呂清華

【摘要】本文主要介紹在高原區(qū)新建陽曲水電站大壩，在其特殊的地理環(huán)境和氣候環(huán)境條件下大壩施工過程中施工導流和水流控制設計特點。

【關鍵詞】導流；截流；進占

一、壩區(qū)基本情況

1 水文氣象

陽曲電站地處高原氣候區(qū)，主要受高空西風環(huán)流和西南季風影響，干、濕季分明。電站所屬流域多年平均降水量在500-2470mm之間，分布趨勢由南向北遞增。流域內(nèi)雨日多，連續(xù)降雨日數(shù)較長。流域內(nèi)多年平均蒸發(fā)量處1166-2500mm之間，總的趨勢由南向北遞減。流域內(nèi)多年平均氣溫-4.9℃-19.7℃。水電站壩址10月份、11月份旬平均流量成果見表1-1。

2 水文地質

壩址區(qū)地下水類型為孔隙潛水和基巖裂隙水，孔隙潛水分布于河床兩岸沖洪積層及兩岸山坡平緩處的崩坡積層中，其補給來源主要來自大氣降水。由于壩區(qū)地形較陡，降雨多迅速形成地表徑流，只有少量滲入地下形成基巖裂隙水。河床覆蓋層由全新統(tǒng)混合土卵石組成，表層見漂（塊）石，中細砂填充，局部架空狀，呈中密狀，漂石粒徑以數(shù)十厘米至數(shù)百厘米為主。河床覆蓋層為主要的孔隙性含水層，由淺至深部透水性變?nèi)?。根?jù)鉆孔抽水試驗，滲透系數(shù)一般為15.4-59.6m/d，最大達666m/d，呈透水性。電站大壩施工根據(jù)其地質特性采用土石圍堰一次攔斷河床的隧洞導流方式，右岸布置2條導流洞，導流洞為城門洞型。

二、 施工導流規(guī)劃

1 初期導流

根據(jù)施工進度安排，初期導流階段由圍堰擋水，右岸2條導流隧洞泄流，圍堰擋水設計標準采用全年20年一遇洪水，相應設計洪水流量為6460m3/s，大壩洗滌澆筑高程超過上游圍堰高程，大壩具備臨時擋水度汛條件，開始擋水度汛，初期導流階段結束。

2 中期導流

中期導流階段在設計洪水情況下，由壩體擋水，大壩臨時擋水度汛標準采用100年一遇洪水，相應設計洪水流量為7940m3/s。大壩由兩條導流隧洞和四孔泄洪中孔聯(lián)合泄流，導流隧洞開始下閘封堵，水庫初期蓄水，至此中期導流階段結束。

3 后期導流

從導流隧洞封堵開始，至封堵完成，為后期導流階段。本階段由壩體擋水，壩體擋水標準采用枯水期200年一遇洪水，流量為4020m3/s。

三、截流方式及截流方案

1 截流方式選擇

根據(jù)水電站壩區(qū)的地形和施工條件，導流洞進口底板較高、河床較陡、截流指標較高、右岸山體陡峭以及布設道路不便等特點，本次設計截流采用雙戧單向立堵截流方式。

2 截流設計

2.1 截流標準及時段

根據(jù)《水電工程施工組織設計規(guī)范》（DL/T5397-2007）規(guī)定，截流標準可采用截流時段重現(xiàn)期5-10年的月或旬平均流量，考慮到水電站工程規(guī)模較大，截流工程的成敗直接影響到發(fā)電工期，故選擇截流標準為10年一遇旬平均流量。結合施工進度、截流難度綜合分析，選擇11月中旬截流，相應10年一遇旬平均流量為710m3/s。

2.2 大壩上、下游圍堰設計

大壩上、下游圍堰采用全年圍堰方案，擋水標準為全年20年一遇重現(xiàn)期洪水，流量為6460m3/s， 上游圍堰采用土石心墻圍堰方案，堰體防滲分上下兩部分，上堰體采用復合土工膜防滲，下堰體及基礎采用混凝土防滲墻形式。對于堰體混凝土防滲墻與基礎接觸部位滲透率較大（q>5Lu）的部位，采用防滲墻預留的灌漿孔進行帷幕灌漿處理，帷幕灌漿防滲標準為： 灌漿界線為5Lu線，單排孔，灌漿孔距2m；透水率q≤5Lu。

大壩下游圍堰布置考慮與尾水出口枯期圍堰相結合，即尾水出口枯期圍堰作為下游圍堰的一部分。下游圍堰采用全年土石圍堰方案，堰體防滲分上下兩部分，上堰體采復合土工膜防滲，下堰體及基礎采用混凝土防滲墻型式。對于堰體混凝土防滲墻與基礎接觸部位透水率較大（q>10Lu）的部位，采用防滲墻預留的灌漿孔進行帷幕灌漿處理，帷幕灌漿防滲標準為： 灌漿界線為10Lu線，采用單排孔，灌漿孔距2m；透水率q≤10Lu。

2.3 龍口位置及龍口寬度選擇

2.3.1 截流龍口寬度確定

根據(jù)相關實驗研究成果，結合河床特性，上戧堤右岸預進占戧堤總長15m，其中預進占前10m用石渣料全面拋投，后5m用鋼筋籠進行裹頭保護。左岸預進占戧堤全面拋投石渣料，直到龍口寬度為70m時，左岸戧堤堤頭石渣料開始拋填，預進占結束。下戧堤右岸預進占戧堤總長15m，其中預進占前10m用石渣料全面拋投，后5m用鋼筋籠進行裹頭保護。左岸預進占戧堤全面拋投石渣料，直到龍口寬度為42m時，左岸戧堤堤頭石渣料開始拋填，預進占結束。

2.3.2 截流戧堤設計

截流戧堤擋水標準采用11月中旬10年一遇旬平均流量為710m3/s。上戧堤設計上游水位1991.13m，戧堤頂高程取1993.50m，戧堤頂寬20.0m，長約120m，上、下游邊坡均為1：1.4，進占向堤頭邊坡為1：1.3。上戧堤設計上游水位1986.21m，戧堤頂高程取1989.50m，戧堤頂寬20.0m，長約115m，上、下游邊坡均為1：1.4，進占向堤頭邊坡為1：1.3。

2.3.3 龍口分區(qū)

根據(jù)試驗結果，將龍口進占從左至右分為四個區(qū)：Ⅰ區(qū)、上戧堤龍口寬75m-50m，下戧堤龍口寬45m-30m；Ⅱ區(qū)、上戧堤龍口寬50m-35m，下戧堤龍口寬30m-23m；Ⅲ區(qū)上戧堤龍口寬35m-20m，下戧堤龍口寬23m-15m；Ⅳ區(qū)、上戧堤龍口寬20m-0m，下戧堤龍口寬15m。

3、截流施工

3.1 戧堤右岸非龍口段進占

1）先上、下戧堤右岸裹頭施工完成。

然后戧堤非龍口段開始按圍堰全斷面預進占。左岸下戧堤形成截流龍口開始進占。分別進占至龍口初始設定寬度，完成河床截流合龍。

2）戧堤非龍口段進占拋投材料，一般用石渣料全斷面拋投施工，進占過程中，如發(fā)現(xiàn)堤頭拋投材料有流失現(xiàn)象，可在堤頭進占前沿的上游角（按戧堤軸線上游側控制）先拋一部分較大塊石，在其保護下，再將石渣拋填在戧堤軸線的下游側。

3）非龍口進展施工流量按逐月平均流量控制。根據(jù)水情預報在當月流量較小時段，并在堤頭前沿3-5m范圍內(nèi)，用鋼筋石籠拋在上游角壓坡腳，使其形成防沖裹頭，以防止遇當月10%頻率最大瞬時流量時，堤頭沖刷坍塌。

3.2 戧堤龍口段合龍進占

1）龍口段合龍進占是截流成敗的關鍵，合龍的具體日期應根據(jù)水文情況和各項準備工作的進展情況相機確定。在龍口合龍進占開始前，要驗收檢查導流洞是否通暢，龍口合龍進占施工道路需滿足大型機械設備必須檢修合格，操作人員配備齊全、并經(jīng)過訓練，龍口段合龍拋投材料規(guī)格及備用數(shù)量需滿足設計要求，并按要求備放在據(jù)截流戧堤較近的截流基地上，截留施工道路須滿足大型機械通行，暢通無阻地要求；水文觀測設施裝備齊全，觀測手段落實，具備觀測條件，通訊聯(lián)系通暢，指揮系統(tǒng)完善。

2）龍口合龍拋投材料應按設計分4個區(qū)進占。

Ⅰ區(qū)（口門寬75-50m）為用塊石及石渣全戧堤斷面進占，如發(fā)現(xiàn)堤頭拋投材料有流失現(xiàn)象，可在堤頭進占前沿的上游角（戧堤軸線上游側）先拋一部分鋼筋石籠或大塊石，在其保護下，再將塊石及石渣拋在戧堤軸線的下游側。

Ⅱ區(qū)段（口門寬50-35m）為合龍的困難區(qū)段，可采用凸出上游挑角的進占方法。在上游角（與戧堤軸線成45°角）集中中石和大塊石，控制在戧堤軸線上游12-15m，使上游角凸出10m左右，將水流自堤頭前上游角挑出一部分，從而使堤頭下側形成回流緩流區(qū)，可用塊石及石渣進占。

Ⅲ區(qū)段（口門寬35-20m）合龍最困難的區(qū)段，可采用凸出上游角的進占方法。在上游角（與戧堤軸線成45°角）集中大塊石和鋼筋石籠，控制在戧堤軸線上游12-15m，使上游角突出10m左右，將水流自堤頭前上游角挑出一部分，可用塊石從戧堤軸線上游側進占，再將塊石及石渣拋在戧堤軸線下游側。

Ⅳ區(qū)段（口門寬20-0m）可用塊石從戧堤軸線上游側進占，再將塊石及石渣拋在戧堤軸線下游側。

4、堰體填筑跟進施工

合龍之后應及時加高、培厚。對于下水部分，自卸汽車直接沿戧堤邊坡卸料；水上部分則要分層填筑碾壓。采用液壓反鏟裝車，25t自卸汽車運料，戧堤前沿配推土機平整，18t振動碾碾壓，局部邊角采用手持式打夯機夯實。加高、培厚完成后填筑反濾料，填筑方式與堰體相同，在填筑碎石反濾料的同時，緊隨進行閉氣材料的拋填，盡早閉氣。

參考文獻：

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