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摘要：某水电站工程采用分期导流方式施工，施工阶段进行了导流方案的比较，经多方案技术经济比较，本工程实施介绍了该导流方案基本符合工程的具体情况。
关键词：水电站导流工程施工
Abstract: The stage diversion mode is adopted in the construction of a hydroelectric project, construction stage were compared in the diversion scheme, through technical and economic comparison of several schemes, the implementation of the project introduced the diversion scheme in accordance with the specific conditions of the project.
Keywords: Hydropower Station Diversion Project; construction;
中图分类号：TV5文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
某水电站工程位于某镇上游1km的位置，在水电站坝址的上游地区已经有两座分别为已建和在建的水电站。水电站工程的建筑物主要包括厂房、大坝、船闸三部分，水库的安全蓄水位为43m，溢流坝采用的是低堰式，坝顶高程为52.5 M，堰顶高程为35.5m，共设置了规格为14×8 m的24道弧形闸门。工程混凝土浇筑14.86万m3，基础开挖约为52万m3。船闸设置在河床的左岸，属4级船闸，设计吨位为300t。水电站厂房设置在河床的右岸，装有13MW灯泡贯流式水轮发电机组5台。
2、导流布置及方式
受地形和旧坝的限制, 工程施工既要保持旧电厂的正常发电,又要力争厂房尽快发挥效益,本工程采用一期全年施工和二期枯水时段施工的二段二期的导流相结合的施工方式。一期导流先围左岸滩地部分: 施工厂房、10号~12号溢流坝、左岸重力坝、左岸接头土坝和船闸,利用主河槽现有敞开式溢流坝和现电厂机组发电过流。一期围堰采用混凝土重力工式围堰。一期围堰总长度652.49 m。在修建一期混凝土围堰前,在其上游侧修建一道土石围堰,进行一期混凝土围堰等施工,土石围堰长239.66m。一期混凝土围堰拆除前再次恢复土石围堰。导流布置详见图1。
二期导流围深河槽及右岸,进行剩余溢流坝及右岸重力坝施工,采用枯水期施工方案。利用现有溢流坝作上游围堰,下游用不过水土石围堰,在枯水期静水中修建。二期导流采用三孔导流底孔加厂房左右两孔排砂廊道导流,三孔导流底孔分别位于12号溢流坝(两孔)和安装间底部(一孔),孔底高程为78.0 m, 孔顶高程为88.0m,断面型式为5 m@ 10 m。
图1 施工导流平面布置图
3、导流方案应解决的难点
根据本工程的实际情况,在选择导流方案时除了应就导流工程费用、第一台机发电工期、工程实施的难易程度等方面进行比较外,还应解决以下敏感性较强的难点问题。
1)库区临时淹没
在工程施工前工程库区左右两岸基本上没有防护,根据库区调查可知,当施工期堰前水位超过44.10m 时, 施工期库区将增加大量的临时淹没。
2)施工期通航
资水作为主要的水上运输通道,常年可通航,如施工期不考虑通航,不但补尝碍航费用可能高达800万元左右,而且给当地人民群众生活带来不便。
4、围堰工程
4.1进口围堰
导流洞进口采用土石围堰，围堰堰体采用土工布防渗，围堰基础防渗采用控制性水泥灌浆，灌浆深度为15 m。挡水标准为全年10年一遇洪水(Q=4450m3/s) ，考虑洪水涌浪与河岸淤渣等影响，堰顶高程为1 707 m。
4.2出口围堰
1#、2#导流洞出口围堰分开布置，均利用开预留的岩埂、在岩埂上砌筑浆砌石围堰的结构形式。出口围堰的挡水标准为全年10 年一遇洪水
(Q=4450m3/s) 。考虑洪水涌浪与河岸淤渣等影响，堰顶高程为1708m。
5、导流一、二期方案的确定
5.1 一期施工导流方案的确定
厂房一般不可能在一个枯水期内下闸挡水、溢流坝在一个枯水期抢出水面且将溢流坝的闸门安装完毕比较困难,设计时首先考虑到一期施工采用全年不过水大基坑方案(方案一),经水力学计算,本方案虽然施工时厂房围堰挡水保证率高、导流程序简单以及厂房第一台机发电工期短等优点,但堰前最高水位使库区在一期施工时可能造成了大量的临时淹没, 影响工程顺利施工；一期围堰造价及维护费用均也较高；为了降低一期上游围堰设计堰前最高水位,又提出了一期施工采用过水大基坑的方案(方案二),该方案虽然解决了一期施工期上游库区临时淹没,但由于厂房采取过水围堰,使围堰挡水的保证率降低,增加了厂房施工期间工期的不确定因素,可能延长第一台机发电工期, 围堰的造价较方案一多出82万元左右,而且同样存在方案一的缺点。
5.2 二期施工导流方案的确定
二期施工围余下10.5孔溢流坝及左岸船闸,利用已修的13孔溢流坝泄流及预留的3#～5# 溢流坝缺口通航, 二期围堰采取过水围堰和全年挡水围堰的方式。围堰为过水围堰的二期导流方案,此方案不但二期导流工程费高,且过水围堰填筑较为繁琐,围堰挡水保证率低,对二期施工不利。围堰为全年挡水的二期导流方案,此方案虽然二期导流工程费少,围堰挡水保证率高,有利于二期施工,但库区施工期水位太高,库区临时淹没大,因为此时库区的防护工程按以往水电站施工进度来统计,一般工程该时段内库区工程大部分没有完成。以上两二期导流方案均对工程施工不利。但根据进度安排、船闸的工程量以及其他工程的施工经验,船闸虽在一个枯水期内不能将砼浇出水面,如果能将施工时段在枯水期的基础上再延长1～1.5个月,砼完全可浇出水面。根据水文资料提示,资水5月份才进入主汛期,4月份为洪枯交替期,4月份10年一遇洪水为4530m3/s,如围堰按此流量设计,上游堰前设计水位为41.70m ,此方案即设计堰前水位不影响库区,又能将船闸抢出水面。
6、导流明渠施工
6.1 测量放样
厂房枢纽工程施工导流，主要采用在左侧河床开挖导流明渠过流的方式进行。导流明渠全长约430 m。开挖前首先根据施工图纸将明渠左右岸开口线、坡脚线进行准确放样，其中左岸边坡开挖坡度为1∶1.25，右侧边坡开挖坡度为1∶0.75。放样后人工用白灰撒线，并进行标记，以使在开挖过程中反铲司机对边坡开挖质量进行控制。另在明渠开挖过程中，对明渠底板开挖高程定期进行测量校核，保证开挖后的明渠底板高程及纵坡满足设计要求。
1.2 明渠开挖
明渠开挖，从明渠中段分两个工作面同时向上下游方向进行开挖，每个工作面配置2 台反铲，开挖料用自卸汽车运至左岸堆料场堆存，用于后期砂石骨料加工，其中将质量不合格弃渣分開堆存，用于后期厂房围堰填筑。其中明渠两侧边坡开挖时要注意控制开挖质量，严格按设计边坡开挖，对于比较松散的土质边坡，开挖时预留一定厚度保护层，在后期人工削坡达到设计要求坡度。
1.3 边坡防护
明渠边坡防护主要有以下3 种形式：
1）大块石护脚。因现有明渠开挖底板高程比设计河道整治高程平均高度低2 m，在左岸河道整治高程以下超挖部分采用大块石护脚。
2）雷诺护垫防护。根据《厂区河道整治开挖图》，在河道整治高程以上左岸边坡采用雷诺护垫防护。（长×宽×厚），其中钢丝网直径为2.2 mm，孔径8×10 cm，对网丝、边丝和绑扎丝的物理、力学性能进行检验，检验合格后方可正式投入使用。
3）钢筋笼护坡。导流明渠右侧边坡（即厂房围堰外侧边坡）为减小水流对围堰外侧边坡冲刷，保证围堰稳定，对其边坡采用钢筋石笼进行加强防护。钢筋笼型号尺寸为2 m×1.5 m×1.0 m（长×宽×高），其中顺水流方向长2 m，钢筋笼共设置五个面，焊接主筋采用20 号螺纹钢，副筋采用8 号圆钢。钢筋笼在综合加工厂加工完毕后用装载机或自卸汽车运至施工部位，人工搬运至所需码放的设计部位，采用人工配合反铲在笼内装石，装满后采用8 号铁丝将钢筋笼顶部绑扎封盖。笼内填充料必须是坚固密室、耐风化、粒径级配较好的块石或卵石，石料粒径控制在25～45 cm 之间，其最小粒径不得小于网格尺寸。
4）块石护底。为防止明渠过流后在汛期高速水流对明渠底板冲刷而将左右岸岸坡坡脚掏空，特对导流明渠进口段及围堰顺水流方向段明渠底板用块石护底，平均厚度50 cm。护底施工在上游段明渠开挖完成后进行施工。所有块石料、大块石及钢筋石笼、雷诺护垫装填料，均从L1，L2 上山道路边坡孤石中选取，粒径按40～60 cm 控制。
7、质量检测
根据监理测量复核，导流洞上下段洞挖贯通误差均在规范允许范围之内，其中1#洞轴线横向偏差19mm、纵向误差31mm、竖向偏差6mm，2 #洞轴线横向偏差11mm、纵向误差25mm、竖向偏差15 mm。根据围岩松动圈声波检测及钻孔全景成像对比分析，洞身围岩松弛圈深度一般为2～4m，说明开挖爆破对围岩损伤不大。混凝土浇筑外观质量总体较好，无蜂窝、麻面。根据对混凝土试验检测结果进行分析，混凝土抗壓强度、抗冲磨指标均满足设计要求。经物探检测分析，洞身衬砌混凝土总体振捣密实，与围岩结合较好。回填灌浆与固结灌浆质量经检查孔取芯及压水试验检测分析，各主要指标均满足设计要求。
8、结语
结合地形及厂房的布置，采用开挖导流明渠、修建施工围堰的导流方案。施工导流明渠的开挖方法及要求、边坡防护形式，围堰的主要施工工艺，施工过程中要制定严格的质量及安全控制措施，对类似工程施工具有一定的借鉴意义。
关键词：水电站导流工程施工
Abstract: The stage diversion mode is adopted in the construction of a hydroelectric project, construction stage were compared in the diversion scheme, through technical and economic comparison of several schemes, the implementation of the project introduced the diversion scheme in accordance with the specific conditions of the project.
Keywords: Hydropower Station Diversion Project; construction;
中图分类号：TV5文献标识码：A 文章编号：
1、工程概况
某水电站工程位于某镇上游1km的位置，在水电站坝址的上游地区已经有两座分别为已建和在建的水电站。水电站工程的建筑物主要包括厂房、大坝、船闸三部分，水库的安全蓄水位为43m，溢流坝采用的是低堰式，坝顶高程为52.5 M，堰顶高程为35.5m，共设置了规格为14×8 m的24道弧形闸门。工程混凝土浇筑14.86万m3，基础开挖约为52万m3。船闸设置在河床的左岸，属4级船闸，设计吨位为300t。水电站厂房设置在河床的右岸，装有13MW灯泡贯流式水轮发电机组5台。
2、导流布置及方式
受地形和旧坝的限制, 工程施工既要保持旧电厂的正常发电,又要力争厂房尽快发挥效益,本工程采用一期全年施工和二期枯水时段施工的二段二期的导流相结合的施工方式。一期导流先围左岸滩地部分: 施工厂房、10号~12号溢流坝、左岸重力坝、左岸接头土坝和船闸,利用主河槽现有敞开式溢流坝和现电厂机组发电过流。一期围堰采用混凝土重力工式围堰。一期围堰总长度652.49 m。在修建一期混凝土围堰前,在其上游侧修建一道土石围堰,进行一期混凝土围堰等施工,土石围堰长239.66m。一期混凝土围堰拆除前再次恢复土石围堰。导流布置详见图1。
二期导流围深河槽及右岸,进行剩余溢流坝及右岸重力坝施工,采用枯水期施工方案。利用现有溢流坝作上游围堰,下游用不过水土石围堰,在枯水期静水中修建。二期导流采用三孔导流底孔加厂房左右两孔排砂廊道导流,三孔导流底孔分别位于12号溢流坝(两孔)和安装间底部(一孔),孔底高程为78.0 m, 孔顶高程为88.0m,断面型式为5 m@ 10 m。
图1 施工导流平面布置图
3、导流方案应解决的难点
根据本工程的实际情况,在选择导流方案时除了应就导流工程费用、第一台机发电工期、工程实施的难易程度等方面进行比较外,还应解决以下敏感性较强的难点问题。
1)库区临时淹没
在工程施工前工程库区左右两岸基本上没有防护,根据库区调查可知,当施工期堰前水位超过44.10m 时, 施工期库区将增加大量的临时淹没。
2)施工期通航
资水作为主要的水上运输通道,常年可通航,如施工期不考虑通航,不但补尝碍航费用可能高达800万元左右,而且给当地人民群众生活带来不便。
4、围堰工程
4.1进口围堰
导流洞进口采用土石围堰，围堰堰体采用土工布防渗，围堰基础防渗采用控制性水泥灌浆，灌浆深度为15 m。挡水标准为全年10年一遇洪水(Q=4450m3/s) ，考虑洪水涌浪与河岸淤渣等影响，堰顶高程为1 707 m。
4.2出口围堰
1#、2#导流洞出口围堰分开布置，均利用开预留的岩埂、在岩埂上砌筑浆砌石围堰的结构形式。出口围堰的挡水标准为全年10 年一遇洪水
(Q=4450m3/s) 。考虑洪水涌浪与河岸淤渣等影响，堰顶高程为1708m。
5、导流一、二期方案的确定
5.1 一期施工导流方案的确定
厂房一般不可能在一个枯水期内下闸挡水、溢流坝在一个枯水期抢出水面且将溢流坝的闸门安装完毕比较困难,设计时首先考虑到一期施工采用全年不过水大基坑方案(方案一),经水力学计算,本方案虽然施工时厂房围堰挡水保证率高、导流程序简单以及厂房第一台机发电工期短等优点,但堰前最高水位使库区在一期施工时可能造成了大量的临时淹没, 影响工程顺利施工；一期围堰造价及维护费用均也较高；为了降低一期上游围堰设计堰前最高水位,又提出了一期施工采用过水大基坑的方案(方案二),该方案虽然解决了一期施工期上游库区临时淹没,但由于厂房采取过水围堰,使围堰挡水的保证率降低,增加了厂房施工期间工期的不确定因素,可能延长第一台机发电工期, 围堰的造价较方案一多出82万元左右,而且同样存在方案一的缺点。
5.2 二期施工导流方案的确定
二期施工围余下10.5孔溢流坝及左岸船闸,利用已修的13孔溢流坝泄流及预留的3#～5# 溢流坝缺口通航, 二期围堰采取过水围堰和全年挡水围堰的方式。围堰为过水围堰的二期导流方案,此方案不但二期导流工程费高,且过水围堰填筑较为繁琐,围堰挡水保证率低,对二期施工不利。围堰为全年挡水的二期导流方案,此方案虽然二期导流工程费少,围堰挡水保证率高,有利于二期施工,但库区施工期水位太高,库区临时淹没大,因为此时库区的防护工程按以往水电站施工进度来统计,一般工程该时段内库区工程大部分没有完成。以上两二期导流方案均对工程施工不利。但根据进度安排、船闸的工程量以及其他工程的施工经验,船闸虽在一个枯水期内不能将砼浇出水面,如果能将施工时段在枯水期的基础上再延长1～1.5个月,砼完全可浇出水面。根据水文资料提示,资水5月份才进入主汛期,4月份为洪枯交替期,4月份10年一遇洪水为4530m3/s,如围堰按此流量设计,上游堰前设计水位为41.70m ,此方案即设计堰前水位不影响库区,又能将船闸抢出水面。
6、导流明渠施工
6.1 测量放样
厂房枢纽工程施工导流，主要采用在左侧河床开挖导流明渠过流的方式进行。导流明渠全长约430 m。开挖前首先根据施工图纸将明渠左右岸开口线、坡脚线进行准确放样，其中左岸边坡开挖坡度为1∶1.25，右侧边坡开挖坡度为1∶0.75。放样后人工用白灰撒线，并进行标记，以使在开挖过程中反铲司机对边坡开挖质量进行控制。另在明渠开挖过程中，对明渠底板开挖高程定期进行测量校核，保证开挖后的明渠底板高程及纵坡满足设计要求。
1.2 明渠开挖
明渠开挖，从明渠中段分两个工作面同时向上下游方向进行开挖，每个工作面配置2 台反铲，开挖料用自卸汽车运至左岸堆料场堆存，用于后期砂石骨料加工，其中将质量不合格弃渣分開堆存，用于后期厂房围堰填筑。其中明渠两侧边坡开挖时要注意控制开挖质量，严格按设计边坡开挖，对于比较松散的土质边坡，开挖时预留一定厚度保护层，在后期人工削坡达到设计要求坡度。
1.3 边坡防护
明渠边坡防护主要有以下3 种形式：
1）大块石护脚。因现有明渠开挖底板高程比设计河道整治高程平均高度低2 m，在左岸河道整治高程以下超挖部分采用大块石护脚。
2）雷诺护垫防护。根据《厂区河道整治开挖图》，在河道整治高程以上左岸边坡采用雷诺护垫防护。（长×宽×厚），其中钢丝网直径为2.2 mm，孔径8×10 cm，对网丝、边丝和绑扎丝的物理、力学性能进行检验，检验合格后方可正式投入使用。
3）钢筋笼护坡。导流明渠右侧边坡（即厂房围堰外侧边坡）为减小水流对围堰外侧边坡冲刷，保证围堰稳定，对其边坡采用钢筋石笼进行加强防护。钢筋笼型号尺寸为2 m×1.5 m×1.0 m（长×宽×高），其中顺水流方向长2 m，钢筋笼共设置五个面，焊接主筋采用20 号螺纹钢，副筋采用8 号圆钢。钢筋笼在综合加工厂加工完毕后用装载机或自卸汽车运至施工部位，人工搬运至所需码放的设计部位，采用人工配合反铲在笼内装石，装满后采用8 号铁丝将钢筋笼顶部绑扎封盖。笼内填充料必须是坚固密室、耐风化、粒径级配较好的块石或卵石，石料粒径控制在25～45 cm 之间，其最小粒径不得小于网格尺寸。
4）块石护底。为防止明渠过流后在汛期高速水流对明渠底板冲刷而将左右岸岸坡坡脚掏空，特对导流明渠进口段及围堰顺水流方向段明渠底板用块石护底，平均厚度50 cm。护底施工在上游段明渠开挖完成后进行施工。所有块石料、大块石及钢筋石笼、雷诺护垫装填料，均从L1，L2 上山道路边坡孤石中选取，粒径按40～60 cm 控制。
7、质量检测
根据监理测量复核，导流洞上下段洞挖贯通误差均在规范允许范围之内，其中1#洞轴线横向偏差19mm、纵向误差31mm、竖向偏差6mm，2 #洞轴线横向偏差11mm、纵向误差25mm、竖向偏差15 mm。根据围岩松动圈声波检测及钻孔全景成像对比分析，洞身围岩松弛圈深度一般为2～4m，说明开挖爆破对围岩损伤不大。混凝土浇筑外观质量总体较好，无蜂窝、麻面。根据对混凝土试验检测结果进行分析，混凝土抗壓强度、抗冲磨指标均满足设计要求。经物探检测分析，洞身衬砌混凝土总体振捣密实，与围岩结合较好。回填灌浆与固结灌浆质量经检查孔取芯及压水试验检测分析，各主要指标均满足设计要求。
8、结语
结合地形及厂房的布置，采用开挖导流明渠、修建施工围堰的导流方案。施工导流明渠的开挖方法及要求、边坡防护形式，围堰的主要施工工艺，施工过程中要制定严格的质量及安全控制措施，对类似工程施工具有一定的借鉴意义。