金家坝水电枢纽大坝导流工程设计

李焕玉

(辽宁省水利工程技术审核与造价管理中心，沈阳 110003)



金家坝水电枢纽大坝导流工程设计

李焕玉

(辽宁省水利工程技术审核与造价管理中心，沈阳 110003)

金家坝水电枢纽工程位于重庆市酉阳县双河镇官清乡、小河乡境内，坝区枢纽位于官清乡，大坝为钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高102.5m。大坝采用围堰一次拦断河床，隧洞导流的导流方式。施工导流设计应根据主体工程的实际进展情况，在满足规范要求下做适当调整，真正服务于工程。

大坝导流；围堰；水电枢纽；大坝；导流方案

0 引 言

施工导流设计是水利水电工程施工组织设计的中心环节，正确选择施工导流方式选择，不仅对降低工程造价、缩短工期、提高工程质量和施工安全具有重大影响，同时也会影响到坝址、坝型和枢纽布置方案得选择。且施工导流不仅根据理论设计，应该结合实际工程，根据实际进度及现场条件，及时调整方案，真正做到服务于工程。

1 工程设计

1.1 工程条件

1.1.1 工程概况

金家坝水电枢纽工程位于重庆市酉阳县双河镇官清乡、小河乡境内，坝区枢纽位于官清乡，发电厂房位于小河乡，引水系统位于河道左岸，引水隧洞由官清乡引至小河乡，坝址北距酉阳县城约47km，南西距李溪镇约23km，坝址和厂址均有乡村公路与国道319和326线相连，交通较方便。枢纽工程主要由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水系统及厂区系统四部分组成。水库正常蓄水位445.0m，总库容1.581×108m3，电站共装3台22MW水轮发电机组，总装机66MW。本项目为大(2)型II等工程，是一座以发电为主的引水式电站，兼有潜在的防洪、灌溉功能，并为人畜饮水、水产养殖及旅游等综合利用提供有利的条件。

1.1.2 水文概况

甘龙河及桥子洞河径流主要由降雨形成，径流的年内年际变化与降雨基本一致。甘龙河属山溪河流，山高坡陡，汇流迅速，洪水陡涨陡落，峰形尖瘦。本工程区年最大流量最早出现在4月下旬，最晚出现在10月下旬，一般11—3月为枯水期；4月为汛前期；5—9月为主汛期，其中6、7两月暴雨洪水出现机会多，洪水过程线以单峰居多，一次洪水过程一般在2-3d；10月为汛后过渡期。按4月、11—3月，5—9月，10月4个时段划分分期洪水计算时段。

根据坝址分期洪水成果表，坝址处不同频率大汛洪峰流量与非汛期洪峰流量的比值见表1。

表1 不同频率大汛洪峰流量与非汛期洪峰流量比值表

1.1.3 地质概况

坝址属侵蚀剥蚀地貌单元的低山地形。谷底高程348.2-352.3m，山顶高程460.0-550.0m以上，比高>100m。左岸山体较宽厚，山坡一般坡度28°-35°；右岸山体呈北东南西向的半岛状山体，山坡一般坡度30°-40°。坝址甘龙河整体流向自东向西，河谷呈不对称的“U”字型，河水面宽50-60m。

1.2 施工导流设计

1.2.1 施工导流标准

按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)的规定，金家坝水电枢纽为Ⅱ等工程，主要建筑物(拦河坝、泄水建筑物、发电进水口)为2级；发电厂房和引水建筑物为3级；根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)第3.2.1条的规定，2级永久建筑物的对应的施工导流临时建筑物为4级，3级永久建筑物的对应的施工导流临时建筑物为5级，即本工程的大坝施工导流临时建筑物为4级，厂房施工导流临时建筑物为5级。

1.2.2 施工导流方式原则

根据本工程的具体情况，大坝导流方式的选择原则和依据如下：

1)地形地质条件。

2)河流水文气象特征。

3)建筑物形式、布置和施工要求。

4)河道截流、坝体度汛、拆除、蓄水等各环节能合理衔接。

5)导流工程量少，工期短，投资少。

本工程坝址处谷底高程348.2-352.3m，山顶高程460.0-550.0m以上，比高>100m，左岸山坡一般坡度28°-35°；右岸山坡一般坡度30°-40°，河床宽约50-60m，河谷宽高比约为3.1∶1，故不具备分期导流条件，采用隧洞导流比较合适，故本阶段仍采用隧洞导流、围堰一次断流的导流方式[1]。

1.2.3 施工导流方案的选择

1)全年导流方案：

施工导流标准按大汛10a一遇洪水标准设计，经计算，大坝上游围堰顶高程为390m，围堰最大高度40m，围堰填筑量约32万m3/s。

本方案优点：工程截流后的第二年汛期，坝体可以连续填筑，不受洪水影响，在第二年汛期内填筑坝体390m高程以下的部分，施工强度比较均衡，施工导流程序简单，工程质量及按期完工的保证率较高。

本方案缺点：导流建筑物的规模较大，不符合本河流的洪水特点，由于汛期围堰前水位较高，堰身及堰基防渗处理比较困难，汛期围堰前水位对上游交通及引水洞进口施工带来诸多不便，另外，本导流方案要求库区内移民安置需在截流后的第二年大汛前完成390m以下部分，移民安置工作较紧张，移民前期投资较大[2]。

2)非汛期导流方案：

施工导流标准按非汛期10a一遇洪水标准设计，经计算，大坝上游围堰顶高程为360.50m，围堰最大高度10m，可利用大坝滑坡体开挖弃料填筑，大汛后恢复围堰。本方案优点：导流建筑物的规模小，导流工程投资小，导流时段符合本河流的洪水特点，面板堆石坝经防护后可以过水，汛期围堰前水位对上游交通及其它设施基本无影响，另外，本导流方案要求库区内移民安置工作比较宽松，移民前期投资较小；本方案缺点：第二年汛期前，坝体填筑无法达到度汛高程，进入汛期后，在围堰失效的情况下，坝面要过水，在第2a汛后至第3a汛前，需将大坝临时断面填筑至度汛高程以上，大坝填筑强度较高，因此要求料场开采、上坝料运输、碾压及其它配套工序均需按计划运行，施工工期较紧张，需精心组织施工才可完成，工程质量及按期完工的保证率较低，本方案施工导流程序相对复杂。

由以上两方案分析，非汛期导流方案工程投资小，导流时段符合本河流的洪水特点，导流建筑物施工相对简单，但其主要缺点是截流后的第二年大汛期，坝面要过水，在第二年汛后至第三年汛前，大坝填筑强度较高，施工工期较紧张，工程质量及按期完工的保证率较低，本方案施工导流程序相对复杂；本工程在初步设计阶段，结合施工总进度安排，设计洪水标准选用非汛期(11月-翌年3月)10a洪水重现期，设计洪峰流量为256m3/s。

然而在技施设计阶段，2007年汛后发现工程实际进展情况严重滞后施工进度计划安排，预计在2008年汛前大坝无法达到度汛面貌，所以参建各方考虑将围堰设计标准调整为大汛10a重现期洪水，设计导流时段内的洪峰流量为2010m3/s。但在围堰施工过程中为了节省工程投资，结合大坝施工进度情况，上游围堰可以分两期填筑，一期填至380.11m，二期填至390.00m。如果大坝施工进度形象进展顺利，满足度汛要求，则围堰可不进行二期填筑。

1.2.4 施工导流程序设计

大坝施工导流程序为(罗马数字代表施工年分，以阿拉伯数字代表月份及日期)：Ⅰ11.20前，导流洞具备过流条件，原河床过流。

Ⅰ11.30—Ⅱ3.31河道截流，基坑抽水，围堰继续填筑到设计高程，同时坝基开挖，河床趾板施工，坝体全断面填筑至355.0m高程，并做好填筑体表面防护，导流洞过流。

Ⅱ10.1—Ⅲ3.31恢复围堰挡水，基坑清理，岸坡趾板施工，坝体临时断面(主堆石区)填筑至404.0m高程，完成坝体上游面临时度汛防护，具备拦洪度汛条件，导流洞过流。

Ⅲ4.1—Ⅳ2.28坝体填筑至坝顶，趾板及面板施工完成，完成坝前填筑，溢洪道施工完成，导流洞下闸封堵，坝体挡水，其它工程全部完成，第四年4月末工程发电。

2 结 语

由于受库区移民进展和施工进度影响，2006年年底截流后，仅填筑一临时围堰，保证枯水期大坝基础开挖干地施工，为了防止坝址上游金家坝村被淹，2007年汛期进行了拆除。2008年金家坝村顺利搬迁，同年汛后按设计进行了大坝围堰一期填筑，由于准备工作充分，施工管理和组织合理，大坝在一个枯水期达到了度汛面貌，所以围堰按计划未进行二期施工。经过了四个大汛期的考验，证明导流洞的设计和施工是成功的。施工导流设计应根据主体工程的实际进展情况，在满足规范要求下做适当调整，真正服务于工程。

[1]孙国红.浅析水利水电施工中导流方案的选择[J].科技创新与应用，2013(04)：78-80.

[2]万山红,陈松.苏丹麦洛维电站二期导流方案优化[J].四川水力发电，2009(S2)：45-48.

1007-7596(2017)02-0109-02

2017-02-16

李焕玉(1988-)，女，河北昌黎人，助理工程师，从事水利工程管理工作。

TV

B