新疆阜康抽水蓄能电站上水库施工导流设计

苏晓军 任小亮

(1.黄河上游水电开发有限责任公司，青海 西宁 810008； 2.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

1 工程概述

新疆阜康抽水蓄能电站位于新疆昌吉回族自治州阜康市境内，本工程下水库位于白杨河上游，上水库位于白杨河西侧白杨沟上游的西岔沟上。下水库距阜康市约70 km，距乌鲁木齐市约134 km。S303线从下水库以北约21 km通过，下水库至S303有简易路相通，上水库至简易路约11 km，对外交通条件良好。

本工程为抽水蓄能电站，共装机4台，总装机容量为1 200 MW(4×300 MW)。工程等别为一等大(1)型工程，其主要建筑物为1级建筑物。电站枢纽工程由上下水库、泄洪建筑物、输水系统、地下厂房及开关站等组成。

新疆阜康抽水蓄能电站枢纽布置图见图1。

该工程于2016年11月开工，目前厂房顶部通风兼安全洞已经贯通，目前已进入主体工程施工阶段。首台机预计2023年3月试运行发电，全部机组预计于2023年12月试运行发电，施工总工期76个月。上水库施工导流建筑物已基本完成，满足上库汛期度汛的要求。

2 施工导流

该工程上库需要导流的建筑物主要有上水库、上库进/出水口。

2.1 设计条件

上水库位于西岔沟内，沟谷深切，谷底宽约20 m～50 m，两岸山体高陡，沟谷呈基本对称的“V”型。库区为两沟夹一狭窄山梁地形，西岔沟内基本长年有水，沟底宽20 m～50 m。

2.2 施工导流的特点

1)上水库建筑物规模较大，施工导流布置及施工进度安排需充分考虑各建筑物之间的施工关系，减少施工干扰[1，2]；2)上库大坝为面板堆石坝，属当地材料坝，施工期不允许坝面过水[3]；3)本工程上库西岔沟、西支沟集雨面积较小，施工期来洪量不大；4)施工导流方案结合导流洞与抽排方案设置，导流排水路径长、高差大。

2.3 导流标准

本工程属一等大(1)型工程，相应的上水库大坝和电站进水口为1级建筑物。根据本工程规模和永久建筑物等级，按照DL/T 5397—2007水电工程施工组织设计规范和DL/T 511—2000水电水利工程施工导流设计导则的规定，导流建筑物的级别按其保护对象、失事后果、使用年限和围堰工程规模四项指标确定。导流建筑物为4级建筑物。

初期导流标准为：上水库西岔沟取10年一遇洪水标准，相应24 h洪量为10.6万m3；上水库西支沟取10年一遇洪水标准，相应24 h洪量为2.32万m3。

本工程在中期度汛时段大坝填筑高程满足50年一遇洪水标准，因此度汛标准取50年一遇洪水。

后期度汛采用大坝200年一遇挡水标准，上库蓄水位远低于正常水位，满足度汛要求。

2.4 导流方式

上水库导流方式采用土石围堰一次拦断河床，机械抽排+排水洞导排的导流方式。

2.5 导流程序

根据施工进度安排，将上库大坝导流时段划分为初期导流，中期导流、后期导流三个时段。

初期导流：2018年3月初～2018年5月底上库西岔沟、西支沟进行土石围堰施工，2018年6月初～2019年9月底西岔沟及西支沟围堰挡水，库盆及大坝施工，导流标准取10年一遇的24 h洪量标准，西岔沟相应24 h洪量10.6万m3，西支沟相应24 h洪量2.32万m3。

中后期导流：2019年10月初～2022年3月底期间，上库混凝土面板堆石坝挡水度汛，在2019年9月底，大坝填筑高程为2 213.69 m，度汛标准为50年一遇24 h洪量标准，相应洪量西岔沟为18.8万m3，西支沟为4.53万m3，大坝度汛期间坝前水位为2 208.60 m，大坝填筑高程满足度汛要求。为不影响面板施工，需对坝前挡水库容进行抽排，需要选用IS200-150-400的水泵(400 m3/h)6台，约需要98 h可抽排完毕。度汛期间主要进行上库混凝土面板堆石坝、库盆及进出水口的施工。

2022年汛期上库开始蓄水，此时上库大坝已经完建，由上库混凝土面板堆石坝挡水，电站永久运行。

3 上水库挡水建筑物设计

西岔沟围堰布置于上水库库盆以外约65 m处，围堰堰前水位为2 306.5 m，堰顶高程为2 308.0 m。围堰为土石围堰，迎水面坡比为1∶1.75，背水面坡比为1∶1.5，围堰最大高度为33.6 m。

西支沟围堰布置于上水库库盆以外约100 m处，围堰堰前水位为2 313.2 m，堰顶高程为2 314.7 m，围堰为土石围堰，迎水面坡比为1∶1.75，背水面坡比为1∶1.5，围堰最大高度为23.61 m。

围堰防渗采用高喷防渗墙与土工膜结合的方式，高喷防渗墙入岩深度0.5 m。土工膜与防渗墙联接时，下端嵌入防渗墙施工导向槽内0.5 m，并用混凝土回填。土工膜两侧端头与齿墙相连，要求伸入混凝土0.5 m，并留50 cm的伸缩接。土工膜两侧采用过渡料填筑,填筑厚度1 m。

4 上水库排水路径设计

西岔沟采用2.5 m×3.0 m城门洞形排水洞将沟道来流导排至西支沟，排水洞末端5 m进行封堵，封堵体里埋设钢管，钢管直径600，壁厚3.5 mm，后经库岸路边沟、10号场内路路侧φ1 000混凝土管，将西岔沟来流导排至坝后。西岔沟排水洞外接钢管处设置阀门一套，阀门型号为DN600型，承压等级1.0 MPa，用以调控西岔沟出水流量。

西支沟采用IS200-150-400型号(400 m3/h)的水泵约2台，泵后接φ400 PVC管，后经库岸路边沟、10号场内路路侧φ1 000混凝土管，将西支沟来流导排至坝后。

西支沟、西岔沟来流合流后经库岸路边沟排放，原设计环库路边沟1.0 m×0.4 m(宽×高)需扩大到1.0 m×1.5 m(宽×高)，可满足西支沟、西岔沟来流合流后排放需要。

5 结语

新疆阜康抽水蓄能电站上水库施工导流结合上库工程区的实际地形、地貌以及水文地质等条件，确定了较为合理的导流方案。该工程上库施工导流方案在以往其他抽蓄项目单一涵管导流、导流洞导流、机械抽排的基础上结合工程自身实际情况确定了以抽排+导流洞+管道导流的组合处理方案，有效的减少了对主体工程施工期间的干扰，满足了工程正常施工的需要，保证了工程的正常施工建设。