施工导流方案优化赵传升

施工导流方案优化赵传升

赵传升

青州市水利建筑总公司山东青州262500

摘要：本文通过对现场实际地形、地质、水文、气象等客观条件的调查分析，提出利用分期围堰结合明渠导流替代隧洞导流，以施工更加安全、简便，减少临时工程的工作量和投资，使工期提前。

关键词：导流方案；对比；工期；效益

1工程概况

该水库位于广西西北部山区，水库枢纽工程由C15细石砼砌毛石重力坝，坝顶溢洪道左岸放空冲沙底孔；右岸坝身取水底孔；输水管道及管道附属设施等组成。水库总容量528万m3，正常蓄水位723.55.00m，死水位681.00m，正常蓄水位以下库容157万m3；坝高55.05m，该工程属于小（1）型Ⅳ等工程，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级。

工程所在河流全长17.87km,落差902.8m，水库位于河流下游，坝址以上积雨面积31.7km2，据当地气象站实测降水资料统计，多年平均降水量为1275mm。降水年际变化不大，年内分配不均匀。一般五月中下旬即进入雨季，降水量集中在5~8月；占年总量的60%，最大一日降雨量多年平均为104mm，最大日降雨量为162.5mm。

2导流方案变更的提出及依据

根据现场地质情况，隧洞洞口段为强~弱风化细砂岩夹沙质泥岩，完整性较差，属Ⅳ-Ⅴ围岩。洞身为弱风化细砂岩夹沙质泥岩。无大的断层通过，所处层间褶曲较发育，裂隙中等发育，对围堰稳定有一定影响。弱风化岩石属硬岩夹软岩，完整性较好。以Ⅲ类为主，局部褶皱发育段为Ⅳ类围岩。出口段为厚层状灰黄色细砂岩夹粉砂质泥岩，属Ⅳ类围岩。

根据隧洞地质情况，导流隧洞进出口段洞室稳定性较差，需及时支护并做好全断面衬砌。洞脸边坡稳定性较差，需加强护坡。

根据导流隧洞现场地质描述，导流隧洞施工条件较差，成洞难度较大，结合水工枢纽布置，挡水坝为C15砼砌毛石重力坝，属于刚性坝，可以利用坝身挡水过流。施工组织设计考虑采用分期倒流方式，一期采用围堰一次拦断，导流明渠导流，如果出现洪水，可以采用坝身过流；二期采用坝身放空冲沙底孔导流。

采用分期导流可以避免隧洞开挖，避免洞室开挖过程中出现的安全风险，从而缩短工期，减少临时施工投资，加快主体施工进度。

3导流设计

3.1导流标准

本工程只要建筑物为4级，根据《水利水电施工组织设计规范（SL303-2004）》的规定，相应的导流临时建筑物为5级，枯期导流的挡水、泄水建筑物按5年一遇洪水标准（P=20%）设计，汛期按10年一遇全年洪水（P=10%）标准设计

3.2枯期导流方式

原设计采用全断面围岩+隧洞倒流，隧洞进口底板高程672.60m，出口高程为652.60m，隧洞长486m，比降i=1：24.3，为无压隧洞，隧洞过流能力167.5m3/s,满足10年一遇度汛标准。

3.3导流设计流量

工程所在河流为山区雨源型河流，径流由降水补给，径流特征与降水特性基本一致，径流年内分配不均。枯期施工时段在11月~次年3月，11月~次年4月，12月~次年4月，11月~次年3月之间做比较。成果见施工分期设计洪水成果表。

施工分期设计洪水成果表

3.4枯期导流时段选择

枯期导流时段选择在11月~次年4月，5年一遇洪水流量Q20%=31.4m3/s，汛期施工临时度汛标准为10年一遇，全年洪水相应流量Q10%=169m3/s.

3.5导流建筑物

包括：导流隧洞、上游土石围堰

导流隧洞位于大坝右岸，距坝轴线330m，隧洞断面形式为城门洞型，开挖断面宽5.50m，直段高2.5m，拱半径2.0m，隧洞过流能力177m3/s。采用C20钢筋砼全断面衬砌，衬砌厚度0.3m；底板为0.3m厚C20钢筋砼。拱顶采用回填灌浆。隧洞出口明槽段为岔口型，便于水流出流。

3.6优化后的导流

挡水建筑物采用C15细石砼砌毛石重力坝，属于刚性坝，坝身可参与度汛。根据工期安排，充分利用填筑坝体挡水度汛，采用分期导流方式，由于水库积雨面积小，在初期导流时段（P=20%）枢纽布置区导流最大流量为31.4m3/s.放空冲沙底孔最小流量为0.52m3/s因此一期采用明渠导流，二期采用坝体临时断面挡水结合放空冲沙底孔导流。

3.7优化后的导流

枯水期一期围堰建成后，用导流明渠导流，后期利用水库放空冲沙底孔引流排水；如遇较大洪水允许坝上施工面临时过洪，以节省施工临时费用。导流明渠设在河床右侧，过流断面为矩形。先在右侧进行基础开挖。第一期围堰2013年10月10日施工完成。右侧基础开挖完工时间为12月20日。左侧结构砌筑至河床671.00m高程以上，放空冲沙底孔完成时间为2014年3月15日，放空冲沙底孔能满足过流要求。第二期围堰在2014年10月底完成，同时采用放空冲沙底孔导流，开挖右岸河床基础，于2015年2月底完成，右侧河床基础开挖并完成封底。在3月底将坝体结构砌至671.00m高程。

当洪水重现期为20年一遇时，二期上游围堰高程为671.00m同时采用放空冲沙底孔引流，经调洪，此时库容14.8万m3，度汛库前水位为670.0m因此坝体拦洪度汛高程为670.50m由于一期左岸已经填筑到此高程，二期右岸也于3月底达到671.00m高程，保证汛期坝体安全度汛。

4实施效果

工程实施过程中,导流工程均安全度过2014、2015年汛期，为主体工程施工创造了良好的条件，保证了工程安全、施工安全，临时工程费节省157.73万元，工期提前3个月。

5结束语

综上所述，水库施工导流工程中，地质、水文、气象等多方面因素，使工程施工质量，安全，工期，以及费用方面都会受到不同影响，本文通过某工程的实际施工案例和数据做对比，做了一些分析，以供参考，希望可以对后续工作有所帮助。