摘要：施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分，施工导流方案的选择对整个枢纽工程的施工程序和工期起着决定和控制作用。本工程通过两次施工导流方案优化，不仅极大简化了施工导流程序，降低了工程施工难度，而且加快了工程施工进度，为顺利完成维捷布斯克水电站工程施工导流工作奠定了基础。
关键词：施工导流；方案优化；围堰；维捷布斯克水电站
1.工程概况
维捷布斯克水电站位于白俄罗斯维捷布斯克市的西德维纳河上，距维捷布斯克市直线距离8km。
电站开发目的是以发电为主，兼顾航运。水电站最大坝高30.7m，坝顶高程142.00m，坝轴线长度656.2m，正常蓄水位139.0m，总装机4×10MW。本工程为三等工程，枢纽主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑为5级。
枢纽主要建筑物从右至左依次为右岸土石坝、发电厂房、泄洪闸、连接土石坝段、船闸和左岸土石坝等,枢纽区平面布置见图一。
本工程为中方公司EPC总承包项目,合同开工日期为2012年4月1日，竣工日期为2016年7月31日，总工期为52个月。根据合同约定，不进行工程整体竣工验收且不需向业主移交的临时工程由承包方自行设计、施工，且在满足临时工程使用功能的前提下，承包方可在施工过程中根据现场实际情况，对设计方案进行调整，以使施工方案满足进度、质量要求。
2．施工导流
2.1导流建筑物级别
本工程为三等工程，水工永久建筑物级别为3级，导流建筑物级别为5级。
2.2 施工时段划分
根据河流水文资料初步分析，导流时段划分为洪、枯两个时段，枯水时段为7月～次年2月，最枯时段为10月～次年2月，汛期为3月～6月。
2.3 导流标准及流量
根据《水电工程施工组织设计规范》（DL/T5397-2007）的规定，本工程导流建筑物级别为5级。土石类导流建筑物设计洪水重现期为10～5年，尽管河道洪水流量不大，围堰使用期也较短，但考虑涉外工程影响，为降低施工风险，本工程导流标准采用10年一遇洪水设计标准。
枯水时段7月～次年2月的10年一遇洪峰流量为884m3/s；全年10年一遇的洪峰流量为2230m3/s。
3. 导流方式
3.1原设计导流方案
根据工程特点，本工程为低坝枢纽、河床式电站，且坝址处河床较宽。根据枢纽布置、河道地形及河流水文特性，施工导流采用分期导流方式。
一期导流利用土石围堰围护并施工左岸混凝土导墙，同时开挖左岸导流明渠，河水通过右岸束窄河床过流；二期导流采用上、下游全年土石围堰和纵向混凝土围堰挡水，拆除一期导流用于束窄河床的土石围堰，河水通过左岸导流明渠过流，本期主要施工右岸厂房及泄洪冲砂闸坝段；三期导流采用全年土石围堰和纵向混凝土围堰挡水，拆除二期导流用于挡水的上、下游土石围堰，利用二期施工完成并具备泄流条件的泄洪冲砂闸泄水，本期主要完成左岸船闸坝段施工，全部机组发电，工程竣工。
3.2原设计导流规划
（1）一期导流程序规划
一期导流从第1年7月至第1年11月，共5个月。本期采用一期枯水期土石围堰挡水，右岸束窄河床过流，导流标准采用7月至次年2月枯水时段10年一遇设计洪水，相应流量632m3/s，河床水位131.3～131.2m。本期末主要完成纵向混凝土围堰（泄洪冲砂闸左边墙及其下游延伸段）及左岸导流明渠开挖施工。
（2）二期导流程序规划
二期导流从第1年12月至第3年10月，共23个月。本期采用二期上、下游全年土石围堰及纵向混凝土围堰挡水，左岸导流明渠过流，导流标准采用全年10年一遇设计洪水，相应流量2180m3/s，上游水位135.8m，下游水位134.9m。本期末主要完成厂房坝段和泄洪冲砂闸坝段的土建和金属结构安装等施工，泄洪冲砂闸具备泄流能力，且厂房进口及尾水闸门具备下闸挡水条件。
（3）三期导流程序规划
三期导流从第3年11月至第5年6月，共20个月。本期船闸坝段采用三期上、下游全年土石围堰及纵向混凝土围堰挡水，厂房采用进口及尾水闸门下闸挡水，坝体泄洪冲砂闸泄流，导流标准采用全年10年一遇设计洪水，相应流量2180m3/s，上游水位137.5m，下游水位134.9m。本期末主要完成厂房机组安装及船闸坝段全部施工，厂房4台机组先后投产发电，施工导流结束。
3.3.施工导流方案一次优化
3.3.1 方案调整原因
因主体工程设计审批及施工许可等问题，未能按合同工期于第1年（2012） 4月1日开始施工，如按原三期导流方案，在不考虑其它不可控及不利因素的条件下，总工期将推迟一年以上，且受工作面限制，通过增加资源投入的方式，赶工潜力也十分有限。在主体工程开工已经推迟1年的前提下，白俄方仍要求发电工期按合同工期第4年（2015）2月底、4月底、6月底、8月底进行进度编制。经白俄能源局、总承包方、设计方及监理方召开关于维捷布斯克电站设计及施工方案审查会研究决定，从以下两个方面进行赶工：（1）将原三期导流方案调整为两期导流；（2）根据施工强度增加情况进行适当资源配置以满足施工强度要求。
3.3.2 导流方案一次优化
枢纽区施工由原设计方案的三期导流方式改为二期导流，将原设计方案一期导墙施工、二期厂房及冲沙闸施工合并为优化方案一期施工，原方案三期施工项目变为优化方案的二期施工。
3.3.3 一次优化导流程序
（1）一期导流程序规划
一期围堰填筑时间暂定（2013）第2年7月1日，明渠总开挖量89万m3，开挖工作于（2013）第2年4月开始进行。部分明渠开挖在7月1日后与围堰填筑同时进行。 一期计划截流时间为（2013）第2年7月初，由于截流后至8月底前主要靠戗堤挡水（围堰加高及加宽料采用基坑开挖料），根据1975年～2005年实测水文资料，考虑围堰加高须采用基坑开挖料，戗堤有挡水要求等因素，取Q=611m³/s进行计算。
一期围堰为全年土石围堰，围堰断面形式为顶宽6m，边坡1:2.5，围堰进占期水面以下填筑采用外购碎石料，加高部分及背水面暂定采用明渠开挖料填筑，为了增加围堰抗冲刷能力，在围堰上、下游拐角处各设50m长，1m厚钢筋石笼进行防护。
一期主要施工内容包括冲沙闸、厂房、右岸土坝及右岸其它相关附属设施。
（2）二期导流程序规划
二期截流时采用已完工的3孔冲沙闸过流，计划截流时间为（2015）第4年2月初，据1975～2005年实测资料，2月份平均流量为Q=443m³/s。取该流量进行截流计算。明渠上、下游采用全年土石围堰挡水，土石围堰断面形式参照一期围堰断面形式。
二期主要施工内容包括船闸、连接坝段及左岸土石坝，厂房全部机组先后投产发电，施工导流结束。
3.4施工导流方案二次优化
3.4.1 方案调整原因
由于原规划渣场未按计划提供，且受明渠开挖坝轴线上游侧伐木边界不足等问题影响，导致明渠开挖施工期间渣场容量明显不足，开挖施工进度远滞后于计划进度。另外，明渠开挖施工开始时间为（2013）第2年5月9日，而第一份明渠审批施工图纸提供时间为5月31日，全部完成审批时间为9月2日，由于白俄方施工图纸审批滞后的原因，造成明渠开挖施工进展缓慢，而经过第一次优化方案（三期导流改为二期导流），明渠开挖工程量已由投标期10万m3的工程量增加到89万m3。为尽可能避免工程进一步拖期，并按期完成一期截流施工任务，经项目各参建方开会研究决定，对施工导流方案进行二次优化。
3.4.2 导流方案二次优化
经设计人员校核，在一次优化导流方案的图纸基础上，将明渠整体向西德维纳河方向平移15m可以满足过流及工程安全要求，且对一期主体结构工程施工无不利影响。另外，轴线偏移后，船闸结构将全部在明渠以内，对二期船闸结构施工也无任何影响。
根据西德维纳河水文资料，春汛为4、5月份，将导墙开挖及混凝土浇筑安排在春汛之后进行。即在春汛结束前纵向围堰右边坡不削坡，保留目前纵向围堰以最大断面挡水，保证汛期围堰安全。
3.4.3二次优化方案与一次优化方案对比
1)采用二次优化方案进行施工，可比一次优化方案减少开挖量约20万m3，将大幅减少明渠开挖工程量；如继续按照一次优化方案进行开挖，则开挖量较大，目前渣场容量远远不够；
2)采用二次优化方案进行施工，坝轴线上游侧可以不再进行伐木工作即可满足明渠施工要求；如继续按照一次优化方案施工，则须在坝轴线上游侧重新进行伐木工作以满足明渠结构线开挖施工要求；
3) 采用二次优化方案进行施工，可减少渣场占地面积，同时也减少了渣场伐木等工作；如继续按照一次优化方案施工，目前渣场弃渣边线离开口线只有大约10m，为保证明渠开挖结构边线及明渠运行安全，需对目前弃渣进行转运，渣场需向左移约30m，将继续增加开挖量。又由于即将进入冬季，工作面变小，开挖施工难度增加，明渠开挖结束时间将再次推迟。
4）采用二次优化方案进行施工，坝轴线上游侧基本为原始边坡，而采用一次优化方案施工，则坝轴线上、下游均为新开挖的高边坡，增加了明渠运行的安全隐患。
综合对比上述两种处理方案，经项目参建各方研究决定采用二次优化方案可实现赶工，确保按期截流。
4．结语
受白俄罗斯实行计划经济制度限制，施工外部环境较为复杂，工程资源也相对匮乏。又因为白俄罗斯设计审批程序和施工技术规范与国内差异较大，造成工程设计审批和现场施工进度也受到极大制约。为顺利完成白俄罗斯维捷布斯克水电站工程，项目各参建方通过两次优化施工导流方案，不仅修正了原设计缺陷，而且大大简化了施工导流程序，极大挽回了因白俄方推迟合同开工日期导致的工期损失，中方公司也因此受到了白俄罗斯当地政府和业主的一致好评。
参考文献：
[1]水电枢纽工程等级划分及设计安全标准（DL5180-2003）；
[2]防洪标准（GB50201-1994）；
[3]苏联国家建设委员会建筑规范和规程，水工建筑物设计纲要2.06-01-86；
[4]水电工程施工组织设计规范（DL/T5397-2007）；
[5]杨康宁主编，水利水电工程施工技术，北京，中国水利水电出版社，1997；
[6]毛建平，金文良主编，水利水电工程施工，郑州，黄河水利出版社，2004；
作者简介：陈渝（1984-），男，汉族，江苏盐城市人，现供职单位全称及职称：中国电力工程有限公司工程师， 硕士研究生，研究方向： 国际市场能源项目的开拓与执行。
论文作者:陈渝
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/9/18
标签：围堰论文; 明渠论文; 方案论文; 土石论文; 工程论文; 二期论文; 冲砂论文; 《电力设备》2018年第14期论文;