黔中水利枢纽工程水源工程施工导流方案比选

摘要：黔中水利枢纽工程是典型的山区大一型水利枢纽工程。水源工程坝址所在河流三岔河为典型的山区雨源型河流，河流洪枯流量变化较大，导致枯期导流和同频率全年导流差异极大。通过对水源工程的水文、气象、地形地质条件、施工导流方式进行综合分析比选，最终确定采用前期枯期导流，一汛坝体临时断面挡水，后期坝体整体上升的施工导流方案。

关键词：雨源型 洪枯流量 导流 导流

1 工程概况

黔中水利枢纽工程是以灌溉、城市供水为主，兼顾发电等综合利用水利工程。工程由水源工程（含电站）、输配水一期工程两部分组成。

水源工程坝址位于三岔河中游六枝与织金交界的平寨河段，水库坝址以上流域面积3492km2，正常蓄水位1331m，水库总库容10.84亿m3；电站装机容量136MW，多年平均发电量3.14亿kW·h。工程由钢筋砼面板堆石坝、发电引水系统及电站厂房、泄洪放空隧洞、开敞式溢洪洞等部分组成。混凝土面板堆石坝坝顶高程1335.0m，最大高162.7m。坝顶长362.83m，坝顶宽11.9m，坝体土石方填筑总量552m3。

2 施工导流方案比选

2.1 导流条件分析

2.1.1 水文

水源工程所在的三岔河为乌江上游，属于长江流域。三岔河干流全长325.6km，坝址以上河长166km，坝址以上集水面积3492km2。

三岔河径流主要由降水形成，径流的时空变化与降水的时空变化基本一致，年际变化小而年内分配不均，洪枯流量变化较大。实测最大流量1960m3/s，实测最小流量仅为7.13m3/s。降水主要集中在汛期5月～10月，该时段降水量占全年降水量的85%，枯水期为11月～4月，该时段降水量占全年降水量的15%。坝址处枯期的分期流量与相应频率的全年流量相差较大。以工程所选的P=10%的枯期导流标准，枯期11月～4月与全年同频率流量对比分析，要相差近6倍之多。

2.1.2 地形地质条件

水源工程坝址河段河谷较为狭窄，为基本对称V型峡谷。坝址两岸山体雄厚，谷高220m～350m，坝顶高程谷宽约360m。坝址左岸岸坡相对平缓，地形坡度约25°～50°；坝址右岸岸坡相对较陡，坡角约40°～65°。河床高程1184m～1185m，砂砾石覆盖层厚约2.0m～5.0m，枯水期水面宽约30m-40m。

导流隧洞布置于坝址右岸，位于鸡场背斜北翼，洞身通过围岩为Tlyn3中至厚层灰岩夹泥质灰岩、Tlyn2泥质灰岩、泥岩夹灰岩、Tlynl-2中至厚层灰岩，岩层产状N50°～60°E/NW∠20°-55°，无大断裂构造发育，进口为顺向坡，出口为逆向坡。隧洞除进出口外，多位于微风化，岩体属层状、互层状结构岩体透水性弱，围岩类别以Ⅱ、Ⅲ类为主。

从地形地质条件看，导流隧洞出口段围岩整体性较好、抗冲刷能力强，洞身成洞条件较好。

2.2 导流及度汛标准

2.2.1 导流标准

黔中水利枢纽水源工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（1）型，主要永久建筑物面板堆石坝级别为1级建筑物，坝后电站厂房为3级永久建筑物。工程导流建筑物使用年限小于3年，围堰最大高度小于50m，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的规定，大坝施工导流临时建筑物为Ⅳ级建筑物，导流标准采用10年一遇洪水标准。

2.2.2 度汛标准

水源工程大坝为钢筋砼面板堆石坝，根据工程规模和施工进度计划安排，坝体填筑时间至少需要经过两个汛期。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的规定，当坝体坝体施工到堰顶高程以上时，施工临时度汛标准根据坝型及坝前拦洪库容确定。

根据施工进度计划，主河床截流后第一个汛期来临之前利用坝体一期临时断面挡水，临时断面高程为1244m，其相应的临时挡水库容为6466m3，所以其度汛标准采用50年一遇全年洪水；第二个汛期坝体全断面填筑至1255m，其相应的临时挡水库容为11325m3，所以度汛标准采用100年一遇全年洪水标准。

2.3 枯期导流时段及导流设计流量

根据分期洪水资料，导流时段选择在11月～4月，导流设计流量为253m3/s，洪峰流量相对较小，河床截流后可以利用6个月的时间来进行河床水面以下部分基础开挖和一期坝体临时度汛断面填筑（根据施工进度计划，临时度汛断面以下的坝体填筑量为106万m3，填筑时间为4个月，月填筑强度约26.5万m3）；导流时段选择在11月～3月，导流设计流量为159m3/s，导流设计流量较小，导流建筑规模也较小，导流工程投资相对较低，但难以在主河床截流后第一个汛期来临之前完成坝体临时断面填筑；导流时段选择在11月～5月和10月～4月，导流设计流量分别为674m3/s、573m3/s，导流设计流量比11月～4月的导流设计流量大一倍以上，相应的导流建筑物规模较大，相应的导流工程投资较高。经过综合分析，大坝施工导流时段选择在11月～4月，相应的导流设计流量为Q=253m3/s。

2.4 施工导流方式的综合选择

根据坝址处的地形地质条件、水文特征以及钢筋混凝土面板堆石坝的施工特点，重点对以下三个施工导流方式进行了技术经济比较，其比较情况见表1。

通过对上述三个施工导流方式分别从技术经济、首台机组发电工期及建设总工期等方面综合分析可以看出：方案一与方案三的施工总工期及首台机组发电工期基本相同，但方案一导流工程费用最高，而方案二及方案三尽管导流费用相差不大，但方案二由于截流后的第一个汛期坝体停止填筑导致施工总工期及首台机组发电工期比方案三分别相差6个月及5个月，因此方案三为最优方案，故选定方案三即上游枯水围堰及下游围堰一次拦断河床，导流隧洞导流，一汛期间利用坝体临时拦洪度汛断面拦洪度汛的施工导流方式为水源工程推荐的施工导流方式。

3 小结

黔中水利枢纽工程水源工程的施工导流方案通过对坝址处的水文、气象、地形地质条件、导流标准、枯期导流时段和导流方式进行综合分析比选。充分考虑了山区雨源型河流所带来的洪枯流量的巨大差异，采用前期枯期导流，一汛时利用大坝临时断面挡水，后期大坝整体上升的施工导流方案。在保证工程工期的前提下最大限度的节省导流工程投资。为工程带来了较好的技术经济效益。