KSTY水电站工程施工导流设计方案分析

【摘要】施工导流设计是水电站工程建设的核心问题之一，这项工作直接决定了水电站的主要建筑位置、规模，也影响了水电站运行效率，对经济效益、社会效益影响较大。本文以新疆KSTY水电站为实例，介绍了该水电站导流工程的方案设计及导流主要建筑的施工设计，可为以后类似的工程施工提供一些可借鉴经验。

【关键词】KSTY水电站；施工导流；设计；建筑

0、引言

众所周知，水电站工程的显著特点是工程投资大、建设周期长、技术要求高等，此外集合了地质学、工程力学、材料力学等众多学科知识，是一项综合性很强的工程。随着我国环保压力的增大，加大水利工程投资已成为大趋势。新疆境内河流发育较多，地形落差大，是水电站建设的理想之地。水电站是靠河水流动产生的动能发电，因此其施工导流工程直接影响了水电站工程建筑的布局、规模及使用效果，是水电站建设的核心问题之一。

1、工程概况

KSTY水电站工程位于新疆伊犁哈萨克自治州特克斯县境内的特克斯河一级支流库克苏河上。KSTY水电站工程为大（2）型Ⅱ等工程，工程的主要任务是发电和承担上游克孜库拉水电站的发电反调节。水库正常蓄水位和设计洪水位均为1305.0m，校核洪水位1306.87m，总库容1.59亿m3，总装机100MW，装机利用小时数3500h。该水电站于2012年正式发电，多年平均年发电量3.5亿kW·h。工程主要水工建筑物有碾压式沥青混凝土心墙坝、导流兼泄洪洞、溢洪洞、引水发电系统和电站厂房等。

2、KSTY水电站工程施工导流设计分析

2.1 导流方式的设计

KSTY水电站大坝处在库克苏河中游下段山区，总地势南高北低，东高西低。坝区河谷呈“U”型，河谷走向北東，河流坡降7‰～9‰，两岸边坡坡度范围40°～65°。河床宽30～50m，平水期河水面高程1225m，水面宽度30～50m。根据挡水建筑结构形式、枢纽布置及地形条件，本工程采用全年围堰一次断流，隧洞导流的导流方式。

根据施工总进度安排，本工程施工总工期为33个月，库克苏河汛期为每年的5～8月。在整个施工期内，坝体施工将经历2个汛期，综合考虑枢纽水文条件、坝体填筑强度、沥青混凝土心墙上升速度和拦洪度汛等因素，根据施工进度计划安排，坝体施工导流时段可划分为2个时段。

（1）初期导流时段：河道截流至上、下游围堰度汛，即2010年10月初～2011年8月底；

（2）后期导流时段：坝体临时断面挡水度汛至工程完工，即2011年9月～2012年6月。

2.2 导流标准

KSTY水电站沥青混凝土心墙坝为2级建筑物，根据相关规范规定，其导流建筑物等级为Ⅳ级。两个时段的导流标准具体如下：

（1）初期导流标准：本阶段对初期导流进行了20年和10年一遇洪水标准的比较，在规模相同的前提下，20年一遇洪水比10年一遇洪水的堰前水位高约5.23m，上游围堰总填筑量约增加28.8万m3。在综合考虑围堰心墙月上升高度、水文气象特点等因素，本工程初期导流采用10年一遇洪水标准，相应洪峰流量643.53m3/s。

（2）后期导流标准：综合考虑坝体填筑强度、沥青混凝土心墙上升高度、挡水水位对应的库容，本阶段后期导流标准采用50年一遇全年洪水，50年一遇相应洪峰流量为1026.78m3/s。

2.3 导流方案及程序的设计

根据施工进度安排，2009年10月～2010年9月，原河床过流，施工导流兼泄洪洞；截流后第一个汛期，由上下游围堰挡水，导流兼泄洪洞泄流，进行上游围堰顶高程以下坝体施工，相应库容为0.27×108m3，导流兼泄洪洞下泄流量356.05m3/s；当坝体填筑高程超过上游围堰后，由未完建坝体临时断面挡水，导流兼泄洪洞泄流，进行剩余坝体施工，度汛水位1276.53m，相应库容为0.52×108m3，导流兼泄洪洞下泄流量411.23m3/s。

3、KSTY水电站导流建筑的施工设计

根据坝址区的地形特点，导流兼泄洪洞布置在右岸，施工期作为导流洞使用，运行期作为泄洪洞。导流兼泄洪洞全长867.636m，由引渠段、进口闸井段、洞身段、出口闸井段、消力池段、出口明槽段及护坡段组成。

引渠长355.262m，梯形断面，底宽7.5m，底板采用C20混凝土衬砌，厚0.4m，两侧采用C20分离式混凝土板防护，板厚0.2m；

进口闸井段长18m，底板高程为1229.5m，孔口尺寸为5.0m×7.0m；洞身段长263.6m，有压洞，进口底板高程1229.5m，纵坡i=1/58.578，设计为直径5.5m的圆形断面，采用C25钢筋混凝土衬砌，衬厚0.6m～0.7m；

消力池泄槽段长10m，宽4m，扩散渐变段长30m，纵坡为1：9.23，底宽由4.0m渐变为8.0m，底板及边墙厚1.0m；消力池长70m，底板高程1221.205，矩形断面，宽12.0m，侧墙高12m，边墙、底板采用C25钢筋混凝土衬砌，衬砌厚2.0m；

在明渠出口边坡设置护坡，护坡板厚1m，下部设有齿墙，深入新鲜岩面。在护坡上加设仰式排水管，将入渗水排出。

4、结束语

综上所述，施工导流设计是一项极其复杂的工作，影响因素较多，需要综合考虑各项工作的进度。KSTY水电站的导流方案充分结合了工程实地情况，投入使用后水电站运行良好，导流建筑设计标准也完全满足使用要求。取得了较好的经济和效益。

参考文献：

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作者简介：周梅，女，（1979.03—），新疆巩留人，毕业于长春工程学院，本科，工程师，研究方向：水利工程施工组织设计。