长龙山抽水蓄能电站下水库围堰设计及施工实践

人民长江人民长江YangtzeRiverVol.50，Supplement（Ⅰ）2019年June，2019长龙山抽水蓄能电站下水库围堰设计及施工实践

贺新星1，胡兴汉2，苏展昭

1

（1.中国三峡建设管理有限公司，四川成都610000；2.长江三峡经济技术发展有限公司，北京100101）摘要：长龙山抽水蓄能电站下水库围堰主要承担下水库大坝施工期间的挡水及防洪度汛任务。由于下水库距下游居民区较近，且洪水峰高量小，发生超标准洪水反应时间短，因此，为了保证下水库工程能安全度汛及人民群众的生命财产安全，开展了专项研究。研究认为，应在满足设计要求的基础上，通过采用多种创新性技术措施来提高下水库围堰防洪度汛的能力。同时，为满足围堰干地施工条件，在围堰上游修筑子堰进行临时挡水，保证了围堰的顺利施工，为长龙山抽水蓄能电站下水库蓄水目标的实现奠定了基础。关

键

词：围堰；防洪度汛；创新性技术措施；抽水蓄能电站；长龙山

文献标识码：A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2019.S1.037

中图法分类号：TV743

围堰是水利工程建设中不可或缺的重要建筑物，其作用是防止上游来水进入大坝基坑［1］，以便为大坝的修筑提供干地施工条件，对提高施工效率具有重要的意义，是水利工程防洪度汛的重点部位［2-4］。通常，围堰的高度应高于施工期内可能出现的最高水位［5］，这样才能起到保护大坝防洪度汛的作用。围堰作为临时挡水建筑，大多在大坝建设完成后将被拆除。

水轮电动发电机组，装机容量为2100MW。

下水库主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、溢洪道、下水库进/出水口及导流泄放洞等（见图1），坝址以上集水面积约为30.5km2，河长为11.0km，多年平均流量为1.16m3/s。下水库下游约1.3km处有建于1971年的潘村水库，目前正在对其进行除险加固施工。

1工程概况

长龙山抽水蓄能电站位于浙江省安吉县天荒坪镇

22.1

围堰防洪度汛设计设计洪水标准

下水库河谷呈“V”形，汛期洪水峰高量小。据历

山河港上，距安吉县城25km。该工程属Ⅰ等大（一）型工程，电站由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站以及下水库等建筑物组成。

（1）上水库位于山河港右岸、横坑坞冲沟源头洼地，由主坝、副坝和库周山岭组成，正常蓄水位为976m，死水位为940m，总库容为1099万m3。

（2）下水库位于山河港中游，在已建的天荒坪抽水蓄能电站下水库与潘村水库之间，正常蓄水位为243m，死水位为220m，总库容为1611万m3。内，总长度约为2738.1~2810.3m。

（4）地下厂房安装有6台350MW的可逆式水泵

收稿日期：2019-03-23

年资料统计，降水量主要集中在6~9月，占全年总降水量的54.4%。流域内的洪水系由暴雨形成，其大洪水多由8~9月份的雷阵雨及台风雨造成。由于流域集水面积小，山地坡度陡，河谷狭窄，因此通过对实测洪水过程线进行分析，可以发现，洪水暴涨暴落，峰型尖瘦，一次洪水历时一般为1d左右。

下水库建筑物均属一级建筑物。根据DL/

［6］

T5397-2007《水电工程施工组织设计规范》的规定，

（3）输水系统位于上水库和下水库之间的山体下水库导流建筑物为Ⅳ级，其相应的土石围堰设计洪10a一遇标准，则流量为271m3/s，相应堰前水位为

水重现期为10~20a一遇，大坝围堰设计洪水如果按

作者简介：贺新星，男，助理工程师，研究方向为施工技术实践。E-mail：he_xinxing@ctg.com.cn

增刊（Ⅰ）贺新星，等：长龙山抽水蓄能电站下水库围堰设计及施工实践

1512号保通道路

X3377706.849约185m平均纵坡10.0%Y749885.255

下水库大坝上游围堰

R3-1道路

2号保通道路

约148m平均纵坡11.9%

184.8

159.0R4道路

下库溢洪道

1:177.3

.5Φ250×2钢管坡比2%1:2232·500W照明灯

31截水槽

155.00155.00

.5158.00

177.5

X3377688.9754Y750110.5926

1:170.0

X3377742.4587Y750133.2626上游子堰

4号钢栈桥

178.3

176.5

150.00

1:28根Φ300排水管

200cm

导流泄放洞

图1下水库工程平面布置

表1

频率/%0.050.100.501.002.005.0010.0020.0050.006.67184.0m。根据拦洪库容，将下库大坝施工期度汛标准确定为全年50a一遇洪水，流量为523m3/s，其中包括调洪后的下泄流量。

根据坝址的地形、地质条件以及水文特性和面板堆石坝的施工特点，对该工程下水库施工采用一次断流围堰、隧洞导流的方式。导流泄放洞于2017年12月19日过流。下水库坝址设计洪水计算成果如表1所示。

天荒坪抽水蓄能电站下水库的天然入库流量和发电、

下水库坝址设计洪水计算成果

洪峰流量（/m3·s-1）1160.01040.0758.0640.0523.0376.0341.0271.0174.072.524h洪量/亿m30.3810.3420.2520.2140.1760.1300.1200.0960.0640.0282.2围堰设计方案

围堰位于导流泄放洞口下游约260m处，堰顶高

程为184.8m，堰顶宽度为8.0m，围堰迎水面坡比为1∶2.0，背水坡坡比为1∶1.5，最大堰底宽约83.0m，最大堰高为22.0m，岩体填筑总量约为5万m3。

渣护坡进行防护，堰体采用石渣料填筑。围堰设计方案如图2所示，主要工程量如表2所示。

表2

m3m3下水库围堰主要工程量

筑/m31146.5m3膜/m23800m3围堰上游采用土工膜斜墙防渗，土工膜上下游各设置有30.0cm宽的砂砾石垫层，底部设有黏土铺盖，并采用混凝土基座与基岩面连接。围堰迎水面采用石

184.8基础开挖/石渣填筑/垫层料填黏土填筑/复合土工围堰拆除/336042250709050486注：表中的复合土工膜为两布一膜，500g/m2

8.0184（P=10%，10~4月，Q=271m3/s）石渣护坡

黏土填筑

石渣混合料

1:2黏土铺盖

.01:1石渣

.515:1.土工膜

砂砾石垫层各30cm

163.0

混凝土基座

图2下水库围堰设计方案（单位：m）

152人民

190.0长江

8.0黏土填筑2019年

184.8184（P=10%，10~4月，Q=271m3/s）石渣护坡

石渣混合料

黏土铺盖

1:21:1石渣

土工膜

.5石渣

1:1.5.1:1混凝土基座62砂砾石垫层各30cm

163.0

图3下水库围堰加高调整方案（单位：m）

填筑面清理

3围堰超标准洪水防汛措施

由于下水库围堰距下游居民区较近，洪水历时短，

测量放样

河谷水位陡涨陡落，超标准洪水反应时间短，同时也可能会受上游已建天荒坪电站下水库泄流的影响，因此，为了减小超标准洪水可能带来的度汛风险，保障人民群众的生命财产安全，经研究，制定了相应的超标准洪水应急措施并提前实施。

土石料摊铺

振动碾压

下

一循环填筑

试验取样

验收合格

3.1围堰顶高程的调整

（1）围堰设计方案的调整。将洪水标准由10a一

图4表3

填筑碾压工艺流程示意下水库围堰填筑碾压参数

最大粒径/cm707015含泥量/%压实干密度/（kN·m-3）>19.5>19.5碾压参数（26t振动碾）碾压加水层厚/次数量/%cm8880遇调整为20a一遇，相应围堰前水位由184.80m变为围堰加高设计方案如图3所示。

189.75m，围堰顶高程则由185.00m加高至190.00m。

（2）围堰施工工艺要求。围堰填筑采用进占法分层碾压施工，为便于削坡，填筑时超宽20~30cm，铺筑完毕后，根据填料的含水量情况适量洒水，由26t振动碾采用进退错距法进行碾压。分段碾压时，相邻两段彼此搭接，顺碾压方向的搭接长度不得小于0.5m，垂直碾压方向搭接长度为1.0~1.5m。对边角区采用液压振动板压实，为保证碾压密实效果，对每个填筑段按要求取样试验合格后方可继续填筑，每填筑2m后即进行坡面修整。

复合土工膜两侧垫层料的填筑应平行上升，两侧高差不得大于1.0m，可采用小型压实机具进行夯实。

围堰填筑施工流程如图4所示，碾压参数如表3所示。

颗粒含量/%填筑料5~1010~50~石渣混合料石渣料砂砾石料mm20mm700mm50~70-70-<1010~20-5~1020.0~20.5<10<5量，在围堰填筑至设计高程190.00m后进行非常溢流槽施工，非常溢流槽施工完毕后，再回填至设计高程，并根据度汛的需要开挖过流。

溢流槽底部净宽为10m，底部采用浆砌石砌筑，两侧采用2m高的钢筋石笼挡护，坡脚采用5m宽的钢筋石笼加固，钢筋石笼过流面喷15cm厚的混凝土。非常溢流槽设计图如图5和图6所示。

4临时子堰设计

由于导流泄放洞进口高程与围堰河道底部高差达

3.2超标准洪水非常溢流槽

为了进一步确保下水库区域能够安全度汛以及保

13.5m，且河道常年处于过流状态，无法完全形成干地施工条件，对围堰防渗系统施工影响较大。因此，在导围堰创造干地施工条件。

流泄放洞下游侧布置一座子堰进行临时挡水，以便为

障围堰的汛期安全，在调整围堰顶高程的基础上设置了非常溢流槽，当洪水超过20a一遇标准时，洪水可通过非常溢流槽过流，以避免洪水溢过堰顶而进一步造成溃堰。

非常溢流槽底高程为187.40m，为了保证填筑质

4.1子堰顶部高程设计

导流洞进口挡坎的高程为176.50m，围堰10月份

增刊（Ⅰ）贺新星，等：长龙山抽水蓄能电站下水库围堰设计及施工实践

190.0184.8184（P=10%，10~4月，Q=271m3/s）石渣护坡黏土填筑

浆砌石60cm8.0钢筋石笼2m

153石渣混合料土工膜

石渣

石渣

1:1.51:2黏土铺盖

1:1混凝土基座

.62砂砾石垫层各30cm

163.0

图5

左岸

非常溢流槽横断面示意（单位：m）

190.0

500

10001:2.01:1.6

堰顶高程190.0m

坡脚

1:2.71:12石渣

1:1.5迎水面背水面

2m高钢筋石笼

过流面喷10cm混凝土2m高钢筋石笼

过流面喷10cm混凝土

17501375

图7临时子堰横剖面示意（单位：cm）

1001200100055.1

结论及建议结论

（1）截至目前，长龙山抽水蓄能电站下水库已成

非常溢流槽（60cm浆砌石）右岸

图6非常溢流槽平面布置示意（单位：cm）

100500500进行施工时，河道5a一遇及10a一遇的月平均流量分别为1.35m3/s和2.17m3/s。根据导流洞水位—流量m3/s，因此，子堰的顶部高程拟定为178.30m。

表4

月份123456781011全年129平均流量（/m3·s-1）0.450.811.221.091.101.891.672.201.710.830.540.381.16功完成了截流，导流洞、子堰、围堰等施工期导流设施均已施工完成，度汛标准满足规范要求，基本上通过了汛期的考验，完成了防洪度汛任务。

（2）事实证明，采取的下水库防洪度汛创新性技术措施合理可行，改善了围堰施工条件，提高了围堰防洪度汛的能力，增加了超标准洪水应急反应措施，为大坝施工及下游居民的生命财产安全提供了有力保障。

曲线，导流洞进口水位为177.826m时，泄流能力为5

1962~2013年下水库坝址历年逐月平均流量

占比/%3.715.408.957.7413.4012.2016.1012.106.083.851002.808.035.2建议

下水库大坝部分填筑料与围堰填筑料相同，可以

针对围堰碾压试验及碾压参数开展进一步研究；收集围堰填筑过程中的碾压及现场试验的相关参数，为即将开始的下水库大坝填筑积累经验，并为其提供技术支持。参考文献：

［1］王海.三峡水库围堰发电期的防洪调度［J］.水力发电，2003（12）：［2］王刚.浅议围堰施工及施工原则［J］.治淮，2018（3）：47-48.［3］路振刚，王铁锋，孟继慧，等.丰满水电站重建工程施工期洪水调

度及供水保障方案研究［J］.水利水电技术，2016（6）：18-21.［4］刘思君，李学海，陈素红.三峡二期上游围堰防洪度汛与安全监控

［J］.中国三峡建设，2001（9）：22-23，26.

［5］孙万通，张公略，李浙江.中高水头枢纽船闸改扩建工程围堰设计

技术［J］.水运工程，2017（1）：136-142.

［6］中国水电工程顾问集团公司.水电工程施工组织设计规范：DL/T

5397-2007［S］.北京：中国电力出版社，2008.

（编辑：赵秋云）

32-33，36.

4.2子堰的结构设计

临时子堰采用石渣料或土石混合料填筑，上游坡

面及底部设黏土铺盖防渗，子堰顶宽5.0m，迎水面坡比为1∶2.0，背水面坡比为1∶1.5，堰顶轴线长约56m，最大堰高为8.0m，堰体填筑方强度为0.59万m3/月。子堰的具体结构设计如图7所示。