大峡水电站工程导流洞封堵设计

 【摘 要】大峡水电站工程枢纽由挡水坝段、溢流坝段、发电引水建筑物、厂房和变电站等组成。水库为中型水库，枢纽工程为Ⅲ等，主要永久建筑物为3级建筑物，临时建筑物为5级。工程施工后期利用坝体挡水、隧洞和溢洪道缺口联合导流，本文介绍了该工程施工后期对导流洞的封堵设计方案，包括导流洞布置、进口封堵闸门设计、混凝土堵头设计等。 

　　【关键词】大峡水电站 导流洞 封堵设计 

　　1 工程概况 

　　大峡水电站位于湖北省竹溪县境内，大坝拦截堵河西支泗河上游的一级支流，坝址以上流域面积482.70km2。该电站是泉河流域水电梯级开发的第三级，以发电为主，总库容2038万m3，装机2×10MW。工程枢纽由挡水坝段、溢流坝段、发电引水建筑物、厂房和变电站等组成。水库为中型水库，枢纽工程为Ⅲ等，主要永久建筑物为3级建筑物，临时建筑物为5级。工程经技术、经济比较后采用枯水期（11～3月）五年一遇（导流量129m3/s）作为初期导流标准、隧洞导流，后期利用坝体挡水，隧洞和溢洪道缺口联合导流。 

　　2 导流洞布置 

　　导流隧洞和永久发电隧洞布置在右岸，导流隧洞进口轴线与水流向呈 55.2°夹角，导流隧洞全长 553 m，其中与发电洞段相结合洞段长249.5m，导流洞进口底部高程 495m，出口底部高程490.2m，与发电洞段会合处桩号为（导0+256.962）。由于导流洞与引水发电隧洞的断面尺寸相差不大，且右岸岩石的成洞条件及进水条件较好，为节约工程投资，导流洞与发电洞采用两洞合一方案，（导0+256.962）～（导0+506.425） 段与发电洞共用，导流洞过流断面5m（宽）×5.4m（高）（城门洞型），进口段（导0+000～～导0+370）断面采用钢筋混凝土衬砌，其它断面洞壁采用喷射8cm厚C20混凝土衬砌。导流洞封堵后，采用钢筋混凝土衬砌发电洞水平段工期长，影响工程效益的发挥。因此，桩号（发0+187.347）至发电厂房段采用Φ3.6m压力钢管铺设。 

　　3 导流洞闸门设计 

　　导流洞进口采取钢闸门封堵，闸门型式为7×6.175m（宽×高）实腹式钢闸门，孔口尺寸5×5.4m。导流洞进口底板高程为495m，挡水至557m，挡水设计水头62m。门体主材Q235，7根主梁，梁高1.32m，主梁最大拉应力为145MPa，最大压应力66MPa。闸门采用后止水，面板放置上游侧。闸门自重26.8t，埋件重5.2t。闸门采用滑道支承，滑块材料HT15-33。闭门时下闸水头为2m，操作条件：动水2m水头闭门，考虑封堵门槽异物等不可预见因素影响，闸门设计按3m水头动水提升，清除异物后，进行再次封堵。计算启闭力启门力350kN。导流闸门的封堵采用临时吊装设施（60T吊车）。 

　　4 导流洞混凝土堵头设计 

　　水库校核洪水位（P=0.2%）586.73m、设计洪水位（P=2%）565.35m、正常蓄水位565m。封堵体长度按式L≥P/（[τ]*A）计算。 

　　式中： 

　　L―封堵体长度，m； 

　　P―封堵体迎水面承受的总水压力，MN； 

　　[τ]―容许剪应力，取0.2Mpa； 

　　A―封堵体剪切面周长，A=18.65m。 

　　经计算，在校核洪水情况下水平推力P=19.3MN，封堵体长度L=5.2m。考虑到施工条件、岩体绕渗的影响，为安全计，设计封堵体长度取11m。导流洞封堵采取围堰、临时封堵和永久性封堵三步骤完成。为阻止闸门漏水对导流洞封堵的影响，在临时封