混凝土面板堆石坝工程施工导流与度汛研究

摘 要：陕西某水库混凝土面板堆石坝在施工组织设计中，针对工程特性，结合河床截流条件、施工导流标准和进度计划，对施工导流和度汛方案进行了优化调整，确保枢纽整体施工布置顺畅，有效降低了围堰和坝面保护的难度和风险，确保工程高效优质的施工建设。

关键词：混凝土面板堆石坝；施工导流；施工度汛；拦河坝

水库枢纽工程区，降雨极不均匀，夏季高温少雨、昼夜温差较大。工程区1月多年平均气温24.8℃，七月多年平均气温12.9℃。工程任务以农业灌溉和引水发电为主，兼顾城市防洪和生态旅游等功能。水库最大库容为876×104m3，发电装机容量为400MW。大坝坝址处呈典型的“V”字形，经技术、经济等方面优化必选，设计采用混凝土面板堆石坝，坝基高程832.60m，坝顶高程899.50m，最大坝高66.90m，坝基长56m，坝顶长309m。

1 施工导流标准及导流设计流量

筹建年7月～12月，不受洪水影响；第一年1月～9月，主要施工项目为：导流工程、坝肩及溢洪道开挖支护、其他临时工程，在导流洞进出口留坎；第一年10月～第二年3月，主要施工项目为：坝基开挖、溢洪道及址板混凝土浇筑、坝体临时度汛断面填筑等。上、下游土石围堰挡水，导流洞过流，枯期导流；第二年4月～第四年1月，主要施工项目为：坝体剩余部分填筑、大坝面板混凝土浇筑、坝顶细部结构及其他。坝体挡水，导流洞过流，坝前最高水位870.66m；第四年2月～5月，主要施工项目为：下闸蓄水及竣工清场等。坝体挡水，溢洪道及施空隧洞过流，枢纽达到正常工况。

1.1 导流标准

由于该水库大坝枢纽工程为Ⅳ等小（1）型，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。根据《水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）》中的相关规定，导流建筑物级别为5级，导流标准按5年一遇洪水设计。

1.2 度汛标准

根据水利部颁发的《水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2004）》有关规定[1]，由于该水库工程拦河大坝采用面板堆石坝，且库容为876亿m3，小于0.1亿m3的技术指标，相应度汛标准按20年一遇洪水流量进行设计，对应洪峰流量为168m3/s。

1.3 导流方式

从坝型、枢纽布置特点、地形地质条件、水文条件及施工条件等方面考虑，采用围堰一次拦断河床、隧洞过流的导流方式。根据大坝枢纽工程总体布置，导流隧洞后期改造成取水兼放空隧洞。结合其它工程相关经验，工程枯水期施工导流宜采用围堰一次拦断河床、右岸导流隧洞过流的导流方式；汛期施工导流宜采用坝体临时断面挡水，右岸导流洞过流方式。

1.4 导流时段

工程流域属山区雨源性河流，洪水由流域内暴雨产生。洪水具有涨峰历时短，陡涨陡落等特点[2]。因此，可选择10月～次年3月作为工程枯水期施工导流时段，相应时段5年一遇洪水流量为25.2m3/s。

2 导流建筑物设计

2.1 导流隧洞设计（后期改造为取水兼放空隧洞）

导流隧洞布置在河床右岸，洞长484.26m，进口底板高程846.20m，出口高程838.60m，进口采用叠梁门，用于导流隧洞封堵。为满足隧洞枯期过流、汛期度汛等要求，采用城门洞型。经计算，隧洞衬砌后断面尺寸为2.8×4.0m（宽×高），过流断面面积10.49m2，顶拱中心角131.00°，顶拱半径1.54m。

2.2 上游围堰、左岸支沟围堰及左岸支沟导流明渠设计

因坝址位于河流和左岸支沟汇合口附近，分别在河流和左岸支沟上设上游围堰、左岸支沟围堰。采用明渠将左岸支沟来水导入河流内，再通过导流洞导流，实现大坝基础干地施工。根据水文资料，左岸支沟在枯期10月～次年3月，相应的5年一遇设计流量Q20%=1.57m3/s，采用渠道将左岸支沟来水导入河流中。渠道为梯形断面，底宽1.00m，边墙高1.00m，边墙坡比1：0.5（山体外侧为直墙），底坡1.68%（渠道陡坡段为13.36%）；渠道采用先开挖基础，再采用M7.5浆砌石砌筑，边墙及底板浆砌石厚40cm，渠道内侧采用水泥砂浆抹面，厚度2cm。

左岸支沟围堰顶部高程为859.80m，设计为不过水土石围堰，顶宽3m，堰顶长度20.55m。采用粘土心墙防渗，基础采用帷幕灌浆处理。

经计算枯期5年一遇Q20%=23.1m3/s通过导流洞下泄时，对应上游雍高水位858.00m，因此考虑安全超高和水位雍高后，上游围堰顶部高程为858.50m，采用不过水土石围堰，顶宽3m，堰顶长度64.95m，最大堰高5.5m，迎水面坡度1：1.75，背水面边坡1.5，围堰采用粘土心墙防渗，基础采用帷幕灌浆处理。汛期采用坝体挡水。

2.3 下游围堰设计

根据坝址水位～流量关系曲线，枯期5年一遇Q20%=23.1m3/s通过导流洞下泄时，对应下游围堰河床水位为839.50m。因此考虑安全超高和水位雍高后，下游围堰顶部高程为840.00m，采用不过水土石围堰，顶宽5m，堰顶长度18.25m。围堰采用粘土心墙防渗，基础采用帷幕灌浆处理。

3 施工期基坑排水

根据工程整体施工进度要求及水库坝址区的水文气象条件，大坝截流推荐在10月中旬进行，按照5年一遇的10月月平均流量进行计算，截流设计流量为Q=0.59m3/s。在大坝上游围堰处进行截流，采用单戗立堵法进行截流，围堰填筑渣料主要采用大坝岸坡坝肩处的开挖渣料，围堰截流从右岸向左岸推进，最后在河床左岸闭气。

工程截流时间为枯期10月中旬，由于河床较窄，基坑水量较小，截流后及经常性排水采用4台WQK40-15QG，功率4kW，排水量40m3/h水泵抽排。

4 施工度汛与下闸蓄水

根据施工进度计划安排，工程在主河床截流后第一个汛期来临之前，大坝临时度汛断面可填筑到872.00m高程。因此，坝体施工需通过一个汛期，按照《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2004），当坝体填筑高程超过围堰堰顶高程后，工程选择度汛标准为20年一遇洪水Q5%=168m3/s。经水文调洪计算，汛期由大坝临时度汛断面挡水，导流洞泄流，上游水位将达到870.66m，低于汛前大坝临时度汛断面填筑高程872.00m，因此，工程可实现安全度汛。

为防止渗漏和水流对坝体上游面的冲刷，需对上游坝面进行临时保护，采用C5混凝土挤压边墙进行保护，墙身高度为40cm，上游坡比为1：1.4，与面板坡比一致，顶部宽度为12cm，底部宽度为73cm，

内侧坡比为8：1。

根据施工进度计划安排，下闸封堵蓄水时段选定第4年2月，下闸封堵标准为5年一遇月平均流量，相应的下闸流量为0.25m3/s。

5 结束语

水库大坝工程区河流属于典型的山区性河流，洪峰陡涨陡落，洪枯流量差大。通过对施工导流和度汛方案的优化分析，提出合理的导流方案为大坝施工安全度汛提供了重要保证。水库工程10月中旬河床截流，采用围堰一次拦断河床、隧洞过流的导流方式技术上可行，经济上合理。

参考文献

[1]张拥军，杨树明，单俊方，等.水布垭面板堆石坝施工导流与度汛研究[J].人民长江，2007，38（7）：56-59.

[2]王春雷，王聪.施工导流、度汛及后期水流控制[J].黑龙江科技信息，2012（20）：254.

作者简介：李晓琳（1985-），男，汉族，陕西富平人，硕士研究生，助教，从事水利水电建筑工程教学工作。