（大唐（云南）水電聯(lián)合開發(fā)有限公司 云南昆明）

銀盤水電站右岸一期工程主要為導(dǎo)流明渠開挖及碾壓混凝土縱向圍堰施工。主要工作范圍包括導(dǎo)流明渠開挖支護(hù)、縱向圍堰混凝土施工等，涉及土石方開挖、邊坡支護(hù)、常態(tài)及碾壓混凝土施工、基礎(chǔ)灌漿等工程項(xiàng)目。主要工程量：土石方開挖約500萬m3，混凝土約40萬m3，施工期為跨三個(gè)枯期兩個(gè)汛期。

1、 圍堰設(shè)計(jì)方案

銀盤水電站一期工程圍堰設(shè)計(jì)方案根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)，采用原河道導(dǎo)流，進(jìn)行一期工程施工。根據(jù)計(jì)劃工期，第一個(gè)枯期和汛期進(jìn)行導(dǎo)流明渠開挖，第二個(gè)枯期按枯期5年一遇的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留巖埂圍堰（堰頂高程 185m）方案進(jìn)行明渠基坑底部施工和縱向圍堰下部混凝土施工，第二個(gè)汛期采用上下游3年一遇全年擋水圍堰（堰頂高程204.5m）施工基坑和縱向圍堰碾壓混凝土，第三個(gè)枯期拆除上下游圍堰。

2、 度汛標(biāo)準(zhǔn)及存在的問題

銀盤電站右岸一期導(dǎo)流明渠施工期圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量12700m3/s，上游設(shè)計(jì)水位EL204.7m，下游設(shè)計(jì)洪水EL203.7m。而整個(gè)銀盤電站度汛標(biāo)準(zhǔn)為 10年一遇，相應(yīng)洪水流量18000m3/s，設(shè)計(jì)最高防洪水位EL209.18m。顯然高于右岸一期工程度汛標(biāo)準(zhǔn)，加上右岸一期工程施工上下游圍堰為土石圍堰，若烏江來超為3年一遇洪水，后果不堪設(shè)想，風(fēng)險(xiǎn)較大。

3、圍堰方案初步分析

根據(jù)右岸一期工程的實(shí)際施工進(jìn)度情況及銀盤電站度汛技術(shù)要求，若按原設(shè)計(jì)圍堰方案施工，圍堰風(fēng)險(xiǎn)大、拆除占用直線工期長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月，影響銀盤電站右岸一期工程順利完工和二期項(xiàng)目開展。

根據(jù)銀盤水電站一期工程利用原河道導(dǎo)流特點(diǎn)，利用原何道流量-水位-保證率關(guān)系，估算各水位情況下年均出現(xiàn)的天數(shù)，并通過施工圍堰多方案比選分析，調(diào)整原設(shè)計(jì)施工圍堰方案。

3.1 估算各水位情況下年均出現(xiàn)的天數(shù)

銀盤壩址以上集水面積 74910km2，僅超出彭水站集水面積6.55%，壩址設(shè)計(jì)洪水采用彭水站設(shè)計(jì)洪水按面積比放大，其中，洪峰按面積比的2/3次方放大，即按式（2-1）計(jì)算。

Q銀盤壩址= Q彭水水文站×（1+6.55%）2/3（2-1）

根據(jù)銀盤壩址水位～ 流量關(guān)系，由式（2-1）反算得到對(duì)應(yīng)彭水水文站流量，按彭水水文站水位流量曲線得到彭水水文站相應(yīng)水位，再查烏江彭水水文站保證率曲線查得相應(yīng)的保證率，從而得到銀盤壩址處各流量下對(duì)應(yīng)的保證率及年均出現(xiàn)天數(shù)（由式2-2計(jì)算）見表1和圖 2-3。

全年大于該流量年均出現(xiàn)天數(shù)=全年總天數(shù)×保證率 2-2

表1 銀盤壩址流量、水位及保證率

圖2 -3 銀盤壩址流量與年均超過此流量天數(shù)關(guān)系

3.2 圍堰方案

度汛圍堰方案按《烏江銀盤水電站二OO七年度汛技術(shù)要求》、烏江水文統(tǒng)計(jì)資料等文件編制，為保證右岸一期工程2007年順利度汛和本工程順利完工，初擬了三個(gè)方案如下：

方案一：汛期擋水圍堰

本方案按設(shè)計(jì)防洪度汛要求及投標(biāo)合同等，采用汛期擋水圍堰，按要求上游圍堰堰頂高程應(yīng)為EL204.7m，下游圍堰堰頂高程為 EL203.7m，考慮到明渠左邊坡已開挖到EL204m高程，故上游擋水圍堰高程設(shè)為EL204m高程，下游圍堰考慮到天然水流坡降，圍堰堰頂高程為EL203m高程。圍堰依托原枯期圍堰填筑，枯期圍堰以上采用土工膜防滲。上游圍堰靠烏江側(cè)采用鋼筋籠防沖。圍堰待縱向圍堰澆筑到堰頂時(shí)拆除。斷面圖如下圖所示：

方案二：汛期過水圍堰

考慮到右岸一期工程工期僅到2007年8月30日，若按設(shè)計(jì)要求設(shè)擋水圍堰，圍堰填筑及拆除將占用較長(zhǎng)直線工期。若采用過水圍堰，降低圍堰堰頂高程，減少回填及拆除圍堰工程量，縮短拆除圍堰工期。為此，根據(jù)縱向圍堰進(jìn)度、烏江水情。上游過水圍堰頂高程為EL195m。防滲高程為EL190m，堰頂寬12m，下游過水圍堰堰頂高程EL190m。

方案三：汛期過水堰

本方案為上游過水堰與下游不設(shè)圍堰。上游過水堰與方案二上游過水圍堰結(jié)構(gòu)相同，主要作用是汛期到EL204平臺(tái)交通通道，下游枯期圍堰在2007年4月中旬拆除。本方案是綜合考慮汛期前（2007年 5月1日前），縱向圍堰全線基本上施工到EL191m高程，右邊坡襯砌到EL190m高程，方案二的下游圍堰僅到EL190m高程，到汛期明渠EL190m以下部位被混凝土保護(hù)，即使烏江水進(jìn)行明渠，對(duì)邊坡穩(wěn)定影響也不大，故可取消下游圍堰，上游圍堰僅作為上204平臺(tái)的交通通道。過水堰典型斷面圖如下：

4 方案比較

4.1、 技術(shù)可行性比較

（1）、填筑

全年擋水圍堰、過水圍堰及過水堰這三個(gè)方案填筑都能完成，但全年擋水圍堰及上下游過水圍堰填筑拆除工程量大、施工時(shí)間長(zhǎng)，影響縱向圍堰碾壓混凝土施工，而過水堰填筑拆除工程量小、施工時(shí)間短，對(duì)縱向圍堰碾壓混凝土施工干擾最小。故從填筑及對(duì)縱向圍堰混凝土施工干擾角度分析，采用過水堰方案較為合理。

（2）、防滲

全年擋水圍堰底部利用已有巖埂上接土工模防滲，面積大，水頭高，防滲要求高，施工難度大；上下游過水圍堰采用粘土心墻及預(yù)留巖埂相結(jié)合的防滲方案，水頭低，施工較擋水圍堰容易；過水堰方案在汛期來臨前，拆除下游枯期圍堰，基坑充水，上游過水堰僅為縱向圍堰碾壓混凝土施工通道，不需要進(jìn)行防滲處理，防滲基本上沒要求或要求最低。故，方案三防滲要求最低，易施工。

（3）、防沖

三個(gè)方案均為土石圍堰，特別是上游圍堰，正處于烏江水主流上，故所有方案都需要進(jìn)行防沖處理。但圍堰方案不同，防沖要求不同，具體各方案防沖處理部位及措施如下：①汛期擋水圍堰處理主要部位是迎水面的左側(cè)，為烏江水主流區(qū)，需進(jìn)行大塊石或鋼筋籠防沖處理，總防沖區(qū)面積約9700m2，工程量較大，來超標(biāo)洪水無法保證度汛安全；②汛期過水圍堰過水時(shí)，整個(gè)圍堰都被水淹沒，加上烏江水主流區(qū)沖刷，過水圍堰迎水面及背水面需進(jìn)行鉛絲網(wǎng)或大塊石防沖處理，總面積約12000 m2，防沖面積最大，工程量最大，施工時(shí)間長(zhǎng)，要求高；③過水堰防沖處理與方案二過水圍堰的上游圍堰處理相同，防沖面積為7665 m2，較方案一、二少，施工難度相差不大。故三個(gè)方案相比較，防沖處理方案三比方案一、方案二工程量少，費(fèi)用低，但由于方案一為全年不過水圍堰，防沖要求相對(duì)方案二、三要求低，故，防沖方面，方案一較方案二、方案三優(yōu)，費(fèi)用方案三較優(yōu)。

（4）、對(duì)烏江航道影響

全年擋水圍堰高，占用烏江河道約50m，對(duì)烏江泄洪及航道影響較大，方案二、三基本上不占原河道，對(duì)烏江航道沒有影響。

4.2 工程量及投入比較

明渠度汛圍堰各方案主要工程量情況如下表：

明渠度汛圍堰工程量對(duì)比表

從上表可看出，方案一工程量最大，方案二工程量較大，方案三工程量最少。若從工程量投入分析，方案三更經(jīng)濟(jì)。但是除工程量外，還有洪水淹沒混凝土倉位清理及設(shè)備、材料轉(zhuǎn)移等經(jīng)濟(jì)損失，依據(jù)銀盤壩址流量、水位及保證率統(tǒng)計(jì)情況（如下表：銀盤壩址流量、水位及保證率統(tǒng)計(jì)情況表），從表中看出，每年超過 191.6m高程水位總天數(shù)為 12.7天，根據(jù)2006年烏江枯水年來一次洪水超過 191水位總天數(shù)為3天，就按2天計(jì)，EL191m水位以全年總次數(shù)為12.7÷2=6.35≈6次，在5～8月份出現(xiàn)超出191.6以上的水位按年次數(shù)計(jì)，總共設(shè)備、材料轉(zhuǎn)移需要6次，6次的總費(fèi)用低于方案一、二的增加的土石方挖運(yùn)費(fèi)用，故方案三最經(jīng)濟(jì)。

銀盤全年壩址流量、水位及保證率統(tǒng)計(jì)情況表

4.3 工期比較

工期主要從剩余工程量比較，剩余工程施工總工期=混凝土施工有效天數(shù)+下雨影響天數(shù)+圍堰拆除天數(shù)+倉位淹沒天數(shù)

（1）混凝土施工有效天數(shù)：方案一 = 方案二 =方案三

（2）下雨影響天數(shù)：方案一 = 方案二 = 方案三

（3）圍堰拆除影響直線工期天數(shù)，由于圍堰為一個(gè)狹長(zhǎng)面，工作面小，并為單向開挖，整個(gè)工作面僅能放2～3臺(tái)反鏟進(jìn)行開挖，根據(jù)以住經(jīng)驗(yàn)，開挖圍堰平均單個(gè)反鏟月開挖量約 2萬 m3，圍堰拆除按 3臺(tái)反鏟計(jì)，按拆除上游圍堰占用直線工期，拆除下游圍堰不占用直線工期計(jì)算，則：

方案一占用直線工期=方案一上游圍堰工程量÷單個(gè)反鏟每月裝渣量÷反鏟數(shù)量×30=28.4÷2÷3×30=142天

方案二占用直線工期=方案二上游圍堰工程量÷單個(gè)反鏟每月裝渣量÷反鏟數(shù)量×30=12÷2÷3×30=60天

方案三占用直線工期同方案二為：60天。（方案三工程量與方案二上游圍堰拆除工程量一致）

（4）倉位淹沒天數(shù)

方案一：倉位淹沒天數(shù)按 0天計(jì)；（按沒出現(xiàn)超標(biāo)洪水計(jì)）

根據(jù)4.2可知，方案二、三每年超出EL191m水位約6次，按最不利考慮，這6次都出現(xiàn)在5～8月份，并且按每次洪水都淹沒倉位計(jì)算，每次淹沒的天數(shù)為2天，加上洪水前后設(shè)備材料轉(zhuǎn)移時(shí)間，每次洪水來影響施工天數(shù)為4天，則6次超過時(shí)間為6×4=24天

方案一比方案二、三的倉位淹沒影響直線工期少24天。

綜上，方案一比方案二、三多用58天，即（方案一上游圍堰拆工期 142天+方案+淹沒倉位影響天數(shù) 0天）-（方案二或方案三圍堰拆除天數(shù) 60+方案二或方案三倉位淹沒影響天數(shù)24）=58天，方案二與方案三工期相同。故從總工期相比，方案一、二、三總工期相差達(dá)58天，相差較大，方案二、三明顯優(yōu)于方案一。

4.4 施工干擾及混凝土均衡生產(chǎn)

三個(gè)方案對(duì)縱向圍堰混凝土施工都有干擾，但干擾程度主要受圍堰填筑時(shí)段長(zhǎng)短、工程量大小及填筑圍堰所需設(shè)備來確定，故綜合以上三個(gè)方面，易知，方案一干擾最大，方案二干擾次之，方案三干擾最小。

均衡生產(chǎn)主要指縱向圍堰混凝土強(qiáng)度，縱向圍堰混凝土施工強(qiáng)度與其施工有效直線工期有關(guān)，根據(jù)三個(gè)圍堰方案影響直線工期的長(zhǎng)短，可推算采取不同圍堰方案時(shí)，若按相同竣工日期，縱向圍堰混凝土施工的有效時(shí)間關(guān)系為，方案一＜方案二＜方案三，故采用過水堰方案縱向圍堰混凝土施工時(shí)段長(zhǎng)，強(qiáng)度低，有利于混凝土均衡生產(chǎn)。

4.5 風(fēng)險(xiǎn)比較

方案一若遇超標(biāo)洪水，潰堰渣料進(jìn)入明渠，石渣料清理工程量大，無法達(dá)到航道要求的航道要求。方案二和方案三若出現(xiàn)連續(xù)性洪峰，持續(xù)時(shí)段過長(zhǎng)，將對(duì)縱向圍堰混凝土施工總工期有一定影響，但抵御超標(biāo)洪水能力較方案一穩(wěn)妥可靠。

5 方案選擇與實(shí)施情況

通過對(duì)三個(gè)方案的技術(shù)可行性、工程量、總工期及風(fēng)險(xiǎn)比較等方面比較，方案三較其它方案有工程量小、工期短和抗風(fēng)險(xiǎn)能力強(qiáng)的明顯優(yōu)勢(shì)，故經(jīng)最終研究確定，銀盤一期工程中期和后期圍堰對(duì)原設(shè)計(jì)的3年一遇標(biāo)準(zhǔn)全年上下游擋水圍堰圍堰，調(diào)整為僅設(shè)上游過水堰作為施工通道，下游枯期圍堰汛前拆除方案。

經(jīng)實(shí)際實(shí)施，過水堰作為施工通道方案有效，原計(jì)算6次設(shè)備轉(zhuǎn)移，實(shí)施中僅轉(zhuǎn)移了1次，原計(jì)算混凝土倉位施工影響24天，實(shí)際僅影響12天，也是因?yàn)橄麓笥暧绊?，并未出現(xiàn)淹沒倉位情況，使原計(jì)劃總工期提前兩個(gè)半月時(shí)間。

6 工程應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

（1）經(jīng)過右岸一期圍堰設(shè)計(jì)方案由原 3年一遇全年擋水圍堰調(diào)整為僅留上游過水堰作為通道的方案，使前工期得以保證，為明渠按計(jì)劃過水通航、二期大江截流按計(jì)劃實(shí)施打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（2）經(jīng)過汛期12500m3/s流量洪水的考驗(yàn)證明，過水堰在方案是可靠的，確保了安全度汛。

7、 幾點(diǎn)體會(huì)

（1）施工圍堰實(shí)施中應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，以確保工程施工安全和工程總目標(biāo)。

（2）施工圍堰進(jìn)行技術(shù)方案制定中，對(duì)于預(yù)留巖埂式的圍堰可對(duì)占?jí)簠^(qū)結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行分期圍堰，盡量利用預(yù)留巖埂實(shí)施工主要結(jié)構(gòu)，次要護(hù)坦護(hù)坡等工程可利用枯期拆除巖埂，外設(shè)子圍堰方案實(shí)施工，可有效降底圍堰造價(jià)。

（3）圍堰屬臨時(shí)工程，在不影響主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量情況下，盡量調(diào)整主體結(jié)構(gòu)施工程序，保證安全情況下，有效利用主體結(jié)構(gòu)擋水或淹沒，降底圍堰高度，可大大降低圍堰造價(jià)。