某水庫樞紐工程施工導(dǎo)截流技術(shù)

陳 鳳

（赤水市水務(wù)局，貴州 赤水 564700）

1 工程概況

丙安水庫位于赤水市丙安鄉(xiāng)三佛村，壩址距丙安鄉(xiāng)政府所在地約4 km，距赤水城區(qū)43 km，距遵義243 km，距貴陽383 km，距瀘州97 km，距重慶240 km，距成都350 km。水庫所在的丙安河屬于長江流域赤水河左岸一級支流，壩址以上集水面積62.30 km2，主河道長27.54 km，平均坡降39.50‰，多年平均徑流量4 372萬m3，多年平均流量1.39 m3/s。

水庫樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸洞式溢洪道、左岸取水兼放空建筑物及輸水管路組成。水庫正常蓄水位520 m，最大壩高120.50 m，總庫容2 144.20萬m3，興利庫容1 955.60萬m3，死庫容75.60 萬m3，為多年調(diào)節(jié)水庫。水庫是一座以城鄉(xiāng)供水為主，兼顧農(nóng)田灌溉的綜合性水利工程。

2 水庫樞紐區(qū)施工導(dǎo)截流分析

2.1 導(dǎo)流方式

壩址位于峽谷河段，河床寬約20～30 m，岸坡自然坡度30°～50°，河谷斷面呈基本對稱“V”型。壩址處地形不具備采用分期導(dǎo)流條件，兩岸岸坡陡峭，不宜開挖導(dǎo)流明渠，所以采用全段圍堰截流、隧洞導(dǎo)流。

2.2 導(dǎo)流級別與標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 導(dǎo)流建筑物級別

工程Ⅲ等，規(guī)模中型。大壩建筑物2級，洞式溢洪道、取水隧洞、輸水管道等工程3級，導(dǎo)流臨時建筑物4級。

2.2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)與度汛標(biāo)準(zhǔn)

2.2.2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)分析

4級土石結(jié)構(gòu)導(dǎo)流建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)為10-20年一遇。此工程擋水建筑物為混凝土面板壩，考慮土石圍堰擋水，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用10-20年洪水重現(xiàn)期。

丙安河流域洪水由暴雨形成，未處于暴雨中心；枯期（10月至次年4月）10年一遇重現(xiàn)期導(dǎo)流流量30.20 m3/s，20 年一遇重現(xiàn)期導(dǎo)流流量37.70 m3/s。綜上所述，工程施工期導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇規(guī)范中的下限值，即10年一遇重現(xiàn)期洪水。

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2.2.2.2 度汛標(biāo)準(zhǔn)確定

土石壩壩前攔洪庫容小于0.10 億m3，臨時度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為20-50 年，壩前攔洪庫容1.00～0.10 億m3，臨時度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為50-100年。根據(jù)施工進(jìn)度安排，一汛前大壩填筑至431 m高程，相應(yīng)蓄水庫容較?。s0.01億m3），因此一汛度汛標(biāo)準(zhǔn)選擇為全年20 年一遇洪水Q5%=259 m3/s；二汛前，大壩填筑至505 m 高程，相應(yīng)庫容約0.14 億m3，二汛度汛標(biāo)準(zhǔn)選擇為全年50年一遇洪水Q2%=329 m3/s。

2.3 導(dǎo)流時段及流量

本著節(jié)省導(dǎo)流工程投資的理念選擇枯期導(dǎo)流。此工程枯期導(dǎo)流時段有4個時段，10年一遇枯期洪水流量見表1。

表1 不同導(dǎo)流時段設(shè)計洪水統(tǒng)計表

據(jù)進(jìn)度計劃安排，為滿足一汛前大壩度汛要求，11月至次年3月枯期時段僅5個月，大壩填筑強(qiáng)度很難滿足度汛要求；10月至次年3月和11月至次年4月枯期時段均為6個月，大壩填筑強(qiáng)度稍大；10 月至次年4 月枯期時段為7 個月，大壩填筑時間充裕，填筑強(qiáng)度可滿足度汛要求。同時Q10%=30.20 m3/s（10月至次年4月）較Q10%=23.20 m3/s（10月至次年3月）流量相差不大，導(dǎo)流規(guī)模增加不多。經(jīng)以上綜合分析，從保證一汛大壩度汛要求，合理安排工期，控制臨建工程投資等方面考慮，設(shè)計選擇的導(dǎo)流時段為10月至次年4月（7個月），相應(yīng)的10年一遇導(dǎo)流設(shè)計流量Q10%=30.20 m3/s。

2.4 施工導(dǎo)流程序

①第一年10月初至第二年9月底左右岸壩肩?？菟灰陨祥_挖、導(dǎo)流洞工程施工、取水洞工程、洞室溢洪道開挖、頂層帷幕灌漿隧洞開挖等，由原河床過流。②第二年10 月初主河道截流，至第三年4月底圍堰填筑、壩基開挖、趾板澆筑、壩體堆筑、頂層帷幕灌漿隧洞襯砌、帷幕灌漿、洞室溢洪道開挖及襯砌等施工。期間由圍堰擋水、導(dǎo)流洞泄洪，枯期10 年一遇洪水，Q10%=30.20 m3/s，上游水位為421.05 m。③第三年5月初至第三年9月底，進(jìn)行大壩431～455 m高程壩體填筑、趾板澆筑、頂層帷幕灌漿、溢洪洞混凝土襯砌、溢洪道混凝土澆筑及灌漿施工等。期間由壩體臨時斷面擋水，導(dǎo)流洞泄洪，度汛標(biāo)準(zhǔn)為全年20年一遇洪水，相應(yīng)流量為Q5%=259 m3/s，上游水位為427.25 m。④第三年10 月初至第四年4 月底，進(jìn)行大壩455～500 m 高程填筑、趾板澆筑、帷幕灌漿、一期混凝土面板施工、溢洪道混凝土澆筑及金屬結(jié)構(gòu)安裝等。期間由壩體擋水、導(dǎo)流洞泄洪，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為枯期20年一遇洪水，相應(yīng)流量為Q5%=37.70 m3/s，上游水位為421.54 m。⑤第四年5 月初至第四年9 月底，進(jìn)行大壩500 m 高程以上壩體填筑及灌漿施工等。期間由壩體臨時斷面擋水，導(dǎo)流洞泄洪，度汛標(biāo)準(zhǔn)為全年50年一遇洪水，相應(yīng)流量為Q2%=329 m3/s，上游水位為433.61 m。⑥第四年10 月初至第五年4 月底，進(jìn)行大壩二期混凝土面板施工、上游蓋重施工等。期間由上游圍堰擋水、導(dǎo)流洞泄洪，枯期20 年一遇洪水，Q5%=30.30 m3/s，上游水位為421.05 m。⑦第五年5 月初，導(dǎo)流洞下閘封堵，水庫開始蓄水。封堵期由大壩擋水，溢洪道過流。導(dǎo)流洞封堵時段為5月初至6月底，導(dǎo)流洞封堵施工期標(biāo)準(zhǔn)選為該時段100 年一遇洪水流量Q1%=381 m3/s（全年），對應(yīng)水位520.75 m。導(dǎo)流洞堵頭施工完成后，工程進(jìn)入運行期，大壩按永久運行，溢洪道泄洪。

3 導(dǎo)流洞施工技術(shù)

3.1 進(jìn)、出口明挖工程

按自上而下梯段原則開挖，初期手風(fēng)鉆打孔爆破，1.50 m3挖掘機(jī)輔以人工扒渣，石方采用YQ—100型潛孔鉆配YT28手風(fēng)鉆鉆孔爆破，并由10 t自卸汽運至左岸棄渣場。

3.2 導(dǎo)流洞洞身工程

3.2.1 開挖程序

全斷面一次開挖成型，分別從進(jìn)、出口向洞身掘進(jìn)。

常規(guī)人工鉆孔爆破法，周邊采用水平孔預(yù)裂或光面爆破，導(dǎo)流洞洞挖料采用1.50 m3裝載機(jī)配8 t 自卸汽車出渣。導(dǎo)流洞全洞段一期噴錨支護(hù)。噴混凝土采用SP-2型混凝土噴射機(jī)施工，原材料由農(nóng)用車運至工作面，每次噴3～5 cm。YT28 型手持式風(fēng)鉆鉆孔，錨桿孔軸方向垂直于開挖面，局部加固錨桿孔軸方向與可能滑動面的傾向相反，其與滑動面交角大于45°?！跋茸{后安裝錨桿”的注漿錨桿程序施工，鉆孔孔徑應(yīng)大于錨桿直徑。

3.2.3 混凝土澆筑

3.2.3.1 導(dǎo)流洞進(jìn)、出口混凝土澆筑

主要是底板、邊墻、取水塔混凝土。進(jìn)、出口明渠采用3 m3混凝土攪拌運輸車，由HB30混凝土泵送入倉。

3.2.3.2 導(dǎo)流洞洞身鋼筋混凝土襯砌

按先底板、后邊墻，再頂拱的順序施工。邊頂拱鋼筋混凝土采用鋼模臺車立模，鋼筋臺車綁扎鋼筋，3 m3混凝土用攪拌運輸車運送，由HB30混凝土泵車輸送入倉，HZ6x-50軟軸式振搗器振搗密實。底板鋼筋混凝土采用拉模施工，3 m3攪拌運輸車運送混凝土直接入倉，插入式和平板式振搗器振搗。導(dǎo)流洞洞身鋼筋混凝土9～12 m為一澆筑段。

3.2.4 導(dǎo)流洞灌漿

先回填灌漿，再固結(jié)灌漿。襯砌混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后回填灌漿，其后10 d左右固結(jié)灌漿。

3.2.5 施工除塵及通風(fēng)換氣導(dǎo)流洞長567.00 m，單工作面進(jìn)尺長283.50 m，考慮在進(jìn)出口布置通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行壓入式強(qiáng)制通風(fēng)。

3.2.6 導(dǎo)流洞封堵施工

導(dǎo)流洞在第五年2 月初開始下閘，堵頭進(jìn)行施工，封堵時從導(dǎo)流隧洞出口進(jìn)入洞內(nèi)封堵導(dǎo)流隧洞?；炷吝\輸采用8 t 自卸汽車，平均運距1.40 km，采用HB30 型混凝土泵送入倉澆筑，堵頭混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%后進(jìn)行回填灌漿。

4 圍堰施工

圍堰施工時采用立堵截流，一次填筑到堰頂高程。圍堰填筑土石渣采用壩肩開挖渣料。上、下游圍堰戧堤料、護(hù)坡塊石料、土石混合料均來自棄渣場，粘土心墻土料來自開挖利用料，10 t自卸汽車運輸，平均運距3.20 km，推土機(jī)平料，用13.50 t振動碾先靜壓2 遍，然后帶振碾壓6 遍，行駛速度1～1.50 km/h，以此提高堰體干容重。

5 結(jié)語

綜上所述，熟悉工程概況，完成水庫樞紐區(qū)施工導(dǎo)截流分析，布設(shè)導(dǎo)流洞施工技術(shù)，完成圍堰施工。