海林市斗銀水庫(kù)施工導(dǎo)流方案研究

楊慶華

(齊齊哈爾市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

1 工程概況

斗銀水庫(kù)是一座以防洪、灌溉為主，兼顧水產(chǎn)養(yǎng)殖及旅游開(kāi)發(fā)等綜合利用的新建水庫(kù)。，斗銀水庫(kù)控制集雨面積為53.5km2，斗銀水庫(kù)總庫(kù)容為595×104m3，為小(1)型水庫(kù)，工程等別為Ⅳ級(jí)，主要水工建筑物的級(jí)別為4級(jí)，次要建筑物及臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別為5級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)采用500a一遇。

該水庫(kù)位于海林市北部5km，海林鎮(zhèn)斗銀村靠山屯北350m處。斗銀河河道平均比降為1/150，庫(kù)區(qū)河道平均比降為1/129，斗銀水庫(kù)壩址位于斗銀河中下游，斗銀河由北至南穿過(guò)海林市城區(qū)匯入海浪河。

斗銀水庫(kù)樞紐工程由土石壩、溢洪道、輸水洞組成。

土石壩為黏土心墻砂礫石壩，壩長(zhǎng)度為418m，壩頂寬度6.0m ，最大壩高20.6m；壩頂設(shè)鋼筋混凝土防浪墻，墻底高程接黏土心墻頂；壩殼料為砂礫石，上游邊坡為1∶3.0，土壩下游壩體邊坡為1∶2.5，迎水坡設(shè)護(hù)坡，背水坡設(shè)排水體，壩頂設(shè)瀝青混凝土路面。

溢洪道為河岸開(kāi)敞式、無(wú)閘控制。溢洪道布置在土壩左岸，右側(cè)邊(墩)墻緊鄰左壩肩，其軸線與壩軸線法線夾角(下游側(cè))為85°。溢洪道由進(jìn)水渠、漸變段、控制段、泄槽段、挑流消能段組成。

輸水洞布置在土壩右岸，采用壩下埋管方式，由進(jìn)口引渠段、取水塔控制段、洞身段、出口消能防沖段組成，設(shè)計(jì)斷面為1.8m×1.5m(高×寬)。

2 導(dǎo)流方案

2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

斗銀水庫(kù)樞紐工程為小(1)型工程，相應(yīng)的土壩、溢洪道、灌溉輸水洞等永久建筑物為4級(jí)。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SL303-2017，本工程導(dǎo)流建筑物標(biāo)準(zhǔn)為5級(jí)。相應(yīng)導(dǎo)流洪水重現(xiàn)期為5-10a。按照上述規(guī)定并結(jié)合本工程特點(diǎn)，確定各建筑物的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)：

1)土壩上、下游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)采用5a一遇洪水。

2)當(dāng)壩體填筑到不需要圍堰保護(hù)時(shí)，壩體的渡汛標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)規(guī)范規(guī)定：壩體攔洪庫(kù)容小于0.1億m3，壩體臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為20-50a一遇，根據(jù)施工進(jìn)度安排，第二年汛后壩體高度高于圍堰，須由壩體攔洪，考慮本工程特點(diǎn)，壩體臨時(shí)渡汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20a一遇。

2.2 導(dǎo)流方式

1)壩址處河谷較寬闊達(dá)400m左右，形狀系數(shù)約20左右，適合建壩時(shí)采用分期導(dǎo)流方式。

2)壩址區(qū)兩岸為低山丘陵，河床靠近右岸。表層巖性為低液限黏土、級(jí)配不良砂、卵石混合土等。河谷基底為白堊系敖頭組(K1a)蝕變閃長(zhǎng)玢巖。兩岸為華力西晚期侵入巖(γ43)，左岸巖性為石英二長(zhǎng)巖、右岸巖性為花崗閃長(zhǎng)巖。

3)海林市氣象局的多年降雨資料統(tǒng)計(jì),多年降雨均值為512mm，根據(jù)降雨徑流關(guān)系確定多年平均徑流深R0為140mm，多年平均年徑流量為749×104m3，

4)水庫(kù)主體工程由土石壩、溢洪道、輸水洞組成，溢洪道、輸水洞分別位于大壩左右兩岸。

根據(jù)壩址處的地質(zhì)、地形、水文特性及水工建筑物的布置，該工程采取壩體予留缺口，分期導(dǎo)流的施工導(dǎo)流方案[1]。

第一年5月中旬開(kāi)工，首先束窄河床，修筑兩岸一期圍堰，進(jìn)行兩岸壩段黏土截水槽施工、溢洪道開(kāi)挖、輸水洞開(kāi)挖及混凝土洞身澆筑及壩體回填，利用束窄河床后的河床導(dǎo)流，第二年9月進(jìn)行河道截流，修建導(dǎo)流明渠上下游的二期圍堰，開(kāi)始缺口段壩體填筑，并至第三年大汛前將大壩填筑至壩頂，此階段利用已經(jīng)建成的輸水洞及溢洪道導(dǎo)流，導(dǎo)流方案特性見(jiàn)表1。

表1 施工導(dǎo)流特性表

2.3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

2.3.1 導(dǎo)流明渠

導(dǎo)流河床寬度按明渠均勻流計(jì)算，壩址處河道天然比降一般為1/200左右，河道糙率約0.03，據(jù)此算得：河床寬度為30m，正常水深為1.2m，河道過(guò)流能力即可滿足Q>100m3/s，為安全起見(jiàn)，導(dǎo)流明渠寬度設(shè)計(jì)采用為30m，邊坡采用1∶2.0。

2.3.2 一期圍堰

1)上游圍堰

圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)按大汛5a一遇洪水，洪峰流量為47.2m3/s，推求上游水位為313.8m，加1.2m超高，確定上游圍堰頂高程為315.0m。上游圍堰長(zhǎng)262m，其中：左岸長(zhǎng)度為154m，右岸長(zhǎng)度為108m。上游圍堰一般高度為3.5-4.0m，圍堰采用土工膜斜墻土石圍堰，頂寬設(shè)計(jì)為3m，上游邊坡為1∶2.5，下游邊坡為1∶2.0。

2)下游圍堰

推求下游圍堰處水位為312.8m，加1.2m超高，確定下游圍堰頂高程為314.0m。下游圍堰長(zhǎng)295m其中：左岸長(zhǎng)度為190m，右岸長(zhǎng)度為105m。下游圍堰一般高度為3.5-4.5m，圍堰采用土工膜斜墻土石圍堰，頂寬設(shè)計(jì)為3m，上游邊坡為1∶2.5，下游邊坡為1∶2.0。

3)縱向圍堰

縱向圍堰采用土工膜斜墻土石圍堰，2條縱向圍堰凈間距為30m，為導(dǎo)流溝寬度，圍堰迎水側(cè)邊坡為1∶2.5,背水側(cè)邊坡為1∶2.0,迎水側(cè)邊坡采用厚50cm耐特石籠護(hù)砌。

2.3.3 二期圍堰

二期圍堰擋水按秋汛及春汛較大者為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，其中春汛洪水較秋汛洪水大，春汛5a一遇洪水，Q春汛20%=9.73 m3/s，最大1d洪量為40.4×104m3，二期導(dǎo)流建筑物為灌溉輸水洞，灌溉洞內(nèi)徑尺寸為1.5m×1.8m(寬×高)，底坎高程為313.8m，春汛、及秋汛調(diào)洪成果。

表2 二期施工導(dǎo)流調(diào)洪成果表

春汛5a一遇洪水位為315.77m，確定上游圍堰堰頂高程為317.0m，確定下游圍堰堰頂高程為313.5m，圍堰采用土工膜斜墻砂礫石圍堰，頂寬設(shè)計(jì)為3m，上游邊坡為1∶2.5，下游邊坡為1∶2.0。

2.4 截流

根據(jù)施工進(jìn)度安排，截流時(shí)間選在9月上旬，戧堤設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及截流流量均選用重現(xiàn)期為5年的9月平均流量，流量為0.73m3/s。由于截流流量較小，截流難度不大，截流采用單戧立堵，以端進(jìn)法拋投進(jìn)占戧堤，從兩岸向中部進(jìn)占，直接截?cái)嗪哟?，龍口設(shè)在導(dǎo)流明渠中部。合龍順序?yàn)橄壬嫌魏笙掠蝃2]。

2.5 圍堰拆除

圍堰使用期的最后一個(gè)汛期過(guò)后進(jìn)行拆除圍堰，隨著上游的水位降落，逐層背水坡及水上圍堰的拆除，一期圍堰拆除后土方可用于二期圍堰的修建。

3 結(jié) 語(yǔ)

該項(xiàng)目施工期導(dǎo)流方式上充分考慮利用壩址河道地質(zhì)情況，選擇合理的導(dǎo)流方式，保證了汛期的安全。導(dǎo)流圍堰修建上，合理利用土石方，節(jié)省工程量。導(dǎo)流圍堰修建過(guò)程中，提高施工了效率，為工程建設(shè)工期提供了保障。