周恩利

（柳州市龍溪水利水電建設(shè)投資有限公司，廣西 柳州 545001）

1 工程概況

洋溪水利樞紐位于都柳江上游三江縣境內(nèi)洋溪鎮(zhèn)區(qū)上游約1 km 處，距三江縣城陸路47 km。壩址段河道稍彎曲，河谷為寬闊的U 型河谷，兩岸地形不對稱，壩址處枯水期河床寬約260 m。每年5～8月為洪水期，9月～次年4月為枯水期，洪、枯流量相差懸殊，水位變幅大。

洋溪水利樞紐是一座以防洪為主，兼顧航運(yùn)、發(fā)電綜合利用工程。樞紐總體布置從左到右的布置依次為:左岸接頭重力壩、魚道、壩后式電站廠房、溢流壩、船閘、右岸接頭重力壩，樞紐布置沿壩軸線全長483.5 m。船閘通航規(guī)模為500 t船舶，兼顧1000 t單船，電站廠房安裝3臺，總裝機(jī)容量100 MW。

2 施工導(dǎo)流

2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流時段

洋溪水利樞紐工程的水庫總庫容為8.5 億m3，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2017）規(guī)定，屬Ⅱ等大（2）型工程。其主要建筑物的級別定為2 級，次要建筑物的級別定為3 級。根據(jù)《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL623-2013）規(guī)定，保護(hù)2 級永久性水工建筑物的臨時性建筑物級別為4級，因此，本工程導(dǎo)流建筑物按4級建筑物設(shè)計(jì)。

根據(jù)洋溪水利樞紐工程的具體情況，推薦導(dǎo)流方案的上、下游圍堰采用土石圍堰。根據(jù)《水利水電工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL623－2013）及強(qiáng)制性條文（水利工程部分）的規(guī)定，導(dǎo)流建筑物的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇土石結(jié)構(gòu)的4級臨時性建筑物相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的下限值，即采用10年一遇洪水作為本工程施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。

二期圍堰采用土石過水圍堰，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采用枯水期9 月中旬至次年4 月中旬，相應(yīng)10 年一遇洪水2590 m3/s，相應(yīng)下游水位139.92 m，經(jīng)水力計(jì)算，上游水位為152.6 m。二期上游過水土石圍堰度汛標(biāo)準(zhǔn)一汛采用全年10 年一遇洪水，相應(yīng)流量為9670 m3/s；二汛采用全年50 年一遇洪水，相應(yīng)流量為14 400 m3/s。

2.2 導(dǎo)流方式

根據(jù)壩址區(qū)的地形地質(zhì)條件及樞紐布置推薦方案等特點(diǎn)，本工程施工導(dǎo)流采取分期導(dǎo)流方式，一期圍左岸，利用右側(cè)主河槽導(dǎo)流和通航，施工電站廠房、左5孔溢流壩、左岸非溢流壩、魚道；二期圍右岸，利用左5 孔已施工的溢流孔導(dǎo)流主要施工船閘、右5孔溢流壩和右岸非溢流壩。二期導(dǎo)流期間，利用上游過水土石圍堰擋水發(fā)電。

2.3 二期圍堰的型式選擇

二期上游圍堰是否采用過水圍堰，主要考慮施工工期時長、圍堰壅高庫水造成臨時淹沒、圍堰投資等因素。二期工程主要施工船閘、右5 孔溢流壩和右岸非溢流壩，利用已建的左5孔溢流壩導(dǎo)流，工程量大，需要的施工工期較長，采用全年導(dǎo)流的不過水土石圍堰，是有利于加快施工進(jìn)度的。但是，左5 孔溢流壩，泄流能力受限制，遭遇全年10 年一遇的設(shè)計(jì)導(dǎo)流洪水時，上游壅高水位達(dá)到168.5 m高程，比水庫正常蓄水位163.0 m超過5.5 m，將造成庫區(qū)非常重大的臨時淹沒損失，包括大量的人口、房屋、土地等；同時圍堰投資大。因此，根據(jù)都柳江洪水峰高量大歷時較短的特點(diǎn)，為利于洪峰的宣泄，除了利用已做好的左5孔溢流孔宣泄外，將右岸的二期上游圍堰設(shè)計(jì)成過水形式，可以大大的加大洪水宣泄渠道，雖然該做法使得二期基坑一汛需經(jīng)歷過水停工受影響，但二汛時船閘可利用擋洪門擋水繼續(xù)施工，整個二期工程需經(jīng)歷3 個枯水期及2個汛期，總施工時段略長，但土石過水圍堰方案可解決了汛期行洪問題且不增加臨時淹沒，二期導(dǎo)流期間萬一發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水時，二期上游橫向圍堰可以免遭破壞，為二期工程恢復(fù)施工贏得時間和工期，在一定程度上也降低了二期基坑的導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)。土石圍堰結(jié)構(gòu)簡單，可就地取材，充分利用開挖棄料，既便于機(jī)械化快速施工，又易于拆除。根據(jù)洋溪水利樞紐工程的實(shí)際情況，二期上游橫向圍堰采用土石過水圍堰，溢流面為砼面板的結(jié)構(gòu)型式。

2.4 二期過水圍堰設(shè)計(jì)

二期上游橫向圍堰除了維護(hù)右岸5 孔溢流壩、船閘和非溢流壩的施工外，還承擔(dān)擋水發(fā)電任務(wù)。為了降低圍堰過水時堰頂落差，又能保證滿足發(fā)電和擋水要求，將圍堰設(shè)計(jì)成土石過水圍堰堰頂加設(shè)自潰式子堰的型式。二期圍堰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為枯水期9月中旬～次年4月中旬，相應(yīng)10年一遇洪峰流量為2590 m3/s。經(jīng)水力計(jì)算，上游壅高水位為152.6 m，相應(yīng)下游水位為139.92 m，圍堰堰頂高程按設(shè)計(jì)水位加波浪爬高值確定，粘土麻袋子堰堰頂高程153.9 m，子堰高2.6 m，堰頂寬3 m，上、下游邊坡坡度均為1∶0.5；上游過水圍堰堰頂高程151.3 m，堰頂軸線長176 m，堰頂寬15 m，最大圍堰高20 m，迎水面邊坡坡度為1∶2.75，背水面邊坡坡度為1∶3，度汛時最大過水水頭差8.8 m。據(jù)計(jì)算，度汛時堰頂?shù)钠骄魉僭谧畈焕r超過了5 m/s，下游坡底流速則超過10 m/s。因此，在圍堰的布置與設(shè)計(jì)中，圍堰的防滲、接頭和防沖是保證圍堰正常工作的關(guān)鍵問題，對于過水土石圍堰來說尤為突出。本工程主要采取的措施有:①采用寬頂堰型斷面；②采用砼和塊石護(hù)面；③堰腳設(shè)鎮(zhèn)鐓；④采用粘土防滲體；⑤堰體采用石渣料填筑；⑥預(yù)留充水缺口等。

上游過水土石圍堰堰體填筑分4個區(qū)。①截流戧堤:戧堤頂高程143.2 m，頂寬15 m，預(yù)進(jìn)占段用開挖碴料填筑，龍口段用渣料、塊石、生態(tài)格網(wǎng)網(wǎng)袋填筑。合龍后采用在戧堤上游填筑粘土斜墻及開挖截水槽回填粘土進(jìn)行閉氣；②反濾層:用人工骨料填筑，填筑于戧堤與防滲土料之間、防滲土料與下游堰體是渣料之間；③粘土防滲層:用粘土料填筑，同時在粘土中間設(shè)土工膜；④石渣回填:用開挖石渣填筑，考慮防滲粘土心墻在流水中施工難度較大，先采用土石混合料填筑戧堤，待合龍閉氣后同時并進(jìn)行基坑抽水，用石渣料填筑防滲體上游堰體、中間填筑黏土防滲體、用石渣料填筑防滲體下游堰體。石渣料填筑堰體有利于圍堰的邊坡穩(wěn)定及減少沉降，以利于支撐堰體表面的鋼筋混凝土保護(hù)面板，而不被過水沖刷破壞，從而保護(hù)整個圍堰。

上游圍堰迎水面邊坡143.2 m高程以上及背水面邊坡用1.0 m厚的鋼筋混凝土護(hù)面，為了確?；炷撩姘宓姆€(wěn)定，避免圍堰過水時水流對堰腳沖刷破壞，在背水面坡腳設(shè)置混凝土鎮(zhèn)墩，并在下游邊坡鋼筋混凝土護(hù)面面板和鎮(zhèn)墩設(shè)Φ50排水孔，孔距2.5 m，梅花型布置。迎水面143.2 m高程以下采用固濱籠護(hù)坡，厚度2 m。二期上游過水圍堰橫斷面圖見圖1。

圖1 二期上游過水圍堰橫斷面圖

下游圍堰也采用土石過水圍堰堰頂加設(shè)自潰式子堰的型式，堰頂高程138.3 m，堰頂寬15 m，迎水面邊坡坡度為1∶2.75，同上游圍堰一樣，在迎水面邊坡136 m高程以上及背水面邊坡用1 m厚的鋼筋混凝土護(hù)面，背水面邊坡坡度為1∶2。迎水面136 m高程以下采用固濱籠護(hù)坡，厚度1 m。為了確?；炷撩姘宓姆€(wěn)定，避免圍堰過水時水流對堰腳沖刷破壞，在背水面坡腳設(shè)置混凝土鎮(zhèn)墩，迎水面坡腳采用加筋固濱籠護(hù)腳，長10 m。自潰式子堰采用粘土麻袋，堰頂高程141 m，子堰高2.7 m，堰頂寬3 m，上、下游邊坡坡度均為1∶0.5。

為了不被過水淘刷撕裂而危及圍堰的安全，二期土石圍堰與混凝土縱堰接頭部位以及與岸坡接頭部位需采用嚴(yán)格的連接與保護(hù)措施，二期過水圍堰基礎(chǔ)河床覆蓋層為漂卵礫石，層厚0～1 m，河床局部基巖出露，基礎(chǔ)采用開挖截水槽回填粘土的方式防滲。

3 結(jié)語

洋溪水利樞紐過水土石圍堰最大斷面高度20 m，在國內(nèi)同類型圍堰中屬規(guī)模比較大的工程。采用過水土石圍堰方案，既可滿足施工工期、又可不增加水庫人口房屋等臨時淹沒損失，同時又降低導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)、降低工程投資。采用的寬頂堰過水?dāng)嗝?、設(shè)置自潰式子堰以降低堰頂高程、減少堰上水頭和堰面流速、基坑充水、利用洪水預(yù)報(bào)等一系列簡單易行的防滲、防沖以及護(hù)面等措施是非常可行的。二期過水土石圍堰是洋溪水利樞紐的關(guān)鍵項(xiàng)目，將會為該工程順利實(shí)施提供保障。