新民水庫(kù)工程施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)

曹 斌

在江河上修建水利水電工程時(shí)，為了使水工建筑物能在干地上進(jìn)行施工，需要用圍堰維護(hù)基坑，并將水流引向預(yù)定的泄水通道往下游宣泄，稱為施工導(dǎo)流。施工導(dǎo)流就是解決施工和水流蓄泄之間的矛盾，避免水流對(duì)水工建筑物施工的不利影響。正確合理的施工導(dǎo)流方案可以加快施工進(jìn)度，降低工程投資，否則將會(huì)拖延工期，增加投資，甚至?xí)鸸こ淌隆?/p>

1 工程概況

新民水庫(kù)位于貴州省黔南州貴定縣新巴鎮(zhèn)。水庫(kù)徑流匯集面積3.8 km2，總庫(kù)容137 萬(wàn)m3，工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。?）型，永久性主要水工建筑物級(jí)別為4 級(jí)，次要建筑物為5 級(jí)。水庫(kù)工程任務(wù)是煙地灌溉和人飲供水。水庫(kù)大壩為C15 常態(tài)混凝土重力壩，最大壩高27 m。根據(jù)SL 303—2017《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》和SL 645—2013《水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，結(jié)合本工程的實(shí)際導(dǎo)流情況，導(dǎo)流建筑物級(jí)別定為5 級(jí)，選用5 年一遇枯期洪水為導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 施工導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)

水庫(kù)壩址處河床寬約40 m，壩址上游1.4 km 處有一已建?。?）型水庫(kù)（小沖水庫(kù)），壩址上游左岸0.3 km 處為支流匯合口。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，小沖水庫(kù)建成以來(lái)在枯水期從未溢洪，洪水均從庫(kù)尾落水洞流走。上游左岸0.3 km 處支流洪水全部由地下巖溶通道流走，從未匯入干流，需采用防滲措施才能使支流洪水匯入干流。

根據(jù)施工計(jì)劃，支流和庫(kù)尾防滲帷幕在第一個(gè)汛期進(jìn)行，小沖水庫(kù)大壩在新民水庫(kù)建成后拆除。故第一個(gè)枯期施工洪水不考慮支流和小沖水庫(kù)以上來(lái)水量，只考慮小沖水庫(kù)以下自身區(qū)間0.8 km2的洪水量。根據(jù)工程實(shí)際情況，具備在第一個(gè)枯水期內(nèi)將大壩填筑至攔洪度汛高程的條件。根據(jù)施工期洪水計(jì)算成果表，結(jié)合壩體施工澆筑強(qiáng)度，選取11 月—翌年4 月作為枯水期導(dǎo)流時(shí)段。

本工程施工導(dǎo)流可采用分期圍堰法導(dǎo)流和全段圍堰法導(dǎo)流。

2.1 分期圍堰法導(dǎo)流

一期導(dǎo)流按枯水期（11 月—翌年2 月）5 年一遇（P=20%）的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，洪峰流量0.67 m3/s；二期導(dǎo)流按枯水期（3—4 月）5 年一遇（P=20%）的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，洪峰流量1.09 m3/s；施工度汛標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇（P=10%）全年洪水設(shè)計(jì)，洪峰流量為8.72 m3/s。

2.1.1 導(dǎo)流泄水建筑物

一期（11 月—翌年2 月）通過(guò)右岸明渠導(dǎo)流。導(dǎo)流明渠利用天然河道，橫斷面尺寸為1.5 m×2 m，坡降i=0.01，渠道糙率n=0.045，長(zhǎng)L=100 m，渠首底板高程1 124.00 m，渠尾底板高程為1 123.00 m，縱向圍堰采用M7.5 漿砌石砌筑。

二期（翌年3 月—翌年4 月）通過(guò)一期澆筑左岸壩體時(shí)預(yù)埋于壩體中的一根DN700 mm 鋼管進(jìn)行導(dǎo)流，導(dǎo)流鋼管進(jìn)口設(shè)閘閥進(jìn)行控制，閘閥底部設(shè)混凝土支座。導(dǎo)流鋼管進(jìn)口底部高程1 122.30 m，長(zhǎng)23.5 m。在枯水期結(jié)束之前，除預(yù)留缺口外，大壩全斷面澆筑至度汛高程1 131.00 m，至此枯水期導(dǎo)流基本結(jié)束。

進(jìn)入汛期之后，上游來(lái)水由大壩左側(cè)預(yù)埋導(dǎo)流鋼管及大壩頂部預(yù)留缺口過(guò)流，缺口進(jìn)口底板高程1 129.50 m，設(shè)計(jì)預(yù)留缺口尺寸5.0 m（寬）×1.5 m（高），底坡為平坡，當(dāng)水位下降后繼續(xù)澆筑壩體砼，交替預(yù)留缺口后上升至汛期結(jié)束。

2.1.2 導(dǎo)流擋水建筑物

一期上游橫向圍堰頂部高程1 125.60 m，堰高2.6 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)50 m。一期下游橫向圍堰頂部高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)40 m。上下游圍堰均利用大壩基礎(chǔ)開挖土石混合料填筑，黏土心墻防滲。圍堰迎水面和背水面邊坡均為1∶2.0，迎水面設(shè)置0.3 m 厚塊石護(hù)坡。一期縱向圍堰采用M7.5漿砌石，迎水面為20 mm厚M10 水泥砂漿抹面，堰頂寬1 m，迎水面為鉛直面，背水面坡度1∶0.5，一期縱向圍堰長(zhǎng)100 m。

二期上游橫向圍堰頂部高程1 126.30 m，堰高3.3 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)55 m。二期下游橫向圍堰頂部高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)35 m。上下游圍堰均利用大壩基礎(chǔ)開挖土石混合料填筑，黏土心墻防滲。迎水面邊坡和背水面邊坡均為1∶2.0，迎水面設(shè)置0.3 m 厚塊石護(hù)坡。

分期圍堰法導(dǎo)流工程總投資為76.25 萬(wàn)元，工程施工總工期17 個(gè)月。

2.2 全段圍堰法導(dǎo)流

導(dǎo)流建筑物按枯水期（11 月—翌年4 月）5 年一遇（P=20%）的洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，洪峰流量1.09 m3/s。大壩施工度汛標(biāo)準(zhǔn)采用10 年一遇（P=10%）全年洪水設(shè)計(jì)，洪峰流量為8.72 m3/s。

2.2.1 導(dǎo)流泄水建筑物

本工程導(dǎo)流流量小，枯期（11 月—翌年4 月）采用上、下游圍堰一次攔斷河床，鋼管導(dǎo)流。導(dǎo)流鋼管直徑為DN700 mm，進(jìn)口設(shè)閘閥進(jìn)行控制，閘閥底部設(shè)混凝土支座。導(dǎo)流鋼管長(zhǎng)116.0 m，進(jìn)口底部高程1 123.50 m，出口底部高程1 121.24 m，縱向底坡i=1∶51.35。在枯水期結(jié)束之前，除預(yù)留缺口外，大壩全斷面澆筑至度汛高程1 131.00 m，至此枯水期導(dǎo)流基本結(jié)束。

進(jìn)入汛期之后，上游來(lái)水由大壩左側(cè)預(yù)埋導(dǎo)流鋼管及大壩頂部預(yù)留缺口過(guò)流，缺口進(jìn)口底板高程1 129.50 m，設(shè)計(jì)預(yù)留缺口尺寸5.0 m（寬）×1.5 m（高），底坡為平坡，當(dāng)水位下降后繼續(xù)澆筑壩體混凝土，交替預(yù)留缺口后上升至汛期結(jié)束。

2.2.2 導(dǎo)流擋水建筑物

上、下游土石圍堰利用大壩基礎(chǔ)開挖土石混合料填筑，黏土心墻防滲。設(shè)計(jì)上游土石圍堰堰頂高程1 126.30 m，堰高3.3 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)60 m。設(shè)計(jì)下游土石圍堰堰頂高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰頂寬2.0 m，堰長(zhǎng)45 m。土石圍堰迎水面邊坡和背水面邊坡坡比均為1∶2.0，迎水面設(shè)置0.3 m 厚塊石護(hù)坡。

全段圍堰法導(dǎo)流工程總投資為40.34 萬(wàn)元，工程施工總工期16 個(gè)月。

2.2.3 導(dǎo)流方案比較

通過(guò)上述兩種方案對(duì)比可知，分期圍堰法導(dǎo)流工程總投資76.25 萬(wàn)元，全段圍堰法導(dǎo)流工程總投資40.34 萬(wàn)元，節(jié)約工程直接投資35.91 萬(wàn)元，占全段圍堰法導(dǎo)流工程總投資的89%，經(jīng)濟(jì)效益明顯。并且全段圍堰法導(dǎo)流工程總工期比分期圍堰法導(dǎo)流工程總工期短1 個(gè)月。故最終推薦采用全段圍堰法導(dǎo)流方案。

3 結(jié) 語(yǔ)

新民水庫(kù)工程規(guī)模較小，導(dǎo)流流量較小，導(dǎo)流工程相對(duì)容易，采用全段圍堰法導(dǎo)流大壩可全斷面施工，施工干擾小，經(jīng)濟(jì)效益明顯，能夠節(jié)約總工期。目前新民水庫(kù)施工采用全段圍堰法導(dǎo)流，大壩已順利封頂，即將下閘蓄水。

全段圍堰法導(dǎo)流在新民水庫(kù)施工中的成功應(yīng)用，為其他類似水利工程提供了經(jīng)驗(yàn)，值得在同類工程中推廣應(yīng)用。