閬中解元水庫樞紐施工導流方案研究

【摘要】文章結合工程實例，對閬中解元水庫樞紐工程的施工導流方案進行了總結和分析，以便更好的提高工程實例。

【關鍵詞】施工導流；度汛；方案

一、項目概況

1.1 地理位置及對外交通

解元水庫位于構溪河中游右岸的青杠樹河上，樞紐地處閬中市解元鄉(xiāng)三村羅家溝，控制集雨面積25.5平方公里，總庫容2899萬立方米，有效庫容1291萬立方米。解元水庫樞紐及引水渠工程的物資運輸主要靠公路，南充至閬中130Km，閬中至解元42Km，解元至樞紐已有村通公路，但路面較窄，需經(jīng)擴建整治方可投入使用。

1.2 工程條件

解元水庫樞紐大壩采用砼重力壩，壩頂高程424.38m，最大壩高60.38m，壩頂寬7m，壩軸線長192.8m。大壩原設計為漿砌石直墻干砌石壩，并于1977年11月動工興建，1979年底由于國民經(jīng)濟調(diào)整而緩建。到停工為止，漿砌條石直墻體達到391.5m高程，干砌毛條石和干砌塊石體已施工到391.5m高程。導流放空隧洞洞長110m，圓形斷面，隧洞直徑1.4m。

1.3 自然條件

1、地形、地貌及地質(zhì)條件

解元水庫樞紐所在地為低山地形，地面高程380-465m。河谷呈V型，溝底寬50～80m，岸坡呈階梯狀，基巖裸露，砂巖形成陡崖、陡坎地形，泥巖形成緩坡、臺地。工程區(qū)除分布第四系松散堆積層外，出露基巖為白堊系城墻巖群砂巖夾礫巖、砂質(zhì)泥巖薄層。巖層產(chǎn)狀平緩，構造裂隙發(fā)育差，庫岸穩(wěn)定性好。區(qū)內(nèi)地震基本烈度為小于Ⅵ度。

2、水文、氣象條件

工程所在地屬亞熱帶季風濕潤區(qū)，由于受季風活動和四川盆地特殊自然地理環(huán)境影響，灌區(qū)形成了春夏多旱，夏季炎熱，雨量集中，秋季綿雨，無霜期長的主要氣候特征。

根據(jù)閬中市氣象站資料統(tǒng)計：多年平均氣溫17.1°～17.8℃，極端最高氣溫40.1℃，極端最低氣溫-5.2℃；霜凍期73天左右，實測最大風速20m/s；多年平均降水量967mm，降雨量年際變化劇烈，年內(nèi)分配也極為不均，全年降水多集中在六至九月，不同年份降雨又集中于不同時段，故造成干旱現(xiàn)象頻繁發(fā)生。

根據(jù)暴雨、洪水的季節(jié)特性，結合水匣子水文站月最大流量分布分析：12月至翌年2月為枯水期，流量穩(wěn)定；3、4月降雨增多，流量增大；年最大流量一般出現(xiàn)在5～10月，為主汛期；11月流量過程開始回落。解元水庫工程施工分期洪水成果表1.1。

二、施工導流方案

2.1 導流標準

解元水庫為一中型工程， 控制集雨面積25.5km2，總庫容2899萬m3，有效庫容1291萬m3，按照《水利水電樞紐工程等級劃分設計標準》（SL252-2000）規(guī)定，樞紐工程為三等，其主要建筑物為3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。因此根據(jù)《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL303-2004）規(guī)定，對于土石圍堰，導流建筑物設計洪水標準為10～5年一遇。考慮到本工程水文實測資料系列較長（超過20年），導流建筑物使用年限短僅在枯水期，圍堰高度較低，失事后損失較小等因素，確定本工程初期導流建筑物設計洪水標準采用5年一遇。

根據(jù)規(guī)范規(guī)定，混凝土壩、漿砌石壩度汛洪水標準為20～10年重現(xiàn)期，根據(jù)進度安排，汛期采用壩體臨時斷面擋水度汛、放空洞及臨時溢洪道泄洪的方案，大壩臨時斷面擋10年重現(xiàn)期洪水。根據(jù)水文資料，10年一遇洪水總量473萬m3，洪峰流量179.0m3/s。

2.2 導流時段及導流流量

根據(jù)施工進度安排及解元水庫分期洪水計算成果，枯水期選定11月至次年4月為基本施工時段，相應的5年一遇設計流量2.66m3/s，枯水期利用放空洞泄流。

2.3 施工導流規(guī)劃及度汛方案

本工程壩址處河谷為“V”型，兩岸岸坡陡峻，基巖裸露，壩體為續(xù)建，原壩體為砌石壩，續(xù)建壩體為砼重力壩，最大壩高59.74米，壩頂長192.80m，壩體砼澆筑量為12.1萬m3。根據(jù)地形條件，本工程無明渠導流條件，由于壩體平均長度較短，且壩體澆筑工程量不大，結合進度計劃，不宜采用分期導流方案。根據(jù)水工建筑物布置，放空洞位于壩體右側(cè)，進口高程385.00m，大壩澆筑底高程389.70m，結合水文資料，本工程采用導流及度汛方案如下：

枯水期施工采用放空洞導流，由解元水庫分期洪水成果表知，5年一遇枯期設計流量為2.66 m3/s，由放空洞完全可以滿足泄流要求；在經(jīng)歷10年一遇洪水時，放空洞最大下泄流量16.8m3/s，僅依靠放空洞無法滿足泄洪要求，因此考慮采用壩體缺口與放空洞聯(lián)合泄流。

由水文資料知，10年一遇洪水總量473萬m3，整個洪水過程放空洞下泄下泄總量為33.0萬m3，經(jīng)調(diào)洪演算，上游水位將達到404.5m高程，根據(jù)施工進度安排，壩體澆筑從第二年1月開始進行，到汛前（第二年5月前）非溢流壩段可澆筑至406.0m高程，溢流壩段可澆筑至401.5m高程，考慮將缺口設置在溢流壩段，根據(jù)《水利水電工程施工組織設計手冊》中壩體缺口和導流放空洞聯(lián)合泄流水力計算公式計算得，壩體預留缺口高程401.5m，相鄰壩段高程406.0m，缺口寬為16m，最大下泄流量為169m3/s。汛期缺口兩側(cè)壩段可正常澆筑，汛后澆筑缺口壩段。

大壩施工導流及宣泄施工期洪水上游主要靠放空洞泄流，下游則采用臨時圍堰擋水。為保證大壩下游基坑開挖、澆筑不受下游水位影響，在放空洞出口處修建導流明渠，將放空洞下泄水流引到基坑下游，在壩下游修建臨時圍堰擋水。第一年11月初完成導流明渠襯砌機下游圍堰填筑，第一年11月～次年4月間應抓緊時間完成壩體下游部分施工，4月底拆除下游圍堰。經(jīng)調(diào)洪演算，枯水期導流洞最大下泄流量為11.5m3/s，相應下游水位為382.9m，故下游圍堰堰頂高程為383.4m，堰高3.2m。放空洞及聯(lián)合泄流曲線見圖2.1、2.2。

2.4 導流建筑物設計

根據(jù)地質(zhì)及水文資料，大壩施工只需修筑下游圍堰及放空洞導流明渠。導流明渠采用梯形斷面，明渠底寬3.0m，邊坡1：1，導流明渠長105m，明渠進口高程為378.4m，出口高程為377.1m，底坡i=0.013，渠底及兩側(cè)邊坡采用漿砌石襯砌防滲、防沖，邊坡襯砌高度1.5m，厚0.3m，渠內(nèi)正常水深約0.9m，渠內(nèi)流速約3.5m/s。導流明渠工程量：覆蓋層清理977m3，M7.5漿砌塊石432m3。

圍堰擋水高程為382.9m，相應圍堰高程為383.4m，為了加快施工進度，減少臨時工程量，圍堰采用開挖料填筑。堰體防滲采用沿礫石砂土編織袋上游坡下埋設復合土工膜；圍堰堰頂寬3.0m，上游坡1：1.5，下游坡1：1.75，圍堰軸線長分別為40m。圍堰工程量：覆蓋層清理230m3，土石填筑820m3，編織袋裝土護坡300m3，礫石沙土285m3，土工膜500m2。導流建筑物布置圖見圖2.3，大壩下游圍堰設計圖見圖2.4。

參考文獻：

[1]《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL303-2004）

[2]《水利水電施工組織設計手冊》（第一卷 施工規(guī)劃）

[3]《水利水電施工組織設計手冊》（第三卷 施工技術）

[3]《水利水電樞紐工程等級劃分設計標準》（SL252-2000）