第二节 围堰结构设计

一、围堰轴线布置原则

（1）一期厂房全年纵向围堰轴线布置考虑纵堰与18号泄水闸边墩墙结合，三期混凝土纵向围堰轴线布置考虑与闸坝中隔墩结合。

（2）围堰轴线除应满足主体建筑物施工要求外，尽量使围堰轴线短，工程量小。

（3）船闸上游引航道部分在围堰内施工，部分安排在一期截流前施工，不设围堰，预留土坎挡水。

（4）船闸下游引航道长约1.5km，围堰规模较大，下游引航道围堰可根据地形分段施工。

二、一期围堰结构

（1）一期枯水围堰。一期枯水围堰主要是确保电站厂房 （含受电站厂房基坑开挖影响的相邻0.5孔泄水闸）的施工，按挡第二年8月至第三年2月10年一遇枯期洪水标准设计，相应流量为9980m³/s，相应上游水位为40.80m，下游水位为39.90m，由此确定一期上、下游枯水围堰顶高程分别为42.60m、41.70m。纵向枯水围堰堰顶高程由上游枯水围堰顶高程过渡到下游枯水围堰顶高程。枯水围堰顶宽度均为8m，迎水坡为1∶1.75～1∶2.0，背水坡为1∶1.5～1∶1.75。堰体以黏土斜墙防渗，堰壳填筑料为石渣。纵向围堰、上游围堰桩号0+315～0+395以及下游围堰桩号0+000～0+045迎水侧采用0.5m厚格宾石笼护坡，背水侧均采用石渣护坡。上游围堰采用黏土截水槽和高喷防渗。一期枯水围堰结构如图1 2所示。

图1-2 一期枯水围堰结构（高程以m计，尺寸以mm计）

（2）一期全年围堰。一期全年围堰主要是确保电站厂房全年施工，按挡10年一遇全年洪水标准设计，相应流量为17400m³/s，相应上游水位为44.57m，下游水位为43.26m，由此确定一期上、下游全年围堰堰顶高程分别为46.37m、45.06m。纵向全年围堰堰顶高程上游段为44.57，下游段为45.06，考虑到三期截流以及三期泄水闸施工需要，上、下游全年围堰堰顶宽度均按10.0m设计，纵向全年围堰堰顶宽度按4.0m设计。土石围堰迎水坡为1∶1.75～1∶2.0，背水坡为1∶1.75，碾压混凝土两侧边坡均为1∶0.35。上游全年围堰迎水侧与上游纵向围堰相交50m范围内采用0.5m厚格宾石笼护坡，背水侧采用石渣护坡。堰壳填筑料为石渣，堰体防渗采用黏土。围堰堰基防渗采用黏土截水槽。

三、二期围堰结构

二期围堰主要是确保船闸、门库坝段以及相连的6.5孔泄水闸施工。二期围堰分为以下3段。

（1）二期船闸围堰按挡第三年8月至第四年2月10年一遇枯期洪水标准设计，相应流量为9980m³/s，相应上游水位43.8m，下游水位为39.9m，由此确定二期上、下游枯水围堰 （1号围堰）堰顶高程分别为45.6m、41.7m。纵向枯水围堰堰顶高程由上游枯水围堰堰顶高程过渡到下游枯水围堰堰顶高程。枯水围堰堰顶宽度均为8m，迎水坡为1∶1.75～1∶2.0，背水坡为1∶1.5～1∶1.75，堰体以黏土防渗，堰壳填筑料为石渣。上下游横堰及纵向围堰的迎水侧，截流水位以下采用1.0m厚钢筋石笼护坡，截流水位以上采用0.5m厚格宾石笼护坡，背水侧均采用石渣护坡。纵向围堰及与之相交的上游横堰50m范围内的迎水侧堰脚外10m，采用1.0m厚钢筋石笼护脚，钢筋石笼下抛投1.0m厚块石护底。围堰堰基防渗采用黏土截水槽。施工过程中对1号上游围堰进行了调整。调整后的1号上游围堰结构如图1 3所示。

图1-3 1号围堰改线后上游横堰典型横剖面（高程以m计，尺寸以mm计）

（2）下游引航道2号围堰按挡第三年9月至第四年2月5年一遇枯期洪水标准设计，相应流量为5950m³/s，相应水位为37.50m，围堰堰顶高程为39.30m。堰顶宽度为8m，迎水坡为1：1.75～1：2.0，背水坡为1：1.5～1：1.75，堰体以黏土防渗，堰壳填筑料为石渣。围堰在透空导流隔墙突出段截流水位以下采用1.0m厚钢筋石笼护坡，截流水位以上采用0.5m厚格宾石笼护坡，其他段迎水侧采用石渣护坡。围堰堰基防渗采用黏土截水槽。

（3）下游引航道3号围堰按挡第三年11月至第四年2月5年一遇枯期洪水标准设计，相应流量为4030m³/s，相应水位为36.10m，围堰堰顶高程为37.90m。堰顶宽度为8m，迎水坡为1：1.75～1：2.0，背水坡为1：1.5～1：1.75，堰体以黏土防渗，堰壳填筑料为石渣。围堰迎水侧采用石渣护坡。围堰堰基防渗采用黏土截水槽。

四、三期围堰结构设计

1.三期枯水围堰

三期枯水围堰主要是确保三期泄水闸（11孔泄水闸）土建工程的施工，按挡第四年9月至第五年2月10年一遇枯期洪水标准确定，相应设计流量为8490m³/s，相应上游水位为44.57m，下游水位为39.10m。考虑到三期泄水闸工程量大，无法在一个枯水期完工，第五年9月和第六年9月需要恢复三期枯水围堰。

2.三期枯水围堰方案比选

根据施工总进度安排，第五年7月底第一台机组具备发电条件，以后每3个月可投产一台，由于中间11孔泄水闸还未完工，不具备挡水条件，第五年和第六年3—8月11孔泄水闸敞泄，上下游水位差达不到机组最低发电水头要求（机组最低发电水头3.0m），机组无法发电。根据施工总进度安排，第四年7月底船闸具备临时通航条件，船闸临时通航上游最低水位为40.70m，第五年和第六年3—8月11孔泄水闸敞泄，只有在大于9500m³/s时船闸才具备临时通航条件，该时段坝址段河道基本断航。为提高该时段发电效益以及保证该时段通航，三期枯水围堰部分采用过水围堰。三期枯水围堰型式比较见表1-6。

由表1-6，经综合比较，三期枯水围堰选择部分过水围堰。

3.三期枯水围堰过水体顶高程的确定

根据施工进度安排，本工程于第五年7月底第一台机组安装完毕，并具备发电条件。为简化第五年9月河道再次截流，同时尽可能争取施工期发电效益以及提高施工期通航保证率，第五年8月至第六年8月拟利用枯水围堰过水体临时挡水发电，同时三期枯水围堰过水体顶高程确定主要从第五年和第六年汛期（全年10年一遇）库区壅高水位不超过库区永久征地线考虑，因此，三期枯水围堰过水体顶高程要从第五年和第六年汛期库区壅高水位、三期枯水围堰工程费用、施工期临时发电效益以及施工期通航保证率4个方面进行技术经济比较。经比较，三期枯水上游围堰过水体顶高程为38.00m，下游围堰过水体顶高程为36.40m。

4.三期枯水围堰断面设计

三期围堰结构以高程38.00m（上游枯水围堰，下同）及高程36.40m（下游枯水围堰，下同）为界分成两部分，其中高程38.00m及高程36.40m以上堰体采用均质土堰型，迎水侧及背水侧边坡为1：2.0和1：1.75，第五年2月底予以拆除；高程38.00m及高程36.40m以下过水体在第五年2月底拆除上部围堰结构时予以保留。为确保第五年和第六年汛期间上、下游枯水围堰高程38.00m及高程36.40m以下过水体能够得到保留。拟于三期上游枯水围堰高程38.00m以下采用0.7m厚C20混凝土护面，上游侧采用1.0m厚钢筋石笼进行护坡，下游侧采用1.0m厚格宾石笼进行护坡。拟于三期下游枯水围堰高程36.40m以下采用0.7m厚C20混凝土护面，上游侧采用1.0m厚格宾石笼进行护坡，下游侧采用1.0m厚格宾石笼和钢筋石笼进行护坡。三期上游横向围堰结构如图1-4所示。

五、门库坝段临时泄水闸设计

第四年9月至第五年2月如仅由左岸6孔泄水闸过流，在设计标准下 （P=10%、Q=8490m³/s）上游水位壅高至45.32m，第五年以及第六年3—8月，如仅由左岸6孔泄水闸和过水围堰过流，在设计标准下 （P=10%、Q=17400m³/s）上游水位壅高至46.32m，库区临时淹没线超过永久征地线1～2m，库区临时淹没损失较大，为降低库区临时淹没损失，需先将门库坝段按泄水闸要求施工，增加泄流通道，等泄水闸竣工后再改造为门库坝段。在门库坝段临时过流下，第四年9月至第五年2月在设计标准下 （P=10%、Q=8490m³/s）上游水位壅高至44.57m，第五年以及第六年3—8月在设计标准下（P=10%、Q=17400m³/s）上游水位壅高至45.39m，库区临时淹没线超过永久征地线0～0.5m，库区临时淹没损失比较小。门库坝段临时泄水闸附加工程量见表1 7。

图1-4 三期上游横向围堰（高程以m计，尺寸以mm计）

六、机组安装、调试附加工程量

第一台机组投产后，厂房全年围堰已拆除，机组安装需要在检修闸门保护下进行，机组调试也需要在检修闸门辅助下进行。因此，为满足机组安装、调试的要求，需在厂房永久检修闸门基础上增加6扇进口检修闸门，每扇门重500t（分6节）。厂房进口检修闸门尺寸与泄水闸检修闸门尺寸相同，该6扇闸门的18节后期利用为泄水闸检修闸门，6节改造为门库坝段的临时封堵闸门，其余12节回收利用。

七、各期围堰特性和稳定性

各期围堰特性见表1-8。经分析，各期围堰稳定性均满足规范要求（略）。