文章编号:1006-6349(2002)10-0028-02
摘要: 2003年三峡工程将实现双线五级船闸通航和第一批机组发电目标,其度汛难度较大,必须采取完善的组织体系和必要的工程措施,精心组织实施,以确保三峡工程开始实现其防洪、发电和航运等综合效益。
关键词:度汛; 洪水; 汛期; 三峡工程
中图分类号:TV 51 文献标识码:A
三峡工程二期上、下游土石围堰分别于2002年5月、7月破堰进水,11月即将实现导流明渠截流,进入三期施工导流阶段。2003年1月,三期上、下游土石围堰闭气并具备挡水条件,1月底开始浇筑三期RCC围堰,5月上旬堰体上升至高程110m左右,围堰开始挡水,形成堰体上升与洪水赛跑的紧张局面。三期RCC围堰的按期浇至设计高程是2003年枢纽安全度汛和实现通航发电目标的关键,各相关建筑物施工形象、挡水安全条件及水库初期调度,也是确保2003年工程安全度汛的基础。
1 度汛特点
2003年是三峡工程投入运行后度汛形势最为严峻的一年,主体建筑物是首次经受高水位的考验,随着左岸发电机组的陆续投入运行和右岸大坝、电站厂房的施工,工程度汛压力会逐步得到缓解。2003年三峡工程度汛主要有如下特点:
(1)围堰度汛时间长 度汛一般指7~9月份的主汛期,主要目标是主汛期建筑物度汛和防止暴雨。而2003年从4月份三期上游土石围堰开始度汛,5月三期RCC围堰挡水,形成围堰上升与度汛的背水一战局面,6月初围堰浇筑至设计高程140 m后,中旬即挡135 m水位运行,7~9月进入长江主汛期,围堰一直在高水位下运行。
(2)度汛建筑物范围广 左岸大坝和电站厂房、地下电站进水口、双线五级船闸、升船机上闸首、茅坪溪防护大坝等都是第一次经受挡水考验;三期上、下游土石围堰、三期RCC围堰(含上纵堰内段)是第一次挡水的临时建筑物。牵涉的度汛建筑物多,挡水水位高、范围广,挡水前缘长。
(3)度汛建筑物形象要求高、风险大 大坝、电站厂房、通航建筑物和围堰工程均需达到三峡工程通航发电目标的形象要求;三期RCC围堰建成即挡水,混凝土龄期短,拦蓄库容147亿m3,一旦失事后果十分严重。
(4)工程可发挥较大的防洪作用 结合水情预报可以采用预泄至高程133 m,或采取一定的加高措施,超蓄至高程141.4 m。利用蓄洪库容,三峡工程首次发挥其防洪作用。当遭遇百年一遇洪水时,因围堰蓄洪和受枢纽泄洪能力限制,可削减洪峰流量相当于约30年一遇洪水。
2 度汛标准与度汛水位
2.1 度汛标准及设计度汛水位
2003年6月初三峡工程开始下闸蓄水,6月中旬水库蓄水至135 m,工程进入围堰挡水发电期,参与导流的导流底孔、泄洪深孔、已建成的排沙孔等泄水建筑物均由可操作的闸门系统控制泄洪。2003年各建筑物度汛标准和度汛水位见表1。
表 1 2003年三峡工程各建筑物度汛标准和度汛水位
三峡工程围堰挡水发电期设计运行水位135 m,水库蓄水位相对较低,水库形成的库容和范围相对不大,水库调洪计算分析主要采用坝址洪水静库容调洪的手段进行。依据长江历年来发生的实际年大洪水资料,选取不同类型洪水的多种代表典型进行计算,1%坝址洪水最高库水位以1981年型为最高,为140.5 m,较初步设计度汛水位高0.7m。
鉴于围堰挡水后形成水库,回水末端在清溪场附近,距坝址约470 km,为峡谷河道型水库,设计采用1%复核2003年工程度汛水位,1981年型洪水最高库水位142.3 m。
2.2 水库调度方案与度汛特征水位确定
2003年汛期枢纽工程主要靠导流底孔、泄洪深孔和3个排沙孔泄洪,是围堰挡水发电阶段枢纽泄流能力最小的汛期,枢纽采用敞泄方式泄洪。当出现预见期较长的上游型大洪水可结合防洪需要实施预泄方式,预泄流量按保证荆江河段安全行洪控制(枝城流量一般不大于56 700m3/s)。根据预报在洪峰来临之前提前4~5 d,预先腾出库容以降低水库水位是有把握实现的。综合各方面的制约因素,水库预泄的最低水位拟定为133 m,相应可空出库容8.3亿m3。对2003年遇1981年型1%入库设计洪水进行动库容调洪,采用预泄方式调洪最高库水位141.4 m作为2003年三峡工程度汛水位。
3 枢纽泄流能力和度汛形象要求
3.1 枢纽泄流能力
三峡工程在围堰挡水发电期,为保证围堰及施工安全,工程度汛采用敞泄方式,即汛期水库运行水位一般维持在135 m,只在洪水流量大于枢纽泄流能力时,水库才被迫蓄洪壅高库水位。2003年汛期枢纽泄流能力如表2。
表2 三峡工程2003年汛期枢纽泄流能力 单位:m3/s
3.2 度汛建筑物主要形象要求
左岸大坝已浇筑至坝顶185 m,高程135 m以下接缝灌浆完成,泄洪深孔、导流底孔、排漂孔、排沙孔工作门和启闭机调试完成,达到集中控制和现地控制要求。14台机组电站进水口快速闸门具备挡水条件,在发电前快速闸门和液压启闭机联调完成,具备快速事故闭门要求。厂房尾水闸门安装调试完成,具备挡水条件,地下电站进水口工程在汛前土建工程全部完成。临时船闸2号坝段利用封堵叠梁门(封堵门校核水位为140 m,门顶高程为141.8 m)挡水,4月10日临时船闸停止使用,在6月15日前抢浇至高程90 m以上,升船机上闸首采取临时挡水措施,双线五级船闸在6月15日具备试运行,2003年汛前按要求完成下游隔流堤的防护设施,防止漫顶水流及波浪对堤内侧边坡造成冲刷而危及隔流堤结构的安全。茅坪溪防护大坝需在2003年汛前坝体全断面填筑至高程145.0 m以上(计划于2003年3月坝体填筑至设计高程185.0 m),相关的库岸防护工程也需完成高程150.0 m以下部分施工,沥青混凝土心墙及基础防渗处理至高程150.0 m以上,茅坪溪泄水建筑物进口引水渠和出口消力池的杂物在3月底以前挖除清理完毕。左岸大坝渗漏水系统及各主体工程供电和电气控制均需满足2003年度汛的要求。
4 度汛措施与围堰加高方案
4.1 度汛主要措施
建议针对2003年汛期早、度汛建筑物多、风险大等特点,尽早建立专门防汛机构,将水库调度与下游防洪一并纳入工程防汛系统,做到统一部署、统一调度。并应进一步明确各施工项目的防汛负责单位及职责,做到防汛组织、人员、器材、物资、措施落实。
抓紧三期上下游土石围堰施工,尽早形成三期基坑开始三期RCC围堰第二阶段工程施工,RCC围堰工期紧、施工强度高、建成即挡水,要加强施工过程中质量检测与控制,不允许出现大范围混凝土抗剪断参数降低或层面结合不良的情况。认真分析分月(分旬)洪水水位抬高与堰体上升高度的关系,合理安排施工程序,在围堰挡高水位前必须完善围堰防渗与排水系统,并应考虑混凝土龄期对围堰安全挡水的影响,正确对待围堰度汛安全与施工安全的关系,将两者有机结合、统一部署。
4月10日临时船闸停航后,必须抓紧2号挡水坝段上块施工,在6月15日前抢浇至高程90 m以上,在67 d时间内坝体需上升约30 m,工期十分紧张,应在3月份以前做好该部位混凝土浇筑和临时船闸下游门挡水的准备。
做好大坝、升船机上闸首、永久船闸、茅坪溪防护工程、围堰工程等建筑物的挡水的准备,要特别重视临时船闸下闸首事故检修门、升船机上闸首临时挡水、下游隔流堤的度汛。
当水位超过警戒水位时,应加强安全巡视,加密观测次数,安排专职安全员进行防汛值班。当水位超过设防水位时,应组建抢险队,备好抢险物资,具备水位继续上涨时及时采取应急措施的条件。
6月中旬水库蓄水至初期运行水位135 m,此时水轮发电机组开始进行调试和试验,应抓紧机组调试、电力系统外送以及电力系统和电站联调,争取在7月中下旬以后的主汛期遭遇特大洪水时,能有两台机组投入运行,机组过流可降低库水位约1 m。
汛期暴雨对工地各施工部位的安全施工影响较大,应加强雨情预报工作,对小时降雨量大于30 mm的暴雨尽早通报,以便做好防范措施。坝区内各高大建筑物,机械设备应设避雷装置,以防止雷击。
4.2 围堰加高方案
针对2003年遭遇最高库水位141.4 m度汛高水位准备围堰加高。结合围堰结构特性、挡水条件与施工条件,建议汛前根据水文预报成果,三期RCC围堰采取加设度汛子堰的应急措施,防止洪水漫顶。纵向围堰上纵堰内段顶高程140 m,顶宽均为8 m,拟加高挡水墙至142.0 m。三期RCC围堰顶高程140 m,顶宽8 m,在堰顶设置编织袋装粘土度汛子堰,子堰采用梯形断面,顶宽2 m,高为2 m,上、下游侧坡比分别按1∶1.5和1∶1。
5 结语
2003年汛期三峡工程度汛泄洪能力最小,度汛时间长、风险大,度汛建筑物多、范围广,在不到4个半月时间需完成110万m3三期RCC围堰混凝土浇筑,高峰月浇筑强度达35万m3,围堰按期完建并安全挡水是2003年度汛的关键基础,必须确保施工质量。
建议结合蓄水前验收对所有建筑物度汛分阶段进行全面检查,加强对各建筑物的质量检测与安全监测,对出现的安全隐患及时消除,做到万无一失。成立专门的防汛机构,将枢纽工程防汛、水库调度和长江中下游防汛一并纳入统一的防汛系统,鉴于三峡工程的重要性及2003年工程度汛的特殊性,实施三期RCC围堰加高子堰及上纵堰内段堰顶加设挡水墙的工程措施。
2003年是三峡工程发挥防洪、发电和航运等效益的第一年,通过预泄、超蓄和水库调度综合措施,可得到约29~38亿m3的蓄洪库容,实现4台机组并网发电和双线五级船闸通航,效益十分明显,建议对2003年三峡工程度汛方案进一步研究,使其发挥更大作用。
作者简介:翁永红,长江委设计院,教授级高级工程师。
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