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某水電站大壩施工方案
作者簡介：盧強（1990—） 男，漢族，鄭州大學水利與環(huán)境學院，水利水電工程專業(yè)。
夏利兵（1991—） 男，漢族，鄭州大學水利與環(huán)境學院，水利水電工程專業(yè)。
摘要：壩體渡汛的最優(yōu)方式是壩體在截流后的第1個枯期填筑到安全渡汛水位，壩體不過流，靠臨時斷面擋水。洪家渡面板堆石壩體采用斷流圍堰隧洞導流方式，圍堰導流標準為枯期十年一遇洪水，而渡汛標準（庫水位≥1億m3時）為頻率P=1%洪水，相應水位1021.7m高程。
關(guān)鍵詞：開挖；壩體填筑；施工布置
某水電站大壩為混凝土面板堆石壩，壩高179.5m，壩頂長427.79m，寬高比為2.38，屬狹窄河床高面板堆石壩。其余樞紐建筑物均集中布置在左岸。右岸壩體上、下游分布2個石料場，其底部高程與壩頂高程相近，距壩體水平距離100～150m。壩址處河谷斷面為不對稱“V”形，左岸陡峭，為70°～80°的灰?guī)r陡壁，高差300m左右。右岸相對較緩，為35°～45°的坡地。
工程計劃于2001年10月15日截流，2004年4月1日下閘蓄水，2004年10月1日第1臺機組發(fā)電，2005年9月30日完建�？偣て跒�5年9個月，其中第1臺機組發(fā)電工期為4年9個月。
1.壩肩開挖
壩肩及壩基開挖工程量大，地形地質(zhì)條件復雜，其中左壩肩陡峻，開挖邊坡高達300m，為工程施工關(guān)鍵項目之一。開挖施工要盡量石渣落入河床，阻塞河道，另一方面又要求截流前盡可能開挖到河床水位附近，以保證直線工期。左岸壩肩開挖必須通過泄洪洞、引水洞等建筑物進口，施工干擾較大。
1.1施工布置
左岸開挖結(jié)合泄洪、發(fā)電引水系統(tǒng)進口開挖統(tǒng)一布置開挖公路，分高程布置了1087.5m公路、1117.5m公路、1147.5m公路、1227.5m公路，路基寬8m，泥結(jié)石路面。另外在陡壁上游斜坡1030m高程布置了一條4號支洞，直通陡壁1030m高程，在4號支洞出口至下游地面廠房1000m高程布置一層截渣公路，寬15～30m，可攔截部分下河床石渣。
右岸開挖公路結(jié)合天生橋、卡拉寨兩石料場上壩填筑道路進行布置，在高程1147.5、1097、1050、996m布置了4層開挖公路。其中996m公路是由進廠交通洞接3號施工支洞以交通洞的形式避開發(fā)電廠房基坑，通到上游圍堰。
1.2開挖方法及進度安排
左岸壩肩開挖由分岔支線公路進入開挖面，分別在1250、1175m高程分上、下游兩區(qū)同時施工，采用邊坡預裂、15m一層臺階微差擠壓爆破開挖。為減少石渣下河，爆破作業(yè)掌子面盡量垂直河床布置，靠陡壁邊緣部分預留巖坎最后爆除。工作面石渣采用4m3挖掘機、2～5m3反鏟裝20～32t自卸汽車出渣。下河石渣在1030m高程截渣平臺及河床用反鏟及時清除。邊坡支護與開挖平行作業(yè)。2000年5月開工，2001年10月底完成1010m高程以上開挖，歷時18個月，完成石方明挖98萬m3，平均開挖強度5.4萬m3/月。
3.
2.1上壩運輸方式
壩體填筑著重研究了自卸汽車直接運輸上壩和移動式斜坡車聯(lián)合運輸上壩2個方案。
（1）自卸汽車直接運輸上壩方案。這種方案具有簡單、安全和可靠的特點，被廣泛用于面板堆石壩的施工中，在寬闊河床中它可以達到很高的運輸強度。但是，對于位于狹窄河床的洪家渡工程，很難布置45t級自卸汽車行駛的施工道路，因此選用32t自卸汽車作為壩料的主要運輸設備。道路標準為路面寬10m，平均縱坡6%～7%（個別路段10%～12%），最小轉(zhuǎn)彎半徑15m。
（2）移動式斜坡車聯(lián)合運輸上壩方案。移動式斜坡車聯(lián)合運輸系統(tǒng)由兩組軌道構(gòu)成，每組軌道上分別有移動式斜坡車通過鋼絲繩和滑輪與卷揚機連接。系統(tǒng)工作時重車就位于斜坡軌道的上平臺，靠重力隨斜坡車一同下滑，同時位于另一軌道上的空車將被拉至上平臺，斜坡車的制動和速度由電動機控制
2.2壩體填筑分期
壩體分期主要滿足壩體施工安全、壩體渡汛方式、提前發(fā)電、壩體均勻上升等要求。
壩體渡汛的最優(yōu)方式是壩體在截流后的第1個枯期填筑到安全渡汛水位，壩體不過流，靠臨時斷面擋水。洪家渡面板堆石壩體采用斷流圍堰隧洞導流方式，圍堰導流標準為枯期十年一遇洪水，而渡汛標準（庫水位≥1億m3時）為頻率P=1%洪水，相應水位1021.7m高程。因此，確定截流后2002年5月底前壩體第Ⅰ期填筑要求達到1023m高程。
后期導流洞封堵后按P=0.2%洪水度汛，壩前最高水位到1098m高程，要求封堵導流洞后汛前壩體臨時斷面要在1098m高程以上，考慮到高水位用堆石擋水存在的風險，1100m高程以下面板也要求完成。因此確定1102m高程為壩體分期的一個界線，此高程同時可滿足首臺機發(fā)電水位要求。 狹窄河谷上壩強度有限，主要通過臨時斷面來滿足以上2個重要分期高程，其余分期在此基礎上以方便施工、滿足壩體均勻上升、保證施工質(zhì)量等要求進行劃分。
2.3面板分期
面板分期原則：
①安排在氣溫較低的枯水期施工，且面板施工時相應壩體應自然沉陷3個月以上，最好經(jīng)歷一個汛期；
②施工工程量不宜過大，保證面板施工不占直線工期；
③盡量使壩體提前擋水發(fā)電，提高經(jīng)濟效益；
④避免靠較高的填筑堆石體擋水渡汛引起的風險；
⑤面板上游的防滲粘土、保護石渣（填筑高程1030m）須在圍堰保護下施工，并應有足夠的施工時間。
按以上原則面板分三期施工，一期面板為1031m高程，要求相應堆石為1033m高程，二期面板為1100m高程、相應堆石為1102m高程，三期面板到1142.7m高程。
2.4上壩道路布置
該水電站壩址處河谷狹窄，只能在截流、基坑基本開挖完成后才能進行填筑。壩體填筑料源分散，墊層料加工點、過渡料堆放點、保護石渣、部分次堆石料均位于左岸上游小沖堆渣場，須從左岸上壩；其余主、次堆石料由天生橋、卡拉寨兩個石料場及下游右岸王家渡堆渣場從右岸上壩。道路布置的原則是不論料源在上游還是下游均采用從下游上壩方式，且能控制整個壩體的填筑施工。按此要求，左岸上游布置了3層交通洞，即通到壩體內(nèi)部1030m高程的4號支洞、通到壩后1055m高程的5號支洞、通到壩頂1147.5m高程的上壩交通洞；右岸布置了高程為996、1032、1050、1097、1147.5m的5層公路。按此布置結(jié)合壩內(nèi)、壩后公路即可滿足壩體填筑要求。
2.5施工強度與工期
影響施工強度的主要因素為：運輸強度、壩面作業(yè)強度、料場開采強度。
（1）運輸強度。上壩道路標準為三級，混凝土路面，路寬10m，最大縱坡12%，雙車道交通洞斷面10m×8m、單行洞6m×6m，通行能力按晝夜2000對車考慮，32t自卸汽車高峰日強度可達3.2萬m3，高峰強度可達72萬m3/月。（作者單位：鄭州大學水利與環(huán)境學院）
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