白市水電站導截流圍堰施工優化淺析

張文耀 張自順

（中國水利水電第三工程局有限公司 陜西 西安 710032）

1 工程概況

貴州白市水電站位于沅水干流上游河段清水江的下游，貴州省黔東南苗族侗族自治州天柱縣境內，距天柱縣城30km；上距三板溪水電站約70km，壩址控制流域面積16530km2。電站樞紐由河中溢流壩、右岸壩后式廠房、左岸垂直升船機、兩岸非溢流壩及消力池等建筑物組成。電站為中低水頭壩后式電站，調節庫容1.72億m3，水庫總庫容6.87億m3。電站裝機容量3×140MW，多年平均年發電量12.36億kW·h。工程以發電為主，兼顧航運、防洪等綜合效益。

2 水文地質條件

2.1 水文條件

壩址附近多年平均氣溫為16.1℃，元月份多年平均氣溫4.4℃為最低。

清水江流域多年平均降水量1279mm，徑流年際變化較為穩定，多年平均流量為364m3/s，最大年平均流量 558m3/s(1954 年)，最小年平均流量217m3/s(1989年)。多年平均6月份流量最大，為814m3/s。清水江洪水屬暴雨洪水，主要集中在汛期5月～8月，占總數的88.1%。洪水以單峰型居多，洪水過程一般為3d～7d。

2.2 地質條件

上、下游圍堰壩址處河床寬約240m～250m，右側主河槽寬約60 m～90m，枯水期水深約2m～3m，主河槽右岸及左河床局部為基巖礁灘，河床中部及左岸與河床接合部上覆厚約2m的砂礫石層；兩岸接頭部位均分布I、II級階地堆積物，厚2m～4m，其中I級階地由粉砂土夾粉質粘土、少量礫石組成，厚2m～4m。圍堰下伏基巖為粉砂質板巖，河床部位主要為弱風化巖體，岸坡為強風化巖體。

縱向圍堰位于主河槽左側的淺灘，圍堰基礎部位河床覆厚2m～5m的砂礫石層。圍堰基巖大部分為弱風化粉砂質板巖或細砂質板巖，少量為強風化巖體，其埋深4m～8m。

3 導截流計劃

一期導流先圍護右岸廠房及相鄰的3孔溢流壩，由左側導流明渠泄流和通航；2005年9月初開始一期時段圍堰施工，2005年10月底截流，右岸基坑形成。在一期時段圍堰維護下2006年3月底前完成一期全年圍堰施工。在全年圍堰的圍護下，進行一期基坑內廠房和大壩施工。一期時段圍堰擋水標準為洪峰流量為2920m3/s；一期全年圍堰擋水標準洪峰流量為9360m3/s。

二期導流待廠房上游上升到不需要圍堰保護、右側3孔溢流壩及導流底孔具備泄流條件時，于2006年10月初拆除一期上下游橫向全年圍堰，由已建好的右側3孔溢流壩預留的3個10.00m×9.00m(寬×高)導流底孔泄流；10月底左側束窄河床截流，形成二期基坑；二期圍左岸的3孔溢流壩、升船機壩段和右岸廠房等。二期圍堰擋水時段為2006年11月至2007年4月，導流流量為2920m3/s(11月1日～次年4月30日時段10年一遇洪水標準)。

2007年4 月底拆除二期橫向土石圍堰，2007年汛期由3孔溢流堰、左岸缺口壩段和3個導流底孔共同泄洪度汛；2007年11月底導流底孔下閘擋水，2007年12月底第一臺機組具備發電條件；2008年1月開始封堵導流底孔。2008年6月底工程完工。

4 導流圍堰優化依據及方法

4.1 導流圍堰優化依據

（1）招標文件中技術規范的規定和要求；

（2）國家及行業有關的標準和規范；

（3）工程現場水文地質條件及現場施工條件；

（4）工程整體進度及圍堰使用時段；

（5）類似工程的施工經驗。

這種模式的經營主體是農戶個體，客體是城市居民，就是旅游市場活動的買賣雙方基本直接對接，自由買賣，自由議價，沒有中間環節。同時，這種模式也缺少部門、行業監管。

4.2 優化方法

根據以上依據及現場勘察后研究，圍堰施工優化主要采取如下方法：

（1）一期時段圍堰基礎防滲體的施工優化；

（2）一期上下游全年橫向圍堰和時段圍堰軸線位置優化；

（3）一期導流圍堰的堰體結構優化。

5 導流圍堰優化施工

5.1 一期時段圍堰基礎防滲體的施工優化

一期時段圍堰主要包括一期上下游橫向時段圍堰和縱向時段圍堰，圍堰原設計防滲體為高壓旋噴防滲體。根據清水江壩址處大部分基巖覆蓋層較淺，經方案對比研究后確定一期時段圍堰的防滲墻采取粘土心墻防滲。防滲墻施工采取先填筑兩側石渣，再填筑中間粘土防滲墻，粘土防滲墻與堰體石渣同步上升；局部深槽部位采用高噴防滲墻防滲。覆蓋層中防滲體用液壓鏟斗充分攪拌粘土與覆蓋層砂礫料，使防滲墻與基巖緊密結合，起到較好的防滲作用。此優化方案減少覆蓋層砂礫料開挖12097m3及圍堰粘土防滲墻填筑量52000m3。

5.2 一期全年縱向圍堰施工優化

一期全年縱向圍堰為混凝土結構，設計堰頂高程為261.7m。自上游向下游依次為上游混凝土圍堰段、大壩12#壩段、中導墻和下游混凝土圍堰段。

上游混凝土圍堰段長104m，基礎開挖高程為240.0m；下游混凝土圍堰段長76.0m，頂部高程259.80m，基礎開挖高程為243.5m。上下游混凝土圍堰底部均設1.0m厚的C15混凝土墊層，其上為C10碾壓混凝土堰體，圍堰頂寬均為7.0m。

一期全年縱向混凝土圍堰施工主要對上下游混凝土縱向圍堰基礎部位開挖及澆筑進行優化。上下游全年縱向混凝土圍堰基礎巖石出露情況較好，也比較堅硬。根據此情況，經對圍堰穩定性計算后決定上下游全年縱向圍堰基礎巖石不再開挖，將此部分基礎覆蓋層清理干凈后在天然基巖上直接澆筑圍堰墊層混凝土。按此方案優化后減少基礎石方開挖14500m3，減少混凝土澆筑11600m3，直接縮短了圍堰直線施工工期，確保右岸大壩及主廠房基坑安全度汛。

5.3 一期上下游全年橫向圍堰和一期上下游時段圍堰布置優化

一期上下游全年橫向圍堰和一期上下游時段圍堰布置優化主要考慮兩者部分結合，主要方式為：上游橫向圍堰軸線向上游移10m，下游橫堰的軸線向下游移6m；一期時段圍堰的軸線右側段與全年圍堰重合，左側采用折線與一期縱向時段圍堰相連接。上下游橫向時段圍堰成為上下游橫向全年圍堰的一部分，減少上下游橫向全年圍堰的填筑量，待一期全年縱向混凝土圍堰兩端施工到設計高程后再將一期上下游橫向圍堰與其相連。其次消力池右導墻向下游延伸12m，右消力池導流時將下游橫向全年圍堰與消力池右導墻相接，取消廠房下游碾壓混凝土二期圍堰，兩者相抵減少混凝土澆筑約2200m3。

5.4 一期導流圍堰堰體結構及施工優化

根據清水江水文氣象資料分析計算結果合理確定圍堰堰高和兩側坡比，減少了圍堰填筑方量。其次根據全年混凝土縱向圍堰投入使用時間，取消一期時段圍堰竹籠塊石護坡，僅在堰體轉彎處迎水面采取大塊石護坡，保證堰體穩定和堰腳被沖刷。

第三現場施工組織合理安排，利用枯水期清水江流量較小的特點，提前填筑一期縱向時段圍堰，利用左岸導流明渠開挖棄渣填筑堰體，既減少出渣時自卸車運輸距離，也避免了圍堰滯后填筑時再從渣場運輸石渣，從而減少整個圍堰施工工程量，降低了圍堰填筑強度，有利于保證工期，同時也降低了施工成本。

6 結語

白市一期導流圍堰施工方案進行優化調整后大幅度的降低了施工強度和難度，縮短了一期導截流圍堰施工的直線工期，確保了整個工程的工期計劃和右岸基坑安全度汛的工期要求，同時節約了大量的施工成本，取得了較好的經濟效益。

其次，現場合理的施工組織安排、相關單元工程的順暢銜接也對施工工期和工程成本有很大影響。白市水電站導截流工程合理組織安排，確保了一、二期導截流的順利轉換，降低了施工成本。

白市電站當年9月開工，10月截流，11月下基坑，年底主體混凝土開始澆筑。白市水電站工程建設充分體現了建設各方因地制宜、精心研究、科學組織施工的工作作風，從而實現了項目各相關方的利益。陜西水利