罗家店水力发电站工程拦河坝导流方案筛选

　　1 工程概况
　　
　　东宁县罗家店水电站坝址位于东宁县罗家店村西侧4 km处的大绥芬河干流上游，坝址下游距原罗家店水电站坝址2. 4 km,距拟建老黑山水电站坝址36 km,距大、小绥芬河汇合口94 km,距东宁县县城所在地120 km,地理坐标为 E130°28'35″、N43°44'39,坝址以上集水面积2 588 km2.坝址、厂房和库区均在牡丹江市东宁县境内。

　　罗家店水电站水库总库容为 2170 × 104m3,工程规模为中型，工程等级为Ⅲ等，主要永久性水工建筑物，主要包括拦河坝、溢流坝、引水隧洞工程级别为 3 级； 水电站总装机容量为15 MW,为小型工程，工程等级为Ⅳ等，水电站厂房工程级别为 4 级。

　　2 施工导流标准
　　
　　本工程拦河坝为 3 级建筑物，厂房为 4 级建筑物。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（ SL303-2004） 第 3. 2. 1 条的规定，大坝、厂房导流建筑物级别为Ⅴ级，相应土石类建筑物的洪水重现期为5 ~ 10 a,根据本工程的实际情况 （ 水文资料系列 >20 a） ,取规范的下限 5 a 一遇.坝体施工期临时度汛洪水标准采用重现期 10 a.

　　3 拦河坝导流方案选择
　　
　　根据本工程的地形地质条件、河流特点、枢纽工程布置，施工导流拟定 3 种方案：

　　3. 1 方案一： 明渠、底孔导流
　　明渠布置在右岸，底宽10 m; 底孔布置在左岸溢流坝段坝体内，共设 2 孔，每孔断面 4 ×4 m,进口底高程为335. 00 m.

　　该方案亦分两期施工，第 1 年保持原有河道过流，5 月初进行右岸导流明渠开挖，同时修筑一、二期共用的浆砌石纵向围堰（ 导流明渠左堤） .第 1 年 6月 1 日主体工程开工，施工期 5 年大汛水位以上左岸重力坝段及右岸坝基。1 期明渠导流，即第 1 年大汛后进行河道截流，由导流明渠导流，围堰挡第 2 年大汛洪水，在一期围堰保护下施工左岸重力坝段、溢流坝段，同时预留导流底孔； 二期底孔导流，即第 2年大汛后进行右岸明渠截流，由导流底孔导流，围堰挡第 3 年春汛洪水，在二期围堰保护下施工明渠段坝体，大汛前完成。

　　3. 2 方案二： 束窄河道、底孔导流
　　一期由右侧束窄河道过流，二期由底孔过流。底孔布置在左岸溢流坝段坝体内，共设 2 孔，每孔断面 4 ×4 m,进口底高程为335. 00 m.

　　该方案分两期施工： 一期为第 1 年 4-6 月，束窄左侧河道，同时扩挖河道右岸，基本保持天然河道过水断面，修建左岸一期围堰，第 1 年 6-8 月施工左岸坝段、二期纵向浆砌石围堰。第 1 年 9 月下旬进行河道截流，修建右岸二期围堰，施工右岸约70 m长的溢流坝段及50. 4 m（ 坝顶长） 的重力坝段，围堰挡第 2 年春汛洪水，第 2 年大汛淹没基坑，此期间两侧坝体继续升高，汛后重新修筑二期围堰，第 3 年大汛前溢流坝段施工完成。

　　3. 3. 方案三： 一次拦断河道围堰隧洞导流
　　导流洞布置 2 条，在右岸山体内，为圆形断面，洞径6. 0 m,进口底高程334. 50 m,洞长361. 0 m.

　　该方案为第 1 年大汛保持由原河道过流，施工大汛水位以上两侧坝体，同时施工右岸导流隧洞； 第1 年大汛后进行河道截流，第 2、3 年大汛洪水由导流隧洞宣泄，坝体施工全面展开。

　　3 个方案导流工程量及投资见表 1.【表1】


　　
　　从技术上看，方案三需开挖 2 条导流隧洞，施工难度大，最大围堰高度13. 18 m,围堰填筑难度大。方案二中二期施工强度大（ 浆砌石2. 3493 m3,混凝土19 145 m3,不包括自动翻版闸门安装） ,第 2 年大汛需淹没基坑，增加临时工程投资； 方案一各年度施工强度较均衡，一期围堰可充分利用引水隧洞开挖渣料，节省临时工程投资.

　　从投资上看，方案三比方案二增加 181. 07 万元，方案二比方案一增加 19. 53 万元。

　　综上所述，施工导流方案推荐方案一，即明渠底孔导流方案。

　　4 选定导流建筑物布置
　　
　　4. 1 拦河坝围堰
　　一期上游横向围堰： 围堰挡第2 年大汛洪水，由导流明渠过流。大汛 P =20%,Q = 480 m3/ s ,H上=338. 69 m.考虑超高，围堰顶高程为339. 19 m.围堰在截流戗堤的基础上形成，堰体利用引水隧洞开挖石渣填筑，采用土工膜防渗，编织袋装碎石混合土防护。

　　一期下游横向围堰： 根据坝下水位流量关系曲线 Q = 480 m3/ s,H下= 336. 33 m.考虑超高，围堰顶高程为336. 83 m.围堰结构形式同一期上游横向围堰。

　　二期上游横向围堰： 围堰挡第 3 年春汛洪水，由导流底孔过流。经调洪计算，春汛 P =20%,Q泄=135. 33 m3/ s,H上= 339. 81 m.考虑超高，围堰顶高程为340. 31 m.围堰结构形式同一期上游横向围堰。

　　二期下游横向围堰： 根据坝下水位流量关系曲线 Q泄= 135. 33 m3/ s ,H下= 334. 95 m.考虑超高，围堰顶高程为335. 45 m.围堰结构形式同一期上游横向围堰。

　　纵向围堰： 为浆砌石围堰，一、二期共用（ 同时作为 导 流 明 渠 左 堤） ,围 堰 顶 高 程 为 339. 81 ~336. 83 m.纵向围堰与坝体结合部位按水工设计要求施工.

　　4. 2 导流明渠
　　导流明渠布置在河道右岸，底宽10 m,进口底高程334. 50 m,出口底高程334. 00 m,长度283 m,左边坡1∶0. 7,右边坡1∶2. 0,进、出口采用钢筋石笼护砌，护砌厚度0. 3 m,进口段护砌长度为70 m,进口段护砌长度为30 m,中间段开挖到基岩，无需护砌。导流明渠坝体段坝基按水工设计要求先期施工完成，包括开挖、灌浆等工作.

　　4. 3 导流底孔
　　导流底孔布置溢流坝段，2 孔，孔断面为4 ×4 m,平底，底高程335. 00 m,长28. 68 m,混凝土衬砌厚度1. 0 m.出口消能采用钢筋石笼护底，护砌长40 m,宽30 m,厚0. 5 m.

　　参考文献：

　　[1]中水东北勘测设计研究有限责任公司 . SL303-2004 水利水电工程施工组织设计规范[S]. 北京： 中国水利水电出版社，2004.
　　[2]刘莹莹 . 水电站工程施工导流方案设计[J]. 中国水运，2009,09（ 10） : 185,187.
　　[3]水利水电工程施工手册编委会 . 水利水电工程施工手册[M]. 北京： 中国电力出版社，1996.
　　[4]罗孝明，张云生。 小湾水电站施工导流设计综述[J]. 云南水利发电，2008,24（ 01） : 31 -37.