丹江口大坝加高工程施工期的度汛方式探讨

丹江口大坝加高工程施工期的度汛方式探讨作者：李志强王从兵康子军
来源：《南水北调与水利科技》2008年第01期
摘要：南水北调中线工程是为了解决京、津、华北地区水资源紧缺而实施的战略性工程，丹江口大坝加高工程是中线工程的关键性工程之一。

丹江口大坝初期工程在大坝加高施工期间仍然承担着汉江中下游防洪任务，妥善解决好丹江口大坝加高工程建设的顺利进行与初期工程的防汛度汛、正常运行管理关系，意义重大。

现根据丹江口大坝加高工程施工期的度汛条件、度汛标准以及建设工期的要求等，对丹江口大坝加高施工期的度汛技术方案进行了探讨。

关键词：大坝；施工；度汛
中图分类号：TV642；TV521
文献标识码：B
文章编号：1672-1683(2008)01-0112-03
The Modes of Passing the Flood Season in the Construction Period of Dam Heightening Project in Danjiangkou
LI Zhi-qiang，WANG Cong-bing，KANG Zi-jun
(Mid-route Source of South-to-North Water Transfer Corp.Ltd，Danjiangkou 442700，China)
Abstract：The dam heightening project in Danjiangkou is one of key projects in the Middle Route of the South-to-Norrth Water Transfer Project.During construction period，the Danjiangkou Dam still plays the role of flood control.Therefore，it is important to balance the dam heightening construction and flood control realization.According to the conditions and criterion of passing flood season and the construction period，the modes of passing the flood season are discussed.
Key words：Dam；construction，passing flood season
1 工程概况
南水北调中线工程是为了解决京、津、华北地区水资源紧缺而实施的战略性工程。

丹江口水利枢纽是中线的水源地，丹江口大坝位于湖北省丹江口市境内汉江干流与其支流丹江汇合口下游800 m处，由两岸土石坝、混凝土坝、升船机、电站等建筑物组成。

初期工程于1958年10月开工，1967年 11月下闸蓄水，1968年10月1日首台机组发电，1973年全部建成，其正常蓄水位157.0 m，坝顶高程162.0 m，装机900 MW，升船机150 t级。

大坝加高后坝顶高程为176.6 m，正常蓄水位抬高至170 m，溢流坝堰顶由高程138 m加高至152 m，升船机规模提高到300 t级，电站装机仍为900 MW；一期工程可向北方多年平均调水95亿m3，同时可将汉江中下游的防洪标准从目前的20年一遇提高到100年一遇(1935年型洪水)[1]。

丹江口大坝加高工程是南水北调中线工程建设的关键性工程之一，也是目前国内最大的加高工程，施工总工期5.5 a，其中施工准备期9个月。

大坝加高主要工程量为：土石方开挖77.31万m3，土石方填筑537.15万m3，混凝土浇筑127.65万m3，混凝土拆除4.53万m3，钢筋制安0.91万t，锚筋1.73万根，金结制安1.32万t。

2 丹江口水利枢纽初期泄洪条件
丹江口大坝初期工程泄洪建筑物由深孔和表孔两部分组成。

在8～13坝段有11个深孔，孔底高程113 m，孔口尺寸为5×6 m(宽×高)，采用有压短管形式，工作闸门为弧形门，由3台移动台车式卷扬机启闭。

14～17坝段设有8个溢流表孔，19～24坝段设有12个非常溢流表孔，初期规模堰顶高程均为138 m，孔宽8.5 m，为WES实用堰，工作闸门为平板门，由坝顶两台400 t级门式起重机(轨距16 m)启闭。

3 施工期度汛标准
丹江口大坝由混凝土坝与两岸土石坝两种坝型组成，初期工程设计洪水标准为1 000年一遇，设计洪水位160.0 m，校核洪水标准为10 000年一遇，校核洪水位161.4 m，可能最大洪水(保坝洪水)为10 000年一遇加20%洪量，调洪后库水位为164.09 m，土石坝需加高3.2 m，混凝土坝不加高，允许漫顶。

初期枢纽防洪限制水位夏季149 m，秋季152.5 m。

大坝加高施工期间仍然承担着汉江中下游防洪任务，必须保证大坝安全度汛及汉江中下游防洪安全。

施工度汛标准采用1 000年一遇洪水设计，同时能抵御可能最大洪水。

4 施工期度汛方案
如果所有溢流堰孔均在最后一个枯水期加高，则整个加高施工期泄流条件与初期规模相同，但由于表孔坝段加高混凝土工程量大，混凝土运输、浇筑及施工准备受工作面限制，所有表孔坝段加高和坝顶启闭设备安装不能在一个枯水期完成，因此，实际选用溢流堰孔分年分批加高的施工方案。

洪水调节成果见表1，大坝加高施工期防洪调度以此为依据。

根据洪水调节成果，选定的度汛方案如下。

从工程开工至2007年汛前：左、右联坝段、厂房坝段贴坡混凝土浇筑完成，深孔坝段贴坡、加高混凝土浇筑基本完成；溢流坝段128 m高程以下堰面浇筑完成。

深孔坝段、表孔坝段维持初期过水条件，现有泄流能力不变，初期防洪调度方案不变。

2008年汛前：两岸联结坝段、厂房坝段、22至24坝段闸墩及溢流堰面加高工作全部完成，19至21坝段闸墩加高工作完成，18坝段左半块加高完成，两岸土石坝(除保留的交通缺口除外)加高至高程167 m。

汛期遇设计洪水由高程113 m的11个深孔、高程138 m的14表孔和高程152 m的6个表孔联合泄洪。

2009年汛前：两岸土石坝(交通缺口除外)加高至坝顶高程176.6 m。

18坝段右半块、19至21坝段128 m高程以上堰面加高完成。

汛期遇设计洪水由高程113 m的11个深孔、14至17坝段高程138 m的8个表孔和19至24坝段高程152 m的12个表孔联合泄洪。

2010年汛前：大坝加高全部完毕。

汛期洪水由高程113 m的11个深孔、高程152 m的20个表孔联合宣泄。

5 度汛的几个关键问题及处理措施
上述施工方案是综合分析场地布置、设备布置、砂砾料开采、深孔和溢流堰孔不同组合的调洪演算等因素而确定。

以满足各年度汛节点要求为原则，工程进度安排主要围绕工程度汛而展开、度汛决定了工程进度，而工程进展反过来影响枢纽安全度汛，施工中必须保证度汛目标的实现。

施工方案较好地解决了度汛、施工进度的相互关系，但在实施过程中，尚有以下问题须重视或研究，以采取有利措施妥善解决。

5.1 18坝段右侧预留空腔问题
2008年汛前18坝段加高至176.6 m高程后，为解决19至24坝段闸门启闭问题，汛前新坝顶18坝段至500 t门机之间的混凝土施工门(塔)机须全部拆除，19至24坝段12孔表孔闸门利用新坝顶高程176.6 m处新增的一台500 t门机启闭。

14至17坝段坝顶未加高，汛期利用原坝顶高程162.0 m处1台400 t门机启闭闸门。

因此18坝段右侧必须预留空腔，以保证400 t门机的正常行走。

5.2 新浇闸墩纵向稳定问题
2008年汛前完成19至21溢流坝段闸墩加高工作(但堰面未加高)，由于闸墩高度变大，对闸墩的纵向稳定性不利，为了保证19至21溢流坝段在汛期过流时闸墩的稳定，在高程162.0 m左右增加纵向钢支撑。

5.3 深孔坝段检修门启闭方式问题
鉴于丹江口大坝加高工程金结安装和门塔机拆装任务重，与土建工程施工穿插进行，工期紧，应充分利用有利时机提前进行溢流坝段闸门检测检修。

由于2007年汛期深孔坝段已浇筑至坝顶高程176.6 m，两台400 t门机还在溢流坝段老坝顶，因此深孔坝段事故检修闸门新坝顶没有门机启闭，根据现场实际情况，拟采用以下方案：在2006年10月将1台400 t启闭机拆除，经检修、更新后于2007年汛前安装到12、13坝段新坝顶；如果没时间检修、更新，则在汛前将1台400 t启闭机拆除后直接安装到深孔坝段新坝顶渡汛。

除以上方案外，还考虑采用新门机门架上装卷扬机方案等，确保安全、可靠启闭闸门。

5.4 14坝段右孔开启问题
由于2007年汛期14至17坝段坝顶未加高，而13坝段已加高至新坝顶。

汛期高程162.0 m处400 t门机中心无法到达14坝段右侧堰孔启闭工作闸门。

施工时应考虑预留空腔，保证14坝段右侧堰孔闸门能正常启闭。

5.5 施工单位与运行管理单位之间协调问题
大坝加高施工期间，由于运行门机和施工门机分别属运行管理单位、施工单位管理和控制，交叉作业大，因此施工与运行管理单位应通过监理、业主单位加强协调，细化初期工程坝顶现有设备设施拆除的程序和组织，统一认识，以安全度汛为指导原则，确保大坝度汛工作有序、稳步进行。

5.6 洪水调度问题
演算结果表明：混凝土坝在第1年至第3年溢流坝段堰面只加高至高程128 m以下，泄水可维持初期工程运行条件不变，施工期第4年至第5年由于溢流坝段堰顶加高，泄洪能力相对初期工程有所降低，根据调洪演算结果，防汛限制水位控制在145 m，可满足抵御10 000年一遇加20%洪水的保坝条件。

6 结语
丹江口大坝加高工程是目前国内迄今为止规模最大的水利工程加高施工，且施工期间还必须保证枢纽正常运行管理和安全度汛的需要，施工难度较大。

同时丹江口大坝加高施工期间枢纽仍然承担着汉江中下游防洪任务，责任重大。

如何确保大坝加高工程建设按期安全、优质、高效完成，并且保证汛期大坝及汉江中下游的安全，一直是关注、研究的重要课题。

笔者认为工程度汛除在技术方案上应全面考虑以外，在组织体系、物资储备、应急抢险预案等其他方面均需进行统筹规划，防患于未然。

本文根据目前工程建设进度的实际情况，结合工程进度总体目标，进行了初步分析。

但在实际实施时，可能受各方面因素制约，进度会有所偏差。

实施时进行动态跟踪管理，必要时采取赶工措施，确保完成各年度防洪度汛工程形象面貌，保证安全度汛。

笔者认为在目前现有的基础上，应进一步加强对工程的度汛和工程建设的相互关系深入研究，制定出切实可行的有效措施，并在工程建设中引进新的管理理念，引进新技术，提高工程建设管理水平，做到运行管理、防汛度汛与大坝加高工程建设双兼顾，在保证施工质量、进度的同时确保工程的安全及其经济效益的发挥。

参考文献：
[1] 丹江口水利枢纽大坝加高工程初步设计报告[R].武汉：长江水利委员会长江勘测规划设计研究院,2004.。