老撾南歐江二級(jí)水電站二期截流采用的施工技術(shù)

黃 志 軍

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

老撾南歐江二級(jí)水電站二期截流采用的施工技術(shù)

黃 志 軍

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

從導(dǎo)截流總體布置、水力計(jì)算等方面詳細(xì)闡述了南歐江二級(jí)水電站二期河床截流工程的實(shí)施，并將實(shí)際截流發(fā)生情況與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了比較，總結(jié)出一些工程經(jīng)驗(yàn)，可供其他類(lèi)似工程參考。

施工導(dǎo)流；截流；施工組織設(shè)計(jì)；南歐江二級(jí)水電站

1 工程概述

南歐江二級(jí)水電站位于老撾北部瑯勃拉邦省境內(nèi)的南歐江下游河段，壩址距瑯勃拉邦市公路里程82 km。南歐江二級(jí)水電站為二等大(2)型工程，電站裝機(jī)3×40 MW。壩址水文資料見(jiàn)表1、2。

表1 壩址多年月、年平均流量成果表

表2 壩址水位～流量關(guān)系成果表

該工程主要建筑物由混凝土閘壩、非溢流壩段、壩式進(jìn)水口和河床式廠房等構(gòu)成。樞紐建筑物按“一”字型布置。左岸非溢流壩段長(zhǎng)24 m，右岸非溢流壩段長(zhǎng)45 m，壩頂高程為330 m，壩頂寬度為8 m。泄洪沖沙建筑物位于河床左岸，由5孔15 m×20 m(寬×高)泄洪沖沙閘和2孔15 m×20 m(寬×高)泄洪閘組成。閘孔堰面采用Ⅲ型折線形實(shí)用堰形式，堰頂高程為305 m。

2 截流設(shè)計(jì)

2.1 截流方式及方案

南歐江二級(jí)水電站主河床偏右岸，河床左側(cè)為導(dǎo)流明渠，截流時(shí)導(dǎo)流明渠過(guò)流，不具備交通條件。為方便施工，截流料物備料場(chǎng)布置于右岸。該工程河床截流采用單戧堤立堵法自右岸向左岸單向進(jìn)占的截流方案。河床截流時(shí)段為2013年12月上旬，截流標(biāo)準(zhǔn)采用10 a一遇12月平均流量，相應(yīng)流量為418 m3/s。南歐江二級(jí)水電站二期大江截流施工平面布置情況見(jiàn)圖1。

圖1 南歐江二級(jí)水電站二期大江截流施工平面布置圖

2.2 截流戧堤布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 戧堤布置

截流設(shè)計(jì)流量Q=418 m3/s。截流閉氣后，戧堤上游擋水水位高程為307.34 m，加1.16 m波浪爬高及安全超高，經(jīng)綜合比較，戧堤頂高程確定為308.5 m。

2.2.2 戧堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)截流物料拋投強(qiáng)度要求，為滿足戧堤頂并行2輛15 t自卸汽車(chē)同時(shí)拋投作業(yè)的要求及戧堤兩側(cè)的安全距離等因素，戧堤頂寬初步定為10 m。上、下游邊坡為水中拋填自然邊坡，設(shè)計(jì)邊坡坡比為1∶1.5，龍口進(jìn)占邊坡坡比為1∶1.5。

2.3 截流水力學(xué)計(jì)算

2.3.1 計(jì)算條件

(1)導(dǎo)流明渠過(guò)流能力采用設(shè)計(jì)提供的導(dǎo)流明渠泄流能力數(shù)據(jù)(表3)。

表3 導(dǎo)流明渠(1#～5#泄洪沖沙閘孔)泄流能力

2.3.2 計(jì)算公式

龍口水力學(xué)計(jì)算公式為：

式中Bcp為龍口平均過(guò)水寬度；Qlk為龍口泄流量。

(2)龍口水深hp：龍口流態(tài)為淹沒(méi)流時(shí)：hp=hn。hn為下游水深；龍口流態(tài)為自由流時(shí)：hp=hk。hk為臨界水深。

(3)龍口落差：Z=H-hp

式中H為上游水深。

(5)單寬功率N：N=ρqZ

式中ρ為水的密度；Z為龍口落差。

(6)戧堤上下游落差：Z=H-Hx

式中Hx為下游水深。

2.3.3 水力學(xué)計(jì)算成果

工程截流流量按418 m3/s、龍口起始寬度按35 m進(jìn)行水力學(xué)計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

2.3.4 水力學(xué)計(jì)算成果分析

根據(jù)表4，僅從龍口平均流速而言，根據(jù)國(guó)內(nèi)外相似工程的截流實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，截流難度相對(duì)較小，截流特殊材料的備料要求不高，僅需儲(chǔ)備較少量的大塊石及鋼筋石籠即可滿足截流需要。

表4 龍口不同寬度水力學(xué)指標(biāo)表

2.4 龍口分區(qū)規(guī)劃

綜合考慮流速、落差對(duì)拋投材料及戧堤進(jìn)占難度的影響，根據(jù)截流水力學(xué)計(jì)算成果并結(jié)合截流模型試驗(yàn)成果，截流戧堤分為非龍口段及龍口段。

該工程龍口分區(qū)情況見(jiàn)圖2。

2.4.1 非龍口段

上游圍堰戧堤處的河谷大致呈“U”形，截流合龍水位以下的兩岸岸坡較深陡，合龍水位以上的地形較平緩。戧堤頂部總長(zhǎng)度約為123.01 m，其中，受地形影響，左岸靠近上游縱向圍堰約33 m長(zhǎng)的戧堤位于截流設(shè)計(jì)水位以上，即合龍后水位達(dá)不到該區(qū)域，屬非龍口區(qū)域。鑒于左岸地形平緩，該段戧堤干地填筑即可，亦可隨左岸預(yù)進(jìn)占先行填筑。非龍口段為右岸預(yù)進(jìn)占段，總長(zhǎng)約50.68 m，以及靠近上游縱向圍堰的左岸33 m，平均流速約為1.2 m/s，以拋投石渣料為主。

圖2 龍口分區(qū)示意圖

2.4.2 龍口段

龍口段口門(mén)寬度為35～0 m，分為3個(gè)區(qū)，各區(qū)劃分如下：

(1)龍口Ⅰ區(qū)：龍口Ⅰ區(qū)口門(mén)寬度為35～25 m，段長(zhǎng)10 m，龍口平均流速為1.2～1.9 m/s，截流落差為0～0.2 m，龍口單寬流量為15.2～16.3 m3/s，龍口單寬功率為0～3.8 t·m/s·m。本區(qū)為非困難區(qū)。

(2)龍口Ⅱ區(qū)：龍口Ⅱ區(qū)口門(mén)寬度為25～10 m，段長(zhǎng)15 m，龍口平均流速為1.9～2.8 m/s，最大平均流速為2.8 m/s，對(duì)應(yīng)口門(mén)寬度為10 m，截流落差為0.2～0.7 m，龍口單寬流量為6.3～

15.9 m3/s，最大單寬流量對(duì)應(yīng)口門(mén)寬度為25 m，龍口單寬功率為3.8～6.5 t·m/s·m，最大單寬功率對(duì)應(yīng)口門(mén)寬度為15 m。

(3)龍口Ⅲ區(qū)：龍口Ⅲ區(qū)口門(mén)寬度為10～0 m，段長(zhǎng)10 m，龍口平均流速為2.8～0 m/s，截流落差為0.7 m，龍口單寬流量為6.3～0 m3/s，龍口單寬功率為4.3～0 t·m/s·m。本區(qū)為合龍區(qū)，龍口流速下降，截流落差增大，但截流難度較小，為非困難區(qū)。

3 結(jié) 語(yǔ)

南歐江二級(jí)水電站工程主河床二期截流工作已順利完成。實(shí)際發(fā)生的截流參數(shù)為:實(shí)際截流流量約為420 m3/s，龍口最大平均流速為2.82 m/s，最大平均單寬流量為16.5 m3/s，最大平均單寬功率為6.55 t·m/s·m，截流最大落差為0.73 m。導(dǎo)截流設(shè)計(jì)與實(shí)際情況基本吻合，截流設(shè)計(jì)和施工取得了圓滿成功。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，筆者總結(jié)出以下幾點(diǎn)施工經(jīng)驗(yàn)：

(1)施工導(dǎo)截流設(shè)計(jì)一定要充分利用現(xiàn)場(chǎng)有利的地形條件。在南歐江二級(jí)水電站工程主河床二期截流設(shè)計(jì)中，因我局充分利用了岸坡開(kāi)挖料及場(chǎng)地布置情況，降低了截流難度，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)當(dāng)龍口流速最大時(shí)，考驗(yàn)截流施工能否成功的因素主要有兩方面：一是堤頭保護(hù)是否穩(wěn)固；二是現(xiàn)場(chǎng)指揮是否能保證車(chē)流順暢、卸料及時(shí)。為此，在做好堤頭保護(hù)的同時(shí)，一定要挑選有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)指揮員，保證車(chē)流順暢，同時(shí)注意卸料次序，在關(guān)鍵時(shí)刻一定不能為盡早合龍而只卸大塊料，這樣會(huì)造成合龍后閉氣較為困難，甚至閉不了氣而造成后期抽水量大大增加，進(jìn)而影響工程效益。

(3)截流過(guò)程中駕駛員、重機(jī)操作手與現(xiàn)場(chǎng)指揮的配合極為重要。為保證合龍成功，應(yīng)事先對(duì)截流程序進(jìn)行交底，同時(shí)在合龍前的進(jìn)占階段進(jìn)行預(yù)演，以保證截流順利按計(jì)劃進(jìn)行。

TV7;TV52

B

1001-2184(2017)05-0039-03

2017-08-20

黃志軍(1985-)，男，湖北宜昌人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯李燕輝)