宋虹兵&，黄国强2
（1.新疆塔里木河流域大石峡水利枢纽工程建设管理局，新疆库尔勒841000;
2.新疆塔里木河流域管理局，新疆库尔勒841000）
摘要：大石峡水利枢纽工程地处高山峡谷地区，工程规模巨大，拦河坝为第一高混凝土面板坝。坝址区地形地质条件较复杂，导流隧洞利用左岸突出山梁布置进出流均较顺，进口采用早进洞方案避免了洞脸大开挖，围堰覆盖层基础防渗采用了对砂卵砾石适应性好的高压旋喷墙方案，墙顶接复合土工膜心墙防渗，防渗措施成熟可靠；围堰的填筑与防渗系统的施工工期保障率高，有利于围堰在一个枯水期内完建并挡水度汛，也有利于大坝河床基坑开挖和大坝填筑快速施工，对整个施工工期的保障有重大意义。图2幅。 关键词：水利枢纽；导流隧洞；高压旋喷墙；设计
1工程概况
大石峡水利枢纽工程位于阿克苏河一级支流库玛拉克河中下游、温宿县与乌什县交界处的大石峡峡谷出
口处，下游距在建的小石峡坝址约Ilk m，距阿克苏市约100km。该工程是《阿克苏河流域规划要点报告》《塔里木河流域近期综合治理规划》和新疆阿克苏河支流库玛拉克河河段水电规划报告》确定的具有灌溉、防洪和发电任务的控制性枢纽工程，已列入国务院批准近期实施的172项重大水利工程建设项目。水库正常蓄水位1700m，死水位1590m，总库容11.7亿m3，调节库容7.11亿m3，电站装机容量750MW=工程为I等大（1）型工程，主要永久水工建筑物级别为1级，次要永久水工建筑物级别为3级，临时建筑物为4级。
鞠说好看枢纽布置方案为河床布置拦河坝，左岸依次布置深孔排沙放空洞、中孔泄洪排沙洞、发电引水建筑物进水口和开敞式表孔溢洪道，发电引水洞后接
收稿日期：2020-09-28
作者简介：宋虹兵（1983-）男，工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。
E-mail：109781134@qq 岸边式地面厂房。拦河大坝为混凝土面板砂砾石坝，最大坝高247m，为在建世界第一高面板坝口］。
2工程区自然条件
2.1气象水文条件
阿克苏河流域地处新疆塔里木盆地边缘，欧亚大陆腹地，因远离海洋，周围又有高山阻隔，流域内呈典型的大陆性气候，其主要特点是：气温年内变化较大，日较差大，空气干燥，日照长，蒸发强烈，降水量较少。库玛拉克河径流主要补给源是冰雪消融，年内变化较大，6~8月径流量占全年的68.5%；年际变化较小，实测年最大径流与最小径流之比为1.9=库玛拉克河多年平均流量154.3m3/s，多年平均径流量48.6亿m3=
库玛拉克河洪水主要由冰川、永久性积雪和季节性融雪水及降水形成，洪水类型主要分为融冰雪型洪水、冰川阻塞湖溃决型洪水和融冰雪降水混合型洪水。融冰雪型洪水与气温关系密切，随着气温升高，中、低山区的积雪融化后形成的洪水一般发生在4~9月，有每日一峰一谷的规律性。冰川阻塞湖溃决型洪水的特征是峰高量小，发生时间无规律性；当此类洪水与融冰雪洪水和融冰雪型降水混合型洪水叠加后，形成库玛拉克河的最大洪水，对
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工程危害较大。
大石峡坝址区多年平均气温11.5$，极端最高气温39.5$，极端最低温度-22.0$，多年平均降水量129.5mm，多年平均蒸发量1707mm，多年平均年日照时数约2633h，年均雷暴日数25.5d，历年最大冻土深度73cm，多年平均相对湿度56%=河道基本无封冻现象，无冰塞、冰坝等特殊冰情，结冰期为
11月中旬，解冰期为3月中旬，最大岸边冰厚为0.65m=
2.2地形地质条件
坝址区为典型的峡谷地形，河谷呈不甚对称的“V”型，右高左低，右岸坝顶高程以下呈阶梯状地貌（发育两级阶地），左岸近乎一坡到顶。两岸均为基岩边坡，山势高陡，自然边坡坡度一般45。~75。，局部近直立。坝址区左岸山顶高程1800~ 1880m，相对咼差约400m，右岸山顶咼程约2725m，相对高差约1200m=
坝址区河水位高程一般1487.0~1488.0m，河水面宽35~40m，正常蓄水位处坝轴线谷宽约570m=坝址区河流湍急，水深一般10~11m，河道平均坡降约3.56=坝址区河床覆盖层厚度一般5 ~8m，局部13m=
坝址区出露地层主要为泥盆系上统（D3）津丹苏微晶灰岩、灰质砾岩和角砾灰岩。第四系（Q）沉积物主要为Q4的河床冲洪积、崩坡积，Q3的堆积体、河床砂卵砾石，Q1西域砾岩。坝后发育F②区域断裂穿河而过，F②断裂上游为灰岩，下游为西域砾岩。
3导流设计方式及导流标准的确定
3.1导流方式
坝址区两岸均为基岩边坡，山势高陡，自然边坡坡度一般45°~75°，局部近直立。坝址区左、右岸山顶高程1880~2725m，相对高差约400~ 1220m。坝址处常水位情况下河宽约30~50m，地形狭小，河床覆盖层受下游小石峡水电站蓄水影响淤积严重，覆盖层厚约20余米，拦河坝型为混凝土面板坝，不具备采用明渠导流或河床分期导流的条件。两岸上体雄厚，岸坡基岩出露，导流设计流量2266m3/s，适宜采用导流隧洞导流方式。由于面板坝上游设置高35m的高趾墩，混凝土工程量达10万m3，覆盖层加上弱风化建基岩体开挖深度接近40m，坝体难以在一个枯水期内抢填到度汛洪水位以上（填筑高度达80m），因此不宜采用枯水期围堰、汛期过水的导流方式。在综合考虑坝址区狭窄的地形地质条件、河流水文条件、枢纽建筑物布置特点、导流建筑物的布置条件、大坝工程施工因素后决定大石峡工程初期导流采用导流隧洞导流，围堰一次拦断河床，基坑全年施工的导流方式。3.2导流标准
根据《水利水电工程施工组织设计规范》/SL 303—2017）的规定，围堰保护对象大坝为1级建筑物，围堰使用年限为31个月，上游围堰最大高度54m，相应的拦洪库容为0.23亿m3，由此确定的导流建筑物级别为4级，上、下游围堰结构型式均为土石围堰。4级导流建筑物设计洪水标准对于土石围堰在20~10年一遇重现期之间选取，10年一遇和20年一遇洪水流量分别为！10%=1970m3/s, !5%=2266m3/s，相差296m3/s。
采用标准上限值（20年一遇）和下限值（10年一遇）洪峰流量相差不大，工程投资增加1400万元（增加约5%）。考虑到本工程是超高混凝土面板石坝，下游有小石峡水电站及阿克苏等城镇，工程施工期
间导流标准应在规范规定范围内适当选择上限，增加导流度汛可靠性。库玛拉克河上游河段位于，水情预报相对困难，从施工导流期导流度汛可靠性角度考虑，选择20年一遇的标准可以降低枢纽施工期风险，因此推荐采用20年一遇洪水标准，洪峰流量2266m3/s。
根据《水利水电工程施工组织设计规范》，第6年度汛标准取100年一遇，相应度汛设计流量为!1%=2931m3/s。第7年和第8年度汛标准采用200年一遇重现期，相应度汛设计流量为00.5%= 3211m3/s=
4导流方案
4.1导流洞布置
初期度汛洪峰流量2266m3/s，通过工程类比,
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选择1条隧洞过流。结合坝址区左凸右凹的河道地
形，以及枢纽建筑物布置格局，比选左岸和右岸导 流两种方案。从地形条件考虑，河流在大石峡峡谷
出口处受到左岸山体挤占形成较大的S 型弯道，利
用弯道，左岸具备直线布置导流洞的条件，导流洞 长度相对较短，进出口水流条件较顺畅。右岸受到
防喷盒S 弯影响，布置导流洞地形条件较差，洞线需经过
2 个弯道方能将上下游河道连接，导流洞长度相对较
长，左右岸导流洞方案比较布置如下所示（见图 1）。
通过综合分析比选，导流洞布置在左岸靠河
侧，地形、枢纽布置、导流洞布置条件、水力学条 件、施工条件、工期、投资等均非制约因素。依据
工程设计应尽量降低风险、节省投资及尽早发电受
益的原则，经综合比较最终推荐左岸洞线方案。
图1左右岸导流洞方案比选示意
4.2上、下游围堰布置上游围堰位于大石峡峡谷内，枯水期河面宽 37 m，河床冲积砂卵砾石层厚度12~
24 m ，主要由少
量孤石、漂石及砂卵砾石组成；大于200 mm 漂石
平均21.3%, 2~200 mm 粒径含量64%。右岸及河
床基岩为微晶灰岩夹砾质灰岩；左岸为微晶灰岩,
间夹少量厚层角砾灰岩。上游围堰布置在导流洞进
口基坑下游40 m 附近，河床覆盖层深20余米，粒
径较小，适宜高压旋喷防渗墙施工；故覆盖层采用 高喷墙防渗，顶部接复合土工膜心墙防渗。
下游围堰位于下游厂房附近。围堰处河段枯期 水位高程1 487.0 m，河面宽约84 m 左右，河床底宽
310 m 左右，河床冲积砂卵砾石层厚度13 ~ 25 m，两
岸洪积及崩坡积块碎石层厚度5~30m 不等，右侧 碎石沟下游覆盖层厚度最深可达65 m 。堰下基岩为宇航员之妻
西域组砾岩和中厚层微晶灰岩夹少量薄层微晶灰
岩。基岩中发育F ②区域性断裂，断层破碎带较
宽，受其影响，堰下基岩较破碎，完整性差。河床
覆盖层采用高压旋喷墙防渗，顶部接复合土工膜心 墙防渗（见图 2）。
4.3导流程序
（1）初期导流。2019年11月工程截流。截流
后截流戗堤挡水，导流洞过流，导流时段为2019
年11月~2023年5月。2020年汛期，上、下游土 石围堰挡水，导流洞泄流，2022年汛期坝体填筑
高程为1 539.00 m ，坝体顶高程没有超过上游围堰 顶高程。初期导流至2023年5月汛前止。
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•
图2施工导流平面布置
（2）中期导流。2023年6月~2025年9月。
2023年5月四汛前，坝体填筑高程1585.0m，超过上游围堰顶高程，度汛由坝体挡水，导流洞泄流。2024年5月底，大坝填筑高度1652.0m，该年度汛
由坝体挡水，导流洞+深孔排沙放空洞联合泄流。2025年5月底，坝体填筑高程1692.0m，度汛由坝
体挡水，导流洞+深孔排沙放空洞联合泄流。
（3）后期导流。2025年11月~2026年8月。2025年11月，导流洞下闸，此时中孔泄洪排沙洞具备泄洪条件，初期应急放空洞也已改造完毕，具备放水条件。导流任务结束。
4.4导流隧洞设计
导流洞平面上经过一个转弯，导流洞进口布置
在库玛拉克河拐弯的上游侧，隧洞沿154.5。方向进洞，经导0+071.123+桩号后，转向SW184。。导流建筑物全长1557.90m，由进口明渠段、闸室段、洞身段、出口明渠段组成。导流洞断面型式为“城门洞型”，洞内流态按有压洞设计，出口按非淹没设计，隧洞过常遇流量时候为明流，相应流态为陡坡急流。
导流洞进口明渠及闸室段长度约24m，采用岸塔式闸室结构形式，闸室内设中墩，中墩厚度4m，单孔闸门孔口尺寸为5.0m214.5m（宽2高）矩形。导流洞洞身段长度1203.0m，洞身段采用城门洞型断面，断面尺寸10.0m214.5m（宽2高），隧洞纵坡！=6.67%°。洞身上游段设24m渐变段，连接进口与洞身。洞身段岩体受F②断层影响，上游段为薄层微晶灰岩，下游段为砂砾岩地层。出口明渠由底流消能段和出口明渠段组成，底流消能段长度150m，出口明渠扩散段长度207.90m。出口消 能方式采用明渠内布置鼻坎和消力池的底流消能。出口段为砂砾岩地层。
4.5上、下游围堰设计
科学基金网络信息系统上游围堰堰顶高程取1539.0m，围堰最大高度54.0m，顶宽为10m，上游坡比为1：1.65，下游坡比为1：1.3，顶部长度197m，最大底宽约195m，下游坡脚距离大坝上游开挖线约40m，上游坡脚距离导流洞进口约40m。围堰防渗型式采用高压旋喷灌浆+土工膜心墙的型式。高压旋喷灌浆施工平台高程1495.00m，旋喷墙深约30m=1495.00m高程以上采用土工膜心墙进行防渗，土工膜高度约44m，土工膜上、下游侧采用砂砾石垫层进行保护，厚
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・丁pv病毒
0.7m；垫层下游设置过渡区，厚2.4m。围堰两岸采用帷幕灌浆防渗，灌浆孔间距为3m，孔深7m。截流戗堤位于围堰下游侧。围堰在上下游侧各设置两级2m宽马道。围堰填筑料主要采用开挖石渣料和天然砂砾料。
下游围堰堰顶高程1495.00m，最大高度8.5m，围堰顶宽12m，上、下游坡比均为1：1.8，堰顶长度246m，最大底宽44m=围堰防渗型式采用高压旋喷墙+土工膜心墙的型式，高喷防渗墙最大深度13.5m，防渗墙施工平台高程1491.0m=491.0m 高程以上采用土工膜心墙进行防渗，土工膜高度约4.0m，两侧米用砂砾石心墙进行保护，墙厚4m。围堰下游坡采用1m厚的块石进行防护。
5结语
大石峡水利枢纽工程地处高山峡谷地区，工程规模巨大，拦河坝为国内第一高混凝土面板坝，坝址区地形地质条件较复杂，导流隧洞利用左岸突出山梁布置进出流均较顺，进口采用早进洞方案避免了洞脸大开挖，围堰覆盖层基础防渗采用了对砂卵砾石适应性好的高压旋喷墙方案，墙顶接复合土工膜心墙防渗，防渗措施成熟可靠，围堰的填筑与防渗系统的施工工期保障率高，有利于围堰在一个枯水期内完建并挡水度汛，也有利于大坝河床基坑开挖和大坝填筑快速施工，对施工工期的保障有重大意义。
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(2)主变压器高低压线卷引出线套管装设从顶部改进到侧部，且装设带门的终端电缆接头箱；使电缆进出线安装更方便，主变接线没有裸露的导电部分，而且密封，主变顶部更加安全。放瓦斯继电器内空气更安全。
(3)变电站实现无人值班，由永强供电公司调度中心实时监控。变电站有三遥功能，安全性能满足运行
要求。变电站从2019年初安装投运以来，经过1年多的运行考验，一二次设备运行正常，10kV线路与其他10kV系统之间环网联络热倒网都正常，确保了对用户的正常供电；整个工程达到优良标准。
(4)港城50MVA20/10k V变电站从规划设计到安装投运，都是永电职工自力更生完成的，充分体现了永电职工的积极向上、创新改革的精神，为龙湾永强空港增量配电区域提供了1座50MVA20/10k V厢式结构变电站的实侧，也填补了本市在变电站规范上50MVA20/10kV厢式结构的空白，有一定的实用意义。
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