布尔津山口水电站围堰型式选择与风险分析.docx

工施计设水利规划与设计2014年第8期

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布尔津山口水电站

围堰型式选择与风险分析

李江王健

(1.新疆水利水电规划设计管理局新疆乌鲁木齐市8300002.新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐市830000)

【摘要】布尔津山口水电站围堰可研审查确定为土石围堰，施工期根据当地气候特点、洪水预测及大坝度汛风险，对土石围堰、混凝土围堰进行了专题比选，对挡水围堰型式、过水围堰型式进行了分析研究。堆石混凝土围堰可充分利用开挖洞渣料，围堰施工速度快，并且能够较好的应对超标准洪水，过水也是安全的。经过度汛检验，较好地解决了该工程遭遇超标洪水时堰顶过流可能引起的溃坝问题，取得了较好的效果，达到了预期目标。

【关键词】拱坝土石围堰堆石混凝土型式比选风险【DOI编码】10.3969/j.issn.1672-2469.2014.08.023

【中图分类号】TV5【文献标识码】B【文章编号】1672-2469(2014)08-0073-04

1工程概况

布尔津山口水电站工程规模为大(2)型，工程等别为Ⅱ等，具有供水、发电等综合效益。坝址区地震基本烈度为VI度。水库正常蓄水位646.0m,总库容2.22亿m3,主坝最大坝高94m。电站装机220MW,多年平均发电量6.64亿kW·h,保证出力14.4MW。

山口电站主要由常态混凝土拱坝、开敞式溢洪道、放水深孔、引水式岸边厂房等组成。发电引水系统采用一管四机布置型式，电站布置两台单机80MW和两台单机30MW的水轮发电机组。

布尔津河径流补给是以季节性积雪的融雪

水为主，夏季降雨补给为辅，并有少量冰川融水，冬季主要靠地下水补给，径流年际变化不大。工程区气候干燥，四季中春秋两季短。主要气候特征为：气温低，少酷暑，多严寒，冷暖悬殊，气温年差较大，日差较明显。

根据布尔津气象站1961年～2007年的气象资料统计：工程所处地区多年平均气温为5℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气温-41.2℃,多年平均降水量为153.4mm,多年平均蒸发量为1619.5mm,多年平均风速3.7m/s,极端最大风速32.1m/s,最大积雪深46cm,最大冻土深127cm。月平均气温要素见表1。

表1历年月平均气温要素统计表(℃)

项目

全年

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

多年平均气温

-16.4

-13.3

-3.5

8.4

16.2

21.3

22.5

20.5

14.3

6.2

-3.3

-13.4

5.0

2可研阶段施工导流及度汛

2.1导流时段

根据工程施工总进度计划，施工总工期为4.5年，在整个施工期内，坝体共经历三个汛期。综合考虑枢纽水文、气象条件、度汛标准、大坝混凝土浇筑强度等因素，大坝施工导流及坝体施工期临时度汛采用围堰及坝体临时断面挡水、导

流洞泄洪方式。

大坝施工导流、度汛时段可划分为：初期围堰挡水时段、主体工程施工期围堰度汛和蓄水完建时段三个阶段。(1)初期围堰挡水时段为第三年5月至第四年8月，导流洪水标准采用10年一遇，施工导流由围堰挡水，导流洞泄流；(2)

作者简介：李江(1971年一),男，教授级高级工程师。

设计施工水利规划与设计2014年第8期

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主体工程施工期坝体临时度汛阶段为第四年8月至第五年10月，当坝体浇筑高度超过围堰顶高程后，度汛洪水标准采用20年一遇，此时坝体度汛期坝前最高水位602.29m,仍然由围堰断面挡水，导流洞泄流；围堰设计按施工度汛高程一次建成，即达到604.0m高程。(3)第五年10月至年底为蓄水完建阶段，围堰拆除，导流洞下闸封堵，由坝体挡水，深孔泄流。

2.2导流及度汛标准

本工程属大(2)型Ⅱ等工程，主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)导流建筑物级别划分相关规定，导流洞及上下游围堰为4级。

考虑当地气候条件，施工时段主要为4月至10月，而汛期为5月至8月，根据坝址区气象及水文条件，经分析，一个枯水期内永久建筑物不能修筑至汛期洪水位以上，因此考虑围堰采用全年挡水，导流建筑物(围堰)类型为土石结构。

由于本工程河段已经有了51年的实测资料，且进行了历史洪水调查，施工导流期洪水标准采用下限值是可行的，因此该工程导流设计洪水标准采用P=10%(10