普定縣核桃沖水庫(kù)導(dǎo)流工程截流與度汛施工措施研究

張葉明

（普定縣潤(rùn)民水務(wù)發(fā)展投資有限責(zé)任公司，貴州 安順 562100）

1 工程概況分析

普定縣核桃沖水庫(kù)位于三岔河右岸支流，屬長(zhǎng)江流域?yàn)踅担姓^(qū)屬于安順市普定縣猴場(chǎng)鄉(xiāng)。工程區(qū)位于安順市以北53 km，普定縣城北東42 km，猴場(chǎng)鄉(xiāng)政府北東11 km，壩區(qū)均有鄉(xiāng)村水泥公路通過(guò)，交通條件比較好。該工程為C25 混凝土面板堆石壩，由左岸溢洪道、右岸取水兼放空建筑物及供水建筑物組成。最大壩高27.80 m，壩頂寬5.50 m，本工程等別為Ⅴ等，工程規(guī)模屬于?。á颍┬?。壩址集水面積為4.30 km2，多年平均流量為0.11 m3/s。水庫(kù)校核洪水位為1 391.06 m，總庫(kù)容為66.40 萬(wàn)m3，正常蓄水位為1 388 m，相應(yīng)庫(kù)容為46 萬(wàn)m3，興利庫(kù)容為36.70 萬(wàn)m3，年供水量為115.60 萬(wàn)m3。

2 施工準(zhǔn)備

核桃沖水庫(kù)主體工程開(kāi)工之前，要完成以下準(zhǔn)備工作：一是要確保施工場(chǎng)地的征地和拆遷符合規(guī)定要求，施工場(chǎng)地內(nèi)部需要做到“四通一平”。二是在截流前要對(duì)施工道路進(jìn)行清理及加固。核桃沖水庫(kù)工程為Ⅴ等小（Ⅱ）型，主要建筑物為5 級(jí)，按照《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 303-2017）的有關(guān)規(guī)定可以得知，導(dǎo)流臨時(shí)建筑物為5 級(jí)建筑物，主體建筑物和泄水建筑物導(dǎo)流擋水設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇（P=20%）分期洪水，壩體施工臨時(shí)度汛標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）全年洪水。施工單位結(jié)合施工洪水資料及施工進(jìn)度安排，本工程導(dǎo)流時(shí)段選取10 月—次年3 月，相應(yīng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量為5.48 m3/s，大壩施工度汛標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）全年洪水，相應(yīng)的度汛流量為Q=65.70 m3/s。截流標(biāo)準(zhǔn)按5 年一遇（P=20%）月平均流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量為Q截=0.13 m3/s[1]。

3 截流與度汛設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 導(dǎo)流和度汛標(biāo)準(zhǔn)

核桃沖水庫(kù)工程主要建筑物為5 級(jí)，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 303-2017）的規(guī)定，相應(yīng)的導(dǎo)流臨時(shí)建筑物為5 級(jí)建筑物，主體建筑物及泄水建筑物的導(dǎo)流擋水設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇（P=20%）分期洪水，壩體施工臨時(shí)度汛標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）全年洪水。根據(jù)施工洪水資料及施工進(jìn)度安排，本工程導(dǎo)流時(shí)段選取10 月—次年3 月，相應(yīng)的設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量為5.48 m3/s，大壩施工度汛標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）全年洪水，相應(yīng)的度汛流量為Q=65.70 m3/s。

3.2 導(dǎo)流建筑物施工

3.2.1 導(dǎo)流涵管

導(dǎo)流涵管采取內(nèi)徑為1 200 mm 的鋼管，管長(zhǎng)為230 m，管壁厚8 mm，涵管進(jìn)口位于上游圍堰上游側(cè)，進(jìn)口中心高程為1 370.50 m，出口中心高程為1 363.50 m。導(dǎo)流管大部分處于基巖的上部，非穿壩體段鋼管底部鋪設(shè)10 cm 的砂墊層，導(dǎo)流管的轉(zhuǎn)彎位置需要設(shè)置鎮(zhèn)墩，上游和下游進(jìn)出口位置需要設(shè)置支墩，穿壩段鋼管使用C25 的混凝土進(jìn)行外包，外包厚度為50 cm，對(duì)整個(gè)開(kāi)挖斷面使用C25 混凝土進(jìn)行合理回填[2]。

3.2.2 導(dǎo)流圍堰設(shè)計(jì)

根據(jù)地質(zhì)、水文氣象，包括地形條件、現(xiàn)場(chǎng)建筑物布置、施工工藝、施工進(jìn)度安排及工程投資等綜合考慮后，最終選定上游圍堰為土石圍堰，因?yàn)榇髩蜗掠魏哟财陆递^大，因此不設(shè)置下游圍堰。結(jié)合施工設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，本工程上游圍堰按5 年一遇（P=20%）枯期洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，相應(yīng)流量分別為5.48 m3/s。上游圍堰布置于壩軸線上游85 m 位置，堰腳距離壩基開(kāi)挖邊界30 m，通過(guò)水力計(jì)算可以得知，考慮安全超高，堰頂高程為1 373 m，基礎(chǔ)高程為1 369 m，最大堰高4 m，堰頂寬3 m，堰頂長(zhǎng)27.50 m，斷面坡度為迎水面為1∶2.0，背水面為1∶1.5，圍堰堰體防滲方式采取黏土心墻防滲和帷幕灌漿防滲兩種方式。該項(xiàng)目的導(dǎo)流工程工程量見(jiàn)表1。

表1 項(xiàng)目導(dǎo)流工程工程量

3.3 度汛措施

核桃沖水庫(kù)工程施工度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇（P=5%）全年洪水，度汛流量為Q=65.70 m3/s。按照工程的施工總進(jìn)度安排，以及此工程壩體筑壩工藝，截流成功到第二年汛期到來(lái)前，大壩施工利用上游圍堰擋水、導(dǎo)流管過(guò)流。大壩在第二年汛前填筑到1 390.50 m 高程，汛期利用壩體擋水，導(dǎo)流管聯(lián)合溢洪道泄洪。經(jīng)調(diào)洪演算，當(dāng)洪峰流量為65.70 m3/s 時(shí)，導(dǎo)流管的最大下泄流量為19.71 m3/s，上游水位為1 386.75 m，攔洪庫(kù)容為39.13 萬(wàn)m3。根據(jù)本工程實(shí)際施工條件，參照本行業(yè)機(jī)械設(shè)備、技術(shù)水平及同類工程，可將壩體施工度汛高程定為1 388 m。

根據(jù)本工程實(shí)際施工條件，參照本行業(yè)機(jī)械設(shè)備、技術(shù)水平及同類工程，第二年汛前需將壩體填筑至1 388 m 高程，相應(yīng)壩體填筑量約4.35 萬(wàn)m3。當(dāng)施工條件受到制約性因素時(shí)，以確定的度汛高程采取強(qiáng)制性度汛。結(jié)合《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》（SL 49-2015）、水工設(shè)計(jì)和施工工藝，擬先在壩體上游面采用半透水、低彈性模量C5 的混凝土擠壓邊墻作壩體填筑上游側(cè)模板，然后填筑各分區(qū)填筑料。要求擠壓邊墻斷面頂寬度為100 mm，高度為400 mm，上游迎水面坡度和壩坡保持一致，背水面坡度是8∶1，要求壩體與擠壓邊墻要保持同步上升狀態(tài)。

3.4 截流措施

根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求和工程施工總進(jìn)度安排，截流時(shí)段選擇在每年的10 月初開(kāi)展施工，截流標(biāo)準(zhǔn)按照5年一遇（P=20%）月平均流量設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)流量Q截=0.13 m3/s。截流施工采取單頭進(jìn)占立堵法。龍口位置位于主河道左岸，合龍期間，使用自卸汽車(chē)運(yùn)輸毛石料，毛石料到達(dá)施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)之后，挖掘機(jī)拋投合龍。在圍堰土石填筑施工作業(yè)環(huán)節(jié)，要考慮壩基開(kāi)挖混合料，黏土心墻料需在規(guī)劃土料場(chǎng)直接取用，綜合運(yùn)距大約為200 m。堰體填筑使用20 t 自卸汽車(chē)進(jìn)行運(yùn)料，采用12 t 振動(dòng)碾碾壓，局部邊角可采用人工持夯板進(jìn)行有效夯實(shí)處理。截流施工作業(yè)之前，還要加強(qiáng)壩址以上流域的氣象預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)出截流期間的具體流量，有無(wú)后期洪水發(fā)生截流前工程施工要求[3]。截流龍口平面示意圖與剖面示意圖見(jiàn)圖1 與圖2。

圖1 截流龍口平面示意圖

圖2 截流龍口剖面示意圖

截流水位實(shí)物指標(biāo)分析：

1）水位1 372 m 對(duì)應(yīng)的實(shí)物指標(biāo)。根據(jù)量算，1 372 m 以下淹沒(méi)區(qū)占地10.75 畝（水田10.63 畝，水域0.12 畝）。

2）水位1 386.75 m 對(duì)應(yīng)的實(shí)物指標(biāo)。根據(jù)量算，1 386.75 m 以下淹沒(méi)區(qū)占地84.09 畝（其中，水田22.35 畝，旱地23.13 畝，交通設(shè)施用地5.32 畝，水域6.85 畝）。

3）水位1 372 m 以上、1 386.75 m 以下的實(shí)物指標(biāo)。根據(jù)量算，1 372 m 以上、1 386.75 以下淹沒(méi)區(qū)占地73.34 畝（其中，水田32.98 畝，旱地23.13 畝，交通設(shè)施用地5.32 畝，水域6.73 畝）。本年度防洪度汛的重點(diǎn)部位是：度汛高程以下壩體的填筑及供電系統(tǒng)。

3.5 導(dǎo)流工程

1）在截流施工之前，需要對(duì)導(dǎo)流建筑物進(jìn)行有效地驗(yàn)收。

2）截流施工前，針對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)部的臨時(shí)公路進(jìn)行有效的修建，并采取科學(xué)的加固保護(hù)措施。結(jié)合此工程項(xiàng)目的具體施工進(jìn)度安排可以得知，截流流量根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 303-2017）規(guī)定，采取5 年一遇月或旬平均流量作為截流設(shè)計(jì)流量。在截流施工之前，施工單位還要按照圍堰施工方案進(jìn)行施工，并結(jié)合項(xiàng)目所在區(qū)域的具體情況，制定出完善的截流施工組織設(shè)計(jì)[4]。圍堰堰體采取壩基開(kāi)挖混合料，截流施工前，需要加強(qiáng)物料儲(chǔ)存與調(diào)運(yùn)。針對(duì)圍堰施工作業(yè)所使用的土石方材料與黏土料，包括施工作業(yè)需要使用的各項(xiàng)設(shè)備，做好相應(yīng)的規(guī)劃，進(jìn)而更好地滿足截流施工要求。

導(dǎo)流涵管采用內(nèi)徑為1 200mm 的鋼管，管長(zhǎng)230m，管壁厚8 mm，涵管進(jìn)口位于上游圍堰上游側(cè)，進(jìn)口中心高程為1 370.50 m，出口中心高程為1 363.50 m。經(jīng)計(jì)算，Q=5.69 m3/s，大于設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量5.48 m3/s，滿足設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)流管大部分置于基巖上，非穿壩體段鋼管底部鋪設(shè)10 cm 砂墊層，導(dǎo)流管轉(zhuǎn)彎處設(shè)置鎮(zhèn)墩，上下游進(jìn)出口處設(shè)置支墩，穿壩段鋼管采用C25 混凝土外包，外包厚度為50 cm，同時(shí)對(duì)整個(gè)開(kāi)挖斷面進(jìn)行C25 混凝土回填。

3.6 移民驗(yàn)收與庫(kù)區(qū)清理及消毒

3.6.1 移民驗(yàn)收

普定縣核桃沖水庫(kù)工程征地移民及庫(kù)區(qū)清理工作于2020 年4 月24 日全部完成，同年4 月27 日，普定縣生態(tài)移民局主持召開(kāi)了普定縣核桃沖水庫(kù)工程導(dǎo)（截）流征地移民專項(xiàng)驗(yàn)收會(huì)，驗(yàn)收通過(guò)。

3.6.2 庫(kù)區(qū)清理及消毒

上、下游河道應(yīng)開(kāi)展必要的清理及疏浚處理，保證河道通暢，避免上、下游水位壅高，要做好砂石料場(chǎng)排水設(shè)施的清理以保證正常運(yùn)行。庫(kù)區(qū)清理完畢后，還要進(jìn)行徹底消毒處理。

3.7 注意事項(xiàng)

施工單位需要進(jìn)行自檢，水泥采用貴州六礦瑞安水泥有限公司生產(chǎn)的“海螺牌”水泥，規(guī)格型號(hào)P.O 2.5（散）裝普通硅酸鹽，細(xì)砂、小石、中砂采用石料場(chǎng)加工場(chǎng)自產(chǎn)砂石骨料。本分部工程水泥取（送）樣共4組；砂、小石、中砂共計(jì)9 組；焊?jìng)麢z測(cè)及澆筑混凝土共取樣5 組。導(dǎo)流工程（配合比）報(bào)告匯總表見(jiàn)表2 與表3。

表3 導(dǎo)流工程（水泥）中間產(chǎn)品取樣試驗(yàn)匯總表

因?yàn)楹颂覜_水庫(kù)工程施工進(jìn)展已經(jīng)可以滿足截流要求，為了加快工程建設(shè)進(jìn)度，降低度汛安全風(fēng)險(xiǎn)與技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，驗(yàn)收完畢后要盡快開(kāi)展截流作業(yè)，還要加快料場(chǎng)的開(kāi)采，為后續(xù)壩體填筑施工做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作。由于工程項(xiàng)目具有集雨面積點(diǎn)多面廣的特點(diǎn)，為了提升安全防洪度汛施工水平，各個(gè)參建方需要適當(dāng)加強(qiáng)施工組織與調(diào)度，保證大壩的填筑施工質(zhì)量符合規(guī)定要求。在具體施工期間，施工單位還要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）截流施工開(kāi)始之前，需要對(duì)變電站、供電線路、供風(fēng)系統(tǒng)、供水線路、通訊設(shè)施及線路、交通系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等進(jìn)行詳細(xì)檢查，確保各項(xiàng)設(shè)備與線路能夠正常運(yùn)行。在截流前，還要對(duì)水庫(kù)施工場(chǎng)地內(nèi)部的排水系統(tǒng)進(jìn)行徹底清理，確保排水更加順暢。針對(duì)水庫(kù)周邊容易發(fā)生滑坡的位置，需要采取有效的加固措施。

2）針對(duì)水庫(kù)順向坡位置的排水系統(tǒng)要進(jìn)行有效清理與疏通，檢查備用電源和備用設(shè)備的完整性，確保其在汛期可以正常發(fā)揮作用。在截流施工開(kāi)始之前，要及時(shí)清理水庫(kù)中的危石和堆渣等雜物，對(duì)水庫(kù)大壩邊坡進(jìn)行全方面檢查，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)危險(xiǎn)邊坡進(jìn)行有效支護(hù)和加固處理[5]。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文重點(diǎn)對(duì)普定縣核桃沖水庫(kù)工程導(dǎo)流施工中的截流與度汛措施進(jìn)行了論證分析，其技術(shù)措施的應(yīng)用表明，該措施不但可以明顯提高普定縣核桃沖水庫(kù)工程的整體建設(shè)質(zhì)量，還能夠大幅減少對(duì)資源的浪費(fèi)，希望可以為同類型水庫(kù)的導(dǎo)流工程建設(shè)及相關(guān)施工技術(shù)人員提供一定幫助與借鑒。