某黏土心墙坝施工导流设计

某黏土心墙坝施工导流设计

刘剑锋

（云南省水利水电勘测设计研究院，云南昆明650000）

摘要：黏土心墙坝由于受降雨影响，坝体填筑施工主要安排在枯期进行。施工导流多采用隧洞导流方式，其导流隧洞、度汛坝体和围堰的布置为施工导流方案的重要内容。

关键词：施工导流；度汛；洪水标准

东密水库是一座以解决孟连坝区城乡生活、农业灌溉用水以及补充县城工业用水为任务的中型水库。水库总库容为2293.13×104m3，工程规模为中型，工程等别Ⅲ等。枢纽建筑物大坝、溢洪道、泄洪隧洞为3级建筑物。大坝为黏土心墙堆石坝，坝顶高程为1127.70m，最大坝高68.7m。

2水文气象条件

坝址处河道弯曲，呈舒缓状“ξ”型，谷底与河床宽基本一致，局部发育河心滩及漫滩，宽度一般为15～30m。河谷呈典型“V”字型，两岸山体基本对称，地形坡度一般25°～50°。

流域的径流主要来源于降水，径流的年内变化丰枯悬殊大，区域内6～11月径流量约占年径流量的87.2%，其中主要集中在7～9月，期间径流量占年径流量的62.8%。而最枯的3、4月径流量仅占年径流量的2.4%。流域平均降水量1740mm，由于地形高差悬殊，降水面上分布差异较大，年平均降水量在1350～2200mm。

坝址区汛期为每年5～11月，枯期为12月～翌年4月。由于工程区11月黏土料填筑有效天数为22天，为增加一期度汛坝体施工时间，故枯期施工时段采用11月～翌年4月。坝址各频率的洪峰流量如下表21。

表21坝址各频率不同时段洪峰流量表

3导流方式

东密水库位于高山峡谷，两岸岸坡陡峭，洪枯流量相差大，根据大坝坝型特点，东密水库大坝施工导流方式采用一次断流、枯期土石围堰挡水，隧洞导流方式；汛期利用临时坝体挡水，导流隧洞泄流。

4导流标准

(1)导流建筑物级别

导流建筑物保护对象大坝为3级永久建筑物，围堰使用年限均小于1.5年，围堰最大高度为12.0m，相应库容为12.99×104m3，导流建筑物级别为5级。

(2)导流标准

枯期导流标准：采用土石围堰。由于枯期施工时段（11月～翌年4月）5年一遇洪水与10年一遇洪水调洪最高水位相差仅2.5m，工程量相差较小，故枯水期导流标准采用10年一遇洪水（P=10%），设计洪峰流量36.4m3/s。

汛期导流标准：大坝为黏土心墙堆石坝，汛期度汛拦洪库容小于0.1×108m3，坝体施工期临时度汛标准采用20年一遇全年洪水（P=5%），设计洪峰流量170.0m3/s。下闸蓄水后导流标准采用50年一遇全年洪水（P=2%），设计洪峰流量211.0m3/s。施工期调洪成果见表22。

表22枢纽工程施工导流调洪成果表

5导流程序

水库枢纽工程施工导流程序为：

(1)第1年11月第2年10月，原河道过流，进行导流泄洪输水隧洞施工、大坝及溢洪道部分开挖。

(2)第2年10月下旬，围堰土石方开挖及戗堤进占。

(3)第2年11月初，河道截流。第2年11月中旬至第3年4月底，围堰挡水，导流泄洪输水隧洞泄流，进行坝基开挖、坝基固结灌浆及一期度汛坝体填筑。

(4)第3年5月至10月，由一期度汛坝体挡水，导流泄洪输水隧洞泄流，进行大坝帷幕灌浆施工。

(5)第3年11月至第4年4月，坝体挡水，导流输水隧洞泄流，进行二期坝体填筑、溢洪道施工。第4年4月底坝体浇筑到坝顶高程1127.70m。

6导流建筑物设计

(1)导流隧洞

导流隧洞布置在右岸，导流隧洞与泄洪输水隧洞采用“龙抬头”结合方式。导流隧洞由进口明渠段、导流专用洞身段、导流泄洪输水结合洞身段、出口闸室段、扩散段及消力池段组成，全长433.5m。

1)进口明渠段（导0-005.50～导0+000.00）长5.5m，底坡i=0，进口高程1067.5m。

2)导流专用洞身段（导0+000.00～导0+092.638）为圆形断面，洞径为2.5m。采用C25钢筋混凝土结构，衬砌厚40cm，底坡i=0.1，进口底板高程1067.5m。

3)导流泄洪输水结合洞身段（导0+092.638～导0+358.000）为圆形断面，洞径为2.5m，采用C25钢筋混凝土结构，底坡i=0.01，泄洪输水隧洞检修闸室布置于该段，闸门井内设2.5m×2.5m检修闸门一套。

4)出口闸室段（导0+358.000～导0+374.000）为出口工作闸室段，闸室设弧形工作钢闸门一套，闸门孔口尺寸2.1m×2.1m。

5)扩散段及消力池段（导0+394.000～导0+428.000）为断面为矩形，底宽由2.5m扩散至6m，消力池池长33.0m，池深3.3m，采用C25钢筋混凝土衬砌。

待导流结束后，进行导流隧洞堵头施工，堵头位于导0+069.057～导0+079.057段，采用C25混凝土，长10m。

(2)度汛坝体

大坝施工汛期采用坝体挡水度汛，度汛坝体拦洪水位为1093.51m，顶高程1094.50m，最大高度35.5m。度汛坝体防渗若采用大坝心墙防渗，度汛坝体填筑全断面上升，河床段帷幕灌浆需安排在坝体填筑前完成，则大坝填筑需到第3年3月初才能进行，在汛前达到度汛高程难度很大。因此，度汛坝体采用“抬头坝”型式，度汛坝体防渗采用上游设置临时黏土斜墙防渗，度汛体填筑可以提前开始进行。度汛坝体顶宽为8.0m，上游侧坡比为1:2.5，下游侧坡比为1:1.8。为防止度汛坝体防渗体冲刷破坏，在迎水面采用毛块石护坡，护坡厚度为0.5m。在高程1071.65m留平台。

(3)围堰

上游围堰堰址处基础覆盖层较浅，堰基防渗采用截渗齿槽，齿槽底部位于相对不透水层，最大挡水水头11.0m，选用黏土斜墙防渗能满足要求。上游围堰堰顶高程1075.0m，拦洪水位1074.04m，最大堰高12.0m，顶宽6.0m，上游坡比为1:2.5，下游坡比为1:2.0，为防止围堰冲刷破坏，在围堰迎水面采用毛块石护坡，护坡宽度0.3m。

下游围堰由于堰高较小，采用黏土均质围堰，堰顶高程1063.50m，拦洪水位1062.60m，最大堰高2.5m，堰顶宽3.0m，上、下游面坡比均为1:2.5。

7结语

在选择东密水库枢纽工程导流方案时，综合考虑了水文气象、地形地质、水工建筑物的型式和布置以及施工进度计划。并使主体工程尽可能及早发挥效率，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物即简单易行，又适合可靠。

参考文献

[1]水利水电工程施工组织设计规范（SL303-2017）.中国水利水电出版社.

[2]水利水电工程施工组织设计手册.中国水利电力出版社.