新疆某水利樞紐工程導(dǎo)截流設(shè)計(jì)

劉 攀

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆某水利樞紐工程導(dǎo)截流設(shè)計(jì)

劉 攀

（新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

結(jié)合新疆某水利樞紐的實(shí)際情況，論述了工程導(dǎo)截流設(shè)計(jì)的原則和方案，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，分析確定了導(dǎo)流及度汛標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)截流建筑物的布置、規(guī)模及導(dǎo)截流時(shí)段。施工實(shí)踐證明：該導(dǎo)截流設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行效果良好。

導(dǎo)截流；建筑物；設(shè)計(jì)；時(shí)段；方式

1 工程概況

新疆某水利樞紐為Ⅲ等工程，規(guī)模為中型，主要建筑物由擋水壩、導(dǎo)流兼泄洪沖沙洞、溢洪道組成。大壩為瀝青混凝土心墻壩，最大壩高57.5 m，水庫(kù)正常蓄水位2 452.0 m，死水位2 420.0 m，總庫(kù)容4 395.0萬(wàn)m3。主要建筑物3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)，臨時(shí)建筑物為5級(jí)。

2 導(dǎo)流及度汛標(biāo)準(zhǔn)

本工程為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型，主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]SL303－2004有關(guān)規(guī)定，導(dǎo)流建筑物為5級(jí)，相應(yīng)的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為P=10%～20%。

本工程壩址處河谷呈窄“U”型，河谷頂寬12～17 m，底寬10～15 m，深20～28 m。兩岸為Ⅳ級(jí)侵蝕階地寬谷，較平坦，Ⅳ級(jí)階地后緣為高聳山體。

根據(jù)調(diào)洪演算結(jié)果，10%導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)全年洪峰流量184.6 m3/s，堰前水位為2 412.49 m；對(duì)應(yīng)枯期洪峰流量40.9 m3/s，庫(kù)水位為2 400.18 m。根據(jù)工程地形地貌條件、施工場(chǎng)地條件及施工進(jìn)度安排，壩體填筑在第二年汛前可填筑至2 418.5 m，若考慮采用全年洪水，圍堰頂高程為2 414.0 m，與壩體度汛高程僅差3.5 m。因此，施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用枯期洪水。

綜上分析，本工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)初步確定采用P=10%枯期洪水，相應(yīng)洪峰流量40.9 m3/s。

根據(jù)施工進(jìn)度安排，第二年汛期來(lái)臨之前，壩體填筑上升至度汛高程2 418.50 m，故第二年汛期壩體臨時(shí)斷面擋水，導(dǎo)流洞泄流。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]SL303－2004有關(guān)規(guī)定，本工程壩體度汛期的壩前攔洪庫(kù)容小于0.1億m3，壩體施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為P=2%～5%。綜合分析推薦方案施工進(jìn)度，大壩臨時(shí)斷面可填筑至頻率為P=2%的洪峰水位以上，并考慮度汛期對(duì)施工的影響及大壩安全施工等各種因素，第二年壩體臨時(shí)斷面擋水度汛的標(biāo)準(zhǔn)取P=2%，相應(yīng)洪峰流量為276.9 m3/s，壩前水位2 416.82 m。

3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

本工程推薦方案導(dǎo)流建筑物由導(dǎo)流洞、上游枯水期擋水圍堰、下游圍堰組成。

3.1 導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)

導(dǎo)流洞布置在河道右岸，與泄洪沖沙洞完全結(jié)合。由上述所知，本工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用P=10%枯期洪水，相應(yīng)洪峰流量40.9 m3/s。根據(jù)該工程的水文特性、導(dǎo)流流量、進(jìn)出口高程、截流施工條件，針對(duì)該工程的特點(diǎn)采用相應(yīng)的水力學(xué)計(jì)算公式進(jìn)行分析計(jì)算[2-4]。最終確定導(dǎo)流建筑特性匯總見(jiàn)表1。

3.2 上下游圍堰設(shè)計(jì)

根據(jù)上、下游圍堰所處地質(zhì)、地形條件及樞紐布置的需要，圍堰主體采用導(dǎo)流洞開(kāi)挖料填筑，粘土閉氣。上游圍堰堰體及基礎(chǔ)防滲采用高壓旋噴灌漿，具體布置為沿上游圍堰軸線布置1排旋噴灌漿孔，孔距為1.5 m，灌漿至基巖強(qiáng)風(fēng)化層以下1.0 m。上游圍堰迎水面邊坡為1∶3.0，背水面邊坡為1∶1.5，為滿足施工需要和防汛搶險(xiǎn)要求，堰頂寬度選定為10 m，最大堰高20 m，堰頂長(zhǎng)度為96.40 m。

下游圍堰采用粘土斜墻防滲，迎水面邊坡為1∶3.0，背水面邊坡為1∶1.5，堰頂寬度選定為10 m，最大堰高5.3 m，堰頂長(zhǎng)度為18.0 m。

表1 導(dǎo)流建筑物特性表

4 導(dǎo)流方式及導(dǎo)流時(shí)段

根據(jù)推薦方案樞紐布置、工程規(guī)模、施工條件及業(yè)主對(duì)工期的要求和意見(jiàn)，瀝青混凝土心墻壩方案施工總工期安排為30個(gè)月。采用枯期擋水圍堰擋水，河床一次斷流，導(dǎo)流洞泄洪的施工導(dǎo)流方式，導(dǎo)流隧洞布置在河流右岸。

綜合考慮樞紐水文條件、大壩施工強(qiáng)度，在整個(gè)施工期內(nèi)，壩體經(jīng)歷2個(gè)汛期。大壩施工導(dǎo)流時(shí)段可劃分為2個(gè)時(shí)段：

第一時(shí)段：截流時(shí)間（第一年9月初）至第二年4月底為止，上游枯期擋水圍堰和下游圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄洪；第二時(shí)段：第二年5月至第三年5月初，由壩體臨時(shí)斷面擋水，導(dǎo)流洞泄流。第三年4月底具備下閘蓄水條件。

工程施工期導(dǎo)流度汛特性見(jiàn)表2。

表2 工程施工期導(dǎo)流度汛特性表

5 截流

5.1 截流時(shí)段及流量

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SL303－2004[1]有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合本工程河流水文特性等特點(diǎn)，截流時(shí)段定為第一年9月，截流標(biāo)準(zhǔn)初步定為5年一遇9月旬平均流量，相應(yīng)截流流量為8.1 m3/s。

5.2 截流堤布置

根據(jù)工程布置，導(dǎo)流洞底板高程為2 395.0 m，經(jīng)過(guò)水力學(xué)計(jì)算，截流相應(yīng)水位為2 396.8 m，截流堤相應(yīng)高程為2 398.0 m，又因上游圍堰頂高程2 401.5 m，相差3.5 m，且圍堰布置于主河槽較窄位置，考慮地形條件以及河床覆蓋層較淺，截流堤采用與上游圍堰相結(jié)合布置的方式。

5.3 截流方式選擇

根據(jù)《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]SL623-2013中相關(guān)規(guī)定，綜合本工程截流戧堤與上游圍堰結(jié)合等特點(diǎn)，考慮不安排預(yù)進(jìn)占，不設(shè)置龍口，直接采用的立堵方式進(jìn)行截流。截流堤進(jìn)占與合龍一次完成。左岸地形相對(duì)右岸較平坦，便于堆放截流材料，也便于布置施工道路，所以截流材料布置于左岸。

5.3 截流水力學(xué)計(jì)算

因本工程截流位置主河槽寬度較窄，無(wú)預(yù)進(jìn)占及龍口設(shè)置，因此僅考慮立堵河槽部位的材料拋投計(jì)算。主河槽深度約26 m，底寬5 m，縱坡i=0.017；河床底高程2 381.5 m，導(dǎo)流洞進(jìn)口底板高程為2 395 m。

根據(jù)截流流量、河槽寬度及縱坡計(jì)算得出主河槽處流速為2.7 m/s。根據(jù)《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)規(guī)范》SL623-2013[5]中截流計(jì)算，得出主河槽拋填六面體混凝土材料粒徑為760 mm，相應(yīng)重量為0.55 t。由于主河槽較窄，但深度較大，鋼筋石籠拋下后應(yīng)迅速進(jìn)行戧堤填筑。

6 結(jié)語(yǔ)

新疆某水利樞紐的導(dǎo)截流設(shè)計(jì)實(shí)施效果證明：該導(dǎo)截流設(shè)計(jì)充分利用了當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，滿足了施工工期的要求，工程布置比較合理，運(yùn)行效果良好。

[1]SL303-2004，水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]SL279-2002，水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 李 煒.水力計(jì)算手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2006.

[4] 邱秀云.水力學(xué)[M].烏魯木齊：新疆電子出版社，2008.

[5]SL623-2013，水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

（責(zé)任編輯：周 群）

River diversion and closure design of a hydraulic complex in Xinjiang LIU Pan

（Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute，Urumqi 830000，China）

Combined with the situation of a hydraulic complex in Xinjiang，the author discussed the principle and scheme of river diversion and closure design.According to relevant design specifications，analysis was made on the diversion and flood control standard，size and arrangement of structures，time period of river diversion and closure.Construction practice has proved the river diversion and closure design is proper with good operation effects.

River diversion and closure；structure；design；time period；way

TV551

B

1003-1510（2016）03-0046-02

2016-03-04

劉 攀（1987-），男，安徽太和人，新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院工程師，從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。