新疆某水电站导流洞设计与施工

【摘要】2 导流方式和导流标准 根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），导流临时建筑物为IV级，导流建筑物设计标准为10年~20年一遇洪水，坝体度汛设计标准为50年~100年一遇洪水。 初期导流进行了10年一遇和2...

摘要 导流洞是水利枢纽工程的重要组成部分，承担着工程施工期导流泄水任务。本文介绍了某在建的大（2）型Ⅱ等工程导流隧洞的设计及施工方法。

关键词 导流洞设计；石方洞挖；混凝土浇筑；灌浆

中图分类号TV672.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0172-02

1 工程概况

新疆北部某水电站主要任务是发电和灌溉，正常蓄水位为752m，总库容为2.32亿m3，电站装机14万kW，年平均发电量5.24亿kW・h，属大（2）型Ⅱ等工程。工程由拦河坝、导流洞、深孔泄洪洞、表孔溢洪洞、引水发电系统、电站厂房等组成。

2 导流方式和导流标准

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），导流临时建筑物为IV级，导流建筑物设计标准为10年~20年一遇洪水，坝体度汛设计标准为50年~100年一遇洪水。

初期导流进行了10年一遇和20年一遇洪水标准的对比，在相同导流规模前提下，20年一遇洪水比10年一遇洪水的水位高9.0m，根据《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004，并考虑上游围堰最大填筑高度和总填筑量、施工工期以及工程的气候特点等因素，本工程初期导流采用10年一遇洪水标准，相应洪峰流量717.01m3/s。中期导流标准选定为50年一遇洪水标准，相应洪峰流量为1 046.565m3/s。后期导流洞封堵改建期采用枯期时段（10月～次年3月）重现期10年一遇洪水标准，相应洪峰流量109.89m3/s。

本工程坝址区河谷呈基本对称“V”形，河谷走向呈168°。谷底高程634m~635m，左岸山顶高程766m~862m，右岸山顶高程842m~844m，现代河床宽64m，右岸山体较高陡，岸坡坡度在35°~45°，局部近直立，左岸山体总体较缓，岸坡坡度多在20°~62°，局部陡坎基岩。故本工程不具备分期导流条件。因此，施工导流采用河床一次断流，上下游围堰挡水，隧洞导流的方式。

3 导流洞布置及设计

从坝址地形看，导流洞布置在右岸，隧洞呈直线较顺畅，但隧洞地质条件复杂，经比较采用左岸导流洞方案，与深孔泄洪洞结合采用“龙抬头”布置方式。

导流洞引水明渠位于坝前左岸坡脚附近，河谷岸坡自然边坡走向近325°，坡度20°~25°，引水明渠方向150°，地表分布崩坡积碎石土，厚度2.5m~4.5m，结构松散。强风化带厚3m~4m，弱风化带厚10m~11m。引水明渠底板高程为637.0m，梯形断面，底宽11.0m，平坡，岩石开挖边坡1:0.3，表层覆盖层开挖边坡1:1.0，边坡采用C30混凝土喷锚支护，喷混凝土厚度100mm，每10m设一层马道，马道宽2.0m。

导流洞洞身段洞顶上覆岩体厚21m~115m，岩性为细粒斜长花岗岩。洞身段处于微风化~新鲜岩体内，岩体多呈块状构造，岩石为硬岩，大部分岩体完整性较好，断裂构造不发育，主要发育断层有f76、f77、f98。f76:345°NE∠86°， 断层呈舒缓波状，破碎带宽一般20cm，最大40cm，以碎裂岩为主，局部见糜棱岩。按围岩工程地质分类，洞室以围岩主要为Ⅲ、Ⅳ类围岩。洞身段总长817.769m，导0+000.000~导0+404.314纵坡为i=1/298，导0+404.3144~导817.769纵坡为i=1/252，有压洞，城门洞形，底宽6m，直墙高6.268m，拱高为1.732m，圆心角120°。洞身段导0+485.614~导0+817.769段为导流洞与深孔泄洪洞结合段。依据地质条件和导流洞与永久建筑物结合的要求，隧洞采用全断面C25钢筋混凝土衬砌，非结合段按临时建筑物设计，结合段按永久建筑物设计，衬砌厚度0.6m，洞身围岩采用固结灌浆加固处理，顶拱回填灌浆。

导流洞出口段包括出口明渠段、挑流鼻坎和下游护砌段，出口明渠段长140.0m，断面型式为矩形，底宽6.0m。挑流鼻坎段长16m，底宽6.0m，下游护砌段长10.0m。

4 导流洞施工

导流洞布置在左岸，进口高程637.0m，出口高程634.0m。为保证导流洞干地施工，施工期应在导流洞进出口预留岩坎，挡水标准采用10年一遇洪水标准，由导流洞进口水位～流量关系曲线查得河床水位639.940m，围堰或岩坎顶高程641.50m。设置一条施工支洞与导流洞洞身交与导0+221.705桩号处。

4.1 进出口明挖

地表分布崩坡积碎石土，结构松散，故土方开挖采用2m3挖掘机挖装，15t自卸汽车由R9道路运2.0km至弃碴区。石方开挖采用液压钻钻孔，手风钻辅助，从上而下梯段预裂爆破，出碴采用2m3挖掘机挖装，15t自卸汽车由R9道路运2.0km至弃碴区。

4.2 石方洞挖

石方洞挖从进出口以及施工支洞三个工作面进行。导流洞开挖断面为城门洞形，开挖断面（宽×高）为7.6×9.4m，主要为Ⅲ、Ⅳ类围岩。采用上下半洞法施工。上半洞开挖断面（宽×高）为7.6m×6.4m，城门洞形。采用YT27手风钻钻孔，光面爆破，2m3侧卸装载机装15t自卸汽车运至洞外至利用料堆放场和弃碴场。下半洞开挖断面（宽×高）为7.6m×3.0m，矩形断面。采用100型潜孔钻钻孔，光面爆破，2m3侧卸装载机装15t自卸汽车运至洞外至利用料堆放场和弃碴场。

洞内顶拱、侧墙根据开挖后洞内地质条件进行一次支护。Ⅲ类围岩顶拱及侧墙喷护C25混凝土，厚100mm，且顶拱布设随机Φ25砂浆锚杆，间排距2.0m，梅花形布置，深入围岩3.0m。Ⅳ类围岩顶拱及侧墙喷护C25混凝土，厚200mm，顶拱及侧墙布设Φ25砂浆锚杆，间排距2.0m，梅花形布置，深入围岩3.0m，采用钢格栅支护。喷护混凝土采用0.25m3强制式搅拌机拌料，混凝土喷射机喷护。锚杆采用风钻钻孔，自动注浆器压浆。

4.3 混凝土浇筑

闸井混凝土浇筑待洞挖完工后，与洞身混凝土衬砌同时进行。

闸井混凝土浇筑采用3m3混凝土搅拌车运至闸井，闸井混凝土及回填混凝土由10t塔机起吊3m3混凝土卧罐入仓，组合钢模板浇筑，机械振捣，人工洒水养护。

隧洞混凝土衬砌浇筑程序为先边顶拱后底板。边顶拱采用3m3混凝土搅拌车运至洞内，钢模台车支模，30m3/h型混凝土泵入仓浇筑；底板混凝土采用3m3混凝土搅拌车运输，泵送入仓浇筑，机械振捣，人工洒水养护。隧洞衬砌每个工作面布置一套10m长的定型模板。

4.4 灌浆

灌浆作业施工顺序为：先回填灌浆，再固结灌浆，回填灌浆待衬砌混凝土达到70%设计强度后尽早进行，按顶拱120°范围考虑。

回填灌浆采用填压式灌浆，事先预埋灌浆孔，手风钻扫孔，200L浆液搅拌机拌制，100/15型灌浆泵分序加密灌注。固结灌浆采用单孔灌注法，YGP35型风钻钻孔并冲洗，200L浆液搅拌机拌制，100/15型灌浆泵施灌。接缝灌浆先预埋灌浆管，采用手持式电动凿岩机扫孔和钻孔，200L浆液搅拌机拌制，100/15型灌浆泵施灌。

5 结论

本工程属在建工程，实践证明本工程结合两岸地形条件，采用河床一次断流，上下游围堰挡水，左岸导流隧洞全年导流的方式是合理的，保证了工程的顺利实施。导流洞采用与永久建筑物结合的泄洪方式，不但降低了施工导流的投资也缩短了工程的工期。导流洞现已建成运行，运行情况良好，未发现堵洞、塌方现象，保证了主体工程顺利施工。

参考文献

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