)流洞排水試驗必須在隧洞充水穩(wěn)壓72 h后，方可進(jìn)行排水試驗，放空前，進(jìn)水口事故閘門及小門均須處于關(guān)閉狀態(tài)。排水量及排水分級參數(shù)見表2。

完成泄洪兼導(dǎo)流洞排水試驗約需要16 h。

表1 泄洪兼導(dǎo)流洞充水試驗分級參數(shù)表

表2 泄洪兼導(dǎo)流洞排水試驗分級參數(shù)表

4.3 試驗注意事項

1）施工單位應(yīng)安排人員做好各時段進(jìn)口液位計數(shù)據(jù)記錄，充水時事故門操作記錄，排水時弧門操作記錄等，以便為設(shè)計完善閘門調(diào)度運行提供依據(jù)；

2）充排水試驗時，應(yīng)保證各觀測點通訊暢通、及時、準(zhǔn)確，統(tǒng)一調(diào)度，保持聯(lián)動；

3）因充排水流量計算存在一定誤差，無法精確控制洞內(nèi)水位，充排水過程中應(yīng)及時反饋各處信息，以便設(shè)計可以隨時對充排水試驗過程做出調(diào)整。

5 充排水試驗原型觀測

5.1 觀測項目

1）泄洪兼導(dǎo)流洞進(jìn)、出口邊坡安全監(jiān)測；

2）泄洪兼導(dǎo)流洞安全監(jiān)測；

3）泄洪兼導(dǎo)流洞水力學(xué)監(jiān)測；

4）出口邊坡內(nèi)水外滲影響監(jiān)測。

5.2 觀測技術(shù)要求

1）泄洪兼導(dǎo)流洞充水開始之前及排水結(jié)束時，都應(yīng)對泄洪兼導(dǎo)流洞安裝的所有觀測儀器全面觀測一次。

2）應(yīng)力、應(yīng)變及溫度、接縫變形、圍巖變形等觀測項目每天觀測一次。

3）水力學(xué)觀測根據(jù)泄洪兼導(dǎo)流洞的過流情況時時跟蹤觀測。

4）應(yīng)對施工支洞全線、山坡地表等進(jìn)行巡視檢查，每天應(yīng)至少進(jìn)行一次。

5.3 觀測成果及結(jié)論

1）隧洞充排水前檢查，各測點儀器工作狀態(tài)正常，滿足過水觀測實驗的設(shè)計條件；

2）充排水過程監(jiān)測成果表明，有壓洞段3個測點的6支儀器（BV1，BF1，BV2，BF2，BV3，BF3），除1支（BV1）儀器因中間連線故障外，其它5支儀器均客觀真實地反映了有壓洞段的壓力變化進(jìn)程；

3）在充排水試驗過程中，導(dǎo)流洞內(nèi)及閘室埋設(shè)的多點位移計、錨桿應(yīng)力計、鋼筋計、測縫計、應(yīng)變計、錨索測力計等儀器測值變化均較小，放水后基本回到初始值；

4）出口山體邊坡水平、垂直多點位移計，測斜孔及水位孔各點測值變化極小，說明出口山體邊坡是穩(wěn)定的。

6 放空檢查

排水結(jié)束后對泄洪兼導(dǎo)流洞、閘門及其啟閉設(shè)備等進(jìn)行了全面檢查。

1）泄洪兼導(dǎo)流洞洞身結(jié)構(gòu)及施工支洞封堵堵頭無明顯滲漏情況，混凝土襯砌無明顯裂縫或掉塊情況，僅在洞內(nèi)局部存在微小裂縫并有水跡；

2）閘門埋件底坎、支承軌道未發(fā)現(xiàn)變形現(xiàn)象，閘門止水橡皮無撕裂損壞情況，閘門未見漏水，啟閉機運行平穩(wěn)，無異?，F(xiàn)象；

3）泄洪兼導(dǎo)流洞充排水試驗后經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常情況，運行情況良好。

豐滿水電站泄洪兼導(dǎo)流洞肩負(fù)施工導(dǎo)流、汛期分洪及為下游應(yīng)急供水的重任，充排水試驗是隧洞竣工投入運行的重要階段之一，認(rèn)真做好充排水試驗的各項準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按制定的程序、要求，是成功完成試驗工作的基本要求。充排水試驗的順利完成表明，豐滿水電站泄洪兼導(dǎo)流洞設(shè)計合理，施工質(zhì)量符合設(shè)計與規(guī)范要求，完全滿足其功能要求。

TV135.2

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2016-09-10