新政航电枢纽工程技术论文

1工程主要技术特点

新政航电枢纽工程是一座集航运、发电、灌溉及旅游综合利用的工程，对实现嘉陵江航道的全面渠化，改善通航条件，水运发展起到重要作用。嘉陵江由北向南贯穿全川，是一条战备河流，也是长江水系的主要通道之一，是连接川、陕、甘、渝三省一市的主要交通运输线，是西南地区综合运输体系的重要组成部分，地位十分重要，是我国第一条全江渠化的河流。2010年，嘉陵江将基本渠化，通航能力从两三百吨提高到上千吨。千吨级船队将可以从广元直达上海，形成一条连接内陆的出海通道。在四川水运的版图上，嘉陵江将成为继长江后的又一条“水上高速路”。嘉陵江河段两岸城镇、农田和交通工矿企业沿江分布，人口稠密，为了减少淹没、渠化河道、发展航运及适应坝基沙泥质岩层性软弱的特点，采用中低水头的梯级开发方式。各梯级电站集航运、发电、灌溉及其旅游为一体，电航互相受益，即渠化河道，满足通航要求;又可解决用电问题，缓解用电紧张局面，水电与水运通力协作，互相促进，共同发展，具有巨大的社会影响与经济效益。可对我国其它流域渠化的综合开发起到重要的指导作用。

1.1枢纽布置的优化

新政航电枢纽工程位于四川省仪陇县新县城上游约5km的嘉陵江干流上的河湾上，河道主河槽由左岸转向右岸，如何解决枢纽引水防沙、增大泄水建筑物的泄流能力、减少库区淹没范围是枢纽布置的一个关键问题。经枢纽布置多方案论证并调整坝轴线与河道主流之间的夹角，合理布置导沙坎与束水墙，上、下游河滩地的合理开挖等，有效地解决了厂房的引水防沙;河床右岸为弯道，为减少弯道对边闸孔过流能力的影响，要尽量缩短泄水建筑物的布置宽度，为此对闸室结构分缝进行了多方案优化设计，经综合比选，闸室结构采用底板分缝，右岸边墩与储门槽坝段相结合，将冲沙、泄洪闸坝段长度缩短了近30m，增大了泄水建筑物的泄流能力，减少了库区淹没范围，并经过了水工模型试验验证。建成后，经过几年的运行来看，枢纽布置优化是成功的。

1.2冲沙、泄洪闸工作闸门门型的优化

原初步设计冲沙、泄洪闸工作闸门为平板闸门。由于弧形闸门在局部开启及运行方面较平板闸门有明显优势，同时，取消坝顶上部排架有利于工程与周围环境相适应，促进嘉陵江旅游业的发展，在征得业主的支持下，在招标技施设计阶段将冲沙、泄洪闸工作闸门由平板门优化为弧型工作闸门，并通过了业主主持的专家审查。弧门支铰在遇30年一遇洪水时，将被洪水淹没，为此，支铰的设计采取了特殊保护措施。经受住了最近几年大洪水的考验。

1.3消力池结构优化

(1)消力池末端采用了消能坎等措施，缩短了消力池长度约20m;(2)消力池底板底部采用锚筋等措施，使底板的厚度平均减薄了0.5m。通过上述等优化设计，大大地节约了工程投资;此外，为节约工期，对泄洪消能设施的布置进行了进一步的优化，并经水工模型验证，对原消力池的消能功作如下调整:保留1～6号孔冲沙、泄洪闸下游两厢消力池中的辅助消能墩，其个数不变，但将其位置移至迎水面桩号(坝)0+061.00m，顺水流方向原消能墩的中心线位置不变，消能墩的尺寸调整为:顺水流方向长4m，宽3m，高2.5m;泄洪闸下游消力池尾坎高程由309.00m降至308.00m。取消7～16号泄洪闸下游两厢消力池中的辅助消能墩，并将消力池尾坎顶高程降至308.00m，其它结构设计不变。通过该优化措施的实施，确保了闸门安装的工作场地等，节约了工期至少在3个月以上。

1.4取消发电机层下电气夹层，增设电缆廊道

初设方案中，在发电机层下设置电气夹层，电气夹层下为流道顶板。在招标设计中机电与水工紧密配合，经过充分的论证，对该布置进行优化，既取消该夹层，在流道顶部大体积混凝土中增设电缆廊道，由此取消了其电气夹层板梁柱系统，此调整可缩短施工工期3个月左右。

1.5特细砂混凝土特性试验及设计龄期专题研究

嘉陵江流域天然砂多为特细砂，在多个工程中均成功采用低砂率、低用水量、低陷度、高粉煤灰掺量和掺高效减水剂的水工特细砂混凝土的配制方法，取得了很好的经济效益和社会效益。按照目前(SL265－2001)《水闸设计规范》、(DL5108－1999)《混凝土重力坝设计规范》、(L/T5057－96)《水工混凝土结构设计规范》等设计规范，均要求混凝土按C系列强度进行设计，在混凝土结构设计中，不宜利用混凝土的后期强度，但经充分论证后，也可根据建筑物的型式、地区的气候条件以及开始承受荷载的时间，采用60d或90d龄期的抗压强度。同时，在特细砂混凝土中掺用大量的粉煤灰(掺量为40%左右)，可以改善混凝土的和易性、降低水化热，还能减少水泥用量，节约水泥。但粉煤灰的活性主要是靠二次水化作用，粉煤灰混凝土具有早期强度较低、后期强度增长率较高的特点，在后期其强度可以赶上或超过未掺粉煤灰的混凝土强度。而目前水工特细砂混凝土的设计龄期均采用28天，这就没有用到高掺粉煤灰的特细砂混凝土的长处。因此在使用水工特细砂混凝土时，如将其设计龄期选为90天，就可以充分利用高掺粉煤灰的特细砂混凝土后期强度较高的优点，同时对施工期相对较长的水利水电工程也是十分有利的。

针对这个问题进行了嘉陵江流域特细砂混凝土特性试验及设计龄期的专题研究。按照设计规范要求开展了混凝土强度热学及耐久性试验研究，同时对水工结构进行了施工期的应力、强度应力的全面分析，并开展了温控计算，结合枢纽建筑物的施工特点、工程的受力特点及结构的复杂性，考虑施工质量等因素的影响，综合分析各建筑物采用90d龄期混凝土强度设计的部位为:(1)挡水坝、储门槽坝段、拦砂坎可考虑90d龄期混凝土强度设计。(2)泄洪冲砂闸底板及其下游护坦(除抗磨混凝土外)可考虑90d龄期混凝土强度设计。(3)厂房安装间底板及其布置有储门槽的上游防洪墙可考虑90d龄期混凝土强度设计。混凝土标号改为90d龄期后，每方混凝土平均可减少32kg水泥用量，一个工程可节省投资约280万元，经济效益明显。

2结论

新政航电枢纽工程在勘测设计过程中运用了很多新技术，进行了大量的研究试验工作，在确保工程安全、加快施工进度的前提下，精心设计，合理优化，实现了节约投资、质量优良、经济环保的目标，为水电工程特别是类似工程积累了很多新经验，很多关键成果也为类似工程起到了指导作用。新政航电工程自2006年4月第一台机组投产发电以来，整个工程运行正常，产生了较大的环保效益、经济效益和社会效益，为四川经济发展及嘉陵江的全面渠化作出较大贡献。

作者：石太军 杨德超 闫勇 单位：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司