某水電站導流洞封堵門設計優化

楊開春 ，趙 欣 ，魏 東

（1.新疆伊犁河流域開發建設管理局，烏魯木齊 830000；2.新疆水利水電學校，烏魯木齊 830013）

某水電站位于新疆北部，工程規模屬大（Ⅱ）型，工程等別為Ⅱ等；由攔河壩（碾壓混凝土重力壩和黏土心墻壩組成）、泄水建筑物、發電引水系統、電站廠房等主要建筑物組成；最大壩高51m，水庫總庫容1.21億m3，電站裝機總容量141MW，多年平均發電量5.7億kW·h。本電站主要任務是發電，其次是對上游已建水庫進行反調節；水庫調洪庫容0.21億m3，調節庫容0.45億m3，死庫容0.55億m3。 本工程采用分期圍堰導流方式，一期由束窄河床過流，二期由導流洞（以下簡稱底孔）泄流；底孔有兩孔，分別為臨時底孔和永久底孔，均布置于左岸階地的碾壓混凝土重力壩壩體內，導流任務完成后，對臨時底孔進行下閘封堵，永久底孔留為永久使用；臨時底孔封堵門為鋼結構，設計尺寸為6m×7.5m，允許承受最大水頭為30m，門體重40t；按照設計要求，在臨時底孔封堵尚未完成前，受封堵門承受最大水頭的限制，水庫允許最高蓄水位為死水位以上1m，相應庫容與死庫容間庫容差為510萬m3。然而上游已建水庫下泄流量日波動可達200m3/s，只需3.38h可蓄滿此區間水，且臨時底孔封堵需近3個月才能完成，故既要保證庫水位不超過封堵門設計允許最大水頭，又要滿足本電站發電最低水頭，需頻繁啟閉泄水建筑物閘門，水庫調度較為困難，甚至會影響電站發電效益。

1 封堵門設計優化

鑒于本工程臨時底孔封堵門承受水頭制約著水庫蓄水，本著確保安全的前提下，盡量使電站發揮最大效益，結合工程實際情況，決定對臨時底孔封堵門設計進行優化，以提高其承受的最大水頭。

1.1 增加封堵門承受的水頭

封堵門需增加承受的水頭大小，主要取決于臨時底孔封堵時間的安排，臨時底孔封堵工作有混凝土、回填灌漿及接縫灌漿等，接縫灌漿完成后需將灌漿廊道進行混凝土回填，即封堵工作完成，封堵段具體結構型式如圖1。

根據設計要求，臨時底孔封堵段接縫灌漿需待堵頭混凝土溫度降至本地區多年平均氣溫8.8℃時方可進行，若下閘后立即進行混凝土施工，經初步計算，在外界環境溫度及所用的混凝土冷卻水（天然河水）溫度低于8.8℃的情況下，混凝土溫度滿足接縫灌漿要求時，已進入下年3月中旬，然而此時外界環境溫度及混凝土冷卻水溫已超過8.8℃，故堵頭混凝土溫度很難滿足接縫灌漿要求；另一方面，本工程地處寒冷地區，計劃下閘蓄水時已進入冬季，若進行低溫季節施工，需增加冬施費40萬元。綜合以上因素，決定堵頭混凝土待來年氣溫回升時施工，接縫灌漿待來年年底施工，灌漿廊道回填混凝土待第3年氣溫回升時施工，為此臨時底孔封堵完成前需經歷1個汛期，按照本工程防洪標準，封堵門承受水頭需增加至39m。

1.2 封堵門加強處理措施

鑒于閘門已生產并運至工地現場，只能對其進行加強處理，經計算，封堵門設計水頭增加9m后，閘門主梁后翼緣拉應力過大，需在主梁后翼緣后貼一塊鋼板，頂緊后焊接。鋼板尺寸為5000mm×330mm×12mm，材質采用Q345，加強具體結構詳見圖2，加強所用鋼材共0.9t，制安費用為1萬元。

2 實施效果

封堵門經加強后運行良好，臨時底孔封堵按計劃完成，水庫蓄水及電站發電未受干擾。

3 結語

（1）通過對臨時底孔封堵門設計進行優化，一方面避免了臨時底孔封堵低溫季節施工所增加的費用，另一方面使水庫調度簡單化，并提前3個月蓄水至正常蓄水位，為電站的正常發揮效益創造了有利條件。

（2）在北方寒冷地區，水利工程導流洞封堵大多面臨著低溫季節施工，在導流洞封堵門設計時，建議將其承受最大水頭加大，以避免發生導流洞封堵低溫季節施工費。

（3）在北方季節性較強的河流上修建大型水庫，尤其是修建承擔灌溉、發電及防洪等綜合任務的水庫時，在導流洞封堵設計上，應考慮到枯水期水庫蓄水的價值，盡量避免枯水期棄水，以使水資源得以充分利用。

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