摘要：巴塘水电站工程于四川省甘孜藏族自治州巴塘县巴楚河口上游约660m的金沙江干流上，工程发电为主，为二等大（2）型工程；工程区地形地质条件复杂，通过施工导流方案比选，选取适合本工程的施工导流方案，实现为工程节约投资，按期截流等目标。
关键词：巴塘水电站；导流方式；全年围堰；导流隧洞
1 工程概况
巴塘水电站位于金沙江上游河段四川省和西藏自治区的界河上，右岸为西藏昌都地区芒康县，左岸为四川甘孜藏族自治州巴塘县。坝址位于四川省甘孜藏族自治州巴塘县巴楚河口上游约660m的金沙江干流上。坝址距成都市公路里程827.4km，距康定县公路里程465km，距巴塘县公路里9km，对外交通较方便。
本工程以发电为主，为二等大（2）型工程。正常蓄水位为2545m，相应库容1.28亿m3，电站装机750MW，多年平均发电量为33.93亿kW·h。
2 枢纽建筑物布置
巴塘水电站采用左岸溢洪道、明管引水、地面厂房的枢纽布置格局。
挡水建筑物采用沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶长348m，最大坝高69m，坝顶宽度10m。
泄水建筑物布置在左岸，包括3孔开敞式表孔溢洪道、1条泄洪放空洞。溢洪道右侧紧邻沥青混凝土心墙堆石坝，左侧是明钢管引水发电系统及岸边地面厂房，泄洪放空洞则布置在引水发电系统与导流洞之间。3孔开敞式溢洪道主要由引渠段、堰闸段、泄槽段、鼻坎段及出口段组成。溢洪道采用挑流消能，泄槽末端设挑流鼻坎，下游岸坡及对岸的冲刷区岸坡采用混凝土贴坡防护。左岸泄洪放空洞由进水塔、有压洞段、工作闸室、出口泄槽、消力池与下游护坦组成。
引水发电系统布置在左岸，由引水明渠、坝式进水口、压力管道、发电厂房、尾水渠等组成。电站装机750MW，采用单机单管引水，单机引用流量514.4m3/s。
主变及GIS室布置在主厂房上游侧。开关站布置在主变及GIS室房顶。安装间大门设在下游侧，进厂道路通过泄洪放空洞消力池桥后进入安装间。中控楼布置在主厂房右侧端头。
生态放水管与泄洪放空洞共用进水口，出口则由导流洞出口后期改建而成。
鱼道由进鱼口、槽身段和出鱼口三部分组成。
3 导流方式
本工程坝址区河床相对较窄，枯水期河水位约2486.0m，水面宽约180.0m，坝基河床覆盖层最大厚度55.5m，拦河坝为沥青心墙堆石坝，不具备明渠或分期导流条件。坝址两岸山坡陡峻，岩石裸露，地形条件适宜采用隧洞导流方式，地质勘探表明，右岸由于有雄松～苏洼龙断裂通过，导流洞成洞条件受其影响较大，而左岸则具备修建导流洞等大型洞室的条件。
根据此类坝型的施工导流经验，导流方式需在围堰一次拦断河床的隧洞导流方式、坝体临时断面挡水度汛的隧洞导流方式以及枯水期隧洞导流、汛期基坑过水的三种导流方式中进行合理选择。
3.1 围堰一次拦断河床的全年导流方式
初期导流时段上游围堰挡水，导流建筑物渲泄全年洪水，基坑全年施工。
巴塘水电站为二等大（2）型工程，主要建筑物为2级，导流建筑物为4级，对于土石围堰，初期导流标准采用20年一遇洪水重现期，相应流量为5960m3/s。
导流泄水建筑物为1号导流洞（泄洪放空洞）和2号导流洞，1号导流洞（泄洪放空洞）布置在2号导流洞右侧，圆形断面，直径14.2m。2号导流洞断面为城门洞型，尺寸为12m×14m，枯水期2号导流洞过流，汛期则和1号导流洞（泄洪放空洞）联合过流，其中1号导流洞（泄洪放空洞）泄量为2990m3/s，2号导流洞泄量为2970m3/s，导流挡水建筑物为土石围堰，经计算，上游全年围堰高度为51.8m。
根据进度安排，第三年11月截流，第四年3月底围堰混凝土防渗墙施工完毕，4月完成围堰填筑。后进行大坝基础开挖、基础振冲碎石桩施工、混凝土防渗墙施工、混凝土基座浇筑、沥青混凝土心墙填筑、坝体填筑等工作，第六年2月底填筑到顶。第五年5月开始大坝堆石区填筑、第五年6月开始大坝过渡料填筑，第五年12月底大坝填筑顶高程为2534.0m，具备挡枯水时段100年一遇洪水（Q=1190m3/s，H=2502.9m）的条件，第六年3月～4月进行坝顶防浪墙混凝土施工，大坝工程完建。从截流至大坝完工共计29个月。
3.2 坝体临时断面挡水度汛的导流方式
上游围堰仅在枯水期挡水，导流洞过流后的第一个枯水期将大坝临时断面填筑到足以拦挡汛期洪水的高程，汛期由大坝临时断面挡水。
进度安排：根据水文资料，本流域4月、5月为汛前期，6月～9月为主汛期，10月、11月为退水期，12月～翌年3月为枯水期。围堰设计挡水标准按10月份20年一遇洪水重现期来考虑，相应流量为2620m3/s。由1号导流洞（泄洪放空洞）和2号导流洞过流，经过计算，上游水位2508.5m，上游围堰顶高程2510.0m，围堰高度约为28m。
在一个枯水期内将坝体临时断面抢到度汛高程，若安排在第三年11月截流，截流后至大坝填筑需要经历的工序有：围堰填筑及其防渗施工2个月、基坑开挖3个月、大坝基础振冲碎石桩及防渗墙施工8个月、大坝混凝土基座浇筑3个月及后续大坝填筑。而11月截流至翌年汛期前仅有7个月时间，无法满足拦挡汛期洪水的要求，因此枯水期上游围堰挡水，汛期大坝临时断面挡水的的导流方式是不适宜的。
3.3 枯水期隧洞导流、汛期基坑过水的导流方式
上、下游围堰为过水围堰，1号导流洞（泄洪放空洞）、2号导流洞及基坑联合参与度汛。导流洞的规模与全年导流方式相同。
过水围堰设计挡水标准按10月份20年一遇洪水重现期来考虑，相应流量为2620m3/s。经过计算，上游水位2508.5m，上游过水围堰顶高程2510.0m，围堰高度约为28m。
采用基坑过水的导流方式，第三年11月截流，截流后进行围堰填筑及其防渗墙施工，坝基混凝土防渗墙施工1个月后进入第四年5月，汛期6月～9月基坑过水，汛前需要完成上、下游围堰堰顶的混凝土面板防护施工。第四年10月初开始基坑抽水和清理，第四年11月～第五年2月继续进行大坝基础混凝土防渗墙施工，第五年3月～5月进行大坝基座混凝土浇筑，第五年6月～9月汛期基坑过水，第5年10月初开始基坑抽水和清理，第五年11月开始大坝堆石区填筑、第五年12月开始沥青混凝土心墙填筑，第六年5月底大坝填筑顶高程为2525.0m，超过上游围堰顶高程，进入坝体施工期度汛阶段。鉴于堰前库容约0.4亿m3，坝体施工期度汛洪水设计标准采用50年一遇洪水重现期，相应流量为Q=6780m3/s，上游来水由1号导流洞（泄洪放空洞）和2号导流洞共同渲泄，经水力学计算，上游水位约2543.0m，坝体至少要填筑到2544.5m（64.5m）高程，根据本工程规模和施工条件等影响因素，上述进度是几乎不可能实现的。因此第三个汛期大坝仍需停工，并对坝面进行大块石防护，第六年10月清除坝面防护，继续填筑大坝填筑，第七年1月大坝填筑完工，第七年4月中旬坝顶防浪墙完工。从截流至大坝完工共计41.5个月。
3.4 导流方式比较与选择
综上所述，截流后第一个汛期采用坝体临时断面挡水度汛的导流方式对于本工程的坝型来说，工序多、施工强度高，无法完成，因此不予考虑。本次只针对全年导流方式和汛期基坑过水的导流方式进行比较。导流工程特性比较见表3.1。
表3.1 导流工程特性比较表
两种导流方式的导流洞相同，不同的是围堰和基坑防护。基坑过水导流方式围堰为过水围堰，虽然过水围堰高度较全年围堰低，但围堰断面尺寸较大，堰体混凝土防护量较大，因此过水围堰和全年围堰的工程造价基本相当。
基坑过水的导流方式在第一年、第二年及第三年汛期大坝施工均需停工，汛后还需对基坑进行清理，且清理工程量较大，该导流方式大坝工期41.5个月，相比全年导流方式工期延长12.5个月。
综上，考虑到本工程坝基覆盖层深厚，主河床截流后要在围堰的保护下进行坝基混凝土防渗墙、混凝土基座、沥青混凝土施工等，鉴于上述基础处理工序复杂，不但工种多，而且量大工期长，宜连续施工，如果基础过水，则恢复施工难度较大；且基坑过水的导流方式对工期的影响较大，故本工程宜采用围堰一次拦断河床的全年隧洞导流方式。
4 结语
本工程坝基覆盖层深厚，主河床截流后要在围堰的保护下进行坝基混凝土防渗墙、混凝土基座、沥青混凝土等施工，基础处理工序复杂，工种较多，工程量大且工期长；综合考虑施工难度、工程造价及施工工期，本工程采用围堰一次拦断河床的全年隧洞导流方式是合适的。
参考文献：
[1] NB/T 35041-2014，水电工程施工导流设计规范.
[2] DL/T 5397—2007，水电工程施工组织设计规范.
论文作者:谷治浪,张为法,王相如
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/22
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