(湖南興禹建設(shè)有限公司，湖南 常德 415000)

1 工程概況

溪頭水庫(kù)位于郴州市汝城縣大坪鎮(zhèn)東北溪頭村境內(nèi)，距離鎮(zhèn)區(qū)6.50km，離汝城縣城13.50km。坐落在洡水末端浙江支流鐵爐江上游左支梨頭咀，壩址控制集雨面積3.13km2，壩址以上河流長(zhǎng)度2.70km，河流坡降145‰。大壩由河床溢流壩段和兩岸非溢流壩段組成，為漿砌石重力壩，壩頂高程798.00m，壩頂寬5m，壩頂軸線長(zhǎng)220m，最大壩高47.50m，壩頂上游側(cè)設(shè)置防浪墻，防浪墻頂高程799.2m；溢流壩段位于壩體中部，采用開敞式WES 堰，共2 孔，總凈寬8m，堰頂上設(shè)人行橋，消能防沖采用底流消能的方式。輸水箱涵布置于右岸非溢流壩段內(nèi)，直徑為1m，進(jìn)口設(shè)置啟閉機(jī)房及工作、檢修兩道閘門，進(jìn)口高程為767.50m；放空涵管(兼施工導(dǎo)流涵管)直徑為1.35m，進(jìn)口高程764.00m。水庫(kù)正常蓄水位796.00m，總庫(kù)容221.76萬(wàn)m3。溪頭水庫(kù)是一座以抗旱應(yīng)急供水為主，兼為灌溉、防洪等綜合利用的擬新建小(1)型水庫(kù)。

溪頭水庫(kù)工程等別為Ⅳ等工程，主要建筑物級(jí)別為4 級(jí)，次要建筑物級(jí)別為5 級(jí)。項(xiàng)目概算總投資約7100萬(wàn)元。

2 工程水文

壩址流域內(nèi)植被較好，屬于低崗山區(qū)地形。清江位于汝城縣境內(nèi)，屬洪河一級(jí)支流、萌渚水二級(jí)支流、瀟水三級(jí)支流、湘江四級(jí)支流，發(fā)源于汝城縣大石橋鄉(xiāng)的立下源，經(jīng)源口、中洞、上洞、白泉塘，于白芒營(yíng)鎮(zhèn)的黃泥江村匯入洪河。

根據(jù)提供的9月—次年3月、10月—次年3月、11月—次年3月3個(gè)時(shí)段5%、20%、50%各頻率洪水，利用龍虎洞水庫(kù)雨量站多年逐月最大日降雨實(shí)測(cè)資料(1960—2012年降雨量)，作為施工洪水計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并依據(jù)《暴雨洪水查算手冊(cè)》計(jì)算各分期施工洪水(如下表所列)。

洪水溪頭水庫(kù)施工洪水成果表 單位：m3/s

汝城縣屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，具有氣候溫和，雨量充沛，日照充足，四季分明，春夏多雨，秋冬多旱，夏無(wú)酷熱，冬無(wú)嚴(yán)寒的氣候特征。根據(jù)汝城氣象站資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫16.60℃，歷年極端最高氣溫36.40℃，歷年極端最低氣溫-9.80℃，多年平均風(fēng)速為2.30m/s，歷年最大風(fēng)速為20.30m/s，多年平均相對(duì)濕度82%，多年平均無(wú)霜期為275 天。

3 工程地質(zhì)條件

溪頭水庫(kù)庫(kù)區(qū)屬中低山?jīng)_溝、山谷地貌，整個(gè)庫(kù)水局限于花崗巖山體山谷內(nèi)。鐵爐江總體自NE 流向SW，河谷呈“U”形。Ⅰ號(hào)壩線(仙殿壟壩線)位于鐵爐江右支流，河床寬20～25m；Ⅱ號(hào)壩線(犁頭咀壩線)位于鐵爐江左支流，河床寬73～76m;Ⅲ號(hào)壩線(下游壩線)位于鐵爐江干流，河床寬136～140m。庫(kù)區(qū)兩岸山頂高程一般在800m 以上，山間谷地高程亦在740～7550m，山坡坡度一般30～45°，地形起伏較大。

壩址右岸上、下游均有一處相對(duì)平緩臺(tái)地，上下游臺(tái)地高程均在771.00～784.00m之間，上游臺(tái)地面積約2000m2，下游臺(tái)地可分成兩級(jí)，總面積約3000m2。以上場(chǎng)地均可作為施工布置用地，完全能滿足施工輔企布置要求。

本工程根據(jù)地勘成果，可在下游溪頭村開采黏土料。砂采取外購(gòu)方式由其他承包人提供。石骨料采用開采的塊石人工制碎石，開采的塊石成分為花崗巖，巖石堅(jiān)硬，飽和抗壓強(qiáng)度高，成塊率高，質(zhì)量較好，適于作塊石料，或人工破碎骨料。

4 施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

4.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

按照水利部《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303—2004)，本工程施工導(dǎo)流建筑物為5級(jí)，相應(yīng)導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為3～5年一遇洪水，本工程采用土石圍堰，根據(jù)本工程特點(diǎn)，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)擬采用枯水期5年一遇洪水，枯水期段11月～次年3月洪峰流量4.20m3/s(一期圍堰擋水時(shí)段為9～10月，導(dǎo)流流量取9月～次年3月洪峰流量為7.99m3/s)。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：本工程施工度汛采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，洪峰流量為28.04m3/s，設(shè)計(jì)度汛水位768.50m。

4.2 導(dǎo)流方式選擇

壩址河谷地形地質(zhì)條件是選擇導(dǎo)流方式的主要因素，由于壩址位于“U”形河谷，正常蓄水位796.00m時(shí)河谷寬達(dá)194m，大壩兩岸均為山體，明渠導(dǎo)流明顯不合適，隧洞導(dǎo)流成本太高，結(jié)合壩址處地形條件，宜采用分期導(dǎo)流方式。一期采用左岸束窄河床導(dǎo)流，一期上下游及縱向圍堰擋水，主要施工導(dǎo)流涵管。導(dǎo)流涵管鋪設(shè)完成后即可開始二期圍堰填筑，同時(shí)，可進(jìn)行大壩左岸一期基坑內(nèi)大壩壩體施工。待二期上下游圍堰填筑完成后，可進(jìn)行大壩全斷面施工。施工度汛可利用大壩壩體溢流壩段預(yù)留缺口。

4.3 導(dǎo)流方案

根據(jù)建筑物布置及壩址地形、地質(zhì)條件和鐵爐江的水文特性，導(dǎo)流方案為：第一年9月開始一期上下游及縱向圍堰填筑(含圍堰基礎(chǔ)截水溝開挖)，9月底圍堰填筑全部完成，主體工程具備施工條件。9月開始導(dǎo)流涵管底部基礎(chǔ)開挖，然后澆筑基礎(chǔ)面混凝土，基礎(chǔ)面混凝土澆筑完成后，進(jìn)行導(dǎo)流涵管底部基礎(chǔ)處理。基礎(chǔ)處理完成后再進(jìn)行導(dǎo)流涵管底部漿砌石砌筑，最后鋪設(shè)導(dǎo)流涵管。10月底，導(dǎo)流涵管具備過流能力。

第一年11月進(jìn)行二期圍堰填筑，同時(shí)一期基坑范圍內(nèi)壩體可繼續(xù)施工。11 月底二期圍堰填筑完成，可進(jìn)行大壩全斷面施工。第一個(gè)枯水期末(3月底)，大壩施工至高程771m 以上(高于設(shè)計(jì)施工度汛水位768.50m)，溢流段頂高程767.00m。汛期度汛可采用導(dǎo)流涵管及預(yù)留溢流段缺口導(dǎo)流。汛期繼續(xù)施工大壩非溢流段。到第二個(gè)枯水期(10 月初)，可利用導(dǎo)流涵管繼續(xù)導(dǎo)流，大壩可全斷面同時(shí)施工。導(dǎo)流方案布置見圖1。

圖1 導(dǎo)流方案布置

4.4 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

4.4.1 導(dǎo)流底涵

根據(jù)壩址地形及永久建筑物布置特點(diǎn)，導(dǎo)流底涵布置于右岸非溢流壩體內(nèi)，其進(jìn)口高程考慮后期作為放空涵管使用，應(yīng)適當(dāng)高于現(xiàn)狀地面線，以防淤積使閘門難以啟閉，導(dǎo)流涵管進(jìn)口高程定位764.30m(導(dǎo)流涵管與大壩上游相交處高程764.00m)，出口高程 760.00m，為1根內(nèi)徑為1.35m預(yù)制混凝土涵管(壩體內(nèi)內(nèi)徑1.35m 鋼管)，導(dǎo)流涵管長(zhǎng)130m，考慮到管頂會(huì)過重車，涵管擬專門預(yù)制，為鋼筋混凝土管，管壁厚25cm。導(dǎo)流涵管壩體以外部分底部設(shè)0.30m厚墊層，包角為120°，墊層寬度2.30m。具體見圖2。

4.4.2 一期圍堰

一期圍堰采用土石圍堰型式(見圖3)，一期圍堰擋水時(shí)段為第一年9—10月底。設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量取9月—次年3月5年一遇洪水7.99m3/s，束窄河床過水，通過計(jì)算，一期圍堰設(shè)計(jì)擋水水位為764.35～761.05m，考慮圍堰超高與風(fēng)浪加高，圍堰頂高程取765.00～762.00m，圍堰平均高度約3m。圍堰頂寬取4m，兩側(cè)邊坡1∶2，一期圍堰軸線長(zhǎng)204m。堰體采用黏土心墻防滲，考慮到一期圍堰擋水時(shí)段較短，為節(jié)約投資，堰基不做防滲?；邮┕r(shí)滲水采用開挖截水溝，水泵抽排。

圖2 一期基坑導(dǎo)流涵管施工示意圖

圖3 一期圍堰斷面

4.4.3 二期圍堰

二期圍堰采用土石圍堰型式(見圖4)，二期圍堰擋水時(shí)段為第一年11月—3月底，導(dǎo)流涵管過流，設(shè)計(jì)導(dǎo)流流量取11月—次年3月5年一遇洪水4.20m3/s。

圖4 二期上游圍堰斷面

通過計(jì)算，二期上游圍堰設(shè)計(jì)擋水水位為767.23m，考慮圍堰超高與風(fēng)浪加高，圍堰頂高程取768.00m，圍堰平均高度約4.50m?？紤]到圍堰堰頂過車，圍堰頂寬取8m，兩側(cè)邊坡1∶2。堰體采用黏土心墻防滲，基礎(chǔ)采用高噴灌漿防滲，高噴灌漿采用單排布置，間距1m，灌漿與強(qiáng)風(fēng)化巖層搭接。二期上游圍堰軸線長(zhǎng)119m。

二期下游圍堰設(shè)計(jì)擋水水位為導(dǎo)流流量下天然河床水位，通過查壩址處水位流量關(guān)系曲線確定二期下游圍堰設(shè)計(jì)擋水水位為761.35m，考慮圍堰超高與風(fēng)浪加高，圍堰頂高程取762.00m，圍堰平均高度約2m(見圖5)?？紤]到圍堰堰頂過車，圍堰頂寬取8m，兩側(cè)邊坡1∶2。堰體采用黏土心墻防滲，考慮到本河道坡降非常大(壩址處約4%)，河道枯期平均流量小，為節(jié)約投資，二期下游圍堰堰基不做防滲。二期下游圍堰軸線長(zhǎng)76m。

圖5 二期下游圍堰斷面

5 導(dǎo)流建筑物施工

5.1 導(dǎo)流涵管施工

導(dǎo)流涵管采用預(yù)制鋼筋混凝土管(壩體內(nèi)為內(nèi)徑1.35m 鋼管)，管徑1.35m，壁厚0.25m，單根長(zhǎng)2m。導(dǎo)流涵管大壩以外部分設(shè)C15混凝土墊層，墊層厚度0.30m，包角為120 度，墊層寬度2.30m。墊層混凝土施工采用主體工程混凝土拌和系統(tǒng)拌制混凝土，膠輪車運(yùn)輸入倉(cāng)，插入式振搗器振搗。模板采用鋼模板。導(dǎo)流涵管安裝如圖6所示。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)施工圖

5.2 圍堰施工

圍堰石渣填筑可利用大壩常遇水位以上開挖石料，開挖石直接裝8～10t自卸汽車運(yùn)輸至圍堰填筑部位翻卸，74kW推土機(jī)攤鋪兼碾壓，堰體心墻采用黏土填筑，施工方法同石渣回填。黏土料從土料場(chǎng)取土，運(yùn)距約4km。圍堰高噴灌漿采用三管法施工，采用單排布置，間距1m。上、下游圍堰施工如圖6所示。

6 施工排水主要工作項(xiàng)目

基坑排水包括初期排水和經(jīng)常性排水，本工程采用明溝排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)應(yīng)兼顧基坑開挖和開挖后修建主體建筑物兩個(gè)時(shí)期。基坑內(nèi)布置排水干溝、支溝，隨基坑進(jìn)展逐漸加深干溝和支溝，集水井布置在建筑物輪廓線外側(cè)，集水井井底低于干溝溝底。初期排水按5d 排干計(jì)算，經(jīng)常性排水包括基坑滲水、降雨及施工棄水等，利用初期排水設(shè)備能滿足要求。

本工程施工排水控制的主要工作項(xiàng)目包括：大壩工程施工圍堰的基坑排水；施工汛期洪水的防護(hù)。

7 結(jié) 語(yǔ)

溪頭水庫(kù)新建工程導(dǎo)流工程的設(shè)計(jì)與施工，為之后擋水工程、泄洪工程、引水建筑物工程、交通工程、房屋建筑工程、其他建筑工程的土建工程和機(jī)電金結(jié)設(shè)備制造及安裝工程等打下良好的基礎(chǔ)，保證了溪頭水庫(kù)新建工程順利實(shí)施。該水庫(kù)工程的建設(shè)，將有效緩解盧陽(yáng)鎮(zhèn)水矛盾，提高盧陽(yáng)鎮(zhèn)抗旱能力，解決盧陽(yáng)鎮(zhèn)供水水源不足及人飲安全等問題。