黃 俊，解紅軍，李佩南，姜潤波

（1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林 長春 130021；2.吉林松江河水力發(fā)電有限責任公司，吉林 撫松 134500）

1 工程項目概況

牡丹江市攔河閘工程位于黑龍江省牡丹江市，牡丹江干流上，距江濱公園約3 km，控制流域面積22720 km2。攔河閘工程的主要任務是在枯水期壅高江道水位，擴大回水區(qū)域內(nèi)的江道水面面積，美化水環(huán)境，為全市人民提供一個休閑、娛樂的場所；同時，提高工程地點上游取水口的保證率，利于城市供水。工程正常蓄水位為230.20 m，相應庫容為784萬m3，設計洪水位為234.69 m，相應庫容3028萬m3，校核洪水位為236.36 m，水庫總庫容為4154萬m3。

主體工程由17孔攔河閘組成。兩岸上、下游以弧型翼墻與岸坡連接。攔河閘由進口（鋪蓋）段、閘室段、消力池、海漫等部分組成。攔河閘底板頂高程為225.70 m，為無坎寬頂堰。擋水采用開敞式平板工作門及疊梁式檢修閘門。閘室總寬255 m，孔口凈寬212.5 m，分為17孔，每孔凈寬12.5 m。閘室長12 m，底板厚1.8 m，一孔一分縫，底板前后各設一道齒墻。閘墩底部長12 m，頂部向上游懸臂5.44 m，左、右邊墩厚1.25 m，中墩厚2.5 m。

閘室上部設有工作橋、檢修橋及啟閉設備。啟閉平臺頂高程247.80 m，啟閉室凈寬6.2 m。檢修橋布置在上游側(cè)，橋面高程238.56 m，橋面總寬10 m，空心板結(jié)構(gòu)。

閘址區(qū)江段內(nèi)沒有通航、過木要求，但要滿足下游牡丹江市城市取用水要求（Q=30 m3/s）。

2 施工自然條件

牡丹江市區(qū)地處溫帶，屬大陸性濕潤季風氣候區(qū)，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季降溫急驟，冬季嚴寒干燥而漫長。根據(jù)牡丹江市氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫3.5℃，夏季最高氣溫37.5℃，冬季最低氣溫-35.1℃。冬季自10月中旬至來年4月中旬達6個月之久。

根據(jù)流域內(nèi)各主要水文氣象站的觀測成果分析，多年平均蒸發(fā)量在850～1300 mm之間。相對濕度年內(nèi)變化最小月份在4月，為56%～61%，最大月份在7—8月，為80%以上，年平均值為70%～73%。

流域內(nèi)冬季多西風和西北風，夏季多西南和東南風。年內(nèi)最大風速達20 m/s，平均風速為2.6 m/s。

流域內(nèi)多年平均無霜日期為126 d左右。凍土深度為1.5～2.5 m，3—4月份凍土深度最大。多年平均最大凍深1.8 m。結(jié)冰期為11月中旬至翌年4月中旬，長達5個月之久，平均冰凍厚度1.0 m，最大冰厚1.18 m。

3 施工導流截流

3.1 導流標準

根據(jù)SL303-2004《水利水電施工組織設計規(guī)范》導流建筑物為Ⅳ級，施工洪水重現(xiàn)期為10～20年，結(jié)合工程特點，選用10年一遇的施工洪水重現(xiàn)期。根據(jù)牡丹江水文站洪峰流量頻率分析成果，按面積指數(shù)換算求得工程地點處的施工洪水成果：春汛（4—7月），10年一遇為1347 m3/s，5年一遇為1024 m3/s；秋汛（9—11月），10年一遇為 1025 m3/s，5 年一遇為 693 m3/s。

3.2 導流方式

根據(jù)工程地形、地質(zhì)及工程布置條件，工程采用兩段兩期施工導流方式：一期工程圍左岸，利用右岸束窄后明渠過流，施工左岸9孔攔河閘；二期工程圍右岸，利用一期施工完成的9孔攔河閘過流，施工右岸8孔攔河閘。

3.3 導流建筑物設計

圍堰主要由塊石、石碴、粘土、土工膜及無紡布等填筑而成。圍堰防滲采用粘土心墻與土工膜。

一期及二期圍堰頂寬4.5 m，迎水側(cè)邊坡1∶2.0，背水側(cè)邊坡1∶1.5。圍堰用碎石、礫石做為戧堤，粘土心墻與土工膜防滲，無紡布反濾，迎水側(cè)采用拋石防護。圍堰中部為粘土心墻，心墻外迎水側(cè)鋪設土工膜防滲，背水側(cè)鋪設無紡布，土工膜及無紡布外為15 cm厚的砂礫石墊層，兩側(cè)為碎石戧堤。圍堰特性見表1，圍堰橫斷面尺寸見圖1。

圖1 一期（二期）圍堰橫斷面

3.4 截流設計

工程截流采用上、下游兩單戧堤同時向縱向圍堰立堵式進占，進占工序為兩路車隊同時從上、下游向縱向圍堰進占，龍口設在縱向圍堰上。上、下游圍堰裹頭處，要加強防沖措施，采用鋼筋籠石體防護堰腳，做好圍堰閉氣及抗沖刷處理。

一期圍堰施工計劃10月初開始進行，龍口合攏時段計劃選在10月末，戧堤進占時導流設計流量選用（P=20%）1024 m3/s，而堰頂高程及防護標準按（P=10%）1347 m3/s來確定。二期圍堰施工計劃在翌年8月開始進行，龍口合攏時段計劃選在9月，戧堤進占時導流設計流量選用（P=20%）1024 m3/s，而堰頂高程及防護標準按（P=10%）1347 m3/s來確定。

若圍堰進占或合攏時期，流量持續(xù)居高不下，圍堰導流流量超過1024 m3/s，及時采用拋填大塊石、石串或塊石籠等應急措施，增加拋投料的重量以滿足抗沖要求。具體方法可采?。?）將若干塊重量大的四面體在堤頭部位穿入30 mm鋼絲繩，用卡扣卡緊形成混凝土四面體串，再用1～2臺大型推土機同時推至江中，以減少龍口合攏時期拋投料的流失量；2）增大迎水面戧堤挑角拋投塊石、鋼筋籠石體或石串的重量。

若圍堰進占或合攏時期，河流流量較小低于設計截流流量1024 m3/s，可以考慮加快非龍口段進占速度，提前完成非龍口段施工，隨后進行龍口段進占，將合攏時間適當提前，以便為后續(xù)施工提供充足的施工時間。

為確保龍口段拋投強度，在設備選型上優(yōu)先選用大容量、高效率、機動性好的設備。挖裝主要選用2 m3的挖掘設備，大石選用1.8 m3反鏟和正鏟挖裝機械（啟吊力F＞2 t），鋼筋石籠可采用汽車吊吊裝。推運主要選用大馬力的推土機。

工程截流過程中預先做好合攏拋投車輛行車線路規(guī)劃?？紤]堤頂寬4.5 m，行車道較窄，在一定距離處可設置回車加寬段。拋投車輛在上、下游兩戧堤堤頭同時進占，以加快圍堰進占的速度。為減少倒車距離，加快拋填速度，在戧堤堤頭布置2個卸料點，戧堤上、下游側(cè)各1個。另外，根據(jù)不同部位填料的要求，要采用不同的進占方式。圍堰迎水坡在需要拋投大塊石時，按規(guī)劃調(diào)譴專用汽車設備在圍堰靠上游側(cè)拋填大塊石、石串，戧堤進占可由（32 t，20 t）汽車按規(guī)劃路線拋填中小石、石渣。

3.5 基坑排水

排水包括初期排水和經(jīng)常性排水。初期排水按圍堰閉氣后的基坑積水量、抽水過程中圍堰及基坑滲水量、堰身及基坑覆蓋層中的含水量以及可能的降水量四部分計算；經(jīng)常性排水包括圍堰及基坑滲水、降水及混凝土養(yǎng)護用的廢水等。

1）初期排水流量：

式中：V——基坑的積水體積，m3；T——初期排水時間，此次T=5 d；η——經(jīng)驗系數(shù)，主要與圍堰種類、防滲措施、地基情況、排水時間等因素有關(guān)，一般η=3～6，當覆蓋層較厚，滲透系數(shù)較大時取上限，此次η=4。土石圍堰基坑水位下降速度不宜大于0.5～0.8 m/d。

表1 施工導流圍堰特性表

一期圍堰基坑初期排水體積為23999 m3，排水強度選用800 m3/h（0.222 m3/s）進行水泵選型，初期排水時間約5 d完成；二期圍堰基坑初期排水體積為35798 m3，排水強度選用1193 m3/h（0.331 m3/s）進行水泵選型，初期排水時間約為5 d完成。

2）基坑經(jīng)常性排水按圍堰滲透量計算：經(jīng)防滲閉氣后的壩體滲水量很小，滲流量計算采用壩基滲流計算公式：

式中：q——每米圍堰滲入基坑的滲透流量，m3/s；k——圍堰與透水層的平均滲透系數(shù)，m/s；H——上游水深，m；T——透水層厚度，m；n——系數(shù)值；L——圍堰底寬，m。

經(jīng)計算，一期圍堰的經(jīng)常性排水流量Q=393 m3/h（0.11 m3/s），水泵選型：7臺 SLS125-125A，單臺電動機功率為11 kW，其中2臺作為備用泵；二期圍堰的經(jīng)常性排水流量為Q=619 m3/h（0.17 m3/s），水泵選型：9臺SLS 125-125A，單臺電動機功率為11 kW，其中2臺作為備用泵。

基坑內(nèi)經(jīng)常性排水采用排水縱溝和集水井結(jié)合的方式，每側(cè)圍堰排水縱溝布置3個集水井，由排水溝將水匯入集水井中抽水。縱溝在圍堰內(nèi)坡腳外0.3 m，溝底寬0.3 m，溝深0.6 m，縱坡坡降不小于2/1000。集水井布置在建筑物輪廓線以外較低處，距建筑物外緣的距離大于2.0 m。

3.6 施工期通航與過木、排冰要求

閘址區(qū)江段內(nèi)沒有通航、過木要求。由于采用分期導流，施工期不存在影響下游牡丹江市城市供水要求的流量（Q=30 m3/s）。通過對上游河段的開江方式、流冰時段、流冰數(shù)量及最大的冰塊尺寸等冰情資料調(diào)查后，根據(jù)導流方式及攔河閘尺寸，確定排冰對工程無影響。

4 結(jié)語

施工導流設計是水利水電施工組織設計的中心環(huán)節(jié)，也是編制施工總進度計劃的主要依據(jù)，在水利工程建設中起著關(guān)鍵性作用。正確選擇施工導流方案不僅對降低工程造價、縮短工期、提高工程質(zhì)量和施工安全具有重大意義，而且也影響到壩址、壩型及樞紐布置方案的選擇。牡丹江市攔河閘工程施工導流設計中充分考慮因地制宜、因材設計的原則，結(jié)合當?shù)鼐唧w情況全面考慮投資、工期、水力學條件等方面的因素，最終確定施工導流方案。目前工程按照施工導流設計方案實施，工程進展順利。