2.2 施工导流方式及导流标准

2.2.1 施工导流方式

龙滩水电站坝址河谷较狭窄，两岸具有布置大断面导流隧洞的地形地质条件，且隧洞导流方式为一次拦断河床，基坑范围大，坝体可全面均衡上升，避免了分期导流和明渠导流方案需在坝内设置导流底孔与厂坝施工之间的干扰，也免除了纵向围堰施工的困难，具有施工进度快、导流程序简单等优点。因此，各设计阶段均推荐一次拦断河床的隧洞导流方式。原初步设计审查后，枢纽布置进一步优化，厂房全部布置于地下，大坝改为采用碾压混凝土筑坝。隧洞导流方式利于碾压混凝土坝大仓面连续施工的优势更为突出。因此，在施工规划及以后的设计阶段均不再进行导流方式比较，仍采用隧洞导流方式。

从河床截流到首台机组发电，施工导流全过程分为初期导流和后期导流两大阶段，其中后期导流又分为施工期坝体拦洪和初期蓄水发电阶段。初期导流自2003年11月截流至2006年汛前坝体浇筑高程超过围堰顶高程，历经两个汛期，由围堰挡水，左、右岸导流隧洞泄洪；2006年汛期为坝体施工期拦洪阶段，由溢流坝段预留缺口（缺口高程285.00～295.00m）和导流隧洞联合泄洪；2006年汛后导流隧洞下闸封堵，工程进入初期蓄水发电阶段。2007年汛期由溢流坝段高程342.00m缺口和坝体上2个高程290.00m的放空底孔泄洪，同年5月首台机组发电。

2.2.2 施工导流标准

龙滩水电站的初期导流标准和流量历经了各设计阶段的反复研究和多次咨询、论证过程。

坝址水文特性为：洪枯比大，水位变幅高，实测最大洪水流量16900m³/s，洪水多为复峰型，复峰持续时间为12～20d，但每年大于10000m³/s的洪峰出现次数并不多，一般大于10000m³/s的天数仅2～3d，此水文特性较宜采用过水围堰。在初步设计阶段，针对当时的常态混凝土重力坝、坝后5台机、地下4台机的枢纽布置方案，经多种方法比较论证，确定围堰挡水标准为全年2年一遇、流量为10500m³/s，此流量相当于9月1日至次年5月31日时段20年一遇，相应导流隧洞过水断面为16m×20m（宽×高）城门洞形，围堰为RCC过水围堰，第1台机组发电工期为7.5年，汛期考虑过水影响工期1个月。

1992年12月，电站枢纽布置调整为全地下厂房方案，大坝由常态混凝土坝改为碾压混凝土，同时进一步研究认为工期缩短至6年半发电的方案是可行的。之后的多次咨询会议均建议提高围堰挡水标准。1993年世界银行龙滩项目特别咨询团咨询专家建议将围堰挡水标准提高到1959—1988年30年实测系列的全年10～15年一遇，以保证大坝碾压混凝土能常年正常施工，并加快施工进度。

针对专家们的建议，1994年施工规划设计时，对1959—1992年34年实测水文系列与长水文系列进行分析比较，根据施工程序和业主明确的第1台机组7.5年发电工期的要求，并考虑碾压混凝土围堰能在一个枯水期建成等因素，将初期导流标准提高至实测系列的全年10年一遇，洪峰流量为14700m³/s，此流量在34年实测水文资料中仅出现2次，出现几率仅为5.9%，可基本做到大坝施工期基坑全年不过水。大坝度汛标准仍采用考虑历史洪水的长系列。

经历了上述各阶段的审查及论证以及“八五”“九五”攻关成果的应用，碾压混凝土高温季节全年施工已成为现实和工程需要。2000—2001年进行的可行性研究补充设计和招标设计工作均遵循了上述原则，首台机组发电工期从7年半优化缩短到6年半，大坝混凝土采用进口高速皮带机上坝转仓面塔式布料机为主、缆机为辅的运输方式，围堰挡水标准仍采用全年10年一遇，挡水流量为14700m³/s，相应围堰最大堰高74.9m，两条导流隧洞断面尺寸17m×20m（宽×高）。

2001年导流隧洞招标设计工作完成后，根据业主进一步考虑利用上游天生桥一级水电站水库调蓄削峰作用，以减小初期导流流量及导流隧洞断面，尽量为大断面导流隧洞按期完工创造条件的要求，对于上游天生桥一级水电站水库的调蓄削峰作用，在原初步设计阶段研究的基础上进行了进一步研究。通过龙滩坝址以上洪水地区组成分析，得知龙滩坝址洪水主要为天生桥下游区间型洪水，上游天生桥水电站坝址洪峰流量仅占天峨站实测洪峰流量的13%左右，仅可减少龙滩水电站坝址洪峰流量1000～2000m³/s。为保证安全，施工导流设计流量均不考虑天生桥一级水电站水库的调蓄作用。2001年3—5月，针对较不利于工程的天生桥—龙滩水电站区间与龙滩同频率、天生桥水电站相应的洪水组成典型进一步进行了分析，按照天生桥一级水电站水库的设计洪水调节原则，天生桥一级水电站水库正常防洪调度不考虑20年一遇以下的中小洪水，其正常调度情况下对龙滩坝址P=10%、P=20%洪水基本上没有蓄洪削峰作用。

根据工程业主方降低初期导流流量以减小导流隧洞断面的意见，针对10500m³/s、13100m³/s、14700m³/s三级流量，与不同导流隧洞洞径进行了组合计算，对天峨水文站实测系列延长至1999年后的水文资料也进行了重新统计和分析。不同导流隧洞洞径在不同挡水标准情况下的水力参数、堰高及过水几率见表2.2和表2.3。

从表2.2和表2.3可以看出，在维持上游围堰的高度基本不变的前提下，当选用围堰挡水流量为14700m³/s、13100m³/s、10500m³/s时，分别配以洞径为21.0m、19.0m、17.0m的导流隧洞是比较合适的。在41年实测水文资料中，大于14700m³/s的流量仅出现过2次，出现几率仅为4.9%，且41年中未出现过1年发生2次的情况，可基本做到大坝施工期基坑全年不过水；大于10500m³/s的流量出现几率为53.7%，1年出现2次的几率达26.8%，汛期过水几率较大；挡水流量13100m³/s的过水几率介于上述两者之间。

从施工总进度分析，要实现2003年11月截流的目标，2003年9月前必须完成左、右岸导流隧洞和进、出水口边坡的施工。由于土石方明挖、石方洞挖工程量较大，而导流隧洞的开工时间较原计划有所推迟，因此，截流前的工期非常紧张。从坝区揭露的地质情况看，大的断裂构造可能会对地下洞室施工产生不利影响。特别是左岸导流隧洞，由于边坡稳定的要求，必须将进水口边坡开挖至高程382.00m后，才能进行导流隧洞的进口边坡开挖，工期十分紧张。降低导流流量，可适当减小导流隧洞洞径，降低导流隧洞施工强度，有利于截流前的施工进度。

从围堰挡水标准对截流后施工进度影响分析，当围堰挡水流量为14700m³/s（以下简称方案一）时，在天峨站41年实测系列中，仅2年出现大于此流量洪水，出现次数为2次，出现几率为4.9%，年平均出现次数为0.05次，围堰过水几率甚小，可做到基坑基本上不过水，施工基本上不受洪水影响，因此进度安排时考虑全年施工。

河床部位坝基开挖工程量近192万m³，进度安排在2004年1—8月施工，月平均开挖强度约为24万m³/月，考虑施工不均衡的影响，月高峰开挖强度约为28万m³/月。

施工进度安排2004年9月开始大坝基础处理及垫层混凝土的浇筑，在2005年汛前，坝体溢流坝段混凝土浇筑高程达到230.00m，两岸底孔及非溢流坝段高程达到240.00m，混凝土浇筑月平均强度为21万m³/月，月平均上升速度为5m/月。由于是大坝混凝土初期施工阶段，工序繁多，受设备安装、坝基固结灌浆、垫层混凝土浇筑等因素影响，这种施工强度仍属比较高的。由于围堰过水几率很小，汛期仍安排混凝土浇筑，汛后溢流坝段浇筑至高程240.00m，两岸底孔及非溢流坝段浇筑至高程250.00m。2006年汛前，溢流坝段混凝土要求浇筑到高程288.00m，而两岸底孔坝段要求浇筑到高程300.00m以上，混凝土浇筑月平均强度为22万m³/月，月平均上升速度为5.6m/月，月高峰强度约为26万m³/月。汛期坝体缺口与两岸坝段在保持一定高差的条件下继续升高，汛期洪水由坝体缺口和两条导流隧洞联合泄流，至2006年8月底，缺口坝段达到高程296.00m，其余坝段达到高程310.00m。2006年11月导流隧洞开始下闸蓄水，当水位达高程290.00m时，由坝体高程290.00m的两底孔向下游供水。2007年4月底，溢流坝段（缺口坝段）浇筑至高程342.00m，其余坝段要求浇筑至高程366.00m，汛期洪水由缺口和两个放空底孔共同宣泄，缺口坝段停工，其余坝段继续升高，至2008年1月浇至坝顶高程382.00m。2007年11月开始加高缺口坝段溢流堰闸墩和溢流面混凝土，2008年汛前完成溢流面，汛期由永久溢流堰泄洪。2008年8月底闸墩浇至坝顶高程，10月完成坝顶桥，2009年6月完成坝顶弧门和检修门的安装，至此，大坝施工完毕。

对于挡水流量10500m³/s的方案（以下简称方案二），大坝施工控制性进度安排与方案一基本相同，其主要差别在于围堰挡水的两年内的施工强度的增加。由于在41年的实测水文系列统计资料中，出现有22年洪水大于10500m³/s，出现几率为53.7%，其中1年出现2次的几率为26.8%，且洪水以复峰型居多，考虑基坑撤退、抽水及仓面恢复时间，按1年过水一次停工1个月安排进度。河床坝基的开挖仍安排在2004年1—8月，9月开始大坝基础处理及垫层混凝土的浇筑。受汛期洪水影响，坝基月平均开挖强度将达27万m³/月，较方案一有所增加。2005年汛前的混凝土浇筑，如方案一所述，施工强度较高、工序较多，再加大施工强度，难度较大，可能性较小，因此，进度安排该时段的混凝土施工强度与方案一基本相当。为争取2006年的汛期能够进行大坝混凝土的施工，坝体缺口高程至少应在全年5年一遇的洪水水位之上，由表2.2可知，当选用洞径为17m的导流隧洞时，相应上游水位为285.03m，2006年的汛前大坝溢流坝段混凝土浇筑高程仍要求达到288.00m，而两岸底孔及非溢流坝段要求浇筑至高程304.00m以上，以利大坝度汛安全。因此，2006年6月以后的大坝施工基本上不受初期导流流量的影响，其进度安排与方案一相同，对大坝混凝土浇筑进度影响的关键时段为2005年6月至2006年5月。考虑汛期损失工期1个月，则2005年6月至2006年5月时段内混凝土月平均浇筑强度为23万m³/月，月平均上升速度为6.3m/月，月高峰强度约为29万m³/月。

方案二混凝土施工强度和上升速度的提高，要求骨料生产、输送及浇筑能力均需相应加大，对以塔带机为主的浇筑方案，要求单台塔带机的生产率在250m³/h以上。根据当时三峡工程单台塔带机最高生产率为220m³/h的经验，要达到方案一250m³/h的生产率，已属不易。方案二在不增加设备的条件下，需提高塔带机及砂石及混凝土生产和输送设备利用率。由于高峰时段持续时间较长，要求设备生产率长时间保持高水平，难度较大；若增加设备，需增大投资，且供料线及浇筑设备布置困难。同时，一方面，基坑过水易造成新浇混凝土薄层长间歇，浇筑块顶面也难免不受洪水的“冷击”而导致开裂，从而影响RCC的浇筑质量；另一方面，对以塔带机为主的浇筑设备，2005年汛期的度汛安全直接影响工程进度，当来流量为10年一遇流量14700m³/s时，基坑流速达4～5m/s，洪水及木、排等漂浮物对浇筑设备的安全造成较大威胁，若考虑汛前设备拆除，汛后恢复，则工期至少损失2个月，对6.5年发电总进度更为不利。

2001年6月，在北京召开了“龙滩水电站导流标准及导流方案专题讨论会”，会议明确“龙滩水电站工程从施工准备期开始，首台机组发电工期仅6.5年，而大坝主体工程施工工期只有3.5年，施工工期紧，施工强度大，其高峰混凝土强度为26万m³/月。大坝能够全年施工是保证工程进度的关键目标，因此，大坝施工的初期导流时段，采用不低于10年一遇的导流标准是合适的，采用实测系列相应的导流流量14700m³/s”“天生桥一级电站的调蓄作用可作为大坝施工期预防超标洪水的措施之一，目前导流洞设计中暂不考虑其削峰作用”。施工详图设计阶段，仍沿用上述挡水标准，为便于施工，导流隧洞过流断面调整为16m×21m（宽×高）城门洞形。

施工期导流设计洪水标准详见表2.4。