柬埔寨達(dá)岱河水電站施工導(dǎo)流方案選擇

張軍鋒 蘇永江 黃艷艷

（中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710065）

1 工程概況

達(dá)岱水電站位于柬埔寨西部的豆蔻山脈西南側(cè)，國(guó)公省（KAOHKONG）境內(nèi)的達(dá)岱（TATAY）河上。達(dá)岱河流域位于首都金邊以西約300km處,距國(guó)公省省會(huì)城市國(guó)公市東北約30km，距西哈努克港240km。流域主要由兩條支流構(gòu)成，即STUNG TATAY河和STUNGKEP河，匯合后TATAY河仍稱(chēng)為T(mén)ATAY河。TATAY河流向?yàn)槟衔鞣较颍魅胩﹪?guó)灣，匯入海洋。

達(dá)岱河水電站正常蓄水位為215m，相應(yīng)庫(kù)容4.065億m3，死水位180.00m，相應(yīng)庫(kù)容0.63億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容3.435億m3，具不完全年調(diào)節(jié)能力，裝機(jī)容量246MW，年發(fā)電量8.58億kW·h。

樞紐建筑物主要由TATAY河、KEP河混凝土面板堆石壩、KEP河左岸岸邊溢洪道、TATAY河左岸發(fā)電引水隧洞和岸邊地面廠房等組成。

TATAY河混凝土面板堆石壩壩頂高程220.0m，最大壩高115.0m，壩頂長(zhǎng)度882.3m，壩頂寬度 9.0m，上游坡 1∶1.4，下游綜合坡1∶1.5。KEP河混凝土面板堆石壩壩頂高程220.0m，最大壩高77.0m，壩頂長(zhǎng)度713.5m，壩頂寬度9.0m，上游坡1∶1.4，下游綜合坡1∶1.5。溢洪道布置在KEP河左岸岸邊，為3孔溢洪道，由引渠段、溢流堰段、泄槽段、挑流鼻坎等組成，建筑物全長(zhǎng)707.6m(含引渠段)。壩前引水明渠底寬40m，長(zhǎng)度761.2m。引水發(fā)電建筑物布置在TATAY河左岸，由岸塔式進(jìn)水口、壓力引水隧洞、調(diào)壓室、岸邊地面廠房及尾水渠等組成。引水隧洞洞長(zhǎng)9846m，洞徑8.0m，引用流量151.8m3/s。岸邊式地面廠房?jī)?nèi)安裝3臺(tái)混流發(fā)電機(jī)組。

2 水文地質(zhì)及氣象條件

壩址控制流域面積1073km2，其中，干流壩址控制流域面積529km2，支流控制流域面積544km2。5月汛前過(guò)渡期6月～11月為汛期，12月～次年4月份為枯水期。汛期、枯水期洪枯流量變化較大，汛期TATAY河、KEP河10年一遇洪水合計(jì)3830m3/s，枯水期 10年一遇洪水合計(jì)698m3/s，洪枯比為 5.5。

TATAY河壩址位于兩河匯合口上游，河谷斷面兩岸山峰連綿，為典型的低山侵蝕型河谷地貌。壩址區(qū)左岸坡度8°～20°，右岸坡度 9°～20°，近河床處坡角 38°，坡面呈平緩坡地貌。壩址區(qū)河床寬度174m，高程108m，河流坡降約1.8%，河床基巖裸露。左岸山頂平臺(tái)和右岸單薄山梁高出河床100m以上。

KEP河壩址位于KEP河下游地段。壩址河谷斷面為較平緩“U”型，為典型的低山侵蝕型河谷地貌。壩址區(qū)右岸高緩岸坡，左岸單薄低緩山梁，植被覆蓋茂密。河床寬度67m，河床高程145m，河流坡降約1%，河床基巖裸露。

工程所在區(qū)域靠近大海，屬熱帶季風(fēng)氣候，每年5月～10月為雨季，11月～翌年2月為旱季，3月～4月為熱季。總的氣候特性是濕熱，長(zhǎng)年有雨，年內(nèi)氣溫變化不大。

與柬埔寨毗鄰的泰國(guó)東部Trat省境內(nèi)的AmphoeKhongYai站離本工程較近，據(jù)AmphoeKhongYai站1966年～1995年的氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫27.5℃，極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫約14.3℃，多年平均相對(duì)濕度為80%，多年平均降水量為4668.5mm，多年平均蒸發(fā)量為1526.3mm。

3 導(dǎo)流方式

柬埔寨達(dá)岱河水電站TATAY河、KEP河壩址河谷均呈不對(duì)稱(chēng)“U”字形，右岸岸坡地形均較陡，左岸岸坡地形較緩，地質(zhì)勘探表明，壩址區(qū)左右岸地質(zhì)條件較好，山體巖石較堅(jiān)硬，巖體結(jié)構(gòu)較完整，以Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)圍巖為主，局部跨溝段為Ⅳ類(lèi)圍巖，即本工程左右岸具備修建洞室的條件。

表1 兩種圍堰方式設(shè)計(jì)參數(shù)比較

綜合地形、地質(zhì)、水文條件、保護(hù)對(duì)象及施工管理等因素，本工程不具備分期導(dǎo)流的條件。因此，推薦采用圍堰一次攔斷河床，隧洞導(dǎo)流方式。

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

3.1.1 導(dǎo)流建筑物級(jí)別確定

根據(jù)DL/T5397-2007《水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]的有關(guān)規(guī)定，導(dǎo)流建筑物的級(jí)別根據(jù)其保護(hù)的對(duì)象（大壩為1級(jí)建筑物）、失事后果（下游無(wú)廠礦企業(yè)及居民）、使用年限（圍堰1年）和圍堰工程規(guī)模4項(xiàng)指標(biāo)確定為4級(jí)建筑物。

3.1.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選擇

按DL/T5397-2007《水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]導(dǎo)流建筑物為4級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)采用土石圍堰時(shí)，重現(xiàn)期為20年～10年一遇，當(dāng)采用混凝土圍堰時(shí)，重現(xiàn)期為10年～5年一遇。本工程推薦采用土石圍堰，相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期為20年～10年一遇，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)的選取主要考慮以下幾個(gè)因素：

（1）本工程以BOT方式開(kāi)發(fā)，考慮到開(kāi)發(fā)商的利益與風(fēng)險(xiǎn)、責(zé)任共存，且失事后對(duì)下游影響不大，可采用下限值，10年一遇洪水設(shè)計(jì)。

（2）由于TATAY河與KEP河河道通過(guò)連通明渠連接，汛期可利用連通明渠連接作用分流，降低TATAY河汛期大壩度汛風(fēng)險(xiǎn)。

（3）TATAY河大壩汛前可填筑至度汛高程，施工進(jìn)度、施工質(zhì)量均滿足大壩要求，可降低臨建工程投資及增加枯水期主體工程施工時(shí)段。

綜合以上分析，選用10年一遇洪水設(shè)計(jì)。

3.2 導(dǎo)流方案比選

TATAY河本工程地處柬埔寨國(guó)公省原始森林，無(wú)廠礦企業(yè)及居民居住，導(dǎo)流方式比選主要進(jìn)行全年圍堰隧洞導(dǎo)流方式與枯水期圍堰隧洞導(dǎo)流方式進(jìn)行比較。

TATAY河、KEP河河道分別各布置一條導(dǎo)流隧洞，TATAY河河道高程107.85m，KEP河河道高程146.56m，進(jìn)口上游側(cè)通過(guò)連通明渠將兩河道連通。由于KEP河大壩高度僅70m，汛期河道來(lái)水可通過(guò)連通明渠分流至TATAY河河道，導(dǎo)流設(shè)計(jì)采用枯水期圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流。

KEP河壩體規(guī)模小，基礎(chǔ)處理工程量小，可利用一個(gè)枯水期填筑至度汛高程。本方案主要分析TATAY河全年圍堰擋水與枯水期圍堰擋水。

TATAY河導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。枯水期 10 年一遇洪水為 Q10%（12－5）＝450m3/s，汛期 10年一遇洪水為 Q10%＝1940m3/s。具體比較見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可以看出，采用全年圍堰擋水設(shè)計(jì)比枯水期圍堰擋水設(shè)計(jì)，不論是圍堰設(shè)計(jì)高度、隧洞洞徑均有大幅增加，臨建工程投資、施工工期將會(huì)大幅增加，且發(fā)電工期將比枯水期圍堰導(dǎo)流方式推后4～5個(gè)月；枯水期圍堰擋水設(shè)計(jì)將增大截流后基坑開(kāi)挖強(qiáng)度及汛前填筑強(qiáng)度，但可增大設(shè)備及人員投入，保證汛前填筑至度汛高程。在KEP河大壩位施工前，TATAY河汛期河道水位上升至連通明渠地板156.00m高程時(shí)，可通過(guò)連通明渠分流，降低了TATAY河大壩度汛風(fēng)險(xiǎn)，降低了大壩汛前填筑高度，也為枯水期圍堰設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件，因此，本工程導(dǎo)流方式采用枯水期圍堰隧洞導(dǎo)流方式。

4 導(dǎo)流建筑物

4.1 導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)

（1）TATAY河

TATAY河導(dǎo)流隧洞布置于河床右岸，標(biāo)準(zhǔn)斷面為城門(mén)洞型，斷面尺寸6.0m×7.0m（寬×高）。邊墻高度5.5m，拱高度1.5m。進(jìn)水口采用三面收縮，進(jìn)水口頂板橢圓曲線為+=1，兩側(cè)邊墻的橢圓曲線方程為+=1。導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置15m長(zhǎng)漸變段，由矩形斷面漸變?yōu)槌情T(mén)洞型斷面。

隧洞長(zhǎng)度為900.87m，底坡i=0.667%。隧洞中部設(shè)兩個(gè)彎道，彎道半徑均為100m。隧洞進(jìn)口高程為129.0m，高出原河床約10m；出口高程為123.0m，高出原河床23.0m。出口泄流消能方式采用挑流消能，為防止沖刷，鼻坎末端設(shè)深齒槽。挑流沖刷坑范圍采用大塊石防護(hù)。

（2）KEP 河

導(dǎo)流隧洞布置于河床右岸，標(biāo)準(zhǔn)斷面為城門(mén)洞型，斷面尺寸5.0m×6.5m（寬×高）。邊墻高度5.0m，拱高度1.5m。進(jìn)水口采用三面收縮，進(jìn)水口頂板橢圓曲線為+=1，兩側(cè)邊墻的橢圓曲線方程為+=1。導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置15m長(zhǎng)漸變段，由矩形斷面漸變?yōu)槌情T(mén)洞型斷面。

隧洞長(zhǎng)度為555.0m，底坡i=1.35%。隧洞中部設(shè)1個(gè)彎道，彎道半徑均為100m。隧洞進(jìn)口高程為155.5m，高出原河床約1.5m；出口高程為148.0m。出口泄流消能方式采用底流消能，出口明渠與下游河床平順相接，沖刷坑范圍采用大塊石防護(hù)。

4.2 上、下游圍堰設(shè)計(jì)

（1）TATAY河

上游圍堰設(shè)計(jì)堰前水位為148.00m，考慮2.0m的波浪高度和安全超高，上游圍堰頂高程為 150.00m，最大高度 31.0m。堰頂長(zhǎng)240.0m，堰頂寬10.0m，迎、背水面坡比均為1∶2.0。堰體由開(kāi)挖石渣和覆蓋層土填筑而成，采用粘土心墻防滲。

下游圍堰設(shè)計(jì)堰前水位為107.7m，由于下游圍堰高度較低，考慮0.8m的波浪高度和0.5m的安全超高，下游圍堰頂高程為109.0m，最大高度5.5m。堰頂長(zhǎng)76.1m，頂寬6m，迎水面坡比為1∶3，背水面坡比為1∶1.5。考慮下游圍堰最大高度僅為5.5m，閉氣料兼作防滲體。

（2）KEP河

上游圍堰設(shè)計(jì)擋水流量下的堰前水位為170.4m，考慮1.2m的波浪高度和安全超高，上游圍堰頂高高程初定為171.6m，最大高度16.6m。堰頂軸線長(zhǎng)71.41m，堰頂寬6m，迎背水面坡比為1∶1.5。堰體由開(kāi)挖石渣和砂礫石填筑而成，采用粘土心墻防滲。

下游圍堰設(shè)計(jì)擋水流量下的堰前水位為150.9m，由于下游圍堰高度較低，考慮0.8m的波浪高度和0.5m的安全超高，下游圍堰頂高程初定為152.2m，最大高度5.2m。堰頂軸線長(zhǎng)31.98m，堰頂寬6m，迎水面坡比為1∶3，背水面坡比為1∶1.5。考慮下游圍堰最大高度僅為5.2m，閉氣料兼作防滲體。

5 結(jié)語(yǔ)

柬埔寨達(dá)岱河水電站采用枯水期圍堰擋水、隧洞導(dǎo)流方式既降低工程臨建工程投資，又保證主體工程施工進(jìn)度。因此，本工程采用枯水期圍堰擋水、隧洞導(dǎo)流方式是合理的。陜西水利

[1]DL/T5397-2007.水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)電力出版社，2007.

[2]DL/T5195-2004.水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[3]DL/T5114-2000.水電水利工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)導(dǎo)則[S].北京：中國(guó)電力出版社，2000.