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词条 铜头水电站
释义

铜头水电站位于四川芦山境内宝兴河中游,距雅安约43km,距下游雨城电站约40km。电站以发电为主,是该河流开发兴建的第二个中型水电站,总装机为4×2万kW,年发电量为. 2亿kW·h。该枢纽工程由拦河坝(非溢流混凝土双曲拱坝,坝顶长110m,最大坝高75m),左岸有压泄洪隧洞(洞径8m、洞长343m),右岸无压泄洪隧洞(城门洞型7.Om×10.75m、洞长440m),引水洞(有压洞径6m、长1625m),差动式调压井,压力斜井(内径2.5—5.6m、总长500m),发电厂房及变电站等组成。

宝兴河下游段两岸地势较开阔,边坡较缓、河道稍宽。河道中游以上地段是典型的窄“U”型峡谷,两岸地势高。边坡陡。直崖高差一般约在60—70m,部分地段达100m以上,河道宽度约30—60m。该水力枢纽处在中游段,位于典型较深的“U”形深峡谷中,坝体部位直崖高差达90—100m以上,河道水流纵坡大,水流较急,坝区基础岩石为钙质砾岩,泥钙质砾岩等,爆破后块体较小,易风化崩解。

施工区交通:坝址区下游有一座石拱桥连接两岸交通与对外公路,坝区内两岸各修建通向坝顶的临时施工道路。进入基坑右侧的施工道路,是经左岸施工隧道与坝下游临时钢桥连通左右岸。进入基坑河道内施工道路和泄洪洞出口相连接,施工隧道路窄,交通极为不便,因此,给施工运输增加了困难。

2 截流施工方案

2.1 导截流施工特点

该电站为引水式电站,左右岸各布置一条泄水洞,坝体本身无过水设施,结构为全断面施工,拱坝体形宽高比为1.6—1.26。从地质、地形条件、施工机械、道路布置、施工方案及工期等情况分析、本工程具有以下特点:

(1)河床宽度较窄,布置施工道路进入施工区时,只能是单车道,因而,对施工运输强度和控制工期都有影响;

(2)围堰、泄洪洞、坝体都处于深切的“U”形峡谷中,边坡陡直,对布置施工机械、施工道路和施工场地等选择难度极大,增加了施工难度;

(3)岩石为钙质和泥钙质砾岩,岩石开挖后成大块石较少,块体遇湿后易风化崩解,对适合截流需要的特种料物能筛选出的数量极少,对备料极为不利;

(4)招标书上规定截流时左岸导流洞必须过水,现改为右导洞过水。但右导洞进水口高程比左导洞进水口高程高2.7m,实际上等于加大了截流落差,抬高了河床水位,给截流施工增加了难度。

2.2 导截流基本情况介绍

招标书规定施工导流期间,采用隧洞导流,河床全断流围堰施工,导流标准为十年一遇,其流量为1140m3/s。由于河床窄,涨水过程在1—3h即能形成暴雨洪峰,洪枯水位差达lOm以上,截流标准为五年一遇,其流量为94,3m3/s,11月下旬进行。招标书还规定截流戗堤在上游围堰轴线下游侧,用右岸向左岸进占立堵方法施工,水流由左岸导流洞泄流,施工期的施工组织设计仍按标书规定编制。但在组织施工实施过程中,业主和监理提出截流日期改 在l0月下旬进行,并且提出原左洞导流改为右洞导流的计划要求,因此,施工部门根据实际的地质、地形、施工条件等方面的变化情况,进一步补充和优化了施工组织设计。

2.3 施工设计方案优化

根据本工程施工特点和标书中的规定,结合施工的实际情况变化分析,认为在截流施工中关键问题之一是确保进占强度和工期要求。因此,在实施前,曾深入地研究截流戗堤轴线的位置,为此提出4个方案进行综合比较,以便优选出最佳方案,以下简述各方案的优缺点,供比较。

方案一:按标书规定本枢纽工程截流选在上游围堰体内堆筑戗堤,从右向左立堵进占,计划在11月下旬,进占是在河床右侧填筑一条道路,由过坝轴线运料至上游围堰。实际上该河床为“U”形峡谷,河道很窄,堆筑进占道路占河床过水断面较大,纵向受水流冲刷,流失严重,并增加基坑开挖量,难保进占施工道路及迥车场地的边坡稳定安全,同时影响进占施工强度。

方案二:选下游围堰戗堤进行截流。下游围堰在左岸导流洞出口的上游侧,河床稍宽,河床右侧堆筑进占道路(单车道及错车道)较易,堆筑量少,基本上不影响河床过水。该方案主要优点:一是堆筑截流道路较短,堆筑量少、速度快,对截流施工有利;二是在临时钢桥上游有较宽的场地,可临时布置堆放部分截流用材料,以及作为施工机械临时停放场地。主要不足之处:一是河床纵坡大,由下游围堰截流将水位抬高,增加戗堤和堰体的堆筑量;二是截流后不能马上进行闭气,待道路延伸到过坝轴线至上游围堰堆筑后,才能进行下游围堰闭气,时间拖后,影响坝基开挖;三是增加基坑排水量,其总量为前方案的2—3倍。

方案三:截流戗堤选择在坝肩轴线下游侧,单独堆筑戗堤。该方案主要优点:一是有利于进占道路堆筑边坡安全,基本上不影响过水断面;二是充分利用坝肩部位开挖的场地,用做进占道路迥车场地,这样,既解决了施工机械临时停放场地,亦可满足运输强度对施工道路要求;三是从坝至上游围堰堆筑道路为止,基本上是在静水中进行,围堰闭气较容易; 四是利用戗堤作为坝基开挖施工和混凝土浇筑施工临时工作平台场地,对加快坝基施工创造了有利条件。不足之处,主要是戗堤未作为堰体的的一部分,增加上游围堰填筑量。

方案四:在左岸上游修建一条到上游围堰的截流施工道路,即经左岸上坝公路向上游修建一条截流施工道路,先明挖(下坡)至围堰顶高程再洞挖(交通洞)进入上围堰,这样做增加部分明挖和洞挖工程量,使截流进占道路不影响河床过水,减轻截流施工难度。

总之,对上述4个方案进行技术、经济、安全、工期等综合比较,以便评价最优方案,见表l。

经过比较优化后,决定采用方案三。经与建设、 监理、设计单位协商认可后,同意施工单位提出的修改优化方案,付诸实施,因此,提前完成截流任务,见图1。

2. 4 截流施工

在截流戗堤轴线位置改变之后,即进行补充施

表l 布置导截流各方案的综台比较表

方案 优 点 缺 点

方案一 ①戗堤是堰体组成的一部分;

②戗堤所在的位置,可以不挖除;

③截流后,即可堆筑围堰与闭气。 ①进占道路上过水断面占面积大,水流纵坡降大,冲刷、流失严重,边坡不稳定,施工不安全,堆筑困难,难保截流计划完 成;

②施工场地窄小、单车道,严重影响抛投强度;

③增加堆筑量和费用,严重影响施工计划

方案二 ①施工场地较宽,运距离短,速度快;

②戗堤是堰体组成的一部分;

③进占道路不影响过水,施工安全;

④上堰堆筑基本上在静水中进行, 速度快,易闭气。 ①河床纵坡大,提高了水位,增加了戗堤工作量;

②截流后由于要堆筑道路和上堰体因而闭气晚

③增加基坑抽水量。

方案三 ①进占道路不影响过水,施工安全;

②用坝肩场地作为施工场地,可加快施工;

③上堰堆筑基本上在静水中进行,易闭气;

④朗堤作为开挖和混凝土浇筑工作平台场地,加快了施工进 度。

①单独戗堤,增加堰体一部分堆筑量,

②左坝肩接头处,增加部分开挖,

③截流后,由于要堆筑道路和上堰体,因而闭气晚。

方案四 ①龙口在右岸,准备工作均集中于左岸,方便施工;

②进占道路,对河道过流无影响;

③戗堤是堰体组成的一部分。 ①专门修建截流道路总长约500m,9800m3(洞挖120m、 2160 m3。明挖7680 m3),增加费用约80万元;

②戗堤施工场地窄小,干扰大,增加截流难度。

综合评价 方案一:施工不安全,难度很大,增加堆筑、开挖量约为计划的3—4倍,工期滞后约l5d;难保按计划工期施工;

方案二:可提前截流,施工安全,但堰体堆筑与闭气均优于方案一;

方案三:可提前截流,施工安全,但堰体堆筑与闭气、工程量,均优于方案一、二;

方案四:方案可行,增加费用太大。道路修建需提前施工。

工组织设计和具体落实优化技术措施,并开始进行准备工作。标书规定l993年11月下旬截流,经双方协商同意提前到1993年10月下旬截流,要求lO月20日右导流隧洞开始分流,10月25日进行截流。为此承包单位根据协议在保质、保量、保安全的前提下,加快施工准备,开始进行截流前的各施工项目的准备工作,如进占道路、场地施工、扩大坝脚处汽车迥车场地等。当向上游筑路进占10m后,河水雍高、断面收缩较大,料物被冲,流失较多,用一般石渣无法向前堆筑,故暂时停止对已基本形成的迥车场地的施工,另外,按设计备好各种抛投料如:大块石、 石串、铅丝笼、石渣等,对施工机械如汽车、推土机、装载机、反铲、吊车等进行维护检修工作,同时进行导流隧洞进出口围堰的拆除准备工作。右导流隧洞于1993年lO月20日开始分流,当时流量约120m3/s,而导流隧洞分流量约为40—50m3/s,河床过水约为70—80m3/s,截流预进占在21日开始进行,自右向左立堵进行,采用汽车抛投和集渣堆料挑角相结合进占,加快了截流施工速度,取得较好的效 果。龙口处最大流速约6.0m/s,落差达4.0m(其中含导流隧洞进口高程差抬高2.7m),于1993年10月25日正式合龙,截流净时间约12h,lO月25日龙口合龙之后,开始向上填筑道路和围堰,施工基本上是在静水中进行。

主要施工机械有:自卸汽车(10—15t)14台、推土机(180—220HP)2台、汽车吊(8—16t)1台、反铲、装截机各2台。

截流戗堤用料有:石渣2420m3、铅丝笼230m3、大块石300m3、石串80m3。

3 结束语

宝兴河铜头水电站是一个中型电站工程,工程量和发电量都不太大,但枢纽所处位置的地形、地质等具有一定特殊性,坝体位置处在典型的“U”形峡谷河道中,两岸边坡陡直,高差大。施工中,在河床过水断面水位变化区内,布置堆筑截流进占戗堤与道路,较为少见,给施工增加了相当大的难度。通过对该电站的二期截流戗堤轴线的选择优化,于1993年10月下旬付诸实现,既加快了施工进度,又节省了工程费用。该方案是在特殊条件下,取得成功的一例。因此,对宝兴河流域中上游段开发以及类似该电站枢纽施工布置,有一定启示:①说明截流必须结合工程实际,因地制宜突破传统方法选择截流戗堤轴线。中型电站在截流龙口处流速大、落差大的情况下,用一般的石渣配铅丝笼、石串是能顺利合龙的;②对特殊地质、地形条件下的水电工程,在实施阶段中,应深入地进行探讨和优化施工设计方案,这是加快工程进度、取得较好经济效益的关键所在;②铜头电站截流工程的实践,说明只有建设、监理、设计和施工部门共同努力,相互配合,才是加快进度,保证截流成功,取得显著经济效益的重要原因之一。然 而,以上经验是有局限性的,有些问题还待今后在实践中再深入地探讨,本文只是起抛砖引玉的作用,供同行参考。

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更新时间:2025/2/27 5:08:31