KSTY水電站工程施工導流設計方案分析

【摘要】施工導流設計是水電站工程建設的核心問題之一，這項工作直接決定了水電站的主要建筑位置、規模，也影響了水電站運行效率，對經濟效益、社會效益影響較大。本文以新疆KSTY水電站為實例，介紹了該水電站導流工程的方案設計及導流主要建筑的施工設計，可為以后類似的工程施工提供一些可借鑒經驗。

【關鍵詞】KSTY水電站；施工導流；設計；建筑

0、引言

眾所周知，水電站工程的顯著特點是工程投資大、建設周期長、技術要求高等，此外集合了地質學、工程力學、材料力學等眾多學科知識，是一項綜合性很強的工程。隨著我國環保壓力的增大，加大水利工程投資已成為大趨勢。新疆境內河流發育較多，地形落差大，是水電站建設的理想之地。水電站是靠河水流動產生的動能發電，因此其施工導流工程直接影響了水電站工程建筑的布局、規模及使用效果，是水電站建設的核心問題之一。

1、工程概況

KSTY水電站工程位于新疆伊犁哈薩克自治州特克斯縣境內的特克斯河一級支流庫克蘇河上。KSTY水電站工程為大（2）型Ⅱ等工程，工程的主要任務是發電和承擔上游克孜庫拉水電站的發電反調節。水庫正常蓄水位和設計洪水位均為1305.0m，校核洪水位1306.87m，總庫容1.59億m3，總裝機100MW，裝機利用小時數3500h。該水電站于2012年正式發電，多年平均年發電量3.5億kW·h。工程主要水工建筑物有碾壓式瀝青混凝土心墻壩、導流兼泄洪洞、溢洪洞、引水發電系統和電站廠房等。

2、KSTY水電站工程施工導流設計分析

2.1 導流方式的設計

KSTY水電站大壩處在庫克蘇河中游下段山區，總地勢南高北低，東高西低。壩區河谷呈“U”型，河谷走向北東，河流坡降7‰～9‰，兩岸邊坡坡度范圍40°～65°。河床寬30～50m，平水期河水面高程1225m，水面寬度30～50m。根據擋水建筑結構形式、樞紐布置及地形條件，本工程采用全年圍堰一次斷流，隧洞導流的導流方式。

根據施工總進度安排，本工程施工總工期為33個月，庫克蘇河汛期為每年的5～8月。在整個施工期內，壩體施工將經歷2個汛期，綜合考慮樞紐水文條件、壩體填筑強度、瀝青混凝土心墻上升速度和攔洪度汛等因素，根據施工進度計劃安排，壩體施工導流時段可劃分為2個時段。

（1）初期導流時段：河道截流至上、下游圍堰度汛，即2010年10月初～2011年8月底；

（2）后期導流時段：壩體臨時斷面擋水度汛至工程完工，即2011年9月～2012年6月。

2.2 導流標準

KSTY水電站瀝青混凝土心墻壩為2級建筑物，根據相關規范規定，其導流建筑物等級為Ⅳ級。兩個時段的導流標準具體如下：

（1）初期導流標準：本階段對初期導流進行了20年和10年一遇洪水標準的比較，在規模相同的前提下，20年一遇洪水比10年一遇洪水的堰前水位高約5.23m，上游圍堰總填筑量約增加28.8萬m3。在綜合考慮圍堰心墻月上升高度、水文氣象特點等因素，本工程初期導流采用10年一遇洪水標準，相應洪峰流量643.53m3/s。

（2）后期導流標準：綜合考慮壩體填筑強度、瀝青混凝土心墻上升高度、擋水水位對應的庫容，本階段后期導流標準采用50年一遇全年洪水，50年一遇相應洪峰流量為1026.78m3/s。

2.3 導流方案及程序的設計

根據施工進度安排，2009年10月～2010年9月，原河床過流，施工導流兼泄洪洞；截流后第一個汛期，由上下游圍堰擋水，導流兼泄洪洞泄流，進行上游圍堰頂高程以下壩體施工，相應庫容為0.27×108m3，導流兼泄洪洞下泄流量356.05m3/s；當壩體填筑高程超過上游圍堰后，由未完建壩體臨時斷面擋水，導流兼泄洪洞泄流，進行剩余壩體施工，度汛水位1276.53m，相應庫容為0.52×108m3，導流兼泄洪洞下泄流量411.23m3/s。

3、KSTY水電站導流建筑的施工設計

根據壩址區的地形特點，導流兼泄洪洞布置在右岸，施工期作為導流洞使用，運行期作為泄洪洞。導流兼泄洪洞全長867.636m，由引渠段、進口閘井段、洞身段、出口閘井段、消力池段、出口明槽段及護坡段組成。

引渠長355.262m，梯形斷面，底寬7.5m，底板采用C20混凝土襯砌，厚0.4m，兩側采用C20分離式混凝土板防護，板厚0.2m；

進口閘井段長18m，底板高程為1229.5m，孔口尺寸為5.0m×7.0m；洞身段長263.6m，有壓洞，進口底板高程1229.5m，縱坡i=1/58.578，設計為直徑5.5m的圓形斷面，采用C25鋼筋混凝土襯砌，襯厚0.6m～0.7m；

消力池泄槽段長10m，寬4m，擴散漸變段長30m，縱坡為1：9.23，底寬由4.0m漸變為8.0m，底板及邊墻厚1.0m；消力池長70m，底板高程1221.205，矩形斷面，寬12.0m，側墻高12m，邊墻、底板采用C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚2.0m；

在明渠出口邊坡設置護坡，護坡板厚1m，下部設有齒墻，深入新鮮巖面。在護坡上加設仰式排水管，將入滲水排出。

4、結束語

綜上所述，施工導流設計是一項極其復雜的工作，影響因素較多，需要綜合考慮各項工作的進度。KSTY水電站的導流方案充分結合了工程實地情況，投入使用后水電站運行良好，導流建筑設計標準也完全滿足使用要求。取得了較好的經濟和效益。

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作者簡介：周梅，女，（1979.03—），新疆鞏留人，畢業于長春工程學院，本科，工程師，研究方向：水利工程施工組織設計。