福堂电站截流设计与施工

福堂电站截流设计与施工摘要：闸坝工程施工中导截流是关键项目，也是工程施工成败的重要环节，其中截流设计中戗堤进占方式和龙口位置选定以及截流材料的使用又是截流成功与否的关键，而施工组织和设备配置是龙口快速合龙的又一保证，围堰的闭气是给工程主体施工奠定了坚实的基础。

本文仅对福堂电站闸坝（岷江上游）截流设计与施工过程作一总结，主要突出了设计的充分可行、施工组织合理、现场处理及时、围堰前期闭气处理方式有效。

关键词：福堂电站截流防渗设计施工1 工程概况福堂电站为引水式电站，位于四川省阿坝州汶川县境内的岷江干流河段上。

闸坝位于玉龙大桥下游800m，厂址位于福堂坝沟口右侧，引水隧洞总长19.6公里。

电站总装机36KW。

本工程主要建筑物等级为2等工程，永久性重要水工建筑物为2级，永久性次要建筑物为3级，导流建筑物为4级，导流洞、围堰设计洪水标准为P＝10％，相应流量为2280m3/s。

1.1水文及地质福堂电站位于岷江上游干流上，是福堂太平驿电站的梯级电站。

闸坝位于汶川县玉龙桥附近，控制积水面积19111km2。

福堂电站的闸、厂区无气象站，但与汶川县城基本属于同一气象区。

位于闸坝的绵池乡年平均降水量589.6mm，最大一日降水量80.68mm。

岷江上游径流主要是降雨形成，另有部分地下水和季节性融雪补给。

径流的年内变化与降水的年内变化基本一致，多年平均流量为345m3/s，丰水期平均流量544m3/s，枯水期平均流量为142m3/s。

每年5～10月为丰水期，其径流量占年径流量的20.5％，年最小流量发生在2月中旬至3月上旬。

年最大流量均发生在5～9月主汛期。

径流年际变化小。

闸坝区河道顺直，河流由北向南经闸区，枯水期河水位高程1253m，河水面宽约50～80m，正常蓄水位1268m，谷宽约150m。

据勘探揭露，河床覆盖厚度一般34～80m,左岸河槽覆盖层厚度深达92.5m。

河床覆盖层按其结构、组成成分不同，自下而上可分为五层，分别为漂卵石层、粉土质砂及粉质土层。

据地下水长期观测资料显示，地下水位与河水位基本一致。

1.2 导流方式该工程导流方式为右岸导流洞过流，主河床全年围堰挡水。

导流时间为两年。

2 截流设计2.1设计标准根据施工进度计划，截流时间选在11月中旬，由于导流与围堰设计标准为P=10%，因此截流标准选择为P＝20％。

根据现有资料可知P＝20％的11月份平均流量Q月＝255m3/s,中旬平均流量为Q中旬＝251m3/s及11月份丰、中、枯的月平均流量分别为：258m3/s 230m3/s 168m3/s。

介于P=20%的Q月与Q中旬比较接近，选择P=20%的Q月＝255m3/s作为截流设计流量。

2.2 戗堤位置由于上游围堰轴线位置与型式已确定，围堰轴线上做防渗墙，因此戗堤的位置不能影响防渗墙的施工。

方案一戗堤位置选在围堰轴线上游，龙口从左岸进占截流。

有利条件是：龙口合龙后，防渗墙施工平台填筑时几乎是在河滩上方施工，减少填筑料的流失。

不利条件是：戗堤左岸端头是防渗墙高喷试验场，且有一大孤石，不利不利于施工道路布置，另外，在截流施工过程中大石或铅丝石笼可以被冲到下游侧影响后期防渗墙的施工。

方案二戗堤位置选在围堰轴线下游，龙口从左岸进占截流。

有利条件是：戗堤右岸在防渗墙高喷试验场的下游侧，且避开了大孤石，有利于施工道路的布置，距对料场更近，不曾在截流施工过程中的大石或铅丝笼影响防渗墙施工的因素。

不利条件是：防渗墙施工平台的填筑是在水下进行，有部分流失量。

综上比较，选择戗堤位于轴线下游比较有利。

为了不影响防渗墙的施工，又不超出围堰，影响主体工程的开挖施工，选择戗堤轴线位于（拦）0-180.0m处。

即截流方式为下戗堤左岸单戗立堵进占。

2.3龙口位置龙口位置宜选择在河床抗冲刷能力强，龙口离料场和特殊截流材料堆场的距离较近的区域，根据河床地形及整体布置，初选龙口位置：（闸）0+30m～0+70m 的河床段。

2.4水力计算由于现有水文资料是闸区上游水标尺处的水位与流量关系曲线，水标尺距戗堤位置150m左右，因此在计算时采用的水位与流量关系曲线时根据实测水面线进行推算的戗堤位置的河床水位与流量关系曲线，水下河床地形是采用的设计蓝图中的河床地形。

截流水力计算：Q＝255m3/s时各水力数表龙口宽度B（m）水力参数50 45 40 35 30 20 15 10 5 合龙龙口流量Qg(m3/s) 147.7 143.9 136.0 122.8 104.2 73.3 54.5 36 17.70分流量Qd(m3/s) 107.3 111.1 119 132.2 150.8 181.7 200.5 219.0 237.3上游水位（m）1254.03 1254.05 1254.1 1254.18 1254.28 1254.45 1254.5 1254.66 1254.74 1254.82下游水位（m）1254.84 1253.82 1253.78 1253.72 1253.60 1253.35 1253.20 1253.00 1252.70 1252.50上下游水位差（m）0.19 0.23 0.32 0.46 0.68 0.90 1.35 1.66 2.04 2.32龙口差落区（m）0.19 0.23 0.32 0.46 0.51 0.55 0.55 0.56 0.55单宽流量q(m3/s.m) 2.95 3.20 3.4 3.5 3.47 3.67 3.63 3.60 3.54单宽功率N(T.m/s.m) 0.56 0.74 1.10 1.61 1.77 2.0 2.0 2.02 1.95平均流速V（m/s） 1.9 2.25 2.61 2.13 3.24 3.33 3.30 3.273.25抛石块径d(m) 0.21 0.30 0.40 0.57 0.62 0.65 0.64 0.630.62拟实际抛投粒径d(m) 0.25 0.37 0.49 0.68 0.74 0.780.77 0.76 0.74根据以上水力计算及河床地形，确定龙口宽35m，桩号（闸）0+35～（闸）0+70。

2.5截流材料截流材料及堆放场地截流材料堆放场地分区布置，料物分类堆存，并设置标识牌，所有备料工作要求在10月中旬完成。

项目部将组织专人每天对备料情况进行检查，确保备料按期完成；A、块石与石碴：截流戗堤主要材料采用块石（粒径0.7～1.0m）与石碴（粒径0.4～0.7m，粒径大于0.4m的块石不少于30％），备料料场位坝轴线至上游戗堤左端头之间的河滩地，面积约2800m3，因场地狭窄，平均堆料7m（分两层：第一层至EL.1259.0m，第二层至EL.1262.5m），备料总量为10000m3。

要求在2001年9月15日前结合取水口开挖完成备料工作。

截流时挖料程序：第一层从上游至下游，EL.1259.0～EL.1262.5m；第二层从上游至下游，EL.1259.0～EL.1255.5m。

配置一台CAT330B、一台PC650型液压反铲和25T自卸汽车挖运。

B、细料：戗堤堤面填筑料及防渗墙反滤层填筑料。

主要利用左岸上坝公路开挖土料，不足部分从玉龙大桥上游碴场河滩开采。

备料料场为左岸石碴备料场下游河滩地，面积约1200m3，平均堆料高度 3.5m（备料场地顶高程为EL.1259.0m），备料总量为4000m3,要求在2001年9月10日前结合上坝公路开挖完成备料工作。

截流时挖料程序：从上游至下游，EL.1259.0～EL.1255.5m。

配置一台CAT322型液压反铲和15T自卸汽车挖运：当不需要细料时，协助挖运石碴料。

C、特殊料物：龙口截流使用的特殊料物包括铅丝笼、石串、钢筋笼，分别堆放于细料场（800m2）和汽修场停车场（600m2）。

其中，铅丝笼长 1.5m、直径1.0m（共1360个，约1600m3 ，备料考虑了富余量），钢筋笼2.0×1.5×1.0 m3（共80个，约240m3），石串100m3，要求在2001年10月20日前完成备料工作。

配置一台25T、8T汽车吊吊装，15T自卸汽车运输。

铅丝笼的编制采用10＃铅丝编制15×15cm的网，每张尺寸为3.5×2.4 m2，共用铅丝总量15400kg。

钢筋笼的制作采用Φ12钢筋笼作为主筋，Φ8钢筋作为网络筋，网络尺寸15×15cm，钢筋总量约为8800kg。

各分区材料见表：材料项目石碴钢筋笼和石串铅丝笼砂卵石上游围堰防渗墙施工平台以下右预进占戗堤顶宽15m 1000 m3（计入20％损失）320m3（戗堤端头及两侧裹头）施工道路顶宽15m 1800m3左预进占戗堤顶宽15m 5200 m3（最大粒径0.7m，计入30％损失）260 m3（戗堤端头护坡及15m范围内的护底）防渗平台填筑（滞后戗堤10m）5370 m3（计入10％损失）2700m3（计入20％损失）龙口宽30m Ⅰ区（10m）800 m3最大粒径1.0m，计入40％损失）285 m3（242个，顶宽5.0m）Ⅱ区（15m）1000 m3（最大粒径1.2m，计入40％损失） 240 m3 430 m3（365个，顶宽6.0m）Ⅲ区（5m）530m3（最大粒径1.2m，计入40％损失）100 m3 145 m3（123个，顶宽5.0m）戗堤上游防渗墙平台填筑7200m3（计入10％损失）4270m3（计入20％损失）2.6设备配置主要施工机械，CAT330型反铲1台，PC650型反铲1台，CAT322-B型反铲1台，ZC50C型装载机1台，D85型推土机3台，15T自卸汽车18部，25t 汽车吊1台。

2.7截流施工安排戗堤预进占右岸戗堤预进占定于10月初至10月底进行（导流洞过水前），碴料取自围堰右岸端部，由1台CAT322－B型反铲挖装，3台15t自卸汽车运料至戗堤前沿卸料，1台D85型推土机来回抛投堆料，YZ10B型振动平碾碾压至高程1256.0m，戗堤顶宽15m，直至戗堤前沿端部及上下游两侧5m长范围内，采用钢筋笼裹头，以防在截流施工过程中被冲刷。

在右岸戗堤进占结束后，留下1台8T吊车，3台自卸汽车，1台CA T322B 反铲，防止龙口合龙时意外情况发生。

左岸原213国道至戗堤左岸端头道路的填筑在10月10日至10月30日进行，坡度为10％，长度40m左右，宽度不少于15m。

碴料来源于引水隧洞洞挖石碴与取水口明挖石方，推土机推料压实。

左岸戗堤进占定于11月初导流洞分流后进行，碴料取自取水口处明挖料。

由一台CAT322B型反铲、1台CAT300B型反铲挖装石碴，6台15t自卸汽车运输石碴，推土机1台推料抛投，YZ10B型振动碾碾压。

戗堤顶宽15m，高程1256，至桩号（闸）0+35为止，形成龙口后抛投部分铅丝石笼护坡。