史廣躍，鄢 濤

（1.江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330029；2.江西省水利科學(xué)研究院，江西 南昌 330029）

1 工程概況

團(tuán)結(jié)水閘位于江西省廣豐縣沙田鎮(zhèn)十六都村，座落在豐溪河支流十五都港下游，是關(guān)勝灌區(qū)勝利渠的渠首攔河工程，距廣豐縣城約22 km。本工程灌溉農(nóng)田5000 hm2，是一座蓄、引、提綜合利用水閘工程，最大過閘流量為2000 m3/s，屬Ⅱ等大（二）型水閘工程。水閘主要建筑物呈“一”字型布置，左岸溢流壩（開敞式無閘控制，長 32.5 m）、泄洪閘（5 孔，長 38.8 m），右岸溢流壩等（開敞式無閘控制，長53.0 m）。灌溉進(jìn)水閘位于左壩頭左側(cè)，灌溉進(jìn)水閘引水渠軸線與壩軸線形成70°夾角。

本次除險(xiǎn)加固工程主要施工項(xiàng)目有：左岸灌溉閘拆除重建；中間5孔泄洪閘加固，在閘后新建混凝土橋墩，老閘表面進(jìn)行噴涂處理和裂縫處理，閘后新建消力池、海漫和防沖槽；拆除原溢流壩，改建成10孔泄洪閘，閘孔凈寬6.0 m，其中左岸4孔，右岸6孔，泄洪閘包括閘室段、消力池段、海漫段和防沖槽段；左右岸拆除溢流壩改建非溢流重力壩，其中左岸長10.0 m，右岸長 8.2 m。

2 工程條件

2.1 水文氣象

閘址控制流域多年平均降水量為1635.4 mm，降水量年內(nèi)分配亦不均勻，汛期3～7月降水量占全年的67.2%，主汛期 4～6 月降水量占全年的 48.5%，枯水期10月～次年2月降水量僅占全年的21.7%，多年平均氣溫 17.9℃，多年平均風(fēng)速為 2.0 m/s，多年平均最大風(fēng)速16.0 m/s。

2.2 地形地質(zhì)條件

工程區(qū)為中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地勢南高北低，所在河流十五都港源于福建境內(nèi)，自西南向北東流經(jīng)壩址，兩岸山體較對稱，坡度一般為45°～52°，山體覆蓋層一般為0.2～2.0 m，植被較發(fā)育，未見崩塌、滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。

區(qū)內(nèi)二疊系、三疊系、侏羅系地層呈零星分布，主要分布有白堊系及第四系地層。由老至新分述：白堊系上統(tǒng)贛州組（K21），巖性為紫紅色凝灰質(zhì)砂巖，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，區(qū)內(nèi)均有出露；第四系全新統(tǒng)沖積層（alQ4），廣泛分布于河流的一級階地及漫灘、河床等部位，巖性主要為粉質(zhì)粘土、砂礫（卵）石。

上、下游圍堰堰基上部為第四系全新統(tǒng)沖積的砂卵礫石，黃褐色，稍密狀，具強(qiáng)透水性，防滲性差；下伏基巖為白堊系上統(tǒng)紫紅色凝灰質(zhì)砂巖，呈強(qiáng)～弱風(fēng)化狀，具弱～中等透水性，物理力學(xué)性質(zhì)較好。

3 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

3.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)段選擇

團(tuán)結(jié)水閘為Ⅱ等大（2）型工程，其主要建筑物為2級。根據(jù) 《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303-2004）規(guī)定，土石結(jié)構(gòu)，相應(yīng)臨時(shí)建筑物為4級，其導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為洪水重現(xiàn)期20～10 a，本工程采用10年一遇洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。

本工程最枯4個(gè)月、最枯5個(gè)月及最枯6個(gè)月施工期洪水設(shè)計(jì)成果見表1，部分月份的月平均流量見表2。

表1 施工期各時(shí)段P＝10%洪峰流量和閘址下游河道水位成果表

表2 施工期P＝10%部分月份平均流量和閘址處下游河道水位成果表

根據(jù)主體建筑物布置的情況，本工程分兩期進(jìn)行導(dǎo)流。依據(jù)水文特性和主體建筑物加固工程量情況，比較了最枯4個(gè)月、5個(gè)月和6個(gè)月等3個(gè)時(shí)段。由于施工期洪峰可完全蓄至上游水庫。因此，3個(gè)時(shí)段設(shè)計(jì)流量相差不大，為降低基坑內(nèi)施工難度和施工強(qiáng)度，導(dǎo)流時(shí)段均采用最枯6個(gè)月，即10月～次年3月，相應(yīng)10年一遇洪峰流量為 67.4 m3/s，相應(yīng)下游河道水位為142.51 m。

3.2 導(dǎo)流方案分析

水利水電工程常用導(dǎo)流方式有分期導(dǎo)流、明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵洞導(dǎo)流、底孔導(dǎo)流、缺口導(dǎo)流等。隧洞導(dǎo)流適用于兩岸有較高山體的地形條件；底孔導(dǎo)流和缺口導(dǎo)流適用于混凝土重力壩導(dǎo)流；涵洞導(dǎo)流適用于壩址河床較窄的地形條件；分期導(dǎo)流常用于河床較寬的河道；明渠導(dǎo)流一般適合在岸邊具有臺地、緩坡的地形時(shí)適用。

根據(jù)本工程閘址條件，可采取的導(dǎo)流方式有分期導(dǎo)流和明渠導(dǎo)流。分期導(dǎo)流方式：主體建筑物在兩個(gè)枯水期內(nèi)完成；明渠導(dǎo)流：在岸邊開挖明渠，在一個(gè)枯水期內(nèi)完成或者跨越汛期完成。

團(tuán)結(jié)水閘現(xiàn)狀有5孔泄洪閘，新建10孔泄洪閘，閘址河道寬度240 m，兩岸地勢較高。根據(jù)團(tuán)結(jié)水閘的特性，如采用明渠導(dǎo)流，上下游圍堰攔斷河床，建筑物同時(shí)開工，則在一個(gè)枯水期內(nèi)完成全部泄洪閘的施工難度較大，強(qiáng)度較高，且開挖工程量較大（如跨越汛期施工，工程量更大），明渠使用完成后還需恢復(fù)原狀，明渠穿越區(qū)域還涉及到征地拆遷，導(dǎo)流費(fèi)用較高。如采用分期導(dǎo)流，則分別在兩個(gè)枯水期內(nèi)完成，施工強(qiáng)度降低，施工質(zhì)量有保障，導(dǎo)流費(fèi)用最低，一期新建的泄洪閘可做為二期導(dǎo)流通道。綜合分析，團(tuán)結(jié)水閘采用分期導(dǎo)流方案較為合理。

3.3 導(dǎo)流程序

施工期第一個(gè)枯水期圍護(hù)右岸，拆除溢流壩改建6孔泄洪閘，利用左岸3孔老泄洪閘泄流（考慮到第二年汛期灌溉要求，不拆除左岸溢流壩），經(jīng)水力學(xué)計(jì)算，相應(yīng)洪峰流量下上游水位145.25 m。第二個(gè)枯水期圍護(hù)剩余左岸，拆除溢流壩改建4孔泄洪閘和加固5孔泄洪閘，利用右岸4孔新建泄洪閘泄流，經(jīng)水力學(xué)聯(lián)合泄流計(jì)算，相應(yīng)洪峰流量下上游水位144.00 m。

本工程導(dǎo)流特性見表3。

表3 團(tuán)結(jié)水閘除險(xiǎn)加固工程施工導(dǎo)流特性表

3.4 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

本工程施工導(dǎo)流平面布置圖見圖1。

一期圍堰上下游堰基砂礫石最大厚度為4.2 m，采用開挖截水槽回填粘土防滲，截水槽開挖邊坡為1∶1.5，底寬上游3.0 m，下游2.0 m。上游圍堰采用粘土斜墻堰型，堰殼料利用開挖料填筑，圍堰內(nèi)外邊坡均為1∶1.75，圍堰頂寬為4.0 m，圍堰長度為91.90 m，圍堰縱向段迎水面采用0.5 m厚袋裝砂卵石護(hù)坡。下游圍堰采用粘土心墻堰型，堰殼料利用開挖料填筑，圍堰橫向段內(nèi)外邊坡均為 1∶1.75，縱向段內(nèi)外邊坡均為 1∶1.5，圍堰頂寬為4.0 m，圍堰長度為 103.46 m，圍堰縱向段迎水面采用0.5 m厚袋裝砂卵石護(hù)坡。

二期圍堰堰基砂礫石最大厚度為3.67 m，采用開挖截水槽回填粘土防滲，截水槽開挖邊坡為1∶1.5，底寬上游3.0 m，下游2.0 m。上游圍堰采用粘土斜墻堰型，堰殼料利用開挖料填筑，圍堰內(nèi)外邊坡均為1∶1.75，圍堰頂寬為 4.0 m，圍堰長度為 112.95 m，圍堰縱向段迎水面采用0.5 m厚袋裝砂卵石護(hù)坡。下游圍堰采用粘土心墻堰型，堰殼料利用開挖料填筑，下游圍堰橫向段內(nèi)外邊坡均為 1∶1.75，縱向段內(nèi)外邊坡均為 1∶1.5，圍堰頂寬為4.0 m，圍堰長度為113.76 m，圍堰縱向段迎水面采用0.5 m厚袋裝砂卵石護(hù)坡。

為給截水槽開挖提供施工工作面，施工前在上游圍堰側(cè)首先填筑施工平臺，平臺頂高程在截流水位以上0.5 m，寬5.0 m，截水槽粘土填筑完成后拆除。

本工程一期上游橫堰典型橫剖面圖，詳見圖2。

圖1 施工導(dǎo)流平面布置圖

圖2 一期上游橫堰典型橫剖面圖

3.5 截流及度汛

本工程分兩期導(dǎo)流，導(dǎo)流時(shí)段均為10月～次年3月。圍堰于當(dāng)年9月中旬開始預(yù)進(jìn)占，9月下旬截流，9月底圍堰閉氣。截流標(biāo)準(zhǔn)為P＝10%，9月平均流量19.0 m3/s，相應(yīng)下游水位為 141.82 m，上游水位：一期 143.1 m，二期143.0 m。截流期間利用上游水庫攔蓄徑流，短時(shí)間內(nèi)盡量少發(fā)電或停止發(fā)電，以降低截流難度。

根據(jù)施工總進(jìn)度安排和 《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303-2004）規(guī)定，開工后的第二年和第三年汛期為施工臨時(shí)度汛期，度汛標(biāo)準(zhǔn)為P＝10%全年洪峰流量1070 m3/s，相應(yīng)河道下游水位為146.13 m。施工期第二年汛前，右岸6孔泄水閘施工完成，拆除一期圍堰，汛期利用左岸原溢流壩、中間5孔原泄水閘及右岸6孔新建泄水閘聯(lián)合泄流，相應(yīng)閘前水位為147.33 m；施工期第三年汛前，全部施工項(xiàng)目完成，拆除二期圍堰，利用左右岸10孔新建泄水閘和中間5孔原泄水閘聯(lián)合泄流，相應(yīng)閘前水位為146.40 m。

4 結(jié)語

（1）平原地區(qū)大型水閘一般孔數(shù)較多，結(jié)合左右岸工程布置，采取分期導(dǎo)流方式較為經(jīng)濟(jì)合理。分期導(dǎo)流應(yīng)注意縱向圍堰的錯(cuò)開布置，錯(cuò)開寬度根據(jù)主體建筑物開挖線確定，并對縱向圍堰及上下游銜接段迎水面做好防沖刷設(shè)計(jì)。

（2）由于本工程堰基覆蓋層較厚，根據(jù)該工程地質(zhì)評價(jià)，堰基為砂卵礫石層，屬強(qiáng)透水層，本工程采取了截水槽防滲措施。工程開工后，堰前拋填了較短的粘土鋪蓋，經(jīng)基坑排水后觀察，沒有出現(xiàn)大量滲水現(xiàn)象，分析其原因主要為該工程溢流壩前多年沉積的淤泥形成了防滲鋪蓋。

（3）本工程砂卵石厚度較厚，最深約 4.1 m，施工平臺至基巖高度6.0 m，截水槽開挖要求完全清除砂卵石回填粘土，才能形成封閉防滲系統(tǒng)，施工難度較大。本工程于2014年1月開工，按照設(shè)計(jì)圖紙封閉圍堰后，基坑防滲效果良好。事實(shí)證明了在深砂卵石基礎(chǔ)上做截水槽防滲墻是可行的。

[1］水利電力部水利水電建設(shè)總局，水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊（第一卷： 施工規(guī)劃）[M］.北京：中國水利水電出版社，1996.8.

[2］SL303-2004.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S］.