张有山   刘维新（设计二处）

[摘要]  本文介绍南阳回龙抽水蓄能电站施工导流概况以及通过施工导流解决枯水期施工供水的途径和方法。

[关键词]  南阳回龙  施工导流  施工供水

1  概述

    南阳回龙抽水蓄能电站，位于河南省南召县境内的黄鸭河支流回龙沟上游，与平顶山市辖区的鲁山县接壤，县界也是长江与淮河水系的分水岭。下库控制流域面积仅为8.625km²，电站装机120MW，为三等工程，上、下库大坝和引水发电建筑物均为3级永久建筑物。根据施工总进度安排，总工期3年6个月，即2000年12月开工，2004年5月完工。

2 自然条件

2.1水文条件

    下水库流域面积为8.625km²，河槽内常年有水，多年平均降雨量为843.2mm，5~9月份占全年降雨量的76%，形成枯水期水量很小，汛期水量集中且洪峰较大。根据坝址处水文资料分析，11月~次年3月为枯水期，4~5月及10月为中水期，6~9月为汛期。汛期5年一遇洪峰流量为177m³/s，洪量为91.6万m³， 10年一遇洪峰流量为232m³/s，洪量为130.7万m³；非汛期施工洪水见表1，逐月径流量见表2。

表1  回龙坝址下水库非汛期施工洪水   单位：m³/s

2.2地质条件

    下水库坝址区河谷呈“V”型峡谷，谷底宽20m。在坝址部位河流急剧弯曲，造成右坝肩为凸起山体，平均坡度41°~45°，左坝肩为凹向陡峻山体，平均坡度50°~60°。坝址区除零星分布的第四系覆盖层外，基本上岩石裸露，岩石岩性为燕山晚期细粒花岗岩，地下水贫乏。

3 施工导流与供水

    坝址区地下水贫乏，经勘察打一眼深水井每天出水量约20 m³，无法满足工程施工和生活用水需要，规划考虑从回龙沟取水。由于回龙沟枯水期径流量很小，即使全部加以利用，仍然无法满足相应时段的工程用水需要，所以必须利用导流围堰拦蓄部分汛期水量，供枯水期工程施工之用。

表2  回龙坝址下水库逐月径流量表

3.1施工供水

3.1.1施工用水量

    根据施工总进度安排，由各分项工程的施工强度和耗水量指标测算出施工期逐月施工用水量，见表3。

表3  回龙电站工程逐月施工用水量表   单位： m³

3.1.2  2001~2002年非汛期施工水源保证率分析

    当下库采用90%保证率天然来水量分析，2001年10月和2002年1~6月期间来水量不能满足施工用水要求，其中2002年1~6月连续缺水，缺水量达23.92万m³。采用围堰蓄水调节，则堰顶高程应为481.5 m，围堰高21.5m。

    当下库采用75%保证率天然来水量分析， 2001年12~2002年3月和2002年6月期间来水量不能满足施工用水要求，其中2001年12~2002年3月连续缺水，缺水量达5.25万m³。采用围堰蓄水调节，堰顶高程应为469. 6 m，围堰高9.6m。

    经技术经济分析，确定采用75%供水保证率方案，并在坝下游1.0km处南庄附近修建挡水堰，作为施工备用水源。

3.1.3  2002~2003年非汛期施工水源保证率分析

    下库采用90%保证率天然来水量分析，2002年10月~2003年6月期间来水量不能满足施工用水要求，连续缺水量达31.73万m³，必须采用大坝临时蓄水调节供水。结合大坝施工渡汛安排，要求溢流坝段预留缺口不低于484m高程。又根据90%保证率天然来水量分析，要求2002年8月1日下闸封堵泄洪排沙底孔。

3.2施工导流

3.2.1导流方式

    根据水文气象条件、水工布置和施工总进度安排，下库采用枯水围堰水泵抽水导流，汛期围堰过水。围堰蓄水作为2001~2002年非汛期施工供水水源。

    根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89），临时导流建筑物为5级，下库为浆砌石围堰，施工导流设计洪水标准为5年一遇，相应洪峰流量为177m³/s，洪量为91.6万m³；大坝施工临时渡汛洪水标准为10年一遇，相应洪峰流量为232m³/s，洪量为130.7万m³。

3.2.2导流程序

    根据施工总进度安排， 2001年11月~2002年3月进行下库大坝基坑开挖和474m高程以下大坝混凝土浇筑，本施工时段导流设计流量为0.32m³/s，围堰挡水，水泵抽水导流；2002年4月~5月进行488m高程以下大坝混凝土浇筑，本施工时段导流设计流量为49.3m³/s，围堰过水，大坝泄洪排沙底孔导流；2002年6月~7月进行500m高程以下大坝混凝土浇筑，本施工时段导流设计流量为232m³/s，围堰过水，大坝泄洪排沙底孔和溢流坝段484m高程预留宽16m缺口导流；2002年8月完成大坝混凝土浇筑，本施工时段导流设计流量为232m³/s，为保证2002年~2003年非汛期施工用水，2002年8月初需要临时封堵泄洪排沙底孔，由大坝溢流坝段484m高程预留宽16m缺口导流。溢流坝段溢流面混凝土以及大坝缺口部位混凝土安排在2002年11~12月施工，本施工时段导流设计流量为0.34m³/s，由大坝挡水，水泵抽水导流。下库施工导流及大坝渡汛成果见表4。

表4  下库施工导流及大坝渡汛成果

3.2.3导流建筑物

   下库的唯一导流建筑物是浆砌石围堰，它除了保障在枯水期进行大坝474m高程以下混凝土施工外，还兼作枯水期施工供水水源的挡水建筑物。

3.2.3.1围堰轴线布置

    下库坝轴线位于岳庄以北九江河第一弯道以下约60m，呈东西走向，电站尾水进口边坡开挖达到弯道处。为减少围堰工程量和减短抽排水管道长度，将围堰轴线选在弯道上游约20m处，围堰轴线与坝轴线夹角约83.5°。下库围堰布置见图1。

图1    下库围堰布置图

3.2.3.2围堰型式及尺寸

    下库坝址区岩石裸露，河谷孤石随处可见，缺少防渗土料；九江河洪枯变幅很大，洪水来势猛，退水快；下库围堰枯水期承担着施工供水任务。鉴于上述原因，确定采用浆砌石过水围堰。

    若仅从施工导流方面考虑，下库上游围堰只需拦挡枯水期洪水，导流设计流量0.32 m³/s，堰顶高程为463m，最大堰高为3m即可。

    由于下库上游围堰作为2001年~2002年非汛期施工供水调蓄水源，需要形成5.25万m³库容；作为下库大坝施工的渡汛措施，必须能够抵御2001年11月~2002年3月期间五年一遇施工洪水，需要0.15万m³的防洪库容。根据围堰水位~库容关系曲线，当堰顶高程为469.6m时，相应库容为5.25万m³，当堰顶高程为470m时，相应库容为5.64万m³。根据供水及渡汛要求，确定围堰堰顶高程为470m，围堰防洪限制水位469.6m。

    围堰顶高程470.0m，顶宽2.5m，堰顶长56m，最大堰高10.0m；上游边坡467.2m高程以下为1:0.7，467.2m高程以上为垂直面；下游边坡为1:0.7。

4 结论

    通过对下库水量的仔细分析计算，在确定的施工导流方案时，适当提高下库上游围堰的高度，使其形成一定的库容，在增加有限投资的条件下，保证了施工期枯水时段的施工供水，使整个工程建设的工期和质量得到了保障。因此，笔者认为，利用围堰储蓄部分洪水作为施工用水在回龙电站特定的自然条件下，是比较科学的手段。

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