导流明渠在青山水库工程施工中的应用

【摘 要】对青山水库主坝工程采用导流明渠施工工艺，作一简单论述。浅析导流明渠在工程应用上取得的良好效果，在不同地形条件下选择导流方式的可行性。

【关键词】青山水库；主坝；导流明渠；透水材料；施工工期

0前言

明渠导流为河水通过专门修建的渠道导向下游的施工导流方式。多用于河床外导流，适用于河谷岸坡较缓，有较宽阔滩地或有溪沟、老河道等可利用的地形，且导流流量较大的情况。与隧洞导流比较，因明渠的过流能力较大，施工较方便，造价相对较低，在地形条件和枢纽布置允许时，用明渠导流的较多。

布置导流明渠时必须考虑：①轴线位置，在地形上尽量利用垭口、溪沟、旧河道等，并力求布置在河湾凸岸的滩地；②明渠进水口要使水流顺畅，距围堰一定距离，防止冲刷坡脚；③进出口高程要根据流量、通航、过木、冲刷或淤积等条件综合比较确定；④明渠断面形式可采用矩形、梯形或复式断面，坡度大于临界坡度，并尽量减小渠道糙率，当渠底为软基时要防止渗漏。

青山水库主坝工程，充分考虑了坝体左岸0+050～0+200为原河渠道，在10月份至次年6月份为枯水期，水量较小，在0+160～0+180段原河床处充分利用河道透水料、就地取材修建导流明渠。此明渠导流方案在青山水库中得到了成功应用，为2011年汛后至2012年汛前坝体填筑工作增加2个月的工期，大大缓解了填筑工作量压力。

1 工程概述

青山水库工程位于辽宁省葫芦岛市六股河中游，水库枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、输水洞和码头组成。主坝为粘土心墙砂砾石坝，坝长735.63m，坝顶高程96.29m，最大坝高42.79m，主坝约一半在河床段，另一半在右岸台地上，坝址处河底宽约250m。

考虑主体工程尽可能及早地发挥效益、降低导流工程费用，采用明渠做为施工导流简单、适用而又经济合理；同时能够满足就地取材（透水砂砾料），降低了降排水的费用和工期要求。

导流明渠布置在桩号0+160~0+180m处已经施工完的坝体基础混凝土盖板上，以土工膜为主要防渗材料。透水料导流明渠的使用使青山水库工程主坝施工导流段基础及填筑提前完成，等截流后导流段经过简单处理就可以进行坝体施工，达到减少施工工期的目标。

2 导流明渠应用

2.1 施工期水文条件

六股河流域地处中纬度，属于温带季风气候区，四季冷暖干湿分明。从多年平均年降水量等值线图上看，其分布趋势自西南700mm向北550mm递减，降水量年际变化大，年内分配也极不均匀，汛期（6～9月）占年降水量的80%左右，10月至次年6月为枯水期，流量较小，小于30 m3/s。

2.2 施工期导流规划

根据青山水库实际工程河流地形和建筑物特点，采用二期围堰导流方式，即一期围堰和二期围堰。其中一期围堰，水流由原左岸主河床通过；二期围堰采取堰坝结合，同时做子堰保护，从2010年10月至2011年6月，河道过流改为0+160-0+180混凝土盖板上的导流明渠。2011年6月二期子堰拆除，导流明渠改回左岸主河床过流。

2.3 二期子堰与明渠导流设计

（1）二期子堰的结构形式与布置

二期子堰断面形式与一期围堰相同，二期子堰上下游横向围堰与一期纵向围堰结合使用形成基坑。由原左河床过流改为明渠导流，明渠导流布置在一期纵向围堰的右侧，见平面布置图（附后）。

（2）明渠导流的结构形式与布置

明渠填筑河砂，全断面铺设土工膜，采用土袋压顶筑堤防护。过流断面为梯形断面，上口宽15米，下口宽13米，高2米，河道水面坡降为1.2‰，糙率为0.03，见平面布置图。

经计算：该断面过流能力为Q=48.26 m3/s，断面满足过流要求。

二期围堰与导流明渠平面情况，如下图所示：

2.4 施工方法

2.4.1 围堰施工方法

施工程序主要包括测量放线、基础开挖、粘土料填筑、堆石护坡脚，导流结束后进行围堰拆除施工，如下框图所示：

开工前，测量人员结合现场实际情况进行放样。确定边界线后，采用PC220反铲进行开挖装20T的自卸车运至业主指定的弃渣场。填筑料（粘土料）取自主坝基础开挖粘土，机械装车后填筑围堰，用D85推土机进行多次碾压。堰迎水面坡脚，采用35cm的干砌石防护。

2.4.2 导流明渠施工方法

（1）清理基面

采用1台SK350反铲开挖沟渠，清除原河道杂物，并按设计尺寸削坡整型和回填夯实、找平。整理后的坡面要求平整、密实、光滑。

（2）铺设

防渗土工膜铺设在基面验收合格后，坡面铺设从堤顶向堤脚沿垂直于堤轴线方向缓慢展铺到坡脚处，堤顶用砂袋压顶。渠底铺设沿垂直于堤脚轴线方向缓慢通幅铺设。为便于拼接，防止应力集中，土工膜采用波浪形松驰方式铺设，富余度约为1.5%，摊开后及时拉平、拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员要求穿平底布鞋或软胶鞋，严禁穿钉鞋，以免踩坏土工膜，施工时如发现土工膜损坏，及时修补。

（3）焊接

土工膜焊接，使用双驱动自行式土工膜焊接机，现场施焊时，要求天气晴好，风力3级以下，严禁在雨天、高温和严寒天气下施工；同时焊接基底表面保证干燥、干净（电吹风吹，干净毛巾擦）。

正式焊接前，先进行试焊，掌握好的焊接机温度及行走速度，确定好施工工艺参数等；焊接时，在焊接部分的底下垫一条长木板，以便焊机在平整的基面上行走，保证焊接质量，施焊温度控制在220～300℃，焊后做到焊缝透明、平整、顺直、连续。

（4）检测

拼接中防渗土工膜焊缝质量是拼接关键，施工中尤其要加强接缝检测，现场检测方法包括目测法和现场检漏。

目测法：复合土工膜焊接好后，观察有无漏接，接缝是否烫损，有无褶皱，是否拼接均匀等。

现场检漏：采用充水法，焊缝为双条，两条之间留有约10mm的空腔，将待测段一端封死，另一端插入水针，充水至0.05MPa～0.20MPa，如无水从孔腔漏出，表明焊缝合格，否则要查找原因及时修补，并对补焊部位进行充水检测，直至验收合格后，才可以进行下道工序。

3 应用成效

通过导流明渠的成功应用，主坝0+050～0+160段基础开挖计划调整到2010年11月开始至2011年3月份完成，2011年3月开始混凝土浇筑及帷幕灌浆，至2011年5月全部完成，2011年6月上旬拆除二期上游围堰子围堰完毕，河道改回由0+050～0+160段过流，加高维护一期围堰度汛。2011年汛期仍由0+050～0+160段度汛过流。为2011年汛后至2012年汛前坝体填筑工作增加2个月的工期，大大缓解了填筑工作量压力，确保了2013年大坝安全度汛目标的实现。

4 结语

施工导流明渠方式具有施工简单、适合大型机械施工的优势；同时充分利用了河道透水料，做到了就地取材，减少了开挖量，降低了工程费用。青山水库根据工程实际地形所选用的导流明渠成功的应用了六个月，节省费用的同时缩短了工期，确保了坝体填筑目标的顺利实现。