云河水庫(kù)施工導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)淺析

付立

（陜西省漢中市水利水電建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，陜西漢中723000）

云河水庫(kù)施工導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)淺析

付立

（陜西省漢中市水利水電建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，陜西漢中723000）

云河水利水電工程河段存在河床砂卵石覆蓋層較厚，河床透水性強(qiáng)，滲水量大的狀況，導(dǎo)流設(shè)計(jì)中存在著導(dǎo)流圍堰在汛期要能過(guò)水，圍堰斷面形式要經(jīng)濟(jì)合理，圍堰要能夠有效保護(hù)大壩基坑安全施工等要求。根據(jù)以上要求，選擇全段圍堰隧洞導(dǎo)流方式，合理確定圍堰高程，采用鋼筋石籠護(hù)面的過(guò)水土石圍堰，圍堰內(nèi)部采用伸入基巖的混凝土防滲墻，石渣堰體填筑施工速度快。穩(wěn)定可靠的導(dǎo)流圍堰將使導(dǎo)流度汛任務(wù)順利完成，為大壩安全、快速施工創(chuàng)造良好條件。工程建設(shè)建設(shè)后，效益顯著。

云河水庫(kù)；導(dǎo)流圍堰；防滲；設(shè)計(jì)

1 工程概況

云河水利水電工程位于陜西省南鄭縣西南40 km的兩河鎮(zhèn)，系由云河（即漾家河上段）筑壩引水，向濂水河紅寺壩灌區(qū)補(bǔ)水并結(jié)合發(fā)電的?。?）型跨流域引水綜合利用工程，主要建筑物為4級(jí)。

云河水庫(kù)大壩主體為碾壓混凝土，碾壓混凝土重力壩的施工為控制工程施工總進(jìn)度的關(guān)鍵，而導(dǎo)流工程則是大壩快速安全施工的重要保證。碾壓混凝土壩在施工期間必須采取嚴(yán)格的溫控措施控制壩內(nèi)溫度，防止產(chǎn)生大量的溫度裂縫。施工倉(cāng)面過(guò)水會(huì)擾亂對(duì)大壩內(nèi)部的溫度控制，極易形成溫度裂縫，要避免這種情況出現(xiàn)，因此要對(duì)導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)確，避免施工初期水流漫壩；大壩倉(cāng)面出強(qiáng)約束區(qū)以后，通過(guò)壩體預(yù)留缺口宣泄洪水，既達(dá)到了聯(lián)合導(dǎo)流隧洞安全度汛的目的，同時(shí)通過(guò)控制過(guò)流范圍，避免洪水漫壩對(duì)壩體產(chǎn)生不良影響，因此要確保導(dǎo)流方案能保障基坑內(nèi)快速、安全施工，在汛期前壩體達(dá)到缺口溢流的形態(tài)。

2 設(shè)計(jì)原則

工程中圍堰的施工質(zhì)量關(guān)乎到大壩施工的總體質(zhì)量，本工程圍堰設(shè)計(jì)應(yīng)本著以下原則：（1）根據(jù)導(dǎo)流時(shí)段來(lái)水量，計(jì)算合理的堰頂高程和穩(wěn)定可靠的斷面形式，要在枯水期能保證大壩基坑施工安全，這就要求設(shè)計(jì)堰頂高程不能定得過(guò)高，增加投資，又要避免堰頂高程不夠，出現(xiàn)大壩出強(qiáng)約束區(qū)以前水流漫壩的狀況；（2）導(dǎo)流圍堰填筑能夠就地取材，經(jīng)濟(jì)合理，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于修建、維護(hù)；（3）工程河段砂卵石覆蓋層較厚，河床透水性強(qiáng)，滲水量大，要注重選擇高效的防滲措施，避免大量滲水影響大壩主體施工速度。

3 導(dǎo)流方式及圍堰型式的確定

3.1 導(dǎo)流方式

根據(jù)云河水庫(kù)大壩壩址地形地質(zhì)情況，由于河谷狹窄，河床最窄處僅25 m左右，若采用分期圍堰，施工場(chǎng)地小，施工倉(cāng)面狹窄，不利于快速施工，在汛期壩體沒(méi)有出強(qiáng)約束區(qū)情況下壩面過(guò)水會(huì)對(duì)壩體質(zhì)量產(chǎn)生影響；河床強(qiáng)透水層深度達(dá)6 m，修筑分期圍堰防滲處理工程量大；且枯水期導(dǎo)流流量不大，不宜采用分期圍堰導(dǎo)流。

全段圍堰隧洞導(dǎo)流方案，使得施工場(chǎng)地范圍大，干擾小，有利于加快施工進(jìn)度，故選擇全段圍堰導(dǎo)流方式。

3.2 圍堰基本型式及構(gòu)造

施工導(dǎo)流常用有土石圍堰、草土圍堰、混凝土圍堰、鋼筋混凝土圍堰等[1]。普通土石圍堰、草土圍堰不能達(dá)到汛期過(guò)流的要求；混凝土與鋼筋混凝土圍堰抗沖與防滲能力強(qiáng)，但開(kāi)挖方量及澆筑混凝土量大，造價(jià)較高；混凝土護(hù)面過(guò)水土石圍堰符合汛期過(guò)水要求，但施工過(guò)程中需要分期施工，防滲工藝復(fù)雜，不利于加快施工進(jìn)度；鋼筋石籠護(hù)面的過(guò)水土石圍堰，采用垂直混凝土防滲墻防滲，防滲結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，混凝土防滲墻與石渣填筑堰體施工同步進(jìn)行，施工速度快。故選擇鋼筋石籠護(hù)面過(guò)水土石圍堰進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4 導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)

4.1 工程等級(jí)及洪水標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303—2004）[2]和《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）[3]的規(guī)定，綜合分析保護(hù)對(duì)象、失事后果、導(dǎo)流建筑物使用年限、圍堰高度和庫(kù)容，確定導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí)；根據(jù)圍堰結(jié)構(gòu)類(lèi)型確定導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)，可用5~10年洪水重現(xiàn)期?？紤]到云河水庫(kù)大壩為剛性壩，施工期設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)選用規(guī)范規(guī)定的下限值，即采用5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

云河水庫(kù)壩址以上控制流域面積128 km2，主河道長(zhǎng)18.95 km，河道比降20.4‰。流域呈闊葉狀，河道兩岸山勢(shì)陡峭，河谷狹窄，大部分為深山水源涵養(yǎng)區(qū)，植被良好，水土流失較小，年降雨量大于1400 mm，河流水量充沛，因流經(jīng)灰?guī)r地區(qū)，有多處泉水補(bǔ)給，枯水期水量比較平穩(wěn)。根據(jù)漢中地區(qū)河流洪水變化規(guī)律及本工程施工安排，確定枯水期為6個(gè)月（1~2月、3~4月、11~12月），分三個(gè)時(shí)段，計(jì)算得出枯水期各時(shí)段流量分別為Q1~2月=3.04 m3/s，Q3~4月=48 m3/s，Q11~12月=27.6 m3/s。

按枯水期流量Q20%=48 m3/s計(jì)算上游圍堰水位為842.40 m，取超高0.5 m，確定堰頂高程842.90 m。按枯水期流量Q20%=48 m3/s計(jì)算下游圍堰水位為839.80 m，考慮下游圍堰能起到臨時(shí)交通的作用，取超高0.7 m，確定堰頂高程840.50 m。

4.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

根據(jù)導(dǎo)流洞布置、基坑施工開(kāi)挖和上游圍堰運(yùn)行要求，上游圍堰布置于大壩上游約20 m處，堰體上游坡腳距導(dǎo)流洞進(jìn)口約25 m，結(jié)構(gòu)型式為石碴填筑和干砌石護(hù)面組成的過(guò)水圍堰。堰體過(guò)水保護(hù)體系采用干砌石護(hù)面，護(hù)面厚0.5 m，再利用Φ10@200鋼筋網(wǎng)固面，鋼筋網(wǎng)錨入河道兩岸山體巖石內(nèi)。堰頂高程842.90 m，河床面以上最大堰高5.7 m。設(shè)計(jì)堰頂寬度3.5 m，長(zhǎng)38 m，迎水面坡比1∶2，背水面坡比1∶1.5，河床為砂卵石層，厚度最大處約6.0 m，堰體采用C15混凝土防滲墻防滲，防滲墻底部嵌入基巖0.5 m，防滲墻最大深度約11.7 m，防滲墻頂部厚度0.5 m，墻體上、下游面坡比為1∶30，防滲墻中點(diǎn)處設(shè)一道伸縮縫，縫間設(shè)銅止水片?；炷练罎B墻與河岸連接處嵌入基巖或不透水層，進(jìn)行錨固和灌漿處理。堰體石渣填筑時(shí)應(yīng)保證混凝土防滲墻兩側(cè)石渣頂面高程相差不超過(guò)0.1 m，防滲墻1.5 m范圍內(nèi)石渣壓實(shí)時(shí)應(yīng)在墻兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，防止墻體傾斜。

下游圍堰位于壩軸線下游約51 m處，結(jié)構(gòu)型式為石碴填筑和干砌石護(hù)面組成的過(guò)水圍堰。堰體過(guò)水保護(hù)體系同上游圍堰。堰頂高程840.50 m。設(shè)計(jì)堰頂寬3.5 m，長(zhǎng)53 m，迎水面坡比1∶2，背水面坡比1∶1.5，河床面以上最大堰高5.8 m。河床為砂卵石層，平均厚度約3.0 m。堰體采用混凝土防滲墻防滲，防滲墻最大深度約8.8 m，防滲墻頂部厚度0.5 m，墻體上、下游面坡比為1∶30，沿圍堰軸線長(zhǎng)每隔20 m設(shè)一垂直溫度伸縮縫，縫間設(shè)銅止水片。混凝土防滲墻與河岸連接處，防滲墻要嵌入基巖或不透水層，并進(jìn)行錨固和灌漿處理。堰體石渣填筑時(shí)應(yīng)保證混凝土防滲墻兩側(cè)石渣頂面高程相差不超過(guò)0.1 m，防滲墻1.5 m范圍內(nèi)石渣壓實(shí)時(shí)應(yīng)在墻兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，防止墻體傾斜。

4.3 后期處理

導(dǎo)流圍堰在大壩下閘蓄水前拆除，混凝土防滲墻應(yīng)破碎拆除，并回收鋼筋石籠護(hù)面中的部分鋼材。

5 結(jié)語(yǔ)

云河水庫(kù)導(dǎo)流圍堰主體采用導(dǎo)流隧洞開(kāi)挖石渣填筑，取材方便，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，鋼筋石籠護(hù)面及混凝土防滲墻施工方法簡(jiǎn)單，施工速度快，為工程建設(shè)節(jié)省了工期；堰頂高程確定合理，既避免了定得過(guò)高，不利于節(jié)省投資，又避免了堰頂高程選得過(guò)低，出現(xiàn)施工初期水流漫壩和淹沒(méi)基坑的狀況；云河水庫(kù)大壩主體工程施工已經(jīng)進(jìn)行了一年多時(shí)間，在此期間施工導(dǎo)流圍堰堰體穩(wěn)定，外部用鋼筋網(wǎng)對(duì)干砌石護(hù)面的固定保護(hù)效果較好，汛期洪水對(duì)堰體破壞范圍小，圍堰修整工作量少；圍堰內(nèi)部采用伸入基巖的混凝土防滲墻，建成后防滲效果較好，減少了大壩主體施工期間基坑內(nèi)排水工程量，極大的減小了滲水對(duì)大壩連續(xù)澆筑、快速施工的影響，為工程建設(shè)發(fā)揮了顯著效益。

[1]袁光裕主編.水利工程施工[M].4版.北京：中國(guó)水利水電出版社，2005（2007重印），P15～P40.

[2]SL 303—2004，水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[3]SL 252-2000，水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2000.

TV551.3

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1673-9000（2017）03-0094-02

2017-04-16

付立（1988-），男，陜西勉縣人，助理工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。