黄河干流龙羊峡—刘家峡河段中型电站施工导流及其施工特点.doc

黄河干流龙羊峡刘家峡河段中型电站施工导流及其施工特点黄河干流龙羊峡一划家峡河段中型电站施工导流及其施工特点臼1J(能源部,水利部西北勘测院)/谴纂苯支论嚣j尼羊峡至裁家峡河流的七个中型水电站,在挹单峡水电坫毫戒最有效地控47天然洪水,下泄流量降低且相对稳定,提高了导流标准的有利因素,以及平坦开闱的地彤,导流方式均为明渠分期导流,采用找大电站带中型电站,以中型龟站促太电站的流水作业方针,宴行分期梯级开斑,暾恒缩短工期,节约投资,早日囊龟?LV关键词申型电站丑,楚丝黄河千流龙羊峡一一捌家峡河段的中型电站开发,有着优越的自然条件和施工条件,梯级水电站建设中的施工导流更具有祷天独厚的因素.囝此,充分利用其优越的自然条件和施工条件不失对机地分期,分点开发建设,采取以大带中,以叫|,促大的流水作业方针,是充分牙用水和J资源,加快黄河上游水电开发,进行流域综合治理的重要措施.本文就黄轲上游七十中型水电站建设中的施工导流及施工特点谈几点看法,仅供参考.一,概还黄河干流龙羊蛱一一刘家蛱河段垒长425km,总落差975m,已规划的大型水电站和甩的最大水头799m,尚剩l76m未被利用.在原梯级电站规划中,拉西瓦一一李摩峡,李家晦一一登伯施2J蛱.公伯峡一一积石峡之间有三十川她珂段,各有约40m的落差未予利用.近年来随着国民经济的不断发展和需要,对建些尚未进行梯级布置和划分的河段进行了查勘和初步研究,规划布置了七座中壅东电站,自上而下依次为t尼那,山坪,土岗拉卡,康扬,苏只,黄丰和大河家.蔓此,龙捌河段水力资源可利用93%.率流域处于西北内陆高原.属于典型的大陆性气候,气温变化大,干旱步雨,年平均降雨量仅250mm300mm,而蒸投量贼达l500mm2OOOmm.河道年径流量650m./s1050m/s,主要寨中在汛期7月9月,约占年径藏暴的50.黄河上游天然洪水涨落较缓,历时长,周期性明显,一次洪水过程平均为40天左右.龙剂区间,黄河无茸f黄霉群.走唐山夹;黾鼠确,太支流汇入,流量稳定.考虑到龙革畎水库已经蓄水并与下游刘家峡水库进行联合洪水调度运行,因而区间梯级电站的入库洪水过程是经龙刘两库联台调洪后,龙羊蛱水库的下泄流量与下游各梯级电站区拇洪水组合而成.一龙刘河段有明显的峡谷与川地柏问舯地形特点,规埘的大型梯级水电站均布置在峡谷进,出口,规划的中型水电站均布置在峡谷出口外,与大型水电站首尾相董,河流蜿蜒曲折,河床开阔.水流缓慢.JII地地形不对称,主要由第三系红层和第四系松散堆积物组成,两岸有I,I级阶地,冲沟较发育.基岩为红色的砂者,砾岩,泥岩菩,其上为洪冲积砂砾石层及黄土类土,河床覆盏层约10m-l5m.考虑到JIl地地形,地貌基本相同,有其共同的规律,故各电站抠纽总布置和导藏建筑物布置大同小异,导流方式单一.二,导流标准和导流流量工导流标准是水利水电工程施工组织设计中的重要指标,是影响导流工程规模,施工期安全,施工进发和工程造价fjg重要因素,甚至在一定程度上影响到主体工程的施工进度和安全.因此,合理地选择导流标推是施工导流的首要问题.在龙刘河段的七个中塑水电站中,导流标摇的选择具有以下特点;(一)在降低导流流量的前提下撮蒜各电站的导藏标准刘家峡坝址以上流域面积23.18万km.,龙羊峡水库控制了其中的5碟,且区间无较大支流汇入.加之龙荆两犀联台调度和调蓄,对l洪水起劲滞洪削峰怍用,这样就全政变了天然状态下各电站坝址处的水文特性,不宜苒采用原水文资料,而痘为龙羊蛱水库韵下世流量加堪商洪承巍餐血l.直岗垃卡龟站在施工撙间,天然洪蜂流量(p吾%)为4匏m/s,经龙羊蛱承库调瞽屠下箍250)m./s,加区间洪水流量48Om./s,导流蘑流量2960m/s,削减1260m/s.相当于导流标准提高到P2%.在近期内尼那,直岗拉卡电站若与李家映电站同时施工,则龙羊峡水库控泄标2一龙羊峡水库不同频率下泄流量表1频率%下泄流量m./s1025005250022500中型电站导流标准及导流流量表2工程龙羊映控泄流量区间导流总削减比天然洪水名称频率流量频率流量洪水流量()(m/s)()fm./s)(m/s)(m/s)()尼那5420O5250D33O283O32.6山坪542oo5.250O33O283032.6直岗拉卡5422O5250O46O296029.9康扬54220525D046o296029.9苏只5428O52500750325O24.1黄丰5428052500750325024.1大河家6428o525O075O325024.1雄(P=5%)为Q=2000m/s,导流流量还可减小500111/s.(=)摄裔了导流童筑相承担风险的麓力,风险魔降低目前导流标准所选用的重现期,仅确定某一年的设计洪水所发生的机率,而未考虑工期延长遭遇超标准洪水的机率增加,即风险度加大.风险度用下式表示;1R=l一(1一)rr一3一式中;R一一风险度N一一导流围堰的使用年限年)T一一设计洪水重现期(年).当围堰的使用年限为1年,风险度Rl即为频率值,即RP.中垄承T电站的施工进度一般为第三年底第一台机组发电,四年竣工.通常土石围堰使用年限为27个月,即2.25年.接水啊水电工程施工组织设计规范规定.主要承工建筑物为玎级,栩应的导流建筑物为V级,设计洪水重现期T=10年,则风险度R=2i.1.在施工过程中,若围堰使用年限延长到3.25年,则风险度为R=29,比原设计增加7.9.如果要降低风险度,使设计风险霞R值仍为0.211,则所需重现期T=14年,导流标准相应提高.鉴于戈羊峡水库20年以下洪水重现期控泄流量均为2500m./s,可以认为,即使围堰使用期延长一年,导流建筑物承担的风脸不变.理论计算表明,当围堰使用期延长到4.6年时,导流建筑物所遭遇舶风险与使用期为2.26年一致.在考虑风险度后,区间中型电站导流建筑物是安全的.三,导流方式中型电站坝址区地形普遍较平缓,河答开阔,橱水面宽150m200m.两岸有高漫滩和I,级阶地,主体枢纽工程布置为低水头径流式电站,导流方式宣采用明渠分期导流,并使导流明浆与永久溢洪道结合.本文结合尼那水电站导流嚣计,谈谈导流方式的特点.(一)地形地质条件尼那电站坝址处右岸较陡,璺台阶地形,左岸为平缓开阏的I,级阶地,阶面宽大于400m.平水期水面宽l50m,水深5m10m,主溉位于右岸深槽中.坝址河床为下三迭统战变质岩.以钙质砂岩为主.左岸I级骱地上部为砂砾石及激冲积土层,厚10m25m,河床砂砾石覆盖层厚5m1Om.(二)导流方式采用左岸吼渠导流方案,将厂房坝段布置在右岸.分三期导流tl,利用枯水期左岸裸露的I级阶地施工,进行导流明渠的开挖,边墙,底板,啦滚堰等部分的混凝土浇筑,施工期洪水由原河床通过,工期12个月.2,截流后进行基坑开挖,大班,广席,泄水底孔混凝土浇筑,机纽安装,施工期洪水导流明渠渲泄(2),工勰27个月.a,三期导流继续进行溢流堰体,消力池和泄流闸门安装的施工,施工期洪水由底孔,冲砂孔和机组过流,工期9个月.四,围堰工程根据黄河上游已建河床式电站分期导漉的经验,寻流围堰宜布置草土和土石围堰型式.(一)革土围堰主要适应于低水蔓情况(水深6m8m,流速3m/s4m/s),结构简单,施工方便,成本低,防渗性能好,可就地取材,便于拆除.如黄河上游先期兴建曲青铜峡水电站,只用了40天时间,就在最大水耀7.8m,流量1900m./S,流速尢于3m/S鲍条件下,建成长680m,工程量达7万m.的萆土围堰.两此,一期等流纵横圈堰宜布置革土围堰.(二)土石围堰主要用于二期导流上下游横向溜般,其特点结构筒单,施工方便,使用时间长,档水位高,便于机械化施工,同时町做为施工期道路,嗣堰防渗亦可灵活设计.纵I司周堰即为永久溢洪遣的混凝土边墙.副堰防渗宜采用高压旋唆混凝土防渗墙新技术,该方案具有施工速度快,防渗教果好,箍所底等优点,可满足施工进度要求.(三)三期导漉时,要继续进行未完建工程的施工.由于电站三年发电,需挡初期发电水位,若在导菰明渠进口修建国堰,其工程量犬,工期长,有若干技术l可题亦难以l处理,难以保证按时发电.设计中应考虑在溢流堰前下叠梁闸门挡水发电,以代替上游围堰.下游围堰可采用土石4一0电玷二期寻漉平面弗置围堰形式.五,施工条件区阀牛型电站坝址均位子县城附近,上游均有已规划和在建的大型水电站,其优越的自然条件为电站的施工创造了良好舶环境,具有以下特点.(一)坝址处交通便干町.尼那,山坪坝址距西宁市公路里程约124km,距已建坦源转运站137km,两地均有公路可达工地.直岗拉卡,康扬坝址距平安驿转运站公路里程8Okin,距西宁市11Om,可利用目前在建的李家峡水电站对外公路.苏只,黄丰坝址施工时可利用公伯峡水电站的对外公路.大河家坝址距循化县3Okin,距西宁市公路里程l85km,可利用积石峡水电站对外公路.总之?各电站交通非常方便,不需另修公路.(二)坝址区两岸地形开阔,便于工布置.若规划的大型水电站先期施工,可兼用其施工辅助企业和设备,减少睹建工程量,充分利用开阔地形,提高机械亿施工强度,缩短建设工期.(三)坝址附近宥11OkV的高压线经过,为施工用电提供了电源.施工轫地与黄河平水期水位相差较小,施工供农易于解决.(四)施工天然建材来蔼c较多,各大型电站的科场均经过勘探分析,其数量翻质量除满足大型电站施工外,尚可满足赣建中型电站施工的需要.(五)施工EL伍稳定.水电四局一直在黄河上游从事水利水电工程施工,经t丰富,力量雄厚,设备齐全,为电站蔓1I提供了便荆条件.(下转第17页)在10.c6O.c范围内尤为显着,而9M.兀瓦经运行试验证明油温达60.C时应能可靠运行,但油温高运行时,油槽密封不好会产生大量油蒸气超出,故为了运行中减少轴承的摩擦损失,又根据龙羊峡电站油槽结构和密封情况,建议运行油韫控制在30.C40.C为宜.2,关于机组加闸停机转速和惰性停机应正确理解和执行.这是因为9MJI瓦寿命取决于瓦面摩损速度,而摩损速度,摩损量大小与长时间.氐转速成正比.为延长9Mn瓦的使用寿命在一般情况下,低转速运行时问宜过长.惰性停机应该在特别事故情况下(如涮动器失灵等)才籀使用,不要在一般情况下用停枫加闸转速控制在l2%l5NH为宜.另外在运行中尽量减少必要性不大的开停机次数.这是因为开停机过程中轴瓦将鳋过低转速段,产生一个不安全润滑的过渡段.这段时间虽很短暂,但还是存在的,因此开停机次数的多与少是衡量轴瓦胯损游的一个尺度,常年大量频繁开停机翡使轴瓦摩损速度加快,缩短瓦的使用寿由.3运行一p注意轴瓦问温度差值,要控制在不超过6.c8.C超过此温差值甄及时查找原因.4,机组停机备用加强监视,防止匠导叶漏水景大而使发电机组转子自动转起来.5,为使3MJI瓦更好保持怠好工伊性蘸,使氟塑料瓦面磨损速度降至最僚,在检修中要对镜板认真检查处理,使镌)爱表面的粗糙度控制在32m以下,对铸板检修要进行抛光.6,9M.兀瓦检修中要认真清除推力油槽中的杂质,要精心滤油,彻底清扫弦力油槽.7,由于9Mn瓦塑料面硬度很低,检修巾注意捌伤和磕碰.8,检修安装中一定耍注意轴瓦謇磅应灵活,同时在轴瓦受力调整中要特另l注意提高调整各轴瓦的受力精确度,尽可售保持各轴瓦受力均匀.9,由于9MJl瓦面氟塑料导热性棱差,轴瓦在运行中油膜实际温度与常摄测量出的温度差值较大,一般在2OC3O.c范围内.在运行及试验中要掌曩好这个差值规律.l0,通过试验和实际运行证唠9MJI瓦摩损耗小,为了节省能源,通过试验可以减少推力冷却用水量,为简化改造现有的冷却系统刨造条件.(上接第5页)六,结语(一)站羊峡水库的修建,有效地控制了哭然洪水,下泄流量相对稳定,大幅度地降低了导漉流量,提高了导流标准,降低了导流建筑物承担的风险.因此,充分利用选一有利医索,及时开发尚未利用的川地水力资源,将有若非常优越的技术经济指标.(二)中型电站都建在两个姨谷之闻的平蜒地区,地形开阔,弼球较宽,有着明显的相似性,其导流方式均为观渠分期导流,以分三期导流为宜.(三)采取大电站带中型电站,以中型电站促大电站的流水作业方针,实行梯级连续开发.大矗站对外交通,输电线路,附助企业,砂石料系统,施工设备,施工队伍等均可与中