Ermenek工程的设计与施工

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Ermenek工程的设计与施工

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-19 1436 0


  Ermenek工程位于土耳其卡洛曼省的高可苏(G ksu)河支流Ermenek河上,距首都安卡拉市南约350Km。该项目由两部分组成,即Ermenek和Erik工程。Ermenek工程是主要组成部分,它将利用高绵峡谷(Gomel)中的一座水库和下游已建成水库盖森德(Gezende)之间361m高的有效水头。该工程包括210m高的双曲拱坝,泄水底孔和泄洪隧洞分别位于左坝肩和右坝肩,导流隧洞位于左坝肩。一条9.3Km长的压力管道(直径D=5.6

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯树脂为原料生产的一种防水阻隔型材料。(密度为0.94g/cm3或以上的土工膜)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命 (50年)。HDPE土工膜全称“高密度聚乙烯土工膜”,具有优良的耐环境应力开裂性能,抗低温、抗老化、耐腐蚀性能,以及较大的使用温度范围(-60--+60)和较长的使用寿命50年,广泛使用在生活垃圾填埋场防渗,固废填埋防渗,污水处理厂防渗,人工湖防渗,尾矿处理等防渗工程。

m)和一座斜井(D=4.7m)通向电站厂房,厂房中包括两组垂直的佛朗西斯机组,总装机容量300MW。

  Erik工程包括一个跨河的发电站,引Erik河中的水到主发电系统。Erik压力管道长4500m,内径3m。发电机洞穴内安装有总容量6.5MW的平置式涡轮发电机,两套系统年总输出电量达1187GWh。

  Ermenek工程的最终设计方案由Elektrowatl和Doslar公司实施。依据最终设计方案,总工期为六年半。

  施工单位,由包括BM、VA TECH、Alstom Power、Voith Siemens 和 Verbundplan在内的多家单位组成,在Ermenek和Erik压力隧洞开挖中应用了人员和机械的有效配合使工期的缩短成为可能。

  调整导水系统进一步完善了工程施工。现在有两条预设的导水隧洞,一条低洪水位导水隧洞,另一条附加隧洞。附加隧洞是在高洪水位到来时使用。

  通过采取以上措施,可以使施工期降至5年。再加上Ermenek/Gezonde 组合操作系统的应用,整个工程的可行性将会得到大大提高。

1.主要特征

  修建在Gormel大峡谷的Ermenek混凝土拱坝产生的194m水头将会拥有9.3km长的压力隧洞和斜井提供的167m的补充水头。Erik方案只是主要方案的一个补充。因为它建在流量约2.5m3/s的河源与Ermenek水库之间,可用水头只在121m的很小流域内。本文的重点放在Ermenek工程上。工程总体布局如图1所示,主要工程特征见表1。

Ermenek工程的设计与施工  第1张

Ermenek工程的设计与施工  第2张

2.导水系统

2.1 最终设计方案

  934.5m长的马蹄形导水通道内径6m,导水量为330m3/s。上游围堰的顶高程为511m,下游围堰的顶高程为500m。

  导水隧洞是按1~1.5年一遇的洪水流量设计的,根据最终设计方案,只能从下游围堰一侧通过导流隧洞来进行坑道开挖和混凝土衬砌施工,以及入口建筑物的修建。

  在最终设计方案中,水流将通过前期围堰导入隧洞,在前期围堰建成以后,主要围堰及道路的施工只能通过下游的山谷进行。这种施工安排意味着在导流隧洞和上游围堰完成之前,没有其它施工活动可以进行(也就意味着坝体和坝肩的开挖不能进行)。

  在这种情况下,对于上游主围堰的施工只能用这种单隧洞来保证坝体区施工活动的进行。进口建筑物的完成和上游主围堰的施工以及河流导流工程应该在干旱季节进行。

  在最终设计方案中,如果洪水量超过330m3/s,洪水将溢过上下游围堰。在此,主要目的是通过迅速将坝体建至560m高程,用拱坝作围堰。这个方案计划在干季全部完成。

2.2 备用方案

  通过以上几种方案提高了导水系统的流量。对于10年一遇流量(778m3/s)和25年一遇的流量(982m3/s),隧洞的内径应在6m到9m之间,计算出与之相一致的最大水面高程和围堰高度。水库积留水位也考虑在内。基于这些计算,作出了以下备用方案:

备用方案A—单隧洞方案

  10年一遇的洪水流量可以用内径8m的隧洞和高25m的围堰进行导流,鉴于有1.2m活动上限,即使超过10年一遇的洪水流量也能够顺利导流。最经济的方案是用直径6.5m的单隧洞导流,但围堰高度必须达到37m。

备用方案B-双隧洞方案

  在双隧洞方案中,两条隧洞应同时开挖,在开挖进行到大约一半时,两条隧洞要互相连通,并且此时隧洞2的混凝土衬砌施工已经开始。当衬砌达到连接处时,开挖工作也将全部完成。为了前期围堰的施工,隧洞1开始将水导入隧洞2,在将水导入隧洞2后,下游围堰施工将会完成。同时,因为有隧洞1导水,上游主围堰可以在1.5个月内完成。

  值得一提的是,双隧洞导流方案对施工过程提供了相当有利的条件,比如大坝的施工可以在上游围堰开挖的同时进行。

2.3结论

  10年一遇洪水流量可以通过内径6m的两条隧洞和29m高的混凝土围堰进行导流;同样也可以用内径6.5m的两条隧洞和25m高的混凝土围堰导流。

  应该注意的是,在25年一遇的洪水流量情况下,有必要增加隧洞的直径,并且围堰的高度也应作相应的调整。例如:

25年一遇的洪水可用32m高的围堰和内径6m的两条隧洞导流;

25年一遇的洪水可以用29m高的围堰和内径6.5m的两条隧洞导流;

25年一遇的洪水可以用28m高的围堰和一条内径18m,一条内径4m的隧洞导流。

  根据研究结果,决定采用两条内径6.5m的隧洞。对于一条排水量达390m3/s的河流,一条可以作为导水隧洞,另一条作为附加隧洞;达到10年一遇洪水流量(778m3/s)时两条洞同时导流。正如在最终设计方案中所预见的,这种方案的主要好处是坝址区的开挖工作可以更早展开。建议方案如图2所示:

Ermenek工程的设计与施工  第3张


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