响水涧抽水蓄能电站下进出水口施工期度汛优化方案总结

【摘 要】在下进出水口部位的尾水隧洞贯通后，为确保地下厂房度汛安全，需在尾水隧洞出口及下进出水口前池与库盆交接处分别设置围堰（下简称为“尾水隧洞围堰”、“下进出水口围堰”），防止下进出水口施工区或库盆洪水倒灌地下厂房。通过技术方案优化和经济比较，下进出水口围堰采用预留土埂的施工方案，经过两个主汛期的实践证明：此方案可行。

【关键词】抽水蓄能电站；下进出水口围堰；预留土埂；优化

1　工程概况

安徽响水涧抽水蓄能电站位于安徽省芜湖市三山区峨桥镇境内，电站由上水库、输水系统、地下厂房系统、开关站和下水库等建筑物组成。

下水库位于浮山东面的湖荡洼地，由围堤圈围而成。下水库进出水口采用侧式布置，设在下库西边靠近山体侧，底板高程-16.00m，前池以1：15的倒坡与库底（库底高程0.45　m）相连，尾水上平洞以8%的倒坡与进出水口相连、其上游为上弯段及斜井段。进出水口南北两侧分别布置有导堤，导堤由开挖预留形成，然后采用浆砌石护坡进行保护，顶高程1.95m。进出水口边坡顶部设截排水沟，在46.5m高程和31.35m高程分别设2m宽马道，马道布置排水沟并与顶部截水沟相连排除边坡和周边汇水，汛期山体汇水主要通过截排水沟引入主沟排洪沟或南围堤外排水沟，最终排入泊口河；进出水口施工区汇水面积内的雨水汇集至排水泵坑后抽排至南侧南围堤外排洪沟或北侧主沟排洪沟。

2　下进/出水口施工期度汛方案选择

2.1　工期要求

根据原投标文件导流工程施工进度安排，下库进/出水口施工挡水围堰于2009年1月1日至2009年1月15日填筑完成，2011年1月1日2011年1月10日拆除完成，施工挡水围堰经历两个主汛期，有效使用天数共计716天。

2.2　方案选择

下进/出水口挡水度汛方案选择的成败，直接影响到下进/出水口施工进度，关系到厂房汛期的度汛安全。为此，特对下进/出水口施工期度汛方案进行了技术经济比较。

2.2.1招标阶段

由于下进/出水口较周边库盆低，形成深基坑，需在尾水隧洞出口和进/出水口前池段下游端填筑施工围堰，围堰采用粘土填筑及编织袋子堰，确保库盆内暴雨积水不进前池，前池内雨水不倒灌进尾水隧洞。汛期库盆积水深度按0.8m计算，库盆护底厚度为0.5m，另考虑库盆面积较大风浪因素及安全超高0.7m，因此进出水口围堰高2.0m，顶宽2.0m，底宽4m；尾水隧洞洞口挡水围堰考虑50年一遇日暴雨降水量积水深度，堰高0.6m，顶宽0.75m，底宽1.5m。拟在进出水口靠左侧布置集水坑，选用2台300BX-24水泵（流量1450m3/h、扬程24m、功率110kw）　和2台150BX-20型水泵（流量500m3/h、扬程20m、功率45kw），将积水排向进出水口左侧排洪沟入口部位水塘，经排洪涵管排入泊口河。

2.2.2施工阶段

为确保度汛施工安全，最大可能减少施工成本，考虑到编织袋围堰防渗性及对施工交通的影响，拟将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂。即在前池与库盆衔接部位预留土埂，并与导堤相接形成挡水围堰，防止库盆积水流入前池，挡水围堰设计顶高程2m，前池尾部导堤开挖时暂开挖至2m高程。由于进出水口较周边库盆低，形成深基坑，为避免周边库盆雨水流入前池，利用已形成的前池导堤将雨水截留并引至库盆排水沟网。具体如图2所示。

图2　下进/出水口围堰预留土埂示意图

2.2.3方案选择：招标阶段下进/出水口挡水度汛方案从度汛安全方面考虑可以满足保证厂房汛期的度汛安全，但较之施工阶段度汛方案，未考虑前池段下游端填筑施工围堰后，2009年1月15日至2011年1月10日期间，围堰对下进出水口开挖、混凝土、前池浆砌石、库盆干砌块石等施工项目道路运输、工作面布置的影响；而采取将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂后，以上影响可完全避免，仅仅是将原开挖阶段的前池开挖部分的少量开挖工程量安排在下进出水口混凝土、浆砌石、干砌石施工基本完成时进行，在开挖工程量未增加的前提下，省去了围堰的填筑和拆除量，结束了成本，保证了有效地施工工期，通过以上技术验证和经济比较，采用预留土埂可在保证度汛安全的前提下，可以有效地节省施工成本。

3　施工阶段度汛方案

3.1根据以上两种方案的比较，施工时采取了将进出水口围堰由编织袋围堰优化为预留土埂，另外及时疏通、扩挖前池导堤外侧排水沟，保证导堤外侧排水沟、库盆排水管网通畅，靠前池部位库盆积水能及时汇入库盆泵坑进而抽排至泊口河，降低预留土埂部位的度汛压力。

下/进出水口主要集雨面积仅为下进出水口开挖面积，约49800　m2，根据合同文件，估算日最大降雨量为15338　m3，按1日排干积水，小时排水量为639m3。

2009年汛期在尾水隧洞洞口，设置挡水围堰，围堰高1m，每个尾水隧洞挡水围堰前分别设置1台WQ65-18-5.5型水泵（流量65m3/h、扬程18m、功率5.5kw），　并备用2台同型号水泵，保证洞口部位雨水能及时抽排至下进出水口前池部位集水坑，经过集水坑布置的1台WQN140-60-37型水泵（流量140m3/h、扬程60m、功率37kw）抽排至主沟排洪沟内，确保尾水隧洞贯通后雨水不进厂房，且在拦污栅底板0-042.75上增加一道粘土围堰，堰高1.5m，顶宽3m，两侧坡比1：1，进一步降低尾水隧洞度汛压力；前池泵坑内布置布置1台300S-32型水泵（流量790　m3/h　、扬程32m、功率90KW）　和1台150S-78型水泵（流量160　m3/h　、扬程78m、功率55KW）接引固定钢管至开关站侧水塘，从南围堤外侧排水沟排入泊口河。

2010年为保证度汛安全，在下/进出水口事故闸门井在浇筑至-4.944后4扇事故闸门全部提前沉放挡水，每个洞口布置2台水泵（1台5.5kw污水泵，流量65　m3/h，扬程18m和1台3kw潜水泵流量15　m3/h，扬程50m），确保洞内排水量达到80m3/h，上平洞、渐变段施工时，以及渐变段预留孔洞封堵前，洞内积水由水泵抽排至前池泵坑。前池泵坑内布置4台大功率水泵，　1台90kw离心泵（流量400　m3/h　、扬程44m）、1台55kw离心泵（流量160　m3/h　、扬程78m）、1台37kw离心泵（流量140m3/h　、扬程60m）和1台30kw多级泵（流量100　m3/h　、扬程66m），总排水量达到800m3/h，水泵接引固定钢管至开关站侧水塘和北侧16.15m马道排水沟，从南围堤外侧排水沟、主沟排洪沟排入泊口河。

3.2技术经济比较

下/进出水口围堰采用预留土埂，并与下进出水口左、右侧导堤相接形成挡水围堰，减少了围堰填筑和拆除施工内容，为进出水口及库盆施工创造了有利施工条件，且施工时段有了较大的调整空间，可以优先保证其余关键线路施工的设备和人员。

通过以上技术验证和经济比较，招标阶段施工费用约为22万元，而采用预留土埂施工费用基本为零，可减少施工成本约22万元。本工程下进出水口导流、度汛最终采用预留土埂，与下进出水口左、右侧导堤相接形成挡水围堰。

4　结语

通过施工阶段检验，下进/出水口2009年和2010年两个主汛期采用优化后的挡水度汛方案，确保了下进出水口和厂房的度汛安全，尤其是2010年6月4日成功抵御了超标洪水的考验，该优化方案是切实可行的。该项施工方案的优化，从实际效果来看具有以下优点：

（1）节约了施工成本，形成了一种快速、经济、便捷的施工方法；

（2）减少了库盆内围堰的填筑和拆除工程量，避免了占压前池下游端和库盆衔接部位浆砌石以及干砌块石的施工作业面。