水库工程施工导截流技术研究

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摘要：梁河水库工程采用均质土坝施工，永久建筑物布置有泄洪洞并兼作施工导流洞，由于导流洞进口底板调和较高（2160.00m），沟道底高程2151～2153.5m，相对高差较大（6.5～9.0m），且导流洞进口距大坝上游坡脚线距离很近，单独布设挡水围堰对坝体施工干扰大，采用河道断流围堰挡水，坝外泄洪洞泄流（兼导流）的导流方式；围堰与坝体、导流洞与永久泄洪洞相结合，可有效降低临建投资，且对坝体建筑无影响，施工期内遇突发洪水时，应变能力较强，施工风险较小。

关键词：水库；导截流技术；庄浪县

1工程概况

庄浪县梁河水库工程位于通化镇梁河村东北1km处，地处北纬35°23′30″、东经106°13′，坝址距县城约30km，距通化镇13km。设计总库容为165.4万m3。依据《防洪标准》（GB50201-94）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），本工程等别为Ⅳ等，工程规模小（1）型；主要建筑物按4级设计，次要及临时建筑物按5级设计。大坝为均质土坝、泄洪建筑物等主要建筑物按30年一遇（P=3.33%）洪水设计，300年一遇（P=0.33%）洪水校核，相应洪峰流量分别为：设计60.1m3/s，校核146m3/s。消能防冲建筑物洪水标准按20年一遇（P=5%）洪水设计，相应的洪峰流量为48.2m3/s。

1.1气象

拟建的梁河水库工程位于北洛河一级支流梁河上，梁河发源于通化梁河村关山正峡沟和雄沟，梁河上游二条支沟呈树枝状向关山内延伸，河流水主要为涵养林补给水，流域面积14.7km2。项目区地处大陆腹地，远离海洋，属温带大陆性半湿润季风气候区。全年大部分时间受高空西风环流影响，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风。据庄浪县气象资料统计，多年平均气温为8.2℃，极端最高气温为34.9℃，极端最低气温为-23.5℃，多年平均降水量为494.3mm，多年平均蒸发量为1298.9mm，蒸发量为降水量的2.6倍，年平均风速1.7m/s，最大积雪深度15cm，最大冻土深度84cm[1]。

1.2径流

由于该流域内无实测水文资料，从甘肃省水文站《甘肃省地表水资源》多年平均径流深等值线图中查的坝址处控制流域径流深为150～250mm，流域中心处径流深175mm。计算出坝址处多年平均流量0.082m3/s。

1.3洪水

北洛河一级支流梁河的洪水，均由暴雨形成，暴雨大多发生在6—9月，故年最大洪峰流量也多发生在此时段，由于北洛河梁河流域暴雨空间上分布不均匀，造成洪水陡涨陡落，具有峰形尖瘦、峰高量小的特点。泾河水系汭河支流石堡子河华亭站位于华亭市东华乡峡石口上，控制流域面积276km2，也属六盘山土石山林区，流域上游也发源于六盘山，与设计流域洪水特征类似。梁河水库坝址处没有实测洪水资料，只有邻县石堡子河华亭站。华亭站收集到1976—2013年月最大流量实测资料，按梁河水库与华亭站集水面积比指数关系推算坝址处的分期洪水。

2导截流施工工艺

2.1施工导流

梁河为常流水河流，施工时需进行导流。本工程根据工期安排和工程布置，拟采用施工围堰结合梁河水库泄洪洞导流的方式过流。根据规范确定导流设计洪水标准为5年一遇，相应洪峰流量为2.65m3/s；坝体施工期临时度汛标准为20年一遇设计，相应最大洪峰流量48.2m3/s；坝体拦洪标准20年一遇设计，最大洪峰流量48.2m3/s。2.1.1初期导流导流洞具备过流条件后，工程施工进入初期导流阶段，本阶段导流标准为5年一遇。2020年4月份最大洪水（相应洪水流量0.74m3/s），采用拦断河道低围堰挡水，堰前蓄水由水泵（3台300BX-24型单级离心泵，其中1台备用，流量1450m3/h，扬程24m，配带功率110kW）抽水至导流洞过流。导流时段2019年11月至2020年4月。2.1.2汛前导流标准初期导流结束后，根据坝体填筑进度，上游挡水围堰（结合坝体）高程已超过初期低围堰，进入上游挡水围堰（结合坝体）挡水阶段。由于上游围堰采用与坝体相结合的布置型式。因此，上游围堰级别相应提高至4级，但洪水标准仍为5年一遇。2020年6月份最大洪水[2]，相应洪峰流量2.65m3/s。2.1.3坝体临时拦洪度汛标准导流时段为2020年7—11月底，此时段坝体填筑已超过上游围堰顶高程（结合坝体），利用坝体临时拦洪度汛，设计洪水标准为20年一遇全年洪水Q5%＝48.2m3/s。

2.2导流规划及导流程序

2.2.1导流洞施工时段施工时段为2019年2—9月，设计洪水标准为5年一遇，全年洪水Q20%＝16.8m3/s。期间拟完成导流泄洪洞的开挖、衬砌及金结制安等全部工作，由于泄洪（兼导流）洞位于右岸岸坡之上，导流洞进口高程高出天然沟道水位7.0m以上，原河床过流，无需施工导流。2.2.2初期导流时段导流时段为2019年11月—2020年4月，设计洪水标准为5年一遇，2020年4月最大洪水Q20%＝0.74m3/s[3]。此时段泄洪（兼导流）洞已经具备通水条件，2019年10月进行河道截流，至11月底完成上游戗堤、下游横向围堰堰体填筑、基础处理等全部工作；之后在围堰围护下进行河床部位土石方开挖、砼盖重、帷幕灌浆及上游围堰（结合坝体）的施工，在2020年4月底前上游围堰（结合坝体）坝段填筑至2162.7m，并完成坝面防护工作。2.2.3坝体施工期导流初期导流结束后，根据坝体填筑进度，上游围堰（结合坝体）高程已超过初期上游戗堤高程，进入上游围堰（结合坝体）挡水阶段。导流标准为5年一遇。2020年6月最大洪水，相应洪峰流量2.65m3/s。导流时段为2020年5—6月底，期间主要完成坝体填筑、砼浇筑等工作。坝体需在汛期来临之前全断面填筑至临时拦洪度汛高程2168.9m，并完成坝面防护工作。2.2.4坝体临时拦洪度汛根据导流规划，坝体填筑在2020年6月底超过上游围堰顶高程，进入坝体临时度汛时段，设计洪水标准采用20年一遇洪水，相应洪水流量Q5%＝48.2m3/s。洪水由泄洪（兼导流）洞下泄，经调洪计算，坝体临时拦洪度汛高程为2168.9m。2020年7—11月利用坝体临时拦洪度汛，完成剩余坝体填筑、混凝土浇筑、碎石土回填、坝肩帷幕灌浆等工程的施工。

3应急措施

3.1技术措施

3.1.1围堰及导流洞的防洪应急措施2020年6—9月为河流主汛期，大坝已进入坝体填筑阶段，大坝上下游将采取全断面围堰，泄洪洞开始导流，按照设计坝体施工期临时度汛标准为20年一遇设计，相应最大洪峰流量56.3m3/s。若遇较大洪水且小于20年一遇时，抢险队应积极对围堰进行观察和加固处理，以保证大坝施工安全。若洪水标准大于20年一遇时，围堰及导流洞若能满足防洪要求时，抢险队应积极对围堰进行加固和加高，并及时观察导流过流情况；当导流及围堰不能满足防洪要求时，抢险队及时上报梁河水库工程临时度汛领导小组办公室，由领导小组组织专家核实，上报县防汛办协调联系各方，采取其他措施抢护救援，降低损失[3]。3.1.2泄洪洞的防洪应急措施泄洪洞正在进行二次衬砌，泄洪洞进出口底板高程分别为1883m、1872m，泄洪洞出口位于沟道出口，高程低于路面，遇到较大洪水可能发生倒灌，抢险队应及时观察雨情，根据实际情况，及时采取防护措施，保证泄洪施工及导流正常，若发生倒灌，抢险队及时上报梁河水库工程临时度汛领导小组办公室，由领导小组组织专家核实，上报县防汛办协调联系各方，采取其他措施抢护救援，降低损失。3.1.3过流涵管的汛期管护措施虽然过水路面布设了过流涵管，但是汛期若遇较大洪水，抢险队应及时观察，并组织人员清理涵管内杂物，保证泄洪正常。3.1.4库区发生泥石流、滑坡时的应急措施工程区内左岸山体松散，沟道纵横，山体多为泥质砂岩，遇到较大洪水一旦发生泥石流、滑坡等自然灾害时，各抢险队应及时上报梁河水库工程临时度汛领导小组办公室，并集结待命，做好抢险准备工作，服从领导小组统一调配，赶赴现场抢护，把灾害降到最低。

3.2组织措施

梁河水库工程临时度汛领导小组办公室每天配备1名工作人员负责值班、决策。各抢险队对上游沟道、水情随时检查巡逻，严格实行领导带班值班制度，各司其职，各负其责，雨天或雨后实行24h监控预报制，对发生的任何异常情况准确上报领导小组办公室，以便统一指挥，统一调度，做到有备无患，把灾害降低到最小程度。

4结语

考虑到庄浪县水库工程建设各方面相对复杂，难度较大，因此必须因地制宜将导截流技术进行全面掌握，且需要不断对该技术进行创新和完善，才能在实际修建水库过程中有效提高施工效率和导截流工程效益，确保水库工程建设顺利完工。该工程建成后，供水范围覆盖梁河北调农村人饮工程全部，即可解决庄浪县北洛河以西的杨河、赵墩、南湖、通化4乡（镇）农村生活用水困难问题，涉及人口4.28万人，大小牲畜1.43万头（只）。

参考文献

[1]凡炳文.甘肃省庄浪县水资源评价报告[R].兰州:甘肃省水文水资源局,2011.

[2]SL250-2000,水文情报预报规范[S].

[3]SL62-2014,水工建筑物水泥灌浆施工技术规范[S].

作者：郭荣 单位：甘肃省庄浪县水务局