老挝萨拉康水电站工程纵向围堰型式选择与分析

权锋，罗林

（中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，陕西西安 710065）

1 工程概况

湄公河老挝萨拉康水电站位于老挝沙耶武里省肯涛县文康村上游1.5 km处的湄公河干流上，为老挝人民民主共和国境内湄公河干流规划梯级电站的第5级，此段湄公河为老挝沙耶武里省和万象省的界河。坝址左岸为万象省萨拉康县，右岸为沙耶武里省肯涛县。

湄公河老挝萨拉康水电站是一座以发电为主，兼有航运、过鱼等综合利用效益的水电枢纽工程。包括：电站厂房、泄洪闸、一级单线500 t船闸、鱼道等建筑物。正常蓄水位为220 m，电站总装机容量为660 MW，属二等大（2）型工程。

2 导流方式

由于萨拉康坝址处，两岸地形开阔，水工建筑物布置从左岸至右岸依次布置为：左岸副坝、船闸坝段、14孔泄洪闸坝段、12台机厂房坝段、5孔冲砂闸坝段、鱼道坝段、右岸副坝组成，根据以上条件，本工程采用围堰分期拦断河床的分期导流方式。

导流程序简述如下：在一期枯水围堰围护下先进行纵向围堰施工，然后在纵向围堰及一期汛期上、下游围堰围护下进行14孔泄洪闸等项目的全年施工。二期在纵向围堰及二期全年上下游围堰的围护下进行二期基坑内河床12台机厂房、5孔冲砂闸等项目的施工，一期已建14孔泄洪闸过流。

3 纵向围堰型式比较

3.1 纵向围堰地形地质条件

湄公河在此转向，并形成大弯道，左岸凸岸段河滩地地面高程为El.240 m，枯水期河滩外露，河滩宽度为80～180 m。纵向围堰布置在左岸为Ⅰ级阶地，阶地宽约500 m，长约5 km。

纵向围堰布置于左岸河漫滩Ⅰ级阶地，河床地段冲积粉细砂层，厚度12～21 m；阶地部位冲积层厚度5～15 m，上部以粉细砂为主，下部以粉质黏土夹有少量砾石为主，透水性较好，多为中等透水，该段下伏基岩为板岩夹砂岩。基岩透水性弱，主要为弱透水。

纵向围堰覆盖层（粉细砂）开挖坡比见表1。

表1 人工边坡开挖坡比建议值Tab.1 Suggested value for the artificial slope excavation magnitudes

3.2 纵向围堰型式比较

本工程为河床式电站，导流方式采用分期导流，针对分期导流的特点，纵向围堰在一二导流期间均需要使用，通常选用的型式为：①混凝土纵向导墙；②纵向沉井[1-2]；③钢板桩围堰。

3.2.1 RCC纵向导墙方案

一期枯水期导流采用枯水围堰挡水，纵向围堰施工的方式，纵向围堰采用导墙时，根据地质条件，纵向导墙必须坐落在基岩上，纵向导墙基础开挖粉细砂边坡开挖坡比为1∶4.0，因此，纵向导墙的基础开挖面较大，占据原河床过流断面较大，进而枯水围堰对河床的束窄度较大，束窄度达到45.70%，使得束窄后的原河床过流流速为1.30 m/s，而枯水围堰堰基为粉细砂，抗冲流速最大值仅为1.2 m/s，枯水围堰堰基坐落在粉细砂上，有被冲刷掏空的可能，纵向导墙施工风险较大。

RCC纵向导墙方案枯水期导流平面布置图见图1，枯水围堰与纵向导墙相对位置剖面图见图2。

3.2.2 纵向钢板桩方案

纵向围堰采用钢板桩围堰方案，经水力学计算，纵向围堰在覆盖层以上的高度为19.60 m，围堰最大高度为43.80 m，而钢板桩围堰仅适用于高度小于25 m的围堰，挡水高度难以满足，因此，纵向围堰不推荐采用钢板桩方案。

图1 导流平面布置图（导墙方案）Fig.1 Diversion layout plan（scheme of guide wall）

图2 围堰与纵向导墙相对位置图Fig.2 Plan of the cofferdam location relative to the guide wall

3.2.3 沉井方案

纵向围堰基础采用沉井方案[3-4]，一期枯水期导流期间，枯水围堰挡水，沉井施工，河床束窄度为39.45%，可以大幅度减少对河床的束窄度，束窄后原河床最大流速为1.11 m/s，小于原河床粉细砂的抗冲流速，围堰防护范围及工程量较小。

沉井方案枯水期导流平面布置图见图3，枯水围堰与沉井相对位置剖面图见图4。

图3 导流平面布置图（沉井方案）Fig.3 Diversion layout plan（scheme of sinking well）

图4 围堰与沉井相对位置图Fig.4 Plan of the cofferdam location relative to the sinking well

本工程沉井采用单排布置[5]，在桩号K0-208.00 m～K0-134.00 m段，建基面高程为180.00～186.00 m，单个沉井平面尺寸26 m×17 m[6]，每个沉井设4个取土孔，取土孔尺寸为5.5 m×8.5 m，沉井最大高度为23.50 m，见图5。

图5 沉井侧视图模型（26 m×17 m）Fig.5 The side view of the sinking well model（26 m×17 m）

在桩号K0-134.00 m～K0+246.00 m段，建基面高程为186.00～187.00 m，基岩面相对平整，采用单个沉井平面尺寸26 m×26 m，每个沉井设4个取土孔，取土孔尺寸为8.5 m×8.5 m，沉井最大高度为17.50 m，见图6[7-8]。

图6 沉井侧视图模型（26 m×26 m）Fig.6 The side view of the sinking well model（26 m×26 m）

以上两种体型沉井间距均为2.0 m，沉井间隔缝隙两端后期采用混凝土灌注桩封口，中间回填C15堆石混凝土，最终整个沉井群形成整体，确保每个沉井基础入岩至少1.0 m，上下游及永久段沉井顶高程均为203.50 m。

4 各方案分析

一、二期汛期导流期间，需由纵向围堰及上、下游围堰进行挡水，本文就纵向围堰下部结构形式进行了比较，重点对沉井结构及碾压混凝土导墙型式进行了比较分析，沉井及RCC混凝土方案比较见表2，主要导流工程量对比见表3。

从表2、表3可以看出，RCC纵向导墙方案施工的方法相对简单，混凝土工程量略小，但其开挖量远大于沉井方案，枯水期纵向围堰对河床束窄度为45.6%，束窄后原河床过流流速1.30 m/s，大于河床抗冲流速最大值为1.20 m/s，围堰堰基淘刷破坏较严重，需采取护底、护坡措施；同时导墙基础大开挖引起粉细砂边坡渗透破坏稳定问题，基坑发生渗透破坏的可能性相对较大，纵向导墙施工风险相对较大。

表2 萨拉康水电站导流（导墙方案与沉井方案）比较表Tab.2 Comparison of diversions（schemes of guide wall and sinking well）of Sanakham Hydropower Project

表3 RCC导墙方案与沉井方案枯水期导流工程量对比表Tab.3 Comparison of diversion quantities in dry season（schemes of RCC guide wall and sinking well） 万m3

沉井方案可以避免导墙基础大开挖，避免对原河床缩窄过大，沉井方案枯水期纵向围堰对原河床的窄度为39.45%，束窄后的原河床流速为1.11 m/s，小于原河床抗冲流速最大值为1.20 m/s，围堰堰基淘刷破坏较轻；沉井方案可避免粉细砂边坡渗透破坏稳定问题，基坑发生渗透破坏的可能性相对较小，沉井施工风险较小，工程造价亦略小于RCC纵向导墙方案，具有明显的优势。因此，推荐纵向围堰基础采用沉井方案。

5 结论

老挝萨拉康水电站工程纵向围堰基础采用沉井，大大减少了纵向围堰的开挖量，减少了对原河床的束窄度，降低了原河床过流流速，减少了对原河床覆盖层（粉细砂）的冲刷，确保了枯水围堰的堰基稳定，大大降低了纵向沉井施工期间的风险，确保了工程施工工期，为整个工程按期施工提供了前提，为首台机发电工期提供了保障。

[1] 汤伟，葛春辉.沉井设计若干问题探讨[J].特种结构，2003，20（4）:17-18.TANG Wei，GE Chun-hui.The discussion of some problems about sinking well design[J].Special Structures，2003，20（4）:17-18（in Chinese）.

[2]黄峰.浅谈向家坝水电站中的沉井群施工[J].大众科技，2008（9）:80-81.HUANG Feng.On construction for sunk shaft of Xiangjiaba hydropower station[J].Da Zhong Ke Ji，2008（9）:80-81（in Chinese）.

[3] 常晓林，雷茜，周伟.向家坝深厚覆盖层纵向围堰沉井抗滑稳定及处理措施研究[C]//中国土木工程学会第十届土力学及岩土工程学术会议论文集，重庆:重庆大学出版社，2007，11:335-341.

[4] 曹中升，齐界夷，张家涛.向家坝工程大型沉井群混凝土施工技术[J].水力发电，2010，36（2）:63-64.CAO Zhong-sheng，QI Jie-yi，ZHANG Jia-tao.Concrete construction technology for large-scale sunk shaftof Xiangjiaba project[J].Water Power，2010，36（2）:63-64（in Chinese）.

[5] 朱行凤，徐震.沉井下沉施工阶段井壁计算的探讨[J].特种结构，2009，26（4）:65-67.ZHU Xing-feng，XU Zhen.Calculation of the wall of a sinking well during the phase of subsidence[J].Special Structures，2009，26（4）:65-67（in Chinese）.

[6]魏岩峰，李玉平，潘多助.沉井下沉系数的计算与分析[J].黑龙江水专学报，2001，28（5）:20-21.WEI Yan-feng，LI Yu-ping，PAN Duo-zhu.Calculation and analysis of subsidence coefficient of sinking well[J].Journal of Heilongjiang Hydraulic Engineering College，2001，28（5）:20-21（in Chinese）.

[7] 李军，蔡建国，李其虎.大流量深厚覆盖层过水围堰设计[J].电网与清洁能源，2011，27（8）:94-96.LI Jun，CAI Jian-guo，LI Qi-hu.Design on flow-overcofferdam of big discharge per unit width on deep overburden layer[J].Power System and Clean Energy，2011，27（8）:94-96（in Chinese）.

[8] 周建军.水电站上游围堰控制性防渗体工程的施工[J].电网与清洁能源，2011，27（6）:88-91.ZHOU Jian-jun.Construction of the controlling impervious body of the upstream cofferdam for a hydropower station[J].Power System and Clean Energy，2011，27（6）:88-91（in Chinese）.