西北岔水库下闸蓄水方案.doc

1 工程概况 白山市西北岔水利枢纽工程位于白山市江源区，主要是开发浑江上游（原浑江一级支流西北岔河）水利资源，坝址距国有大型企业三岔子林业局所在地三岔子镇9km，厂址距三岔子镇1km。工程任务以供水为主，兼顾发电、防洪等综合利用。工程总库容为1662.36104m3，校核洪水位717.28m，设计洪水位715.85m，正常蓄水位713.40m，相应库容1350104m3，死水位678.00m，死库容60.70104m3。供水能力7104m3/d，电站总装机容量3260kw，多年平均发电量945.39104kw.h。本工程等别为等，工程规模为中型，拦河坝和溢洪道为3级建筑物，设计洪水标准为50年一遇，校核洪水标准为1000年一遇；引水道系统工程为4级建筑物，发电厂房为5级建筑物，设计洪水标准为20年一遇，校核洪水标准50年一遇。 西北岔水利枢纽工程主要由挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物、发电厂房等建筑物组成。挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，泄水建筑物为开敞式岸边溢洪道，两建筑物位于西北岔河中游，三岔子镇以北9km处。堆石坝布置在河道大转弯的下游侧，溢洪道布置在河道左岸，充分利用了河道大转弯的有利地形条件。引水建筑物，即引水道系统布置河道右侧，全长5023m，与下游的电站相接。发电建筑物为大小两个发电厂房，两个电站相距88m，发电后用于供水，水库多余水量发电，其中小电站向江源区供水3104m3/d，大电站向主城区（浑江区）供水4104m3/d，。工程交通沿201国道鹤大线白山至靖宇段公路，经新建跨河钢桥，进入发电厂区，并与7km长厂坝三级公路（林区公路）相通，直至坝顶。2009年11月18日工程正式开工兴建。截止2016年底，大坝除坝顶结构和上游辅助防渗体外基本完成，溢洪道进口两侧导水护坡尚未完工，引水隧洞开挖完成，发电厂房土建完成90%，机电设备安装完成90%。2017年工程建设进入收尾阶段，大坝、溢洪道尾工工程继续进行，库区清理和大坝蓄水安全鉴定工作正在进行，业主计划2017年大汛前择机下闸蓄水。 坝 址 区 工 程 特 性 表序 号 及 名 称单位数量备注一、水文1、流域面积 全流域km2157.1 坝址以上km21282、多年平均径流量104m351203、代表性流量 多年平均流量m3/s1.62 设计洪水标准及流量(P=2%)m3/s363 校核洪水标准及流量(P=0.1%)m3/s731 施工导流标准及流量(P=20%)m3/s112二、水库1、水库水位 校核洪水位m717.28 设计洪水位m715.85 正常蓄水位m713.40 死水位m678.002、正常蓄水位时水库面积km20.733、水库容积 总库容104m31662.36 正常蓄水位库容104m31350 调节库容104m31289.30 死库容104m360.704、库容系数%25.845、水量利用系数%77.1三、下泄流量及相应下游水位1、设计洪水时的最大下泄流量m3/s265 相应坝址下游水位m657.252、校核洪水时最大下泄流量m3/s525 相应坝址下游水位m658.25序 号 及 名 称单位数量备注四、拦河坝 型式混凝土面板堆石坝 地震基本烈度 坝顶高程m717.55 防浪墙高程m718.75 最大坝高m62.05 坝顶长度m294.71（两端点坝顶长）五、泄水建筑物 型式开敞式溢洪道 地基特性玄武岩、混合花岗岩 净宽m20 堰顶高程m613.40 长度m199.30 条数条1 消能方式挑流六、导流放空洞 导流洞洞长m308.83 导流洞断面m4.55.0 放空管直径m1.0 封堵闸门 平面钢闸门七、引水道引水道长度m5023至大电站洞出口最大引用流量m3/s3.202进水口底板高程m674.50进水口拦污栅尺寸m3.644.78钢结构，电动葫芦隧洞长度m4918隧洞型式城门洞 隧洞断面尺寸m2.42.4衬砌断面调压室形式井式调压室截面尺寸m6直径2 大坝水位控制设施2.1 水库放空管水库放空管是用于放空水库，便于大坝维修之用。水库放空管位于导流洞内的一条圆形钢管，管线设置在洞中心线右侧1m，水平长度46.70m，技术参数DN1000、PN=1.0MP，管壁厚10mm，采用Q235C级碳素钢；管进口位于闸室喇叭口段，桩号0-008.95m，设有拦污栅；桩号0-008.95至0+003.50埋设于闸室底板下，管中心高程663.00m；桩号0+003.50至0+010.00埋设于洞内封堵段；桩号0+010.00至0+037.75为架设在洞内底板上的明管，管中心高程666.20m；桩号0+016.75、0+023.25分别设有1.00m长、2.00m宽、0.40m高的支墩两个；桩号0+031.59至0+036.25为2.50m宽、2.3m高的镇墩；桩号0+012.00设置了两台手电两用蝶阀，上游侧为检修阀，下游侧为工作阀，用于开关管道，放空水库，技术参数DN1000、PN=1.0MP、L=400，蝶阀中间由伸缩节连接，伸缩节参数DN1000、PN=1.0MP；由于蝶阀长期处于洞内潮湿环境，放流时又有水雾，蝶阀、电缆和空气开关有防水防雾的要求；蝶阀开关在出洞口操作。 放空管放流时，导流洞水流处于明流状态，在水库水位680.00m时，泄流量9.41m/s，导流洞水深为0.463m。放空管水位流量关系表库水位（m）667.5668.0669.0670.0671.0672.0673.0流量(m/s)3.083.564.365.035.636.166.66库水位（m）674.0675.0676.0677.0678.0679.0680.0流量(m/s)7.127.557.968.348.729.079.41导流洞明流时水位流量关系表水深h（m）0.000.100.200.300.400.50流量Q(m/s)0.000.802.464.727.4510.57水库放空管运行方式：大坝的检修或者维护，需放空水库进行时，开启阀门；放空水库时，须在水库水位降落到680m以下时进行；本放空管禁止用于水库泄洪，宜每两年操作一次，防止管道淤死。由于导流放空洞内布置了放空设施和生态放流设施，导流洞出口安装防护大门，冬季运行需要保温处理。水库放空底孔正常运用时不作为水库水位调节设施。2.2 引水发电系统用于供水和发电的引水建筑物-引水隧洞布置在河道右岸,由进口、进水闸室、洞身、调压井、内衬钢管组成，为单线的有压隧洞，城门洞型，断面尺寸3.23.2m至2.42.4m，总长4918m，最大引用流量3.202m3/s。发电引水系统只是在每年枯水期，当来水流量小于发电引用流量时，能够调节水库水位，丰水期的水库水位调节作用有限。发电引水系统水位调节区间为死水位678.00m至正常蓄水位713.40m之间。2.3 溢洪道溢洪道位于左坝头，为开敞式岸边正常溢洪道，由进水渠、溢流段、泄槽、挑流段和出水渠组成，全长199.30米。进水渠位于桩号0-062.500-010.20m间。控制段位于桩号0-010.200+007.80m间，溢流堰顶高程713.40m，为WES实用堰型，设计泄流量为265m3/s，校核泄流量为525 m3/s，纵向长度18m，净宽20m，边墙厚度2m，控制段基础岩石为玄武岩，岩石柱状节理发育，承载力高。为了保证与坝体构成一体的防渗体，拦河坝趾板帷幕、固结灌浆延伸至溢洪道全断面。泄槽段位于桩号0+007.800+124.80m，长117m，净宽20m。桩号0+007.80m处槽底高程709.84m，纵坡1:2；桩号0+085.80m槽底高程670.84m，纵坡1:4；泄槽13m长设一道变形缝。每段泄槽设横、纵向排水沟，与左侧边墙外缘纵向排水沟相通。开挖高边坡采用喷锚支护，底板与岩石基础采用锚筋连接，增强泄槽脉动稳定。挑流段位于0+124.800+136.80m，鼻坎高程662.65m，反弧半径R=15m，挑射角30，槽净宽20m。出水渠位于桩号0+136.80m以后，底宽21m，底高程660m。溢洪道为开敞式，只能调节堰顶高程713.40m以上至相应洪水位间的水位，高程713.40m以下的水位无法调节。3 下闸前后工作下闸前，拦河坝、溢洪道、引水隧洞进口工程和库区清理等须全部完成，具备发挥功能的能力，蓄水安全鉴定完毕，同时，还须完成放空管、生态放流管的施工。生态放流管进口布置在导流洞闸室676.00m平台上，桩号0-001.50m，沿闸室左边墙至洞身底板，至0+015m，管径0.20m，之后采用两个手动闸阀和一个减压阀控制流量，接着管径扩大为0.4m，长度9m，出口接消力池。下闸后，根据抚松双沟水电站闸室封堵的经验教训，为了保证洞口段的洞身和放空管稳定，采用平板钢闸门封堵闸室同时，在钢闸门下游侧增加封堵砼。由于放空管的控制阀门位于洞内，在洞内操作，大坝施工结束后，封堵闸门采用一次关闭，不再开启。在闸门关闭前后左右固定后，随即洞身0-003-0+010m填筑封堵砼，砼标号C20，并做相应的回填灌浆，确保封堵效果。封堵砼完成30天后，进行放空管防水试验。4 下闸方案4.1 下闸时间在完成工程建设任务，达到西北岔水利枢纽工程蓄水安全鉴定报告提出的蓄水前应补做的工作完成后并验收合格，水库可下闸蓄水。结合本工程的实际情况，西北岔水库在主汛前下闸蓄水，短时间内水位上涨较快，对大坝的安全稳定运行及隐患排查处理极其不利，因此，根据水文多年天然来水资料分析和水库近期蓄水安全要求，9月份后的秋汛，来水流量较小，便于导流洞封堵，推荐下闸封堵时间为2017年9月以后，来水流量小于4.54m3/s。（详见近期蓄水方案）4.2 下闸方式导流洞闸室封堵采用平板钢闸门直接下闸封堵。闸门孔口尺寸4.55.0m，设计水头52.28m，总重量49.97吨。下闸时利用导流洞闸室右岸的施工平台，由大型吊车将闸门吊入闸门槽内，缓缓放下，直至全部关闭，并将四角固定，人员、机械设备撤离，水库开始蓄水。5 水库蓄水方案5.1 近期水库蓄水方案近期水库蓄水方案时间为2017年9月至2018年9月，须逐步抬高水库水位，以观察、检查和验证各单位工程是否达到设计指标要求，为今后长期运行提供依据，同时，发现问题，为及时处理工程问题赢得宝贵时间，以免对工程造成严重破坏。5.1.1 2017年9月至2018年3月蓄水方案2017年9月至2018年3月为流域的枯水期，天气寒冷，来水流量小于引用流量，引水系统可以起到控制水库水位的作用。第一阶段蓄水方案：水位蓄至678.00m（死水位），水深22.50m，死库容60.70104m3，预计蓄水时间9天；观察、检查坝体变形、渗漏等情况，引水隧洞通水，控制水库水位；观察期30天（一个月），没有问题方可进入第二期蓄水。第二阶段蓄水方案：水位蓄至694.00m（2/3水深），水深38.50m，库容381.00104m3，预计蓄水时间45天；观察、检查坝体变形、渗漏等情况，引水隧洞通水，控制水库水位；此期间，可进行电站为期3天的带负荷发电试运行，预计利用水量83104m3；试运行通过并经发电验收，工程投入供水发电运行；观察期至2018年3月末。5.1.2 2018年4月-9月蓄水方案2018年4月-9月为流域的丰水期。2018年3月末，经验收评价，没有工程问题或隐患，可利用桃花水期间，水量较大，继续蓄水直至正常蓄水位713.40m，水深57.90m，库容1350.00104m3，预计蓄水时间60天；观察、检查坝体变形、渗漏等运行状态，有可能进行溢洪道泄流试验，检查、验证溢洪道泄流和消能设施情况；观察期10-30天，没有问题，按水库调度方案运用，有问题，须降低水位，采取工程措施。2018年3月末，经验收评价，第二蓄水阶段存在工程问题或隐患，须采取工程措施处理，完成后按上述方案运行、观察。2018年大汛期在7月中旬至8月中旬。工程没有问题或者隐患处理完毕，水库防洪度汛按设计防洪汛限水位和水库防汛预案运行；大汛之后，水库按正常调度运行。大汛期间，工程隐患未处理完成，水库须降低水位运行。5.2 长期蓄水方案近期蓄水方案安全通过，达到设计要求后，工程尤其是大坝经过近一年运行和汛期较大洪峰流量考验，在认真总结基础上，于2018年10月可进入到正常运行阶段，按照工程设计的调洪原则与供水发电调度控制运用计划以及防洪预案实施年调节水库运行状态。6 工程运行安全监测大坝下闸蓄水后，须对整个工程的各个单位工程按照规范和设计要求，及时实施工程监测，尤其对大坝各蓄水节点，按照规范和监测设计的要求适时观测，以监控大坝安全、掌握运行规律、指导运行和反馈设计；发现异常，立即复测；做到监测连续、数据可靠、记录真实、注记齐全、整理及时，发现问题，及时上报，仪器监测与巡视检查相结合，每个蓄水节点当符合设计要求后方可进入下一个蓄水节点，否则，须重新调整近期蓄水方案。仪器监测、巡视检查须按土石坝安全监测技术规范（SL 551-2012）和西北岔大坝安全监测技施设计进行。7 水库蓄水应急运行措施在水库蓄水过程中，要从组织、人员、设备、工程和运行等做好准备，以应对蓄水过程中的紧急情况，保证人员生命及财产的安全。本报告就运行管理应急措施如下：当引水系统出现问题时，要及时关闭进口检修钢闸门。当坝体出现水平位移、