五馬水庫施工應(yīng)急導(dǎo)流方案研究

張 坡

（山西省禹門口水利工程管理局，山西 曲沃 043400）

1 工程概述

1.1 工程概況

五馬水庫工程是山西省2009年以來實(shí)施的35個(gè)新水源工程之一，位于汾河一級支流洪安澗河南支舊縣河上，壩址東北距臨汾市古縣3.3 km，總庫容542萬m3，是一座以工業(yè)供水、發(fā)電為主，兼顧農(nóng)業(yè)灌溉、防洪、養(yǎng)殖、旅游等綜合利用的?。ㄒ唬┬退畮臁４髩螢闈{砌石重力壩，主要包括1—4號左岸和8—11號右岸擋水壩段、5、6號泄洪沖沙底孔壩段、7號發(fā)電及供水壩段，其中4—8號壩段位于主河槽。

工程于2008年4月開工，大壩基礎(chǔ)揭露，發(fā)現(xiàn)壩基存在傾向下游的影響大壩深層抗滑穩(wěn)定的泥化軟弱夾層、左岸山體單薄、且左岸下游和背水側(cè)均臨空等安全隱患。2008年底停工，2009年1月開始對該工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，2010年初完成《臨汾市五馬水庫工程初步設(shè)計(jì)變更方案報(bào)告》，將擋水壩段調(diào)整為自密實(shí)混凝土重力壩；4—6號壩段挖除壩基覆蓋較破碎又埋深較淺的T1l-14軟弱夾層，建基面較原設(shè)計(jì)下伸約4.0～7.0 m，利用T1l-14和T1l-12兩層間厚重巖體和下游厚重山體作為大壩抗滑穩(wěn)定抗體，以增強(qiáng)大壩抗滑穩(wěn)定性；5號、6號泄洪沖沙底孔壩段出口挑流消能方式調(diào)整為底流消能。方案變更后施工難度較原來加大。

1.2 施工概況

五馬水庫工程于2008年底停工，停工時(shí)7號與8號部分壩段已按原設(shè)計(jì)方案開挖至設(shè)計(jì)建基面高程634 m，并完成2 m厚混凝土墊層澆筑至高程636 m，該壩段上游側(cè)的鋼筋混凝土防滲面板已澆筑至638 m高程，高度2 m；8號壩段的下游鋼筋混凝土面板也已澆筑成形。7號壩段左邊緣設(shè)導(dǎo)流槽，斷面2.5 m×1.8 m（底×高），側(cè)墻厚0.5 m，和壩體澆筑為一體，為C 20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

2009年12月～2010年2月，進(jìn)行了4—6號壩段的基坑開挖，該部分為左側(cè)河床壩段，壩段上游側(cè)已修筑上游圍堰，圍堰高程和現(xiàn)有的導(dǎo)流槽墻的高程平齊（堰頂高程為638 m）。該段基坑基本已開挖至設(shè)計(jì)高程627～630 m，基坑深約6～9 m?；娱_挖時(shí)導(dǎo)流采用原導(dǎo)流槽進(jìn)行，導(dǎo)流槽斷面不能滿足設(shè)計(jì)非汛期35 m3/s的泄流要求，導(dǎo)流問題已嚴(yán)重影響左岸河床基坑的安全。

2010年3月，五馬水庫工程擬復(fù)工。

2 施工導(dǎo)流

2.1 施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

樞紐工程屬Ⅳ等，主要建筑物為4級，次要建筑物級別為5級。施工導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 a一遇，非汛期洪峰流量為35 m3/s，汛期洪峰流量為290.28 m3/s。

2.2 原施工導(dǎo)游方案

原施工導(dǎo)流方案采用分期導(dǎo)流，分為三期。

一期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為汛期5a一遇，導(dǎo)流流量290.28m3/s。一期修筑上下游漿砌石圍堰及縱向圍堰，圍護(hù)導(dǎo)流底孔右側(cè)壩段（7、8號壩段），河水由已開挖的導(dǎo)流明渠和左岸束窄河床下泄，對右側(cè)圍護(hù)壩段進(jìn)行施工。

二期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5a一遇，導(dǎo)流流量為35m3/s，導(dǎo)流方式利用已修建的導(dǎo)流槽泄流，漿砌石圍堰圍護(hù)導(dǎo)流槽左側(cè)壩段，該壩段在第三個(gè)年度汛前施工至泄洪沖沙底孔頂板高程以上。

三期壩體攔洪，泄洪沖沙底孔泄流，大壩全斷面開始砌筑直到壩頂。工程快竣工時(shí)在非汛期封堵導(dǎo)流槽。

2.3 7號、8號壩段施工期及大壩停工期導(dǎo)流

7號、8號壩段墊層澆筑時(shí)以及后期大壩停工期導(dǎo)流采用原設(shè)計(jì)導(dǎo)流方式，即原主槽導(dǎo)流，修筑縱、橫向圍堰圍護(hù)7、8號壩段施工（原方案一期導(dǎo)流）。

3 應(yīng)急導(dǎo)流方案

鑒于施工現(xiàn)狀及工期要求，工程已無法按照原導(dǎo)流方案進(jìn)行施工，且原設(shè)計(jì)無導(dǎo)流洞，如不采取措施，主汛期來洪必然淹沒已開挖的4—6號壩段基坑，不但清理基坑需巨額費(fèi)用，以前的工作也會(huì)功虧一簣。

應(yīng)急導(dǎo)流方案擬采用從已澆筑墊層的7號壩段墊層面過水，同時(shí)加緊4—6號壩段墊層澆筑及其它項(xiàng)目施工，非汛期確保不淹基坑，主汛期來臨時(shí)可適度淹沒基坑。

3.1 非汛期

非汛期5 a一遇洪水的洪峰流量為35 m3/s，利用現(xiàn)有的上游圍堰及縱向混凝土導(dǎo)流槽擋水（局部需加高），右岸7號壩段636 m高程墊層面泄流，對左岸基坑內(nèi)墊層、灌漿、地面以下壩體澆筑進(jìn)行施工。

該導(dǎo)流方案：上游圍堰及導(dǎo)流槽頂墻底高程均為638 m，圍堰高2 m，圍堰B點(diǎn)—A點(diǎn)段頂高程以1%推算，部分需加高。現(xiàn)有7號壩段上游側(cè)的2 m高鋼筋混凝土防滲面板需做拆除處理，拆除長度（垂直水流方向）不小于6 m，使其與混凝土墊層頂面齊平。同時(shí)拓寬上游圍堰與右岸山體之間的河道，使其過流斷面底寬不小于8 m。另外，對下游被侵占河道進(jìn)行清理拓寬，保證河水的泄流通暢。

3.2 汛期

汛期5 a一遇洪水的洪峰流量為290 m3/s，施工導(dǎo)流方案：

仍采用7號壩段墊層面過水。由于汛期水量較大，如仍采用非汛期導(dǎo)流方式，圍堰需高達(dá)10余m，臨建工程投資較大。

7號壩段墊層面結(jié)合4—6號壩段墊層面過水。左岸基坑在汛期修筑到河床面需要完成的工程量，固結(jié)灌漿處理3 342 m，C 15混凝土墊層7 587 m3，C 20混凝土面板772.5 m3，漿砌石砌筑11 927 m3。2010年3月，基坑開挖尚沒驗(yàn)收，距汛期來臨已不足3個(gè)月，結(jié)合類似工程和國內(nèi)先進(jìn)施工經(jīng)驗(yàn)推測，這些工作在汛期來臨時(shí)很難完成；為搶工期，可將河床面以下的漿砌石改用自密實(shí)混凝土澆筑。小流量洪水時(shí)仍采用7號壩段墊層面過水，由于舊縣河河流泥沙較小，遭遇大流量洪水時(shí)，允許洪水翻越橫向圍堰適度淹沒基坑。

經(jīng)對近30系列洪水進(jìn)行分析，近幾年一直為枯水期，2010年度也可能為枯水年。如實(shí)際為枯水年，即可利用7號壩段安全度汛；如意外遭遇設(shè)計(jì)洪水，第二方案也可安全度汛，并明顯節(jié)約投資，應(yīng)急方案選用了第二種。

為了保證汛后基坑的順利施工，最大限度減少基坑過水的損失，便于汛后基坑清理，必須保證汛期來臨前完成基坑內(nèi)混凝土墊層及灌漿的施工，并對基坑基巖裸露部分用C 20混凝土（厚10 cm）進(jìn)行噴護(hù)處理，避免砂巖、泥巖在浸水情況下進(jìn)一步風(fēng)化、泥化。

4 結(jié)語

2010年實(shí)際為枯水年份，汛期未遭遇大的洪水，7號壩段墊層面安全導(dǎo)流度汛。汛后一直沿用7號壩段墊層面導(dǎo)流度汛，直至5號、6號壩段完成底孔施工，來年度汛采用原三期方案，4—6號壩體攔洪，泄洪沖沙底孔泄流，大壩全斷面開始砌筑直到壩頂。工程快竣工時(shí)在非汛期封堵導(dǎo)流槽。

五馬水庫4～8主河槽壩段已于2011年完成施工，應(yīng)急導(dǎo)流方案已經(jīng)過實(shí)際導(dǎo)游驗(yàn)證，方案可行，導(dǎo)流效果顯著?，F(xiàn)工程正在進(jìn)行進(jìn)場公路交通橋等尾期施工，即將對工程進(jìn)行竣工驗(yàn)收。