- 水利水電施工(2017年第3輯)
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- 1496字
- 2021-10-22 17:19:06
3 截流設計
3.1 截流邊界條件
由于左岸和右岸壩肩、泄洪洞進口邊坡及電站進水口開挖邊坡施工過程中部分石渣下江,致使壩址段水位較大幅度壅高。另外,由于導流洞進出口圍堰前緣基巖較厚,進出口圍堰爆破拆除后水下清渣受水位和清渣設備本身的制約,難以清理至導流洞進出口設計底板高程,影響分流效果。針對壩址段河床堆渣和可能發生的導流洞進出口引渠堆渣情況,經多次討論研究,提出了實施階段應允許考慮進出口圍堰爆破拆除的各種可能工況,最終確定以導流洞進出口堆渣高度分別為7m和5m作為分流前提條件進行截流設計,并進行了相關模型試驗,為截流設計提供科學依據。
3.2 截流時段與截流流量
根據金沙江水文特性,10月中下旬為主汛期的汛末,流量較大,不宜安排截流,11月開始進入退水期,流量相對較小。綜合考慮圍堰施工工期和截流水力學指標計算情況,截流時段選為11月上旬至11月中旬,相應10年一遇旬平均流量為4660~3720m3/s。
結合防滲墻試驗平臺施工,戧堤進占時間確定為11月上旬,按11月上旬10年一遇旬平均流量4660m3/s進行截流水力學計算。
3.3 截流方式
采用單向進占、寬戧堤立堵方式截流。一期截流完成后在左側預留15m寬龍口,并首先在右岸上游填筑形成防滲墻試驗平臺。
3.4 截流戧堤設計和戧堤軸線布置
考慮到白鶴灘水電站截流時,溪洛渡水電站蓄水對白鶴灘水電站下游水位的頂托影響,根據水力學計算,當來流量為截流設計流量4660m3/s時,截流合龍后相應上游水位約為604.36m,考慮波浪爬高及戧堤安全超高,戧堤頂高程確定為605.50m。截流戧堤軸線布置在上游圍堰軸線上游,截流戧堤軸線與堰軸線平行,距堰軸線上游21.5m,堤頂寬45.0m,堤頂長98.46m,戧堤按梯形斷面設計,上、下游邊坡均為1∶1.5,進占向堤頭邊坡1∶1.3。
3.5 截流水力學計算
考慮到白鶴灘水電站截流時,溪洛渡水電站實際蓄水位存在不確定性,如果考慮回水位的影響,而實際截流時溪洛渡水電站蓄水水位偏低,將增加截流難度。設計階段不考慮回水影響,實際截流時,如果受回水影響抬高了水位,對降低截流難度是有利的,只是增加了截流時的水深,截流偏安全,但截流備料量應按考慮回水影響工況計算。
根據實際堆渣情況下的導流洞泄流曲線、11月上旬10%頻率流量4660m3/s及相關實測地形資料等進行截流水力學計算,主要計算成果見表1和圖1。截流計算成果表明,截流戧堤龍口合龍后,上游水位約為601.64m;龍口最大平均流速(戧堤軸線上)約為4.33m/s,相應于龍口寬55m,龍口單寬功率29.24(t·m)/(s·m);截流最終總落差為1.68m。
表1 截流水力學計算成果(進口巖埂7m)


圖1 龍口水力學參數曲線
3.6 龍口設計
根據水力學計算成果結合龍口布置情況將截流戧堤分為非龍口段和龍口段。非龍口段為右岸預進占段,長約28.5m;龍口段為70m,從右向左分3個區段進占(圖2)。分區情況如下:
Ⅰ區:龍口寬70.0~45.0m,龍口平均流速3.37~4.33m/s,最大平均流速4.33m/s。
Ⅱ區:龍口寬45.0~15.0m,龍口平均流速2.30~3.37m/s,最大平均流速3.37m/s。
Ⅲ區:龍口寬15.0~0.0m,龍口平均流速0~2.30m/s,最大平均流速2.30m/s。

圖2 龍口分區(單位:高程以m計,其余以cm計)
3.7 龍口護底
前期泄洪洞進口、壩肩槽及水墊塘邊坡開挖時,河床兩岸堆積了部分大塊石及特大石,尤其是在戧堤軸線部位,起到了龍口及下游護底作用。綜合考慮龍口沖刷、戧堤坍塌、河床實際情況等因素,參考以往類似工程成功經驗,龍口處不做護底。
3.8 截流物料及拋投材料
根據白鶴灘水電站的施工條件及當地材料狀況,宜選用石渣料及大塊石作為截流拋投材料。針對壩址處玄武巖開挖料整體性差,大、中塊石料較少,以小于等于0.6m的石渣料為主的情況,在截流過程中準備部分鋼筋石籠代替特大石,并考慮部分備用量作為安全儲備。根據截流水力學計算成果,參照已建工程截流實踐經驗,龍口不同分區的拋投材料數量見表2。
表2 龍口合龍段拋投材料匯總
