大坝引水枢纽工程的施工导流

大坝引水枢纽工程的施工导流

彭秋波

核工业井巷建设公司

摘要：本文笔者结合某工程实例，制定出科学合理，能使各种资源得到最大限度的优化配置，又切实可行的导流截流方案，从而确保工程工期、质量，使工程尽早发挥最大效益。

关键词：分期导流；封堵截流；水利施工

一、工程概况

某大坝工程位于村镇，距县城28km。河道全长为47km，流域面积199km²,比降9‰，电站为引水式水电站，落差99.0m，共3台机组，装机4800kw，工程概算总投资4100万元。电站主要由拦河大坝，引水隧洞，前池，压力管道，厂房和升压站组成。引水枢纽从左至右依次为非溢流坝，溢流坝，冲砂泄洪闸，非溢流坝组成。

大坝所处位置正是“S”型河段，河谷宽度可达52米。其地形右岸多悬崖峭壁且山坡陡峭，所裸露岩性是灰岩，中间夹杂一些绿色千枚岩，属于坚硬类岩石。在0+060～0+102.5中基岩完好，可是裂隙发育严重，其中坝坡与坝基接连处有2个小断层，常有灰绿泥石夹在其中，宽为5至30厘米，长28厘米左右。而0+040～0+060中裸露的基岩破碎、软弱，存有灰绿色千枚岩和强风化泥灰岩，上部分可通过挖掘机开挖，在开挖之后坝基高差大，部分可达到1.6米，通过业主、地质单位、设计单位、监理单位、施工单位和质检单位共同验基，最终确定断层和软弱破碎段的局部坝段先设置钢筋网片，然后进行混凝土浇筑处理。在开挖左坝肩0+000～0+040时未采用爆破方式，使用挖机进行开挖。依照原设计对坝基开挖后，岩石破碎、松动，属于强风化。基岩承载力不能满足设计要求。

二、施工导流

1导流要求

此引水枢纽工程为小型工程，所设计的洪水重现期为5至10年，该河道是山溪性河流，由于5年与10年的洪水量差异很大，依照工程特征，为了使施工导流工程量能够减少，也为了方便施工，大坝导流根据要求在11月-第二年3月间即枯水期，按照5年一遇洪水标准，将洪峰流量设置为38m³/s。

2分析导流渡汛方法

坝址位于河谷区，地形不对称，山坡左缓右陡，主河道靠近右边，宽度为54米，右岸512.243米高程设置了电站引水隧洞，左山梁较单薄。依照坝址地质条件、地形特征以及水工枢纽布置型式，加上导流流量小，建议不要应用隧洞导流法，推荐采用砌石围堰和分期导流的方法，这种方法工程量较小，投资少且施工简易。白勉峡河由于降雨原因，年内水量分配不均匀，特别是枯汛期非常明显，大坝洪峰流量年度变化大，枯水期和洪峰期相差较大，满足枯水期导流条件，与此工程特征结合，具体施工导流可分作二期。

首先是一期导流，在枯水期导流，通过纵向围堰，并与一期上下游横向围堰挡水结合，开挖右岸河床，构成明渠泄流，按照原计划在左岸坝体设置导流底孔，可是由于施工紧迫，砌筑强度达不到要求，采取了替代方案，左坝段以砌筑的坝体为支撑，构成8米宽的导流明渠导流，其高程控制在491.3米以内。

针对二期导流，也是在枯水期导流，通过二期上下游土石围堰挡水和纵向围堰，把水导入左坝段导流底孔中，并对全坝段坝体进行砌筑，还要认真思虑封堵闸槽的设置、封堵时段以及封堵方案。

3导流建筑物施工

导流建筑物施工主要是针对大坝水下基础开挖，基础灌浆，坝体500m高程以下砌筑（因冲砂闸砼底板高程498.0m，坝体砌筑超过498.0m时，冲砂闸可兼左泄洪槽，即利用永久建筑物导流）。本工程导流建筑物包括，浆砌石纵向围堰，大坝一，二期上下游土石围堰，导流底洞等。

浆砌石纵向围堰：堰顶设计高程494.2m，最大堰高3.2m，堰顶宽0.5m，堰体为M7.5浆砌石，两侧边坡均为1:0.4，考虑一，二期围堰布置及基坑施工需要场地，浆砌石纵向围堰长60m，现状河床覆盖层较薄，围堰基础座于基岩上，因坝前上游200m右岸有一块空地作为一期拌合场，在坝前有一座便桥，桥下过流，浆砌石纵向围堰连接两桥墩，形成明渠，坝体以内部分明渠浆砌石边墙，后期拆除。坝体以外部分，因影响过洪的浆砌石墙予以拆除。

一期上下游围堰：使用段从2008年1月上旬至2009年3月中旬，上游堰顶高程设计为494米，堰高可达5.6米，堰顶宽4米，长度为33米，堰体属于黄土墙土石围堰，背水面边坡为1:1.5，而迎水面边坡为1:2。下游设计围堰顶高程为492米，围堰高度可达2.5米，堰顶宽4米，长为40米，堰体同样是为黄土墙土石围堰，其填筑料主要来自于岸坡开挖的土石渣。

二期上下游围堰：使用段从2009年3月中旬至2010年3月下旬，上游围堰顶高程为494.2米，堰高可达5.8米，堰顶宽4米，长度为28米，堰体则采用黄土墙土石围堰，使用岸坡开挖的土石渣对堰体进行填筑，在施工过程中上游围堰也可作为施工现场的运输道路。跟一期围堰断面一样，二期下游围堰长为23米，使用岸坡开挖的土石渣来填筑堰体。

导流底洞：由于左坝段（0+000-0+078）施工比右坝段（0+078-0+121）快，施工工期相差一个枯水期，导流底洞位置设置在0+060-0+078坝段，因实测坝前枯水位491.5m，坝后枯水位491.2m，原设计导流底洞底高程为492.88m，顶高程为496.28m,导流底洞型式为城门洞式，宽2.7m，直高2.6m，矢高0.8m，

施工时拟定导流底洞底高程，进口底高程491.6m，出口底高程491.3m，没有按原设计高程形成导流底洞，主要基于以下几个方面考虑：

①封堵底洞时，坝后枯水位为491.2m，导流底洞在后期封堵，封堵下闸后底洞内没有完全封堵之前，不宜高水位运行，冲砂闸暂时泄流，坝后仍为枯水位，为保证导流底洞封堵时干法施工，洞底出口高程必须大于492.2m，否则将要再做一次坝后围堰（坝后一、二期围堰在2009年汛期过洪时已冲毁）

②坝址区呈河谷，左岸山坡虽有对外交通路，但山坡陡，场地狭小，无法平整出料场，右岸坝址上游约200m处有两块空地，场地平整，约有1000m²,施工时作为一期主要料场和二期补充料场，由开挖出来的石渣沿河道右岸回填了一条宽4.0m交通路，路面高程约为493.5m，料场高程约为495.0m，若按原设计导流底洞底高程492.88m，则与料场高程高差仅为2.12m，（不包括枯水期水面高度约0.7m）稍一涨水，临时道路，料场被淹，不但有水毁损失，而且不能正常施工。按实际确定导流底洞底高程491.6m，09年坝前料场也多次被淹。

③当坝体砌筑至495.345米后，保持一定距离进行收台，如果根据原设计的顶高程和底高程，导流洞上有一段是空的，不能开展全拱施工，这非常不利于后期施工。

总而言之，通过分析上述实际状况，确定最恰当的导流底洞底板高程，通过分析现场布局，尽可能使影响和干扰减少，同时使其他资源也得到了充分利用和优化。

封堵导流底洞：大坝导截流施工最后一个环节是导流底洞的封堵，这也是非常关键的部分。通常应用两扇C25钢筋砼闸门来封堵闸门，其具体尺寸为280×370×20。在封堵之前，先有人员清理干净闸槽附近杂物，同时把各项准备工作做好，如准备充足的黄土袋、起吊设备、闸门止水带、封堵材料和棉纱等。首先下前闸门对明水封堵，然后把后闸槽的杂物快速清理掉，并且及时下后闸门。组织两个施工队进行导流底洞的封堵施工，确保24小时不间断，起初封堵后，当水位上升到498.0米后通过冲砂闸来泄流，使导流底洞内水位差减少，假如底洞封堵超于10米，采用下闸蓄水，确保底洞继续施工。假如出现积水或者渗水，依照渗水情况，可在封堵砼内埋设导管，将水引出洞外。封堵后，通过预先埋设的导管开展回填灌浆工作。

总结

总之，施工导截流在水利工程施工中至关重要，导流方案、导流方式、导流时段的选择以及导流建筑的设计和施工，关系着整个工程的投资大小和工程能否优化资源，效益最大发挥，与施工现场布置，施工总体安排，施工强度，后期封堵截流蓄水等都有相互影响、相互制约、密不可分的关系。