楊松林

（新疆水利水電工程建設(shè)監(jiān)理中心，烏魯木齊830000）

斯木塔斯水電站導(dǎo)流與水流控制工程施工

楊松林

（新疆水利水電工程建設(shè)監(jiān)理中心，烏魯木齊830000）

以導(dǎo)流及水流控制工程為例，對(duì)導(dǎo)流、截流的標(biāo)準(zhǔn)、施工范圍、方式和時(shí)段進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過整個(gè)施工期及目前水電站安全平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)來看，該導(dǎo)流與水流控制工程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，運(yùn)行效果良好。

水電站；導(dǎo)流；截流；設(shè)計(jì)；施工

1 工程概況

斯木塔斯水電站是阿克牙孜河流域水電梯級(jí)規(guī)劃的第3級(jí)，工程位于阿克牙孜河流域中下游，距阿克牙孜河匯合口30km。工程至伊犁昭蘇縣城45km，昭蘇縣至伊寧市196km，交通線路為220省道，交通較為便利。水電站總裝機(jī)容量110MW，水庫(kù)總庫(kù)容1.449億m3，工程等別Ⅱ等，屬大（2）型工程。 主壩、副壩為1級(jí)建筑物；泄水建筑物及發(fā)電引水洞進(jìn)口為2級(jí)建筑物；發(fā)電引水洞、水電站廠房為3級(jí)建筑物?；炷撩姘迳暗[-堆石壩設(shè)計(jì)洪水頻率P=0.2%，重現(xiàn)期為500年一遇，洪峰流量Q=816.82m3/s，校核洪水頻率取P=0.02%，重現(xiàn)期為5000年一遇，洪峰流量Q=1050.58m3/s；水電站廠房設(shè)計(jì)洪水頻率P=1%，重現(xiàn)期為100年一遇，洪峰流量Q=652.72m3/s；校核洪水頻率P=0.5%，重現(xiàn)期為200年一遇，洪峰流量Q=723.33m3/s。斯木塔斯水電站壩址區(qū)的A區(qū)峰值加速度0.192g，B區(qū)峰值加速度0.216g，確定壩址區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度。大壩抗震設(shè)防類別為甲類，設(shè)計(jì)烈度8°；表孔溢洪道、導(dǎo)流兼深孔泄洪洞、發(fā)電引水洞和廠房抗震設(shè)防類別為丙類，設(shè)計(jì)烈度8°。

2 施工

2.1 施工范圍

施工導(dǎo)流與水流控制施工范圍包括本標(biāo)段內(nèi)的樞紐工程的導(dǎo)流和截流［1-3］；樞紐工程安全度汛和防護(hù)工程；導(dǎo)流洞進(jìn)口圍堰；樞紐工程基坑排水；施工期的下游供水；導(dǎo)流建筑物的拆除；以及其他與施工導(dǎo)流有關(guān)的輔助工程。導(dǎo)流與水流控制施工時(shí)間貫穿從工程開工至工程竣工的整個(gè)時(shí)段［4，5］。

2.2 導(dǎo)流方式及時(shí)段

施工導(dǎo)流采用上、下游圍堰擋水，河床一次斷流，導(dǎo)流兼深孔泄洪洞泄洪的施工導(dǎo)流方式，且布置在河流左岸。根據(jù)工程施工總進(jìn)度計(jì)劃，第4年汛前大壩基本完工，并具備擋水條件。在整個(gè)施工期內(nèi)，壩體只經(jīng)歷1個(gè)汛期。第1階段：工程開工（第1年8月）至截流時(shí)間（第2年8月底）為止。該階段原河床過流。第2階段：第3年汛期由上、下游圍堰擋水，導(dǎo)流兼深孔泄洪洞泄流；第4年汛前大壩工程完工。

3 施工導(dǎo)流與水流控制工程

3.1 施工截流設(shè)計(jì)與施工

本工程在2010年9月10日大壩河床截流，截流施工洪水標(biāo)準(zhǔn)選取為頻率枯水期P=20%，9月月平均流量89.45m3/s。按選定的截流時(shí)段和截流標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)上游圍堰截流戧堤實(shí)際地形地貌條件，選擇單戧立堵單向進(jìn)占的截流方式，以右岸向左岸進(jìn)占，龍口預(yù)留。截流前根據(jù)水情預(yù)報(bào)情況，開始進(jìn)行單向進(jìn)占形成龍口，在預(yù)計(jì)截流前2～3d形成龍口，并用塊石裹頭保護(hù)戧堤等待最佳截流時(shí)刻；龍口剩余填筑量960m3，用塊石裹頭和護(hù)腳保護(hù)；截流當(dāng)天按1～3h合龍計(jì)算，拋填筑強(qiáng)度326m3/h；配備10臺(tái)20t自卸汽車運(yùn)輸，滿足截流施工強(qiáng)度要求。截流現(xiàn)場(chǎng)戧堤派專人指揮，采用20t自卸汽車從1#棄料場(chǎng)取料運(yùn)輸，戧堤上按每隊(duì)2輛車進(jìn)行編隊(duì)，同時(shí)拋投。大塊石采用上挑角進(jìn)占，塊石混合料跟進(jìn)。TY220推土機(jī)在堤頭推料，確保整個(gè)截流過程安全、有序。

3.2 上、下游圍堰填筑

上游圍堰堰頂高程1873.0m，最大堰高44.5m，頂寬30m，上游迎水坡面坡度1∶2.5（局部1∶1.6），下游坡面1∶1.5。下游圍堰堰頂高程1836.0m，最大堰高3m，頂寬6m，迎水坡面坡度1∶2.5，背水坡面坡度均為1∶1.5，下游圍堰迎水坡面部位做防滲黏土斜墻。①在堰體填筑施工之前，首先進(jìn)行圍堰軸線放樣，并做好標(biāo)記，先將圍堰的兩端斜坡段開挖進(jìn)行接頭防滲處理，采取槽挖型式，開挖至基巖，并保證槽挖底部寬度，經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收后，按照規(guī)定要求兩側(cè)進(jìn)行回填碾壓密實(shí)。②截流合龍后，需迅速完成戧堤黏土斜墻施工。圍堰填筑之前，先將防滲墻軸線放出，并在現(xiàn)場(chǎng)做好標(biāo)記，按照結(jié)構(gòu)開挖至基礎(chǔ)巖面，采取分層填筑碾壓施工，TY220推土機(jī)平料，18～25t振動(dòng)碾平行于圍堰軸線，靠近岸坡碾壓不到的地方則采取順坡向行駛碾壓，同時(shí)增加碾壓遍數(shù)。分層填筑碾壓參數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 圍堰填筑壓實(shí)參數(shù)與控制標(biāo)準(zhǔn)

圍堰護(hù)坡塊石粒徑選用大于80cm的塊石，砌筑之前采用反鏟配合人工進(jìn)行修坡處理，將坡面的墊層修整，隨后鋪砌塊石，采取分層錯(cuò)縫鎖結(jié)方式鋪筑，面層選用較整齊的石塊砌筑平整，保證護(hù)坡表面砌縫寬度不大于25mm，同時(shí)采用小片石料將前后明縫填塞緊密。

3.3 圍堰防滲

3.3.1 上游圍堰高噴防滲

上游圍堰河床覆蓋層系全新統(tǒng)沖積層，厚12m，圍堰防滲軸線長(zhǎng)30m，上游圍堰墻頂高程1850.5m，防滲墻頂高程1840.3m，采用高噴防滲墻防滲，防滲面積225m2。采用阻斷式高噴防滲墻，樁深深入相對(duì)隔水層。本工程擬伸入隔水層0.5m，最大墻深12m。

作好施工平臺(tái)場(chǎng)地平整，采取措施防止機(jī)械失穩(wěn)、清除地面、地下障礙。保證現(xiàn)場(chǎng)工作面寬10m。在防滲墻頂軸線上游側(cè)，開挖冒漿排放溝和集水井。將高噴機(jī)械設(shè)備布置在防滲軸線的下游側(cè)平臺(tái)上，鉆具、噴管等機(jī)具均擺放在防滲軸線的上游側(cè)平臺(tái)上。高壓旋噴用風(fēng)由21m3移動(dòng)式空壓機(jī)供給；電由施工系統(tǒng)供給，容量315kVA，在順軸線方向架設(shè)一趟照明線，安裝碘鎢燈照明；在圍堰上游布置一個(gè)抽水站，內(nèi)設(shè)2臺(tái)3B33水泵，100mm供水管道施工用水，水管沿線布置至制漿站，供水量1000L/min。在防滲墻右岸，設(shè)置集中制、供漿站1座，2臺(tái)NJ-600型高速制漿機(jī)，2個(gè)1m3漿桶，2臺(tái)2SNS供漿泵， 輸漿管道為φ2″活接頭鋼管，輸送至噴灌機(jī)組。在圍堰左岸布置1個(gè)制漿站，內(nèi)設(shè)2臺(tái)GJY攪拌機(jī)和2臺(tái)BW250/50泥漿泵，拌制高固相黏稠泥漿進(jìn)行孔內(nèi)護(hù)壁。施工程序如下：①高噴防滲墻施工擬沿軸線分段作業(yè)，依次成墻。②各旋噴孔沿軸線布置，分序施工，間隔成墻（段），然后交接成整墻。即按旋噴孔編號(hào)劃分為Ⅰ序孔和Ⅱ序孔；先完成Ⅰ序孔的造孔與噴射灌漿，后施工Ⅱ序孔；單個(gè)高噴樁（孔）保持連續(xù)噴射作業(yè)，相鄰樁（孔）的作業(yè)間隔時(shí)間在12～72h范圍內(nèi)。③單孔噴灌的施工程序：測(cè)量定孔位→造孔→下噴射管→噴射→提升→回灌→成樁→結(jié)束。具體流程如圖1。

圖1 工藝流程

當(dāng)施工出現(xiàn)①造孔時(shí)塌孔：使用工程地質(zhì)鉆孔機(jī)泥漿固壁，邊固邊鉆，或采用液壓巖土工程跟管鉆機(jī)鉆鑿成孔；②下管時(shí)堵管：在下放噴射管之前，進(jìn)行全面試壓，檢查管路通暢情況；為防止噴嘴堵塞，采用邊低壓送氣、漿、邊下管的方法下放噴射管；發(fā)現(xiàn)噴管堵塞時(shí)，立即停機(jī)，提起噴射管疏通；③噴射施工時(shí)堵管：為防止堵管事故的發(fā)生，對(duì)水泥漿液嚴(yán)格過濾，發(fā)現(xiàn)噴管堵塞時(shí)，立即停噴，提起噴射管疏通；冒漿：高噴注漿過程中，冒漿量小于注漿量的20%時(shí)為正?，F(xiàn)象，超過20%或完全不冒漿時(shí)，查明情況，適時(shí)處理，當(dāng)冒漿量過大，超過20%時(shí)，通過提高噴射壓力或適當(dāng)縮小噴嘴孔徑，或加快旋轉(zhuǎn)和提升速度，減少冒漿量；當(dāng)?shù)貙又杏休^大空隙引起不冒漿時(shí)，在空隙地段增大注漿量，也可報(bào)監(jiān)理人同意，注入混合漿液（如水泥黏土漿，其黏滯力強(qiáng)，流動(dòng)性差），直到填滿空隙，孔口返漿正常后再繼續(xù)噴射；中斷：供漿、供氣、供水必須連續(xù)，一旦中斷，則盡快查明原因，及時(shí)恢復(fù)噴射，并將旋噴管下沉至停噴點(diǎn)以下，保證前后段噴灌搭接長(zhǎng)度不小于0.5m。當(dāng)因故停機(jī)超過3h時(shí)，則對(duì)泵體和輸漿管路妥善清洗，在該部位補(bǔ)孔噴灌；遇塊石層或淤泥夾層：在噴射中，噴射流遇到此類障礙物時(shí)，能量因折射而大大衰減，影響墻體整體性。造孔施工中準(zhǔn)確記錄遇塊石層或淤泥夾層層位、孔深等基本情況。噴射時(shí)采用斜向噴嘴，增大噴射壓力等方法處理；同時(shí)為保證墻體整體性，采取調(diào)整鄰孔孔間距及相關(guān)參數(shù)的方法處理。即在塊體的兩側(cè)（或一側(cè)，依鉆孔情況定）增補(bǔ)噴灌孔。3.3.2 下游圍堰防滲墻

下圍堰采用黏土防滲。填筑施工程序?yàn)椋夯A(chǔ)準(zhǔn)備→回填料運(yùn)輸→卸料→鋪料、平整→振壓→檢測(cè)→驗(yàn)收。填筑部位的基礎(chǔ)清理按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理。全部基礎(chǔ)處理驗(yàn)收合格后，開始堰體填筑。黏土料、砂礫料采用18～20t自卸汽車運(yùn)輸，均采用進(jìn)占法卸料，并用推土機(jī)及時(shí)平整。根據(jù)鋪層厚度及自卸車廂容量大小，使卸料料堆之間保持相應(yīng)距離，以利推土機(jī)平料。砂礫料、黏土采用自行式振動(dòng)碾碾壓。為方便各類壩料分序填筑，初步擬定壩體填筑料鋪料層厚如表2。

表2 堰體鋪層厚度

4 結(jié)語

根據(jù)水庫(kù)建設(shè)過程中對(duì)截流及導(dǎo)流方案的檢驗(yàn)，表明了本文中的截流方案和上下游圍巖的填筑、灌漿和防滲等方面的方案設(shè)計(jì)和施工滿足要求，充分利用地形條件，實(shí)現(xiàn)了施工進(jìn)度等方面的目標(biāo)。在整個(gè)工程建設(shè)過程中，導(dǎo)流及水流控制工程運(yùn)行穩(wěn)定安全，效果良好。

［1］翁永紅，饒志文，李勤軍，等.烏東德水電站導(dǎo)流規(guī)劃與設(shè)計(jì)［J］.人民長(zhǎng)江，2014，45（20）：64-67，84.

［2］汪文兵，喻建春.小漩水電站施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)與實(shí)踐［J］.水利水電技術(shù)，2016，47（8）：54-58.

［3］王強(qiáng).老撾南歐江五級(jí)水電站施工導(dǎo)流規(guī)劃設(shè)計(jì)［J］.水力發(fā)電，2016，42（5）：68-70，98.

［4］楊玲，王飛，李明華，等.云南悅樂水電站工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)［J］.人民長(zhǎng)江，2013，44（S2）：1-2，22.

［5］史有富，王福運(yùn)，馮吉新，等.豐滿水電站重建工程大壩施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)［J］.水利水電技術(shù)，2016，47（6）：29-32.

（責(zé)任編輯：王艷肖）

Design and construction of diversion and flow control engineering for Sitamusi Hydropower Station

YANG Song-lin
（Xijiang Supervision Center of Water Resources and Hydropower Engineering Construction， Urumqi 830000，China）

Taking the water diversion and control engineering as an example， the standard， scope， way and time of diversion and river closure is designed.Through the state of whole construction period and the safe and stable operation of hydropower station，the design goal of diversion and flow control project are achieved，the operation effect is good.

hydropower station； diversion； closure； design； construction

TV5

B

1672-9900（2017）03-0043-03

2017-03-30

楊松林（1981-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事水利工程方向研究，（Tel）18599090515。