黄金坪水电站导流洞出口垮塌应急治理工程技术
【摘 要】大渡河黄金坪水电站导流洞出口在截流后首汛出现垮塌险情,本文主要介绍了险情原因分析、应急治理措施及险情部位安全现状简评,通过对导流洞过流能力和围堰挡水高程复核,表明汛期电站安全度汛是有保障的。
【关键词】丁字坝;备料;应急治理;工程技术
1工程及险情过程简述
黄金坪水电站在2011年12月中旬实现大江截流,采取导流洞与泄洪洞汛期联合泄流模式。右岸布置的主要泄水建筑物为一条导流洞,左岸布置一条进口高程较高的水工永久泄洪洞。其中导流建筑物为4级,导流标准为20年一遇,设计联合导流流量5190 m3/s。
2012年7月2日凌晨,坝址处河道流量达到3350m3/s时,下游围堰桩号(纵)0+165~0+185护坡后围堰坡脚被淘空出现塌陷, 7月3日凌晨7时护坡混凝土板折断并向下沉陷。经勘查,下游围堰(纵)0+115~0+165段EL1418.2m马道以下混凝土均出现被水流淘空且局部拉裂移位现象,马道与上部护坡结合部位已出现深长裂缝,且(纵)0+165下游侧护坡整体受损严重。
2险情原因分析
根据导流洞出口水流流态,结合出口附近建筑物平面布置与结构型式,现对发生险情的主要原因分析如下:
(1)导流洞出口左侧距下游围堰边坡距离约30m,右侧为龙达沟泥石流沟坡面堆积体前缘左侧,导流洞出口狭窄,水流扩散面较小。受地形地质条件和永久枢纽建筑物布置制约,其出口布置较为困难,出口直线段较短,水流比较紊乱,由于隧洞泄流量较大、水流集中,能量大,对河道的冲刷较严重。由此可见,出口两岸的结构布置造成导流洞出流与原水力模型试验有较大差异,主流在出口明渠内偏向右岸,明渠末端形成的主冲坑贴近8#公路坡脚,造成该部位首先垮塌;主流则正对纵向围堰,其回水和撞击面板改向后的主流分别在横向围堰和纵向围堰末端形成险情。
(2)当导流洞泄流量达到2500m3/s时,导流洞出口已经出现明满流交替工况发生,说明现场河床变迁等原因已使导流洞出口水流流态已异于原设计。受水流冲击,冲坑最初形成位置应在下游公路护坡DX0+020附近,洪水淘刷造成软弱砂层段基础钢管桩遭受破坏,分析认为这是导致右岸公路护坡首先垮塌的主要原因。目前冲坑向上游发展,在上游(导)0+802m后偏右冲出一范围较大的深坑,估计冲坑深度15~20m。水流在冲坑扩散,与沿围堰的回流互相冲击,在围堰边坡上形成波浪,波浪爬高局部超过5m。
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