山西泽城西安水电站（二期）工程施工导流方案研究

李晋平

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

山西泽城西安水电站（二期）工程施工导流方案研究

李晋平

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原030024）

针对山西泽城西安水电站二期工程的特点，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）确定了该工程大坝施工的导流标准，提出了全年10年一遇洪水标准，非汛期10年一遇洪水标准、坝体过水，非汛期10年一遇洪水标准、坝体不过水3个导流方案，并对这3个导流方案进行了比选，最终确定采用枯水期坝体不过水的导流方案。

山西；泽城西安水电站二期；施工导流；方案比选；导流标准

1 工程概况［1］

1.1 枢纽概况

泽城西安水电站（二期）工程位于山西省晋中市左权县境内的清漳河干流上，距左权县城约35 km，控制流域面积为3 230 km2，是山西省开发边界水规划的大型水利工程之一。该工程是以发电为主，兼顾防洪、旅游等综合利用的水利工程，其主要建筑物有电站厂房、挡水建筑物、泄水建筑物、引水建筑物等。挡水建筑物为混凝土面板堆石坝，坝址在清漳河东、西两源汇合处以下约4.0 km的下交漳村附近，大坝坝顶高程为860.0m，最大坝高为61.6m，坝顶长为267.0m，坝顶宽为8m，上游坝坡为1∶1.5，下游坝坡布置“之”字形马道，马道宽为8.0 m，局部坝坡为1∶1.4，平均坝坡为1∶1.8。泄水建筑物由溢洪道和导流泄洪洞组成。导流泄洪洞布置于水库右岸，由进口引渠段、进口段、进口闸室段、洞身段及出口闸室段及挑流消能段组成，洞身段为内径8m的圆形有压隧洞。溢洪道布置于导流泄洪洞与混凝土面板堆石坝之间，为开敞式正槽溢洪道，总长300 m，由引渠段、闸室控制段、泄槽段、挑流消能段等组成。引水建筑物为发电引水洞，位于大坝左岸，由引渠段、闸室段、压力洞段及压力钢管段组成，内径为3m。电站厂房为引水式地面厂房，总装机容量为5 000 kW（4×1 250 kW）。

1.2 水文地质

坝址区地下水有石英沙岩裂隙水与松散岩类孔隙水两种类型，为统一含水系统。二类地下水位基本一致，河水位高程为803.0m，两岸地下水位略高于河水位。两岸石英沙岩裂隙水补给河水。清漳河为补给型河谷。

2 导流标准的确定

2.1 导流标准确定依据

山西泽城西安水电站（二期）工程总库容为9 941万m3，属中型工程，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）的规定［2］，确定导流标准。

2.2 导流标准

根据规定，大坝建筑物为3级，导流建筑物应为5级，相应的洪水重现期为10～5年。

根据水文调洪演算结果，如果采用全年导流方案，当P＝10%（洪水重现期为10年）时，相应洪峰流量为1 412m3／s，上游水位为835.29m，围堰最大高度为31.7m；当P＝20%（洪水重现期为5年）时，相应洪峰流量为659m3／s，上游水位为822.27m，围堰最大高度为18.7m。由于两种情况的围堰高度均超过15m，按规定，导流建筑物级别提高一级，为4级，相应的洪水重现期为20～10年。因此，若采用全年导流方案，宜采用P＝10%的导流标准，相应洪峰流量为1 412m3／s，围堰最大高度为31.7m。

如果采用非汛期导流方案，导流建筑物按5级设计，相应的洪水重现期为10～5年。采用10年一遇非汛期导流方式时，相应洪峰流量为34.7m3／s。

3 导流方式比选［3］

泽城西安水电站（二期）枢纽位于清漳河干流上，洪枯流量相差大，拦河坝为混凝土面板堆石坝。根据这些特定条件，选择了3种导流方案进行比较。

3.1 采用全年10年一遇洪水标准（方案1）

上、下游围堰为土石围堰，全年挡水，导流泄洪洞泄流。隧洞断面为圆形，直径为8m。当洪水标准采用10年一遇洪水时，导流泄洪洞最大泄流量为714m3／s，上游最高洪水位为835.29m，堰顶高程为836.7m，堰高为31.7m；当洪水标准采用20年一遇洪水时，导流泄洪洞最大泄流量为862m3／s，上游最高洪水位为846.92m，堰顶高程为848.4m，堰高为43.4m；当洪水标准采用50年一遇洪水时（后期坝体临时拦洪），只考虑导流泄洪洞泄洪，最大泄流量为994m3／s，上游最高洪水位为859.21m，接近大坝坝顶高程。此方案优点是，坝体施工不受汛期影响，坝体堆石填筑施工强度均衡；缺点是，施工导流工程量大，造价高，围堰施工工期长。

3.2 采用非汛期10年一遇洪水标准，坝体过水（方案2）

非汛期由上、下游围堰挡水，导流洞（城门洞型，底宽4m，总高4.45m）泄流。坝体填筑开始后的第一个汛期，坝体过水，汛后，恢复上、下游围堰挡水；第二个汛期，利用坝体挡水（根据进度安排，已填筑至坝顶），导流洞及导流泄洪洞泄洪。此方案优点是：（1）围堰低，上游最大围堰高为5m；（2）造价相对较低。缺点是：（1）围堰需恢复修建两次，需要修导流洞；（2）第一个汛期坝体受洪水影响，不能连续施工；（3）需对坝体上、下游面采取防护措施，坝体过流后，需对过水面进行处理。

表1 山西泽城西安水电站二期大坝施工3种导流方案比较表Tab.1 Three diversion schemes com parison of Z echeng Xi’an h ydropower s tation（Phase II）in Shanxi Province

3.3 采用非汛期10年一遇洪水标准，坝体不过水（方案3）

非汛期，由上、下游围堰挡水，导流洞泄流。汛期，利用导流洞、导流泄洪洞及溢洪道泄洪，坝体挡水。根据水文洪水调节计算，当洪水标准采用50年洪水重现期时（坝体拦洪），采用以上导流洞、导流泄洪洞及22m宽溢洪道泄洪时，最大泄流量为2072m3／s，坝前最高洪水位为853.40m，汛前坝体填筑至防浪墙底高程为856.2m，可以满足度汛要求。此方案优点是：（1）围堰低，上游最大围堰高为5m，施工导流围堰工程量相对较小；（2）坝体填筑完成时间早，避免了坝体过水，可以安全度汛，并且有利于提前蓄水，尽早发挥效益。缺点是：（1）需要修导流洞，临建工程量增加；（2）大坝施工初期，填筑强度很大，且需要在冬季施工，需要采用防冻措施；（3）整个工程施工强度不均衡。但综合比较，此方案造价低。

3.4 3种方案的综合比较［4］

当洪水标准采用10年洪水重现期时，3种方案的综合比较结果如表1所示。

4 结语

山西泽城西安水电站（二期）工程属中型工程，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303－2004）的规定，确定导流方案采用洪水重现期为10～5年的标准。通过对3种导流方案（P＝10%，全年围堰高31.7m；P＝10%，非汛期围堰高5.0m，坝体过水；P＝10%，非汛期围堰高5.0m，坝体不过水）的对比分析，大坝导流方式采用方案3，即采用非汛期10年一遇洪水标准，非汛期由上、下游围堰挡水，导流洞泄流；汛期利用坝体挡水，导流洞、导流泄洪洞及溢洪道泄洪。

［1］山西水利水电勘测设计研究院.泽城西安水电站（二期）工程初设报告［R］.太原：山西省水利水电勘测设计研究院，2009.

［2］SL 303－2004，水利水电工程施工组织设计规范［S］.

［3］水利水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册：1卷［M］.北京：中国水利水电出版社，2009：363－774.

［4］SL 645－2013，水利水电工程围堰设计规范［S］.

[责任编辑 杨明庆]

Study on Zecheng Xi’an Hydropower Station（Phase II）Engineering Construction Diversion Scheme in Shanxi Province

LI Jin－ping
（Shanxi Province Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，Taiyuan 030024，Shanxi，China）

Aimed at the characteristics of the second phase of Xi’an hydropower station，and on the basis of the Specifications for Construction Planning of Water Resources and Hydropower Engineering（SL303－2004），this paper determined the diversion standards of the dam construction project，and came up with three diversion schemes：once－in－a－decade flood standard for all year round，once－in－a－decade flood standard for non－flood season and the water flow through the dam body，once－in－a－decade flood standard for non－flood season and the water doesn’t flow through the dam body，and then makes comparison and selection of these three schemes and finally determined using the non－flood season and the water doesn’t flow through the dam body.

Shanxi；Zecheng Xi’an h ydropower s tation（Phase II）；construction diversion；scheme comparison；diversion standards

TV7

A

10.13681/j.cnki.cn41-1282/tv.2016.03.001

2016-04-13

李晋平（1980－），女，山西左权人，工程师，主要从事水利工程施工组织设计工作。