斯木塔斯水電站導流與水流控制工程施工

楊松林

（新疆水利水電工程建設監理中心，烏魯木齊830000）

斯木塔斯水電站導流與水流控制工程施工

楊松林

（新疆水利水電工程建設監理中心，烏魯木齊830000）

以導流及水流控制工程為例，對導流、截流的標準、施工范圍、方式和時段進行了設計，通過整個施工期及目前水電站安全平穩運行的狀態來看，該導流與水流控制工程設計實現了預期目標，運行效果良好。

水電站；導流；截流；設計；施工

1 工程概況

斯木塔斯水電站是阿克牙孜河流域水電梯級規劃的第3級，工程位于阿克牙孜河流域中下游，距阿克牙孜河匯合口30km。工程至伊犁昭蘇縣城45km，昭蘇縣至伊寧市196km，交通線路為220省道，交通較為便利。水電站總裝機容量110MW，水庫總庫容1.449億m3，工程等別Ⅱ等，屬大（2）型工程。 主壩、副壩為1級建筑物；泄水建筑物及發電引水洞進口為2級建筑物；發電引水洞、水電站廠房為3級建筑物。混凝土面板砂礫-堆石壩設計洪水頻率P=0.2%，重現期為500年一遇，洪峰流量Q=816.82m3/s，校核洪水頻率取P=0.02%，重現期為5000年一遇，洪峰流量Q=1050.58m3/s；水電站廠房設計洪水頻率P=1%，重現期為100年一遇，洪峰流量Q=652.72m3/s；校核洪水頻率P=0.5%，重現期為200年一遇，洪峰流量Q=723.33m3/s。斯木塔斯水電站壩址區的A區峰值加速度0.192g，B區峰值加速度0.216g，確定壩址區地震基本烈度為Ⅷ度。大壩抗震設防類別為甲類，設計烈度8°；表孔溢洪道、導流兼深孔泄洪洞、發電引水洞和廠房抗震設防類別為丙類，設計烈度8°。

2 施工

2.1 施工范圍

施工導流與水流控制施工范圍包括本標段內的樞紐工程的導流和截流［1-3］；樞紐工程安全度汛和防護工程；導流洞進口圍堰；樞紐工程基坑排水；施工期的下游供水；導流建筑物的拆除；以及其他與施工導流有關的輔助工程。導流與水流控制施工時間貫穿從工程開工至工程竣工的整個時段［4，5］。

2.2 導流方式及時段

施工導流采用上、下游圍堰擋水，河床一次斷流，導流兼深孔泄洪洞泄洪的施工導流方式，且布置在河流左岸。根據工程施工總進度計劃，第4年汛前大壩基本完工，并具備擋水條件。在整個施工期內，壩體只經歷1個汛期。第1階段：工程開工（第1年8月）至截流時間（第2年8月底）為止。該階段原河床過流。第2階段：第3年汛期由上、下游圍堰擋水，導流兼深孔泄洪洞泄流；第4年汛前大壩工程完工。

3 施工導流與水流控制工程

3.1 施工截流設計與施工

本工程在2010年9月10日大壩河床截流，截流施工洪水標準選取為頻率枯水期P=20%，9月月平均流量89.45m3/s。按選定的截流時段和截流標準，根據上游圍堰截流戧堤實際地形地貌條件，選擇單戧立堵單向進占的截流方式，以右岸向左岸進占，龍口預留。截流前根據水情預報情況，開始進行單向進占形成龍口，在預計截流前2～3d形成龍口，并用塊石裹頭保護戧堤等待最佳截流時刻；龍口剩余填筑量960m3，用塊石裹頭和護腳保護；截流當天按1～3h合龍計算，拋填筑強度326m3/h；配備10臺20t自卸汽車運輸，滿足截流施工強度要求。截流現場戧堤派專人指揮，采用20t自卸汽車從1#棄料場取料運輸，戧堤上按每隊2輛車進行編隊，同時拋投。大塊石采用上挑角進占，塊石混合料跟進。TY220推土機在堤頭推料，確保整個截流過程安全、有序。

3.2 上、下游圍堰填筑

上游圍堰堰頂高程1873.0m，最大堰高44.5m，頂寬30m，上游迎水坡面坡度1∶2.5（局部1∶1.6），下游坡面1∶1.5。下游圍堰堰頂高程1836.0m，最大堰高3m，頂寬6m，迎水坡面坡度1∶2.5，背水坡面坡度均為1∶1.5，下游圍堰迎水坡面部位做防滲黏土斜墻。①在堰體填筑施工之前，首先進行圍堰軸線放樣，并做好標記，先將圍堰的兩端斜坡段開挖進行接頭防滲處理，采取槽挖型式，開挖至基巖，并保證槽挖底部寬度，經監理工程師驗收后，按照規定要求兩側進行回填碾壓密實。②截流合龍后，需迅速完成戧堤黏土斜墻施工。圍堰填筑之前，先將防滲墻軸線放出，并在現場做好標記，按照結構開挖至基礎巖面，采取分層填筑碾壓施工，TY220推土機平料，18～25t振動碾平行于圍堰軸線，靠近岸坡碾壓不到的地方則采取順坡向行駛碾壓，同時增加碾壓遍數。分層填筑碾壓參數與控制標準如表1。

表1 圍堰填筑壓實參數與控制標準

圍堰護坡塊石粒徑選用大于80cm的塊石，砌筑之前采用反鏟配合人工進行修坡處理，將坡面的墊層修整，隨后鋪砌塊石，采取分層錯縫鎖結方式鋪筑，面層選用較整齊的石塊砌筑平整，保證護坡表面砌縫寬度不大于25mm，同時采用小片石料將前后明縫填塞緊密。

3.3 圍堰防滲

3.3.1 上游圍堰高噴防滲

上游圍堰河床覆蓋層系全新統沖積層，厚12m，圍堰防滲軸線長30m，上游圍堰墻頂高程1850.5m，防滲墻頂高程1840.3m，采用高噴防滲墻防滲，防滲面積225m2。采用阻斷式高噴防滲墻，樁深深入相對隔水層。本工程擬伸入隔水層0.5m，最大墻深12m。

作好施工平臺場地平整，采取措施防止機械失穩、清除地面、地下障礙。保證現場工作面寬10m。在防滲墻頂軸線上游側，開挖冒漿排放溝和集水井。將高噴機械設備布置在防滲軸線的下游側平臺上，鉆具、噴管等機具均擺放在防滲軸線的上游側平臺上。高壓旋噴用風由21m3移動式空壓機供給；電由施工系統供給，容量315kVA，在順軸線方向架設一趟照明線，安裝碘鎢燈照明；在圍堰上游布置一個抽水站，內設2臺3B33水泵，100mm供水管道施工用水，水管沿線布置至制漿站，供水量1000L/min。在防滲墻右岸，設置集中制、供漿站1座，2臺NJ-600型高速制漿機，2個1m3漿桶，2臺2SNS供漿泵， 輸漿管道為φ2″活接頭鋼管，輸送至噴灌機組。在圍堰左岸布置1個制漿站，內設2臺GJY攪拌機和2臺BW250/50泥漿泵，拌制高固相黏稠泥漿進行孔內護壁。施工程序如下：①高噴防滲墻施工擬沿軸線分段作業，依次成墻。②各旋噴孔沿軸線布置，分序施工，間隔成墻（段），然后交接成整墻。即按旋噴孔編號劃分為Ⅰ序孔和Ⅱ序孔；先完成Ⅰ序孔的造孔與噴射灌漿，后施工Ⅱ序孔；單個高噴樁（孔）保持連續噴射作業，相鄰樁（孔）的作業間隔時間在12～72h范圍內。③單孔噴灌的施工程序：測量定孔位→造孔→下噴射管→噴射→提升→回灌→成樁→結束。具體流程如圖1。

圖1 工藝流程

當施工出現①造孔時塌孔：使用工程地質鉆孔機泥漿固壁，邊固邊鉆，或采用液壓巖土工程跟管鉆機鉆鑿成孔；②下管時堵管：在下放噴射管之前，進行全面試壓，檢查管路通暢情況；為防止噴嘴堵塞，采用邊低壓送氣、漿、邊下管的方法下放噴射管；發現噴管堵塞時，立即停機，提起噴射管疏通；③噴射施工時堵管：為防止堵管事故的發生，對水泥漿液嚴格過濾，發現噴管堵塞時，立即停噴，提起噴射管疏通；冒漿：高噴注漿過程中，冒漿量小于注漿量的20%時為正常現象，超過20%或完全不冒漿時，查明情況，適時處理，當冒漿量過大，超過20%時，通過提高噴射壓力或適當縮小噴嘴孔徑，或加快旋轉和提升速度，減少冒漿量；當地層中有較大空隙引起不冒漿時，在空隙地段增大注漿量，也可報監理人同意，注入混合漿液（如水泥黏土漿，其黏滯力強，流動性差），直到填滿空隙，孔口返漿正常后再繼續噴射；中斷：供漿、供氣、供水必須連續，一旦中斷，則盡快查明原因，及時恢復噴射，并將旋噴管下沉至停噴點以下，保證前后段噴灌搭接長度不小于0.5m。當因故停機超過3h時，則對泵體和輸漿管路妥善清洗，在該部位補孔噴灌；遇塊石層或淤泥夾層：在噴射中，噴射流遇到此類障礙物時，能量因折射而大大衰減，影響墻體整體性。造孔施工中準確記錄遇塊石層或淤泥夾層層位、孔深等基本情況。噴射時采用斜向噴嘴，增大噴射壓力等方法處理；同時為保證墻體整體性，采取調整鄰孔孔間距及相關參數的方法處理。即在塊體的兩側（或一側，依鉆孔情況定）增補噴灌孔。3.3.2 下游圍堰防滲墻

下圍堰采用黏土防滲。填筑施工程序為：基礎準備→回填料運輸→卸料→鋪料、平整→振壓→檢測→驗收。填筑部位的基礎清理按設計要求進行處理。全部基礎處理驗收合格后，開始堰體填筑。黏土料、砂礫料采用18～20t自卸汽車運輸，均采用進占法卸料，并用推土機及時平整。根據鋪層厚度及自卸車廂容量大小，使卸料料堆之間保持相應距離，以利推土機平料。砂礫料、黏土采用自行式振動碾碾壓。為方便各類壩料分序填筑，初步擬定壩體填筑料鋪料層厚如表2。

表2 堰體鋪層厚度

4 結語

根據水庫建設過程中對截流及導流方案的檢驗，表明了本文中的截流方案和上下游圍巖的填筑、灌漿和防滲等方面的方案設計和施工滿足要求，充分利用地形條件，實現了施工進度等方面的目標。在整個工程建設過程中，導流及水流控制工程運行穩定安全，效果良好。

［1］翁永紅，饒志文，李勤軍，等.烏東德水電站導流規劃與設計［J］.人民長江，2014，45（20）：64-67，84.

［2］汪文兵，喻建春.小漩水電站施工導流設計與實踐［J］.水利水電技術，2016，47（8）：54-58.

［3］王強.老撾南歐江五級水電站施工導流規劃設計［J］.水力發電，2016，42（5）：68-70，98.

［4］楊玲，王飛，李明華，等.云南悅樂水電站工程施工導流設計［J］.人民長江，2013，44（S2）：1-2，22.

［5］史有富，王福運，馮吉新，等.豐滿水電站重建工程大壩施工導流設計［J］.水利水電技術，2016，47（6）：29-32.

（責任編輯：王艷肖）

Design and construction of diversion and flow control engineering for Sitamusi Hydropower Station

YANG Song-lin
（Xijiang Supervision Center of Water Resources and Hydropower Engineering Construction， Urumqi 830000，China）

Taking the water diversion and control engineering as an example， the standard， scope， way and time of diversion and river closure is designed.Through the state of whole construction period and the safe and stable operation of hydropower station，the design goal of diversion and flow control project are achieved，the operation effect is good.

hydropower station； diversion； closure； design； construction

TV5

B

1672-9900（2017）03-0043-03

2017-03-30

楊松林（1981-），男（漢族），新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事水利工程方向研究，（Tel）18599090515。