基于大岗山水电站施工期渡汛方案试验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第2期水利水运工程学报NO．22010年6月HYDRO．SCIENCEANDENGINEERINGJun．2010大岗山水电站施工期渡汛方案试验研究王继保，郭红民(1．三峡大学土木水电工程学院，湖北宜昌443002；2河海大学水利水电212程学院，江苏南京210098)摘要：为确保大岗山水电站2008年施工期安全渡汛，保护已建工程免受洪水毁损，进行了施工渡汛水力学模型试验研究．通过水工模型试验，对设计渡汛方案进行了对比试验并提出了推荐方案，观察了渡汛时全河床过流时的水流流态，测试了上、下游围堰堰面过流时的水面

2、线、流态、脉动压力、流速分布等水力特性并观测了围堰堰面过流时的冲刷及破坏情况；通过动床试验，研究了汛期基坑不同堆渣高程河床过流时的水流流态，下游石渣的冲刷流失情况；为大岗山水电站的安全渡汛设计及施工提供了可靠的科学依据．关键词：施工渡汛；围堰；冲刷；模型试验中图分类号：TV132．22：TV131．61文献标识码：A文章编号：1009—640X(2olo)o2—0021—07大岗山水电站为大渡河干流规划调整推荐22级方案的第14级电站，位于雅安市石棉县安顺场上游约27km处．工程枢纽建筑物由混凝土双曲拱坝、水垫塘、二道坝、右岸泄洪洞、左岸引水发

3、电建筑物等组成．电站正常蓄水位1130m，总库容7．42亿m，电站装机容量4×650MW．导流建筑物级别为Ⅲ级．初期导流采用上下游土石围堰、左右岸各布置1条导流洞、全年施工的方式．导流洞为城门洞型，断面尺寸为12．5m×15．0m(宽×高)，初期导流流量为Q：⋯：6190m／s．根据右岸高线公路、左右岸导流洞的实际施工进度分析，其通车、具备过流条件的时间都不确定，汛前围堰是否能堆筑到设计高程的不定因素太多．而2008年坝肩开挖要翻渣下河床，根据环保要求，河床须形成基坑拦渣．故在2008年汛前围堰不能堆筑到设计高程的情况下，为满足坝肩开挖翻渣下河

4、床及环保要求，汛期上、下游围堰及基坑要过流，由此提出了施工渡汛水力学问题．为确保安全渡汛，保护已建工程免受洪水毁损，进行了施工渡汛水力学模型试验．1试验模型本试验模型为正态整体模型，按重力相似准则设计，模型几何比尺定为1：50(即A=50)．根据大岗山电站渡汛试验技术要求及本研究河段河道特点，模型长度范围为上游至坝轴线约750m，下游迄于坝轴线以下约850m，(沿主流线)总长约1600m，试验河段模型总长约35m．模型上下游及岸边地形采用等高线法用水泥砂浆塑制．模型左、右岸导流洞采用透明有机玻璃制作，模型布置见图1．试验采用矩形量水堰控制模型上

5、游总来流量，直读式旋浆流速仪测量各测点流速，自动超声水位计、固定测针及活动测针测量水位，并以录像及照相的方法记录水流流态．收稿日期：2009—06—24基金项目：国家自然科学基金资助项目(50579084)作者简介：王继保(1976一)，男，湖北宜昌人，讲师，博士研究生，主要从事水力学及河流动力学研究及教学工作E—mail：wjbtina@etgu．edu．en学兔兔www.xuetutu.com22水利水运工程学报2010年6月图1大岗山水电站渡汛平面布置Fig．1PlaneofDagangshanHydropowerStation2渡汛方案

6、试验研究2．1导流洞泄流能力试验试验对左、右岸导流洞联合泄流，右岸导流洞单独泄流两种工况进行了泄流能力分析．右岸导流洞单独泄流能力及左、右岸导流洞联合泄流能力见图2．昌、*(a)右岸导流洞单独泄流(b)左、右岸导流洞联合泄流图2导流洞泄流能力曲线Fig．2Dischargecapacityofthediversiontunnel试验结果表明，在300～2200m／s流量范围，右岸导流}同实际泄流能力与设计计算泄流能力基本一致．在300～4500m／s流量范围，左、右岸导流洞联合泄流能力与设计计算泄流能力基本一致．2．2渡汛方案设计根据大岗山河道

7、特点、导流洞分流条件及2008年渡汛要求，施工期渡汛设计洪水标准为20年一遇(P=5％)，相应洪峰流量Q=3920in／s，校核洪水标准为10年一遇(P=10％)，相应洪峰流量Q=5360m／s，上游控制水位高程974．00m．参考同类型工程经验对多种临时渡汛方案进行了分析，最终确定2种渡汛方案进行试验研究．方案1：围堰缺口过流渡汛本方案设计为在2008年截流后，首先完成基坑过流平台的施工，然后在平台右侧堆筑围堰至978．00m高程，左侧预留缺口(底高程965．00m)，缺口用碎石土草袋堆筑挡汛期常年洪水(Q：=3920ITI／s)，根据水情预

8、报，流量超过常年洪水，打开缺15，基坑缺15过流．上游围堰顶高程978．00m，左岸预留缺口，缺口高程965．00ITI，缺口底宽40rrl，围堰迎水