KSTY水電站工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)方案分析

【摘要】施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)是水電站工程建設(shè)的核心問(wèn)題之一，這項(xiàng)工作直接決定了水電站的主要建筑位置、規(guī)模，也影響了水電站運(yùn)行效率，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益影響較大。本文以新疆KSTY水電站為實(shí)例，介紹了該水電站導(dǎo)流工程的方案設(shè)計(jì)及導(dǎo)流主要建筑的施工設(shè)計(jì)，可為以后類似的工程施工提供一些可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】KSTY水電站；施工導(dǎo)流；設(shè)計(jì)；建筑

0、引言

眾所周知，水電站工程的顯著特點(diǎn)是工程投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、技術(shù)要求高等，此外集合了地質(zhì)學(xué)、工程力學(xué)、材料力學(xué)等眾多學(xué)科知識(shí)，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工程。隨著我國(guó)環(huán)保壓力的增大，加大水利工程投資已成為大趨勢(shì)。新疆境內(nèi)河流發(fā)育較多，地形落差大，是水電站建設(shè)的理想之地。水電站是靠河水流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能發(fā)電，因此其施工導(dǎo)流工程直接影響了水電站工程建筑的布局、規(guī)模及使用效果，是水電站建設(shè)的核心問(wèn)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(nèi)的特克斯河一級(jí)支流庫(kù)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(wù)是發(fā)電和承擔(dān)上游克孜庫(kù)拉水電站的發(fā)電反調(diào)節(jié)。水庫(kù)正常蓄水位和設(shè)計(jì)洪水位均為1305.0m，校核洪水位1306.87m，總庫(kù)容1.59億m3，總裝機(jī)100MW，裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)3500h。該水電站于2012年正式發(fā)電，多年平均年發(fā)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(dǎo)流兼泄洪洞、溢洪洞、引水發(fā)電系統(tǒng)和電站廠房等。

2、KSTY水電站工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)分析

2.1 導(dǎo)流方式的設(shè)計(jì)

KSTY水電站大壩處在庫(kù)克蘇河中游下段山區(qū)，總地勢(shì)南高北低，東高西低。壩區(qū)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(jù)擋水建筑結(jié)構(gòu)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(dǎo)流的導(dǎo)流方式。

根據(jù)施工總進(jìn)度安排，本工程施工總工期為33個(gè)月，庫(kù)克蘇河汛期為每年的5～8月。在整個(gè)施工期內(nèi)，壩體施工將經(jīng)歷2個(gè)汛期，綜合考慮樞紐水文條件、壩體填筑強(qiáng)度、瀝青混凝土心墻上升速度和攔洪度汛等因素，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃安排，壩體施工導(dǎo)流時(shí)段可劃分為2個(gè)時(shí)段。

（1）初期導(dǎo)流時(shí)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(dǎo)流時(shí)段：壩體臨時(shí)斷面擋水度汛至工程完工，即2011年9月～2012年6月。

2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

KSTY水電站瀝青混凝土心墻壩為2級(jí)建筑物，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，其導(dǎo)流建筑物等級(jí)為Ⅳ級(jí)。兩個(gè)時(shí)段的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)具體如下：

（1）初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)：本階段對(duì)初期導(dǎo)流進(jìn)行了20年和10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的比較，在規(guī)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(wàn)m3。在綜合考慮圍堰心墻月上升高度、水文氣象特點(diǎn)等因素，本工程初期導(dǎo)流采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)洪峰流量643.53m3/s。

（2）后期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)：綜合考慮壩體填筑強(qiáng)度、瀝青混凝土心墻上升高度、擋水水位對(duì)應(yīng)的庫(kù)容，本階段后期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇全年洪水，50年一遇相應(yīng)洪峰流量為1026.78m3/s。

2.3 導(dǎo)流方案及程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)施工進(jìn)度安排，2009年10月～2010年9月，原河床過(guò)流，施工導(dǎo)流兼泄洪洞；截流后第一個(gè)汛期，由上下游圍堰擋水，導(dǎo)流兼泄洪洞泄流，進(jìn)行上游圍堰頂高程以下壩體施工，相應(yīng)庫(kù)容為0.27×108m3，導(dǎo)流兼泄洪洞下泄流量356.05m3/s；當(dāng)壩體填筑高程超過(guò)上游圍堰后，由未完建壩體臨時(shí)斷面擋水，導(dǎo)流兼泄洪洞泄流，進(jìn)行剩余壩體施工，度汛水位1276.53m，相應(yīng)庫(kù)容為0.52×108m3，導(dǎo)流兼泄洪洞下泄流量411.23m3/s。

3、KSTY水電站導(dǎo)流建筑的施工設(shè)計(jì)

根據(jù)壩址區(qū)的地形特點(diǎn)，導(dǎo)流兼泄洪洞布置在右岸，施工期作為導(dǎo)流洞使用，運(yùn)行期作為泄洪洞。導(dǎo)流兼泄洪洞全長(zhǎng)867.636m，由引渠段、進(jìn)口閘井段、洞身段、出口閘井段、消力池段、出口明槽段及護(hù)坡段組成。

引渠長(zhǎng)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(cè)采用C20分離式混凝土板防護(hù)，板厚0.2m；

進(jìn)口閘井段長(zhǎng)18m，底板高程為1229.5m，孔口尺寸為5.0m×7.0m；洞身段長(zhǎng)263.6m，有壓洞，進(jìn)口底板高程1229.5m，縱坡i=1/58.578，設(shè)計(jì)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(zhǎng)10m，寬4m，擴(kuò)散漸變段長(zhǎng)30m，縱坡為1：9.23，底寬由4.0m漸變?yōu)?.0m，底板及邊墻厚1.0m；消力池長(zhǎng)70m，底板高程1221.205，矩形斷面，寬12.0m，側(cè)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(shè)置護(hù)坡，護(hù)坡板厚1m，下部設(shè)有齒墻，深入新鮮巖面。在護(hù)坡上加設(shè)仰式排水管，將入滲水排出。

4、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作，影響因素較多，需要綜合考慮各項(xiàng)工作的進(jìn)度。KSTY水電站的導(dǎo)流方案充分結(jié)合了工程實(shí)地情況，投入使用后水電站運(yùn)行良好，導(dǎo)流建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也完全滿足使用要求。取得了較好的經(jīng)濟(jì)和效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉瑩瑩.水電站工程施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)[J].中國(guó)水運(yùn)（下半月），2009，（10）：54-56.

[2] 胡皓.水電站工程施工導(dǎo)流的方案設(shè)計(jì)研究[J].河南水利與南水北調(diào)，2015，（10）：42-45.

[3] 李召朋，李鵬.龍背灣水電站工程施工導(dǎo)流度汛方案變更優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)水能及電氣化，2014，（12）：56-59.

[4] 張超，胡志根.上游水電站控泄條件下施工導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)分析[J].水利學(xué)報(bào)，2012，（11）：78-80.

作者簡(jiǎn)介：周梅，女，（1979.03—），新疆鞏留人，畢業(yè)于長(zhǎng)春工程學(xué)院，本科，工程師，研究方向：水利工程施工組織設(shè)計(jì)。