費勒索夫С.Ю.，工程師

薩揚-舒申斯克水電站為重力拱壩，在壩體的泄水部分布置有11孔泄水道，泄水孔尺寸為6.0×8.6米，進口高程為479.0米。泄水道首部為有壓泄水口，接下來是無壓泄水道，然后，在壩的下游面為開敞式泄水槽，泄水槽中水的流速為56.0米/秒，最后將水泄入消力池中。運用時的泄水，其最大可調節流量為12870立方米/秒，泄流時的能量可達2000萬-2500萬千瓦。

1985年洪水時，在下泄流量只有4500立方米/秒，比最大可調節流量小得多時，消力池砼底板發生了破壞，破壞面積約為85%。維修以后于1988年空泄流量4400立方米/秒，結果又一次使消力池受到破壞，破壞面積占消力池面積的15%。修復工作持續了五年，到1991年才完工。消力池修復工作共澆注砼9.3萬立方米（初始砼量為6.5萬立方米，被水流從消力池中沖走砼5.2萬立方米），鋼筋用量3145噸，預應力錨300個（第二期修復時）。

從1991年到2006年（16年）通過泄水道消力池下泄春汛和洪水有9年。在這16年中有7年進行了空泄，空泄的時間都多于30天，其中1994年為58天，2006年為68天。一般，通過泄水道消力池泄洪都在每年八月到九月。但是，有的年份，從六月開始水庫的蓄水強度受空泄的限制，而不超過水庫正常高水位，這樣保持到十月底。當泄水道消力池兩次受到破壞時，修復工作只能在夏季進行。

為了降低通過泄水道下泄水流的能量，降低下泄水流對消力池結構的動力作用和提高薩揚舒申斯克水電站水工建筑物的可靠性，1988年通過了關于設計和修建隧洞式輔助溢洪道的決定，設計泄量為4000-5000立方米/秒。從1991年起規定了消力池的管理制度，建立了嚴格的泄水孔口開啟順序，包括部分提升閘門，使下泄水流沿整個消力池寬能均勻分布。

1990年水工設計院中亞分院提出了五個隧洞式河岸溢洪道方案，列寧格勒水工設計院聯合股份公司提出了三個隧洞式溢洪道方案。但是，所有這些方案都沒有回答工程可靠性的要求，原因是：沒能指出，作用在靠近高壩巖體上的動力荷載；沒能指出，河床沖刷形成沖坑后對500千伏輸電線的影響。在研究了這些方案之后，確定了河岸式溢洪道的基本要求：

要可靠的清除泄洪水流造成的約8000兆瓦的能量；

要使對靠近大壩右岸巖體的影響最小；

在采取利用鼻坎—挑板清除下泄水流能量時，因河床巖基會產生大的沖刷和形成沖坑，所以在考慮消能時，不要利用天然河床；

消能結構要簡單，要能消除調整水流帶來的能量，但又不使砼產生氣蝕；

在隧洞式溢洪道中，無論下泄任何一種泄水流量，都應保證泄水有穩定的無壓水力學流態；

在尾水渠下流部分水流處于平靜狀態下，下泄到葉尼塞河的水流能量，就完全消除。

薩揚-舒申斯克水電站建議。采用分散消能方案，這個方案是利用卡勒羅夫河和卡雷莫夫河的峽谷，用隧洞將下泄水流引至兩河河床，這樣就可以避免沖刷葉尼塞河河床，并能形成擁水。2000年動力科學研究院聯合股份公司制訂出了河岸溢洪道采用兩河峽谷消能方法：

將下泄水流泄入消能坑中；

采用多級跌水。

2003年將總設計任務交給了列寧格勒水工設計院聯合股份公司。列寧格勒水工設計院聯合股份公司同水工設計院聯合股份公司和動力科學研究院聯合股份公司一起完成了補充地質勘測。

在設計工作接近完成時又提出了泄水線路的新建議。包括隧洞出口在內的新泄水線路，位于上面提到的兩河峽谷和葉尼塞河右岸坡地之間的山脊上。這個最終采用的方案使尾沙漠有著更有利的工程地質條件，使從隧洞流出的水流進入五級跌水，這對泄流消能更有利（圖1）。

圖1 五級跌水，正在澆注消力池砼（原文圖不清，略）

河岸溢洪道建成之后，當水庫蓄水到正常擋水位539.0米之前，應保證泄雨洪，并避免抬高薩揚佶申斯克水電站上游水位。在這種情況下河岸溢洪道應完成它的主要泄洪功能，必須下泄不超過4000立方米/秒的泄量（不計通過電站的流量）。

河岸溢洪道布置在葉尼塞河右岸，發球主要水工建筑物。河岸溢洪道建筑物包括（圖2）：溢洪道進口，兩條無壓隧洞和尾水段。尾水段包括隧洞出口，跌水和尾水渠。

圖2 薩揚舒申斯克水電站河岸溢洪道總體平面布置圖：

1-重力拱壩；2-壩體泄水建筑物；3-河岸溢洪道進口段；4-隧洞進口嗽口段；5-隧洞；6-連接建筑物（多級跌水）；7-尾水渠。

河岸溢洪道主要工程量有：

土石方開挖量　　　　　　　  538.0萬立方米，

土石方量　　　　　　　　　　   56.0萬立方米，

澆注鋼筋混凝土量　　　　 59.7萬立方米，

水泥灌漿　　　　　　　　　　　10.47萬米，

金屬結構和機械設備　　 1133.0噸。

溢洪道進口。溢洪道進口（圖3）根據地質條件選擇在靠近大壩處。溢洪道進口水頭，在水庫正常水位為539.0米時，為15米。洪進口保證能通過計算流量，并能使水流平穩流入無壓隧洞。

進口為兩垮，實用斷面，堰頂高程為524.0米。砼溢洪堰堰頂高5.0米（相對于進水渠渠底高）。每垮泄流能力限定在2000立方米/秒，為此，設置了胸墻，胸墻底部高程為532.70米。溢洪道進口每孔跨度為18米，孔口高9.19米，主閘為門前布置有平板事故-檢修閘門，閘門用移動式起重機啟閉，起重量為2×125/5噸。

圖3 河岸式溢洪道隧洞進口

河岸溢洪道進口施工的特點是，施工現場沒有圍堰，就是說進口施工期水庫的水位，低于進口施工期要求的水位（二月~六月）。

無壓隧洞。

無壓隧洞的主要特征：

斷面形式　  　　　　　　　　　　　　　　　　  槽形，

洞寬　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　 10米，

洞高　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　 12米，

洞長　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1130米，

每條洞允許泄量　　　　　　　　　　　　　  2000立方米/秒，

現澆鋼筋混凝土襯砌糙率系數　　　 0.014。

在隧洞干線坡度為0.0191下，計算隧洞橫斷面面積。隧洞斷面計算充水深（水深與洞高比）為h水深/h洞高=0.8。

泄水洞每條洞長1130米，隧洞縱坡為1.91%。泄水槽樁號0處的高程為510.52米，泄水槽出口高程為484.99米。

泄水沿斷面形式為槽形，凈寬10米（從樁號0+87.61到樁號11+29.91），洞高12米。拱頂半徑R=5.0米。兩垂直側墻與洞底的連接圓弧半徑為R=1.0米。隧洞鋼筋混凝土襯砌，側墻和拱鋼筋混凝土襯砌厚0.6米，水槽底板鋼筋混凝土襯砌厚0.8米。

在泄水洞開始段，從樁號0到樁號0+87.61隧洞斷面逐漸加寬。這段隧洞有三種類型襯砌，頂拱和側墻襯砌厚逐級變化，從1.5米到0.6米。底板襯砌厚度從1.5米到1.0米。

進口首部襯砌平緩地與擴散段連接。

泄水洞出口布置有：通氣井，有電梯豎井，用以隧洞檢查和維修時進入機械設備和材料。冬季時隧洞出口處用保溫閘板擋著。

泄水洞的施工與開敞式河岸溢洪道的施工無關，二者互不干擾。為此，利用現有的公路完成泄水洞開挖，大約從洞的中間起都靠以公路幫助開挖，占整個洞子開挖量的1/4。泄水洞斷面掘進用兩級臺階開挖：掘進面上部斷面59.3m2，下部掘進面面積81.8m2。隧洞襯砌砼澆注采用移動式金屬模板，按下列步驟完成：

側墻和頂拱同時澆注砼；

澆注反拱（水槽底板）。

從樁號0+07.00到樁號0+13.30段為保留的保護巖柱，該巖柱將泄水隧洞的地下空間同薩揚舒申斯克水電站分開。巖柱將于泄水洞首部閘門安裝完畢后挖除。

連接建筑物。溢洪道連接建筑物位于泄水洞之后。從工程—地質條件考慮將連接建筑物置于坡地基巖范圍內。就連接建筑物的結構為五級跌水（圖4）。選擇五級跌水是考慮了連接建筑物線路的選擇和山體坡地的天然地形。

圖4 連接建筑物軸線斷面圖

1-泄水洞進口首部；2-泄水洞；3-泄水洞出口部分；4-出口消力池No1；5-消力池No2、3、4；6-消務池No5；7-尾水渠。

泄水洞出口后的第一級跌水有兩個擴散的消力池，該消力池用擴散的陡坡與泄水洞相連。泄水洞線路為直線，從水力學角度看這是很有利的。泄水建筑物向河床彎曲段在泄水洞出口消力池范圍，該處會產生滾動水躍。水流水深為第二共軛水深，水流牌平穩流態。多級跌水寬100米。第一、第二和第三級消力池都一樣。在消力池后面為溢流墻，溢流墻呈坡形，坡度為1︰1，并與下一個消力池連接。為了不使溢流墻發生氣蝕，所以設置了充氣池。連接建筑物的橫斷面為船塢型結構，兩側面為砼擋墻，用錨筋將底板固結在基巖上。

第四級消力池不同于上面的消力池，有更加平緩的溢流墻。消力池尾部有消力墻，墻頂高程為325.0米，在消力池尾部還布設有消力墩，呈棋盤形布置。采用這種結構形式是為了在非洪水期檢查消力池中砼狀態時，排干泄中水。消力墻的形式采用擴散側向溢流，這有助于消減港灣泄流水能，并在葉尼塞河處于水位情況下，尾水渠水流都處于平穩狀態。

尾水渠。尾水渠（圖5）為梯形斷面，底寬100米，邊坡1︰2.5。尾水渠高程高于葉尼塞河河床高程，渠底高程為320.0米。尾水渠的線路是這樣的，在泄水水流同河床匯合處的夾角為20°。在尾水渠出口匯入河床處，水流從100米擴散至800米，并把流速調整到達-5米/秒。

尾水渠邊坡為1︰2.5，用拋石防護，拋石厚2.0米，拋石為無級配聲威塊石，個別塊石走私達400毫米。除此，沿整個尾水渠左岸和360米長的右岸，用類似石料堆砌在尾水渠邊坡坡腳，形成石垛。石垛橫斷面面積225m2，底部寬4.5米，高7.5米。這種形式的防護，在泄流過程中，使尾水渠形成穩定的邊坡。

圖5 薩揚-舒申斯克水電站河岸式溢洪道

薩揚-舒申斯克水電站河岸式溢洪道，按建筑物的工藝施工順序，用5.5年時間，完成了工程任務。

河岸式溢洪道工程于2005年3月開工建設，到2010年第三季度完工。工程采用多級跌水方案，無論從工程—地質條件看，不是從交通運輸措施看都是最合理的。

修建河岸式溢洪道并非建成了一座新的工程，而是將現有的薩揚-舒申斯克水電站水工建筑物進行了改造，目的是提高這些水工建筑物的可靠性和安全性。河岸式溢洪道在下泄流量4000立方米/秒時，可保證消力池正常工作。

參考文獻：略譯