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·56·海河水利2015年6月

DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2015.03.020

刚果(金)布桑加水电工程施工导流水力计算

吕晓腾，郭强

(中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222)

摘要：刚果(金)布桑加水电工程主要由水库、混凝土拱坝、引水系统和发电厂房组成。拦河坝施工采用隧洞导流方式，上下游围堰挡水，引水隧洞进口和混凝土主坝均位于上下游围堰形成的基坑之内。导流隧洞水力条件一般比较复杂，经常会出现有压流、无压流及半有压流情况，对此类情况进行分析，推导出导流洞泄流流量与水位关系，以确定导流建筑物设计方案及主体工程施工进度要求。

关键词：导流隧洞；有压流；半有压流；无压流

中图分类号：TV732*.3;TV132*.2文献标识码：B文章编号：1004-7328(2015)03-0056-03

1工程概况

布桑加水电工程主要由水库、拦河坝、引水发电系统和发电厂房组成。拦河坝位于Lualaba河上，发电厂房为地下厂房，引水隧洞将Lualaba河水引至发电厂房，发电尾水通过尾水隧洞和尾水渠流入主河道。

拦河坝施工采用隧洞导流方式，上下游围堰挡水，引水隧洞进口和拦河坝均位于上下游围堰形成的基坑之内。

施工导流分为2个阶段：阶段1,原河床过流，施工导流隧洞，此间导流隧洞施工防洪标准为全年5年一遇洪水，洪峰流量为608.0m3/s;阶段2,河道截流，截流标准为截流时段频率10%旬平均流量162m3/s。截流完成后修筑上下游围堰，河水由阶段1建成的导流隧洞泄流，导流标准为全年10年一遇洪水，洪峰流量673.0m3/s,坝体拦洪度汛标准为50年一遇

洪水，相应洪峰流量为799.0m3/s,截流初定为7月上旬，截流流量采用10年一遇7月上旬旬平均流量139.0m3/s。

地下厂房尾水根据布置情况需预留岩坎，尾水施工按照5年一遇洪水标准其洪峰流量为750.96m3/s,厂房上游存在支流，因此该处流量需考虑支流及主流的流量，此流量大于主河道10年一遇流量。该处施工预留岩坎挡水兼左岸进场道路，待施工完成后

收稿日期：2015-01-11

作者简介：吕晓腾(1973-),男，高级工程师，主要从事水利工程项目管理工作。

将岩坎爆除。

导流隧洞布置在河道左岸，为便于截流和方便施工，经过方案比较，断面采用直墙圆拱型断面，衬砌后洞底宽度为7.0m、高8.5m,直墙高6.0m,中心角142°,拱半径3.7m。Ⅲ类围岩导流洞衬砌厚度为0.6m,IV类围岩导流洞衬砌厚度为0.8m。支护措施采取喷锚支护，锚杆长度4m,Ⅲ类围岩间排距1.5m,IV类围岩间距1.0m,喷混凝土厚度10cm。导流隧洞出口高程按照10年一遇水位标准设置，为满足导流隧洞封堵和蓄水要求，导流隧洞进口设置封堵闸门。

进口底高程763.18m,出口底高程761.00m,洞长435.83m,洞底坡降0.005。

2水力学计算

2.1计算目的

本计算主要是对拦河坝施工导流阶段2(河道截流阶段及施工期隧洞导流阶段)导流隧洞的泄流计算，其内容主要包括：

(1)截流时段上游水位计算，以确定截流戗堤顶高程。

(2)设计洪水时上下游水位计算，以确定上下游围堰顶高程。

(3)压坡线计算及流态分析，以验证泄流能力计算的合理性，并为隧洞衬砌设计提供参考。

(4)设计度汛洪水时上下游水位计算，坝体挡水情况下，以确定主坝汛前混凝土浇筑及接缝灌浆施

2015.No.3吕晓腾，郭强：刚果(金)布桑加水电工程施工导流水力计算·57·

工高程。

(5)根据水力计算结果，确定导流洞下闸蓄水及封堵水头。

2.2计算方法

考虑到Lualaba河河道坡降陡、库容小、基本没有调蓄作用，不再进行调洪演算，直接根据泄流量确定围堰的高程。

判断导流洞在各阶段设计流量下的流态，根据流态采用相应的公式计算其泄流量。其中，无压流计算采用堰流有关计算方法，半有压流计算采用无压流与有压流泄量平缓过渡的现象推求。

2.3计算过程

2.3.1流态判别

流态判断是正确选择计算模式和计算公式的前提。据前所述，根据计算目的只需对隧洞通过一定流量时的流态进行判断，从而选择合适的计算方法和公式，进行泄流能力计算。