老挝南欧江二级水电站二期截流采用的施工技术

老挝南欧江二级水电站二期截流采用的施工技术

黄 志 军

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

摘 要：从导截流总体布置、水力计算等方面详细阐述了南欧江二级水电站二期河床截流工程的实施，并将实际截流发生情况与设计方案进行了比较，总结出一些工程经验，可供其他类似工程参考。

关键词：施工导流；截流；施工组织设计；南欧江二级水电站

1 工程概述

南欧江二级水电站位于老挝北部琅勃拉邦省境内的南欧江下游河段，坝址距琅勃拉邦市公路里程82 km。南欧江二级水电站为二等大(2)型工程，电站装机3×40 MW。坝址水文资料见表1、2。

表1 坝址多年月、年平均流量成果表

项目月 份123456789101112年平均流量/m3·s-119114811710817044011281557996597429273513

表2 坝址水位～流量关系成果表

序号流量/m3·s-1坝址水位/m序号流量/m3·s-1坝址水位高程/m19430352223052116303.56295305.5314230473863064175304.58522306.5

该工程主要建筑物由混凝土闸坝、非溢流坝段、坝式进水口和河床式厂房等构成。枢纽建筑物按“一”字型布置。左岸非溢流坝段长24 m，右岸非溢流坝段长45 m，坝顶高程为330 m，坝顶宽度为8 m。泄洪冲沙建筑物位于河床左岸，由5孔15 m×20 m(宽×高)泄洪冲沙闸和2孔15 m×20 m(宽×高)泄洪闸组成。闸孔堰面采用Ⅲ型折线形实用堰形式，堰顶高程为305 m。

2 截流设计

2.1 截流方式及方案

南欧江二级水电站主河床偏右岸，河床左侧为导流明渠，截流时导流明渠过流，不具备交通条件。为方便施工，截流料物备料场布置于右岸。该工程河床截流采用单戗堤立堵法自右岸向左岸单向进占的截流方案。河床截流时段为2013年12月上旬，截流标准采用10 a一遇12月平均流量，相应流量为418 m3/s。南欧江二级水电站二期大江截流施工平面布置情况见图1。

图1 南欧江二级水电站二期大江截流
施工平面布置图

2.2 截流戗堤布置及结构设计

2.2.1 戗堤布置

截流设计流量Q=418 m3/s。截流闭气后，戗堤上游挡水水位高程为307.34 m，加1.16 m波浪爬高及安全超高，经综合比较，戗堤顶高程确定为308.5 m。

2.2.2 戗堤结构设计

根据截流物料抛投强度要求，为满足戗堤顶并行2辆15 t自卸汽车同时抛投作业的要求及戗堤两侧的安全距离等因素，戗堤顶宽初步定为10 m。上、下游边坡为水中抛填自然边坡，设计边坡坡比为1∶1.5，龙口进占边坡坡比为1∶1.5。

2.3 截流水力学计算

2.3.1 计算条件

(1)导流明渠过流能力采用设计提供的导流明渠泄流能力数据(表3)。

表3 导流明渠(1#～5#泄洪冲沙闸孔)泄流能力

计算成果表

H/mQ /m3·s-13050306117307326.2308598

2.3.2 计算公式

龙口水力学计算公式为：

(1)单宽流量q：q=

式中 Bcp为龙口平均过水宽度；Qlk为龙口泄流量。

(2)龙口水深hp：龙口流态为淹没流时：hp=hn。hn为下游水深；龙口流态为自由流时：hp=hk。hk为临界水深。

(3)龙口落差：Z=H-hp

式中 H为上游水深。

(4)龙口平均流速

(5)单宽功率N：N=ρqZ

式中 ρ为水的密度；Z为龙口落差。

(6)戗堤上下游落差：Z=H-Hx

式中 Hx为下游水深。

2.3.3 水力学计算成果

工程截流流量按418 m3/s、龙口起始宽度按35 m进行水力学计算分析，计算结果见表4。

2.3.4 水力学计算成果分析

根据表4，仅从龙口平均流速而言，根据国内外相似工程的截流实践经验，截流难度相对较小，截流特殊材料的备料要求不高，仅需储备较少量的大块石及钢筋石笼即可满足截流需要。

表4 龙口不同宽度水力学指标表

项 目截流设计流量 Q=418(m3/s)龙口分区Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区龙口宽度/m35302520151050最大值上游水位高程/m306.1306.2306.4306.5306.7306.8306.8306.8306.8龙口流量/m3·s-1224.6200.3156107.858.316.10.20224.6分流量/m3·s-1193.2215.4257302.6349.5389403403.1403.1渗透流量/m3·s-10.32.557.510.212.814.714.914.9落差/m00.10.20.40.60.70.70.70.7龙口流速/m·s-11.21.51.92.32.72.81.402.8龙口单宽流量/m3·s-115.216.315.914.611.76.30.5016.3单宽功率/t·m/(s·m-1))01.43.85.86.54.30.406.5龙口形态三角形三角形三角形三角形三角形三角形三角形三角形/流态淹没流淹没流淹没流淹没流淹没流淹没流淹没流不过流/龙口水深/m12.810.78.66.44.32.20.4012.8

2.4 龙口分区规划

综合考虑流速、落差对抛投材料及戗堤进占难度的影响，根据截流水力学计算成果并结合截流模型试验成果，截流戗堤分为非龙口段及龙口段。

该工程龙口分区情况见图2。

2.4.1 非龙口段

上游围堰戗堤处的河谷大致呈“U”形，截流合龙水位以下的两岸岸坡较深陡，合龙水位以上的地形较平缓。戗堤顶部总长度约为123.01 m，其中，受地形影响，左岸靠近上游纵向围堰约33 m长的戗堤位于截流设计水位以上，即合龙后水位达不到该区域，属非龙口区域。鉴于左岸地形平缓，该段戗堤干地填筑即可，亦可随左岸预进占先行填筑。非龙口段为右岸预进占段，总长约50.68 m，以及靠近上游纵向围堰的左岸33 m，平均流速约为1.2 m/s，以抛投石渣料为主。

图2 龙口分区示意图

2.4.2 龙口段

龙口段口门宽度为35～0 m，分为3个区，各区划分如下：

(1)龙口Ⅰ区：龙口Ⅰ区口门宽度为35～25 m，段长10 m，龙口平均流速为1.2～1.9 m/s，截流落差为0～0.2 m，龙口单宽流量为15.2～16.3 m3/s，龙口单宽功率为0～3.8 t·m/s·m。本区为非困难区。

(2)龙口Ⅱ区：龙口Ⅱ区口门宽度为25～10 m，段长15 m，龙口平均流速为1.9～2.8 m/s，最大平均流速为2.8 m/s，对应口门宽度为10 m，截流落差为0.2～0.7 m，龙口单宽流量为6.3～

15.9 m3/s，最大单宽流量对应口门宽度为25 m，龙口单宽功率为3.8～6.5 t·m/s·m，最大单宽功率对应口门宽度为15 m。

(3)龙口Ⅲ区：龙口Ⅲ区口门宽度为10～0 m，段长10 m，龙口平均流速为2.8～0 m/s，截流落差为0.7 m，龙口单宽流量为6.3～0 m3/s，龙口单宽功率为4.3～0 t·m/s·m。本区为合龙区，龙口流速下降，截流落差增大，但截流难度较小，为非困难区。

3 结 语

南欧江二级水电站工程主河床二期截流工作已顺利完成。实际发生的截流参数为:实际截流流量约为420 m3/s，龙口最大平均流速为2.82 m/s，最大平均单宽流量为16.5 m3/s，最大平均单宽功率为6.55 t·m/s·m，截流最大落差为0.73 m。导截流设计与实际情况基本吻合，截流设计和施工取得了圆满成功。根据现场施工情况，笔者总结出以下几点施工经验：

(1)施工导截流设计一定要充分利用现场有利的地形条件。在南欧江二级水电站工程主河床二期截流设计中，因我局充分利用了岸坡开挖料及场地布置情况，降低了截流难度，取得了一定的经济效益。

(2)当龙口流速最大时，考验截流施工能否成功的因素主要有两方面：一是堤头保护是否稳固；二是现场指挥是否能保证车流顺畅、卸料及时。为此，在做好堤头保护的同时，一定要挑选有经验的现场指挥员，保证车流顺畅，同时注意卸料次序，在关键时刻一定不能为尽早合龙而只卸大块料，这样会造成合龙后闭气较为困难，甚至闭不了气而造成后期抽水量大大增加，进而影响工程效益。

(3)截流过程中驾驶员、重机操作手与现场指挥的配合极为重要。为保证合龙成功，应事先对截流程序进行交底，同时在合龙前的进占阶段进行预演，以保证截流顺利按计划进行。

中图分类号:TV7;TV52

文献标识码: B

文章编号:1001-2184(2017)05-0039-03

收稿日期:2017-08-20

作者简介:

黄志军(1985-)，男，湖北宜昌人，工程师，从事水利水电工程施工技术与管理工作.

(责任编辑李燕辉)