[发明专利]实现高拱坝蓄水期下游不断流的导流隧洞分序封堵方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电施工导流技术领域，特别是涉及一种实现高拱坝蓄水期下游不断流的导流隧洞分序封堵方法。

背景技术

对于在高山峡谷地区修建高拱坝的水电工程，施工期间通常多采用围堰拦断河床、导流隧洞泄流等导流方式。施工导流后期，当导流隧洞下闸封堵后，水库水位逐渐上升，在水位未达到高拱坝永久泄洪孔高程前，水流无下泄通道，导致下游河道脱水断流，使蓄水期水生生态遭受破坏，对鱼类资源、工农业生产和生活取水、航运、景观等产生不利影响。随着近年来我国可持续发展战略的积极实施，环境保护的重要性日益凸显。2006年1月原国家环保总局颁布的《水电水利建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南(试行)》明确表示，对于会造成下游河道减脱水的水利水电工程，必须下泄一定的生态流量及采取相应的生态流量泄放保障措施。解决导流隧洞下闸蓄水期的下游脱水断流问题，已成为水电工程建设的关键技术问题之一。目前对于高度100米以上的高拱坝工程，为解决导流隧洞下闸蓄水期的下游脱水断流问题，一般采用以下方案：(一)参见图1至图2，拱坝坝身4与山体3连成一体，随着拱坝坝身4的不断进展，将来在拱坝坝身4较高高程处施工中孔5和表孔6作为永久泄流通道，与拱坝坝身4施工相同步的是，在山体3较低高程部位设置导流隧洞1,2，在拱坝坝身4较低高程部位专门设置导流底孔7作为生态供水孔，参见图3，现有的导流隧洞1包括第一侧孔101、第二侧孔102以及将第一侧孔101和第二侧孔102分开的中墩103，第一侧孔101和第二侧孔102的宽度分别为B，第一侧孔101、第二侧孔102和中墩103的高度均为H；(二)在导流隧洞1,2进口闸门后设置断面较小的旁通洞，接入导流隧洞1,2作为生态供水洞。但这两种措施通常都存在一定的问题和缺点，且布置困难、投资大，具体原因如下：

对于方案(一)，在坝身4上开设导流底孔7方案，会带来诸多不利的影响：在高拱坝坝身4较低部位开设孔洞对坝体结构及应力分布有较大影响，不利坝体安全；导流底孔7及其配套门槽的设置增加工程量和工程投资；影响坝体混凝土浇筑施工进度，对于将大坝施工时间进度作为关键线路的工程，将会推迟发电工期，减少发电效益；导流底孔7下闸时永久启闭设备尚未形成，需增加设置闸门临时启闭设备8，由图2可以看出，由于坝身4进口一侧为弧面，闸门临时启闭设备8为平面，在弧面与平面之间存在巨大的空隙，需要消耗相当多的混凝土，增加了工程造价；由于导流底孔设置在坝身较低高程部位，需拆除部分上游围堰以具备进流条件，相应增加工程量和工程投资；

对于方案(二)，采用旁通洞方案，存在以下不利因素：导流隧洞1,2下闸后水流经旁通洞仍回到导流隧洞1,2下泄，旁通洞开挖及支护施工工期紧张；当需下泄的生态流量较大时，通过旁通洞进入导流隧洞的水流条件复杂，对导流隧洞的冲击、气蚀等不利隧洞结构安全。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种实现高拱坝蓄水期下游不断流的导流隧洞分序封堵方法，具有避免下闸过程中下游脱水断流、简化坝体结构、缩短工期、增加发电效益、减少工程投资的特点。

本发明提供的一种实现高拱坝蓄水期下游不断流的导流隧洞分序封堵方法，包括如下步骤：一、在导流隧洞下闸封堵前的一个枯水期，从导流隧洞中选择作为生态流量泄水通道的待改造导流隧洞，选定待改造导流隧洞的第一侧孔，用混凝土封堵第一侧孔下半孔，抬高第一侧孔孔底高程，缩小第一侧孔孔口高度，保留待改造导流隧洞的第二侧孔孔口原有尺寸；二、在待改造导流隧洞进口端分别为第一侧孔和第二侧孔设平板闸门，水库蓄水前，未改造的第二侧孔首先下闸，利用第一侧孔上半孔孔口向下游供水；三、待水库水位蓄至可由坝身永久泄洪孔下泄生态流量后，第一侧孔的上半孔孔口闸门下闸，下闸全过程向下游下泄较大流量，实现下闸过程不断流。与现有技术方案相比，不需在坝身另设生态流量泄水通道，通过待改造导流隧洞第一侧孔分期下闸分序封堵，在满足下泄生态流量的同时，通过逐步缩小泄水通道过水面积，减小最后下闸的闸门尺寸，提高其动水操作的水头范围，将其所受水压力荷载控制在现有制造水平所允许的范围之内；同时，无需另建形状为平面的闸门临时启闭设备，避免因填补巨大的空隙而增加工程量和工程造价。

在上述技术方案中，所述步骤一中，选择生态流量泄水通道时，待改造导流隧洞孔底高程比其他导流隧洞的孔底高程高。如果待改造导流隧洞孔底高程比其他导流隧洞的孔底高程矮，会使通过待改造导流隧洞的水量大于通过其他导流隧洞的水量，从而增加了对待改造导流隧洞的改造难度。