向家坝水电站特色导截流工程设计简介

1．导流特点和难点
1）坝址位于Ⅴ级通航河段上，施工导流期要兼顾通航要求；
2）电站施工期导流流量大，河谷宽度相对较窄，导流建筑物的布置难度大；
3）导流建筑物地基覆盖深厚，地层复杂、处理难度大；
4）主体工程和导流工程规模大，施工强度高、程序复杂, 施工工期相对较紧；
5）电站下距水富县城较近，施工期环境要求高。

2 施工导流方式、程序与流标准
    向家坝水电站工程采用分期导流方式，一期先围左岸，在左岸滩地上修筑一期土石围堰，在一期基坑中进行左岸非溢流坝段、冲沙孔坝段的施工，并在非溢流坝及冲沙孔坝段内共留设6个10米×14米（宽×高）的导流底孔及高程280米、宽115米的缺口；同时在一期基坑中进行二期混凝土纵向围堰、上下游引泄水渠等项目的施工，由束窄后的右侧主河床泄流及通航；缩窄河床通航流量为1200 立方米每秒？9000 立方米每秒，通航保证率82%。一期导流标准为全年20年一遇洪水，相应洪峰流量为28200立方米每秒。二期围右岸，待导流底孔和缺口具备泄水条件后，拆除一期土石围堰的上、下游横向部分，于2008年12月下旬进行右侧主河床截流；在二期基坑中进行右岸非溢流坝、泄水坝段、消力池、左岸坝后厂房及升船机等建筑物的施工，由左岸非溢流坝段和冲沙孔坝段内留设的6个导流底孔及高程280米、宽115米的缺口泄流；二期导流标准为全年50年一遇洪水，相应洪峰流量为32000立方米每秒。
    2011年11月开始加高导流缺缺口，2012年大坝拦洪度汛，大坝临时度汛标准为全年100年一遇洪水，相应洪峰流量34800立方米每秒，由6个导流底孔和10个永久中孔联合泄流度汛。汛后于2012年10月上旬下闸封堵导流底孔，水库蓄水。从主河截流至永久升船机投入运行，金沙江坝区河段断航，水运货物采用翻坝转运和经济补偿的综合处理方式。
3 主要特色导截流工程设计简介
    主要导流建筑物有：左岸一期围堰、左岸导流底孔和缺口、二期纵向围堰、二期上下游横向围堰等。
3．1 一期土石围堰设计
    一期围堰布置在左岸砂砾石滩地上，堰顶轴线长1302.355米，覆盖层以上最大堰高20.50米，采用土石围堰结构。
    堰基覆盖层一般厚30？40米，最厚75.50米。覆盖层组成物质不均一，其主要成分为砂卵砾石，并夹有崩塌堆积的块石、砂壤土或含砂壤土的卵砾石。
    一期土石围堰堰堰体采用土工膜斜心墙防渗、堰基覆盖层采用塑性防渗墙和局部透水性大的地段墙下Ｓ设帷幕的复合防？?结构。塑性混凝土防渗墙最大深度81.3米、厚0.8米、成墙共4.56万平方米、墙下帷幕灌浆0.96万米。围堰形成后，最窄处河床束窄率达46%，束窄后通过设计流量时河床断面平均流速为每秒6.08米，堰体迎水面分别采用了干砌石护坡、厚0.5米？1.0米的双绞钢丝网石笼护坡；堰脚及附近河床采用平抛块石防冲，护底块石粒径0.5？1.0米，护底宽度8？20米、厚度1.0 米？3.0米。
    一期土石围堰防渗及填筑工程量较大，分两个枯水期施工。2004年11月？2005年5月进行围堰高程274.00米以下堰体填筑及防渗墙施工；2005年汛前完成高程274.00米过流面的保护；2005年10月？2006年5月继续混凝土防渗墙的施工、完成一期土石围堰填筑及围堰迎水面钢丝笼块石防冲及堰脚平抛块石施工。
    一期土石围堰运行共经历3个汛期，根据基坑开挖施工和堰体设计的4个内、外观监测断面的监测资料分析，堰体和防渗墙的应力、变形、渗压与渗流均在设计控制标准内。于2008年11月20日土石围堰完成挡水使命，正常拆除。
3．2  二期纵向围堰设计
    根据坝址地形、地质条件，工程水工枢纽和导流建筑物布置十分紧凑，导流纵向围堰在布置和结构上采取了与永久建筑物结合、沉井挡土墙与纵堰结合、混凝土结构与土石结构共存等措施。二期纵向围堰由大坝上游的柔性结构导水段、沉井段、永久建筑物结合段及下游段组成。
3．3  最大规模沉井群设计
    为能在有限宽度的一期基坑中布置二期导流挡泄水建筑物，一、二期纵向围堰只能紧邻布置，原地面高程两堰脚相距仅12~29米，二期混凝土重力式纵向围堰地基覆盖层深45~62米。因此，必须采取支护措施才能将二期纵堰地基覆盖层全部挖除，浇筑堰体混凝土。经技术经济比较选用沉井作为二期纵向围堰的地基处理方案，沉井群前期作为堰基及大坝地基开挖的临时挡土墙，后期与左侧后浇碾压混凝土联合体组成为二期重力式纵向挡水围堰，最大堰高94m。

    根据二期纵向围堰沉井段堰体的稳定和结构强度计算及沉井挡土墙的稳定和强度计算，结合二期纵向围堰沉井段分段长度和沉井下沉刚度要求，确定设置10个平面尺寸为23.00米×17.00米沉井，设计最大下沉深度57.50米，最小下沉深度43米，其规模为水电行业之最。
3．4  二期纵向围堰与永久建筑物结合段及二期纵向围堰大坝下游段
    二期纵向围堰与永久建筑物结合段是利用冲沙孔坝段、升船机船厢室段和下闸首作为二期纵向围堰的一部分，其结构断面型式有矩型、“L”型和倒“T”型，结合段顺ａ线总长危？76.45米。二期纵向围堰大坝下游段与升船机的下闸首相接，堰体全长240米，堰顶高程为290.50米？280.0米，大坝下游段采用碾压混凝土重力式结构，围堰最大堰高38.50米。

3．5  二期上下游土石围堰设计
    二期上、下游横向土石围堰主要由堆石、石渣、砂卵砾石、过渡料填筑而成，堰基及堰体的防渗分别采用塑性混凝土防渗墙、墙下帷幕及复合土工膜斜心墙型式。混凝土防渗墙墙厚0.80米，嵌入基岩0.50米，墙下帷幕深度为0.5倍设计水头。
    二期上游横向土石围堰堰顶高程305.00米，围堰轴线长378.00米，最大堰高59.0米。二期下游横向土石围堰堰顶高程291.00米，堰顶轴线长530.00米，最大高度45.0米。

4.  截流设计
    主河床计划于2008年12月下旬截流，截流标准采用截流时段重现期为10年一遇旬平均流量，截流流量为2330 立方米每秒。
    主河床截流采用单戗立堵双向进占的方式，由左岸坝体中预留的6个进口高程260.0米、10米×14米(b×h)的导流底孔分流。龙口位置设于河床中部偏左岸，截流时龙口最大断面平均流速每秒4.60米，最大落差2.4米。
    截流戗堤与上游土石围堰填筑体相结合，布置于围堰的背水侧，戗堤轴线与堰轴线平行，与围堰轴线距离约为30m，与上游混凝土防渗墙轴线距离约为45米。截流戗堤轴线全长为297米，堤顶高程272.0米，戗堤顶宽25米，上、下游边坡和堤头边坡均为1∶1.5。

    向家坝水电站工程规模巨大，地质条件复杂，施工洪水流量大，导流程序复杂、技术难度大，通过深入系统的施工导流规划研究，对各导流建筑物深入、细致的设计，规划设计了一批具有向家坝工程特色、技术领先的导流建筑物，成功的解决了一系列导流设计技术难题。