申由君
【摘要】米兰河山口水利枢纽工程位于新疆若羌县境内的米兰河上,坝址位于米兰河出山口上游,距下游第一引水枢纽约4km,距若羌县城约117km,距米兰镇(农二师36团)约34km。地理位置:东经88°51′,北纬37°58′。米兰河山口水利枢纽工程开发任务是向罗钾工业供水和农业灌溉供水,同时结合工业水量发电,是一座承担综合利用任务的水利枢纽工程。
【关键词】米兰河山口水利枢纽工程;导截流;施工
1、工程概况
工程主要由挡水坝、导流兼泄洪排沙洞、溢洪道、发电引水系统及电站厂房等组成。大坝为沥青混凝土心墙坝,最大坝高83m。大坝为2级建筑物;导流兼泄洪排沙洞、溢洪道、发电引水洞为3级建筑物;水电站厂房为4级建筑物。
2、施工方案
2.1 导流度汛标准。根据施工进度安排,第三年洪水期过后坝体可上升至上游围堰设计高程以上,同年汛期采用坝体临时断面挡水,导流兼泄洪排沙洞泄流。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)有关规定,本工程坝体度汛期的坝前前拦洪库容小于0.1亿m3,坝体施工期临时度汛洪水标准为p=2%-5%,综合分析施工进度,度汛期对施工的影响及大坝安全施工等各种因素,第四年坝体临时断面挡水度汛的标准取p=2%,相应洪峰流量为620m3/s。
2.2 导流时段。大坝施工导流、度汛划分为三个时段:初期围堰挡水时段、主体工程施工期坝体临时度汛河蓄水完建时段。
2.3 导流方式。施工导流采用河床一次断流,上下游围堰挡水,左岸导流隧洞全年导流的方式。根据设计要求,导流方式采用堤顶高程1385m,截流堤施工,根据现场实际情况,从河道上游距导流洞进口456.64m处,坐标:X=399829.9060;Y=4315236.9350;Z=1384.62的右侧山嘴处,顺河床而下自右向左填筑导流堤进行单堤挡水,利用河床做引水渠,可以将河水直接导入导流洞进行导流。
2.4 导流建筑物。由于工程河道平均纵坡较大为31.4‰,根据导流洞出口水位与流量关系曲线,导流期20年一遇洪水标准,经调洪验算下泄流量为178.63m3/s,其水位为1362.2m,低于大坝建基面1367m,故本工程不设置下游围堰,只修建上游围堰进行挡水。本工程导流建筑物由导流兼泄洪排沙洞、上游围堰组成。
2.4.1 导流兼泄洪排沙洞。导流兼泄洪排沙洞布置于河床左岸,溢洪道右侧,采用有压短管进口无压洞,由进口引渠段、闸井段、洞身段、出口段等组成,进口底板高程为1383m,进口孔口尺寸为3.5mX3.5m,导流流量为178.63m3/s,度汛流量为206.22m3/s。
2.4.2 围堰。根据沥青心墙坝结构布置的特点,上游围堰采用与大坝结合,上游围堰是坝体的一部分,因此围堰基础处理和围堰填筑标准应与大坝设计标准一致。
上游围堰堰前水位为1401.5m,设计堰顶高程为1403.00m最大堰高位33m。上游围堰与沥青心墙坝结合布置,堰顶宽10.0m,迎水坡1:2.25,背水坡1:2.0,围堰防渗采用土工膜斜墙,土工膜斜墙填筑顶高程为1402.5m,土工膜厚0.6mm,土工膜两侧分别设0.3m厚的细沙垫层及0.6m厚的过渡料。迎水坡采用垂直厚度1.0m的抛石护坡进行防护,土工膜与基础的连接采用C20混凝土锚固。
招标阶段围堰基础防渗采用帷幕灌浆单排,间距1.0m,最大灌浆深度为12m,技施阶段根据现场施工进度及地形条件,在围堰施工的同时,大坝基础处理及防渗墙混凝土浇筑已基本完成,后期大坝基础沥青心墙混凝土浇筑不受堰体渗水影响,因此对围堰基础防渗进行优化,取消原设计基础为么灌浆,同时加强大坝基坑抽排水强度。
2.5 截流。工程截流采用单戗立堵方式。立堵截流简单易行,辅助设备少,造价低,且已积累了丰富的经验,本工程截流落差较小,所以截流采用立堵方式。截流戗堤左岸地形相对右岸较平坦,便于堆放截流材料,也便于布置施工道路,所以龙口位置设在右岸,截流采用从左岸向右岸进占的单戗立堵法,截流填筑料初步选择左岸下游料场沙砾料。
2.5.1 截流前的施工准备。截流前检查落实料源、料场和特殊材料的备料情况,对截流道路进行维护和修筑,确保道路畅通,料源充足;提前进行水文、气象观测,为截流施工时间确定和具体施工安提供准确的资料;根据截流设计的施工安排和进度的要求,提前作好机械设备配置;成立截流施工领导小组和组织机构,组织施工及协调系统运转情况,确保截流各项工作在统一指挥下有序进行。
2.5.2 施工程序。导截流施工→截流→合龙→观察(必要时导截流堤加宽培厚)。
2.5.3 截流渠施工方法
(1)导流渠开挖。首先根据测量控制的导流渠轴线按照设计纵坡将渠道底宽进行开挖,开挖料用于渠堤填筑,渠底轴线左右各5m及渠堤填筑范围内整平,用25t振动碾碾压密实。
(2)渠堤填筑。利用河床内的砂砾石料,反铲挖装,自卸车拉运。预进占堤顶宽为8.0m,填筑过程中保证堤顶平整度,并用振动碾碾压密实。以保证龙口合龙过程中车辆的的顺利通行。开挖料不够时在导流渠上游開采填筑料。
(3)细沙保护层填筑。细沙保护层铺设在膜下,采用坝体右岸坡原始堆积的风积沙为砂垫层。首先将设计基面以下0.8m深进行开挖整平碾压后进行细砂填筑。细砂由自卸车运输至渠底,推土机或装载机整平。
(4)土工膜铺设。导流堤边坡由人工清理平整,清除边坡的尖锐物和有可能破坏土工膜的一切杂物,土工膜采用人工铺设,接缝采用焊膜机进行焊接,焊接好后检查是否有漏焊和烫伤,如有及时补救;土工膜的内外层土工布采用手提式缝纫机进行缝合;土工膜下端埋入基面以下1m,上端埋入堤顶,埋深0.75-1m。
(5)渠底砂砾石护底填筑。砂砾石在库内开采,自卸车运输至填筑现场,挖掘机辅助人工铺筑,铺筑厚度为0.5m,人工平整,不得破坏土工膜。
(6)截流。本工程截流戗堤轴线长为456.64m,截流前预进占426m。龙口部位截流戗堤在截流后施工,截流采用明渠导流截流。
3、结语
该施工技术目前在中小型水库导截流施工中得到了很好的应用,在施工过程中通过对原设计方案多个环节进行优化调整,降低了工程施工难度,提高了施工效率。该工程为国内类似工程施工提供了宝贵经验和科学依据。