石峰
(中國電建集團海外投資有限公司,北京100048)
南歐江四級水電站位于老撾豐沙里省境內南歐江中游河段上,為南歐江干流七級開發方案的第四級,總庫容為1.416×108m3,正常蓄水位為386m,以發電為主,電站裝機容量132MW。四級電站為二等大(2)型工程,樞紐主要建筑物包括混凝土閘壩、壩式進水口及河床式廠房、兩岸非溢流壩段;最大壩高為59m。
南歐江流域位于老撾北部高原,為熱帶雨林山區。年內氣候5~10月為雨季,11~4月為干季,雨季降水量占年降水的85%。流域年降雨量為1 400~2 200mm。
壩址位于孟夸縣城上游約3km。壩址區出露的地層主要為石炭系下統(C1)和第四系(Q)。壩址區褶皺相對不發育,為縱向谷,巖層產狀總體以走向北北西傾北東向為主,巖層傾角自左岸向右岸逐漸變陡。壩址枯期河水面高程約355.8m,,枯水期灘地高出河水面約1~3m。
結合地形、地質條件及樞紐布置,本工程施工導流采用分期導流方式,共分3期:一期由左岸束窄河床過流,進行中隔墻、右岸3#~5#泄洪閘壩段(溢流堰未施工)、右岸非溢流壩段施工;二期由未完建的右岸3#~5#泄洪閘過流,進行左岸廠房、1#~2#泄洪閘及左岸非溢流壩段施工;三期由1#~2#泄洪閘過流,進行3#~5#泄洪閘溢流堰施工及閘門安裝。
導流標準汛期按規范中相應擋水標準的高限選取,枯期時段按低限選取。各期施工導流標準見表1。2019年12月上旬,右岸3#~5#泄洪閘截流,2019年12月~2020年3月,左側1#~2#泄洪閘泄洪閘過流,進行3#~5#泄洪閘溢流堰澆筑及閘門安裝。2020年3月底泄洪閘下閘蓄水,4月底首臺機組發電。
導流建筑物由導流明渠、枯期施工圍堰、一期上下游橫向圍堰、上下游全年縱向CSG(中隔墻)圍堰、二期上下游橫向圍堰、三期上下游橫向枯期圍堰組成。

表1 施工導流標準表及流量表
三期上、下游橫向圍堰均采用土石混合料土石圍堰的結構型式。三期上、下游圍堰堰頂高程分別為377.00m和362.00m,圍堰頂寬分別為8m和5m,圍堰最大高度分別為22.5m和6m。
上、下游縱向CSG圍堰結合7#中隔墻壩段、消力池中隔墻布置,與中隔墻銜接段采用C15常態混凝土,其余為CSG圍堰。
根據水文特性及施工總進度安排,2次主河床截流分別安排在2017年和2019年12月上旬,截流設計標準均采用10a重現期12月的平均流量Q=244m3/s。現二期截流已經成功實現。借鑒二期截流經驗,三期截流則采用上游圍堰單截流戧堤由右岸向左岸單向進占,戧堤頂高程373.00m,戧堤頂寬均為15m。
南歐江四級水電站施工導流采用明渠導流方式,歷經3期,導流程序較為復雜,在沒有條件設置導流底孔的條件下,面臨以下的主要技術問題:
1)由于廠房壩段的施工要求,二期圍堰經歷2個雨季,防滲要求較高,因此,原設計的圍堰防滲形式為防滲墻加黏土心墻防滲方案,但上游圍堰混凝土防滲墻的施工周期最短為97d,截流后直至2018年4月初才能完成防滲墻施工,從而為圍堰加高提供工作面,因后續二期橫向圍堰加高及縱向CSG圍堰上部結構施工工程量較大,且要求于2018年4月底達到防洪度汛面貌,因而工期緊,安全風險增大。
經過論證比較,采用了“將混凝土防滲墻改為高壓旋噴加局部帷幕灌漿防滲”方案,縮短工期至1個月左右,成功的在4月份完成了二期上下游的土石圍堰施工,確保實現了2018年的防洪度汛面貌要求【1,2】。
2)由于四級電站閘壩式樞紐沒有條件設置底孔,樞紐布置將二期上游圍堰頂部拆除,改造成攔沙建筑物,因此12月上旬三期截流前,不但要將二期圍堰部分拆除,而且還要將上游圍堰改造成攔沙建筑物,在保證安全的前提下,幾乎沒有時間。
進水口檢修閘門及尾水事故閘門的安裝調試必須在10月31日前完成,最遲在10月26日之前使得壩體具備擋水條件后,可以進行圍堰拆除和改造工作。為了使上游圍堰改造成攔沙建筑物的工程安全可靠,施工時間有保障,進口、尾水閘門下閘時間應在9月底前完成。
3)由于四級電站閘壩式樞紐沒有條件設置底孔,三期導流要將堰前水位壅高到溢流表孔堰頂高程才能形成過流,因此,三期截流的上下游水位差將達到約12m,流速必然比二期截流大,截流風險及難度大。
根據二期截流經驗,在相對困難的龍口Ⅱ區,拋投石渣、中、大塊石和鋼筋石籠,堤頭處拋投鋼筋石籠保護堤頭防止其塌落,困難區拋填鋼筋石籠采用鋼絲繩連接,大塊石用鋼筋串連的方式。另外,截流時機選擇在流量最小時段進行,并統籌協調上游水庫控制出庫流量等工作,從而為三期截流工作創造了更有利條件。
老撾南歐江四級水電站三期截流通過事前的認真研究和充分論證,解決了在無導流底孔的條件下所面臨的導流程序復雜、施工難度大等技術難題,最終得以成功實施,所采用的方案、方法具有一定的創新和挑戰性。目前,四級電站已完成導截流建筑物,并經受住了洪水和實踐考驗,對以后進行類似工程施工具有借鑒意義,值得推薦。