張世強，楊自剛

（云南省滇中引水工程有限公司，云南大理671600）

提 要：簡單介紹了施工導(dǎo)流工程的意義、導(dǎo)流建筑物級別、導(dǎo)流建筑物標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流方案的選擇原則，并根據(jù)項目特點及現(xiàn)場實際情況最終各工點的導(dǎo)流方案，為以后類似工程施工方案的選擇提供可借鑒的經(jīng)驗。

1 工程概況

滇中引水工程由石鼓水源工程和輸水工程組成。石鼓水源工程為無壩取水，采用提水泵站取金沙江水，設(shè)計抽水流量135m3/s，輸水工程總長約664.236km，劃分為大理Ⅰ段、大理Ⅱ段、楚雄段、昆明段、玉溪段及紅河段6段。

滇中引水工程大理I段施工6標(biāo)及海東分（退）水洞位于大理州境內(nèi)，施工6標(biāo)起止樁號DLⅠ91+206～DLⅠ112+429，全長21.223km，主要工程數(shù)量包括隧洞5座、支洞2座、退水洞2座、暗涵1座、倒虹吸1座、渡槽1座。

2 施工導(dǎo)流工程的意義

為了保證水流能順利從源頭暢通流到工程末端，水利線路工程建筑物標(biāo)高均比鐵路、公路等建筑物標(biāo)高低，由于這種特殊性，需要施工導(dǎo)游工程，將水利工程中外露工作面附近的水流通過導(dǎo)流建筑物導(dǎo)向指定的安全流水位置，以解決汛期洪水排泄問題，并為施工的工作面提供安全的施工環(huán)境，保證人員、機械設(shè)備施工安全。

導(dǎo)流工程在水利工程中占有重要位置，是隧洞、渡槽、暗涵、倒虹吸等水利工程施工前要先期完成的一項重要工作，因此在施工過程中一定要重視這項工作。

3 導(dǎo)流建筑物級別

3.1 沿線交叉建筑物導(dǎo)流建筑物級別

滇中引水工程大理I段輸水建筑物為1級建筑物，根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004）與《調(diào)水工程設(shè)計導(dǎo)則》（SL430-2008）的相關(guān)規(guī)定，按保護對象級別，導(dǎo)流建筑物級別為4級。

本工程采用土石圍堰，按規(guī)范規(guī)定4級土石圍堰設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)可在重現(xiàn)期10～20年一遇洪水內(nèi)選擇。綜合考慮各方面因素確定本工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用區(qū)間下限10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 支洞口（主洞口）導(dǎo)流建筑物級別

根據(jù)《水利水電施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL303-2004），施工支洞口（主洞口）進(jìn)口平臺防洪標(biāo)準(zhǔn)按場內(nèi)主要臨時交通道路防洪標(biāo)準(zhǔn)考慮（防洪標(biāo)準(zhǔn)與施工廠區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)一致），在5～20年重現(xiàn)期范圍內(nèi)酌情采用。根據(jù)規(guī)范確定支洞口（主洞口）導(dǎo)流建筑物按4級建筑物考慮，防洪標(biāo)準(zhǔn)均取上限20年一遇洪水。

4 導(dǎo)流建筑物標(biāo)準(zhǔn)

4.1 設(shè)計流量的選定

沿線交叉建筑物分期洪水以及全年洪水設(shè)計流量以設(shè)計單位提供的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)進(jìn)行施工設(shè)計。

4.2 渡槽導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

老馬槽渡槽為暗涵式渡槽，由槽身和槽身底部排洪涵洞組成，一期選用12～5月為施工導(dǎo)流時段，二期選用全年為施工導(dǎo)流時段。

4.3 暗涵導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

下河壩暗涵由暗涵主體結(jié)構(gòu)和上部排洪渠組成，因暗涵以及上部排洪渠規(guī)模不大，采用一次斷流12～5月為施工導(dǎo)流時段。

4.4 退水建筑物導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

（1）下河壩退水建筑物由退水洞、退水洞出口消力池以及消力池出口渠道段組成。采用圍堰一次攔斷支溝涵管導(dǎo)流，導(dǎo)流時段為12～5月。

（2）玉石廠退水建筑物由退水洞、退水閘以及出口消力池段組成。退水洞以及退水閘無需導(dǎo)流，出口消力池段采用圍堰一次攔斷支溝涵管導(dǎo)流，導(dǎo)流時段為12～5月。

5 導(dǎo)流方案

5.1 方案選擇原則

方案選擇原則：在方案比選上，結(jié)合本項目及現(xiàn)場實際情況，采用經(jīng)濟合理、安全可靠的方案，比如場地比較開闊、流量相對較大的交叉建筑物施工導(dǎo)流優(yōu)先采用明渠分期導(dǎo)流。比如在山體相對較高，場地狹窄的退水建筑物以及支洞口，優(yōu)先采用圍堰一次攔斷+涵管導(dǎo)流的方案。

5.2 導(dǎo)流方案

本標(biāo)段導(dǎo)流主要分隧洞洞口導(dǎo)流、暗涵導(dǎo)流、渡槽導(dǎo)流、倒虹吸導(dǎo)流和退水洞導(dǎo)流。

5.2.1 隧洞工程導(dǎo)流

（1）支洞口導(dǎo)流。

①導(dǎo)流建筑物主要有擋水平臺（兼顧隧洞施工進(jìn)口道路和施工場地）以及泄水建筑物，導(dǎo)流排水采用填筑施工擋水平臺+涵管進(jìn)行導(dǎo)流。

②上果園隧洞1#施工支洞進(jìn)口導(dǎo)流。上果園1#施工支洞進(jìn)口平臺泄水按20年一遇來流量設(shè)計，設(shè)計洪峰流量50.9m3/s，計算上游擋水水位2000.30m，考慮安全超高，進(jìn)口平臺高程取2002.0m。

進(jìn)水口采用八字型喇叭口混凝土擋水墻，管身段設(shè)3排混凝土預(yù)制泄流涵管，內(nèi)徑均為2m。為保證較好的流態(tài)，涵管進(jìn)口底部高程1998.0m，出口底部高程1995.5m，進(jìn)口設(shè)5m明渠段，3排涵管長度分別為90m、82m、76m，合計248m，排水涵管軸線間距為3.1m，坡降分別為3.89%、4.27%、4.61%，均全程放坡。涵管布置位置需挖除表面覆蓋層，覆蓋層開挖邊坡1∶1.25，巖石邊坡開挖1∶0.75，涵管進(jìn)口右側(cè)邊坡噴混凝土支護，為減少開挖量，盡量貼坡布置，涵管基礎(chǔ)落于巖石，涵管底部設(shè)混凝土墊層。

泄流涵管采用圓形斷面，其泄流能力由下式計算：

式中：μ——流量系數(shù)；

ω——涵管出口斷面面積；

T0——上游水面與涵管出口底板高程差；

T——上游行近流速水頭v2/2g之和，一般可認(rèn)為T0=T；

hp——涵管出口斷面水流的平均單位勢能，hp=0.5α+p/γ；

α——出口斷面洞高；

p/γ——出口斷面平均單位壓能。

式中流量系數(shù)μ，可由下式計算：

式中：ζ——某一局部能量損失系數(shù)，與之相應(yīng)的流速所在的斷面為ωi；

li——涵管某一段的長度。

進(jìn)水口采用八字型喇叭口，局部水頭損失系數(shù)取0.15，出口局部水頭損失系數(shù)取0.1，管身轉(zhuǎn)彎處損失均取為0.09，在下泄流量為50.9m3/s時，計算上游水深2.30m，上游水位2000.30m。

泄水涵管出口設(shè)寬10.1m，水平長度為20.0m的拋石防沖區(qū)，拋石護底厚度2m，防沖區(qū)兩側(cè)邊坡采用15cm厚掛網(wǎng)噴C20混凝土支護。

導(dǎo)流涵管縱斷面布置圖、進(jìn)水口擋墻及八字墻布置圖如圖1～圖3所示。

③老馬槽隧洞1#施工支洞為1.87%的上坡支洞，不存在施工導(dǎo)流問題。

（2）下河壩隧洞出口與玉石廠隧洞進(jìn)口間導(dǎo)流方案。下河壩隧洞出口與玉石廠隧洞進(jìn)口之間施工場地狹窄，且有酸水菁沖溝通過，必須先對沖溝進(jìn)行導(dǎo)流才能進(jìn)行隧洞施工。

沖溝靠近玉石廠隧洞進(jìn)口并橫穿施工場地，水位標(biāo)高為1990.8m，隧底標(biāo)高為1983.48m，較隧底高7m，隧洞需進(jìn)行拉槽施工。因此，玉石廠隧洞進(jìn)口需要進(jìn)行導(dǎo)流改渠。導(dǎo)流方案為將沖溝改彎取直，避開玉石廠隧洞進(jìn)口，直接進(jìn)入下游地段。

具體導(dǎo)流方案如下：

①先將靠玉石廠隧洞口的沖溝改移至下河壩隧洞出口側(cè)，進(jìn)行河溝改移開挖，開挖高度為4m一級邊坡，坡率為1∶1；施工2m寬的平臺。最下面一級邊坡坡率為1∶0.5，并設(shè)置C20砼導(dǎo)流渠。

②導(dǎo)流渠底寬3m、高2m；導(dǎo)流渠自下游往上游開挖，開挖坡度3%，開挖時底部需平順，無錯臺。開挖完成后先鋪設(shè)一層防水土工膜后，在其上澆筑混凝土導(dǎo)流渠，底板厚度30cm、側(cè)墻厚度30cm，見圖4。

③導(dǎo)流渠澆筑完成后，開通上游缺口。

④溝渠改移完成后，將便道拉槽修至玉石廠隧洞進(jìn)口，開挖至比玉石廠隧洞進(jìn)口底板低20cm，開挖坡率為1∶1，便于玉石廠隧洞進(jìn)口進(jìn)洞。由于玉石廠隧洞進(jìn)口隧底標(biāo)高低于改移的溝渠水位線，可能存在滲水，在拉槽的基坑內(nèi)設(shè)集水井進(jìn)行抽排水。

⑤最后，邊坡掛綠網(wǎng)并撒播草籽進(jìn)行防護。

5.2.2 暗涵工程導(dǎo)流

（1）下河壩暗涵進(jìn)口樁號DLⅠ099+208.51m，全長63.75m，由暗涵主體結(jié)構(gòu)和上部排洪明渠組成。因暗涵以及上部排洪渠規(guī)模不大，采用一次斷流，12～5月為施工導(dǎo)流時段。

圖1 上果園隧洞1#施工支洞洞口導(dǎo)流施工縱斷面布置圖

圖2 八字墻明渠斷面圖

圖3 涵管埋設(shè)斷面圖（單位：m）

（2）考慮到永久建筑物規(guī)模不大，一個枯水期可完成主體工程施工，在酸水箐上游采用土石圍堰一次攔斷河床+涵管進(jìn)行導(dǎo)流。導(dǎo)流涵管進(jìn)口高程為1992.0m，出口高程1988.0m，采用C25預(yù)制混凝土涵管，涵管內(nèi)徑1.0m，涵管總長186m。導(dǎo)流涵管采用先開挖再鋪設(shè)最后再回填的施工程序，回填厚度為覆蓋涵管上部1.0m，鋪設(shè)過程中開挖寬度為1.8m。暗涵處溝谷坡降較大，因此只用布置上游圍堰。上游圍堰頂高程1995.0m，圍堰最大高度約4.5m，圍堰軸線長53.0m，圍堰頂寬4.0m，圍堰填筑迎水坡和背水坡坡比均為1∶2.0。圍堰堰型采用土石圍堰。根據(jù)地形地貌及上下游溝谷走向分析，從便于水流順暢分流與歸槽，下河壩暗涵導(dǎo)流涵管均布置在河床左側(cè)。導(dǎo)流采用倒虹吸式從暗涵底部通過。

（3）基坑排水按揚程不同分成初期排水與經(jīng)常性排水兩部分。

①基坑初期內(nèi)主要是基坑積水（包括圍堰防滲體后基坑積水面以下，開挖降水水面線以上的堰體及覆蓋層積水）、滲水及施工期降水?；映跗谂潘畱?yīng)控制積水下降速度，以觀察基坑滲水情況，并防止堰坡及岸坡發(fā)生滑坡及滲透破壞。

②基坑經(jīng)常性排水主要是排除施工期基坑滲水、降水和混凝土施工養(yǎng)護用水等棄水。經(jīng)常性排水站由于運行時間較長，應(yīng)充分利用地形，可分設(shè)于基坑上下游地勢低洼處，使管道布置最短，避免與基坑開挖、出渣運輸產(chǎn)生施工干撓?；优潘艿啦贾脩?yīng)盡可能不受基坑施工交通影響。

③根據(jù)選定的施工時段，基坑配備水泵3臺，其中2臺為工作泵，1臺備用，排水設(shè)計能力120m3/h。

圖4 導(dǎo)流渠斷面圖（單位：m）

5.2.3 渡槽工程導(dǎo)流

（1）老馬槽渡槽為暗涵式渡槽，由槽身和槽身底部排洪涵洞組成，一期選用12～5月為施工導(dǎo)流時段，二期選用全年為施工導(dǎo)流時段。

（2）老馬槽渡槽進(jìn)口樁號DLⅠ108+170.66m，渡槽長度為154m，渡槽接老馬槽隧洞出口和長育村隧洞進(jìn)口，渡槽右岸下部為排洪涵洞，上部為渡槽槽身結(jié)構(gòu)。老馬槽暗涵渡槽枯水期流量相對較小，采用一期涵管導(dǎo)流，二期槽身下部排洪涵洞導(dǎo)流。一期填筑上游土石圍堰，根據(jù)地形無需填筑下游圍堰，利用一期導(dǎo)流涵管泄流，施工右岸渡槽以及下部排洪涵洞；二期利用右岸渡槽下部排洪涵洞泄流，施工渡槽左岸結(jié)構(gòu)。

（3）一期導(dǎo)流。導(dǎo)流涵管進(jìn)口高程為1978.0m，出口高程1972.0m，底坡i=0.028，采用C25預(yù)制混凝土涵管，涵管內(nèi)徑0.6m，涵管總長214m。導(dǎo)流涵管采用先開挖再鋪設(shè)最后再回填的施工程序，回填厚度為覆蓋涵管上部1.2m，鋪設(shè)過程中開挖寬度為1.0m。

渡槽處溝谷坡降較大，因此只用布置上游圍堰。上游圍堰頂高程1980.5m，圍堰最大高度約4.0m，圍堰軸線長70.0m，圍堰頂寬4.0m，圍堰填筑迎水坡和背水坡坡比均為1∶3.0。圍堰采用粘土填筑。

（4）二期導(dǎo)流。二期利用渡槽右岸下部4孔5.5m×4.1m排洪涵洞泄流。

5.2.4 倒虹吸工程導(dǎo)流

本分段玉石廠倒虹吸進(jìn)口與玉石廠隧洞出口、出口與老馬槽隧洞進(jìn)口直接相連，不存在施工導(dǎo)流問題。

5.2.5 退水建筑物導(dǎo)流

（1）下河壩退水建筑物施工導(dǎo)流。

①下河壩退水洞進(jìn)口樁號為DLⅠ99+167，退水建筑物位于下河壩隧洞出口，由退水涵洞、退水洞閘室、退水洞出口消力池以及消力池出口渠道段組成。其中退水洞洞身高程較高無需施工導(dǎo)流，退水洞出口消力池以及消力池出口明渠位于下支溝正中央，需要采取施工導(dǎo)流措施?？紤]山體較高，溝谷狹窄，采用開挖明渠工程量較大，采用圍堰一次攔斷支溝+涵管進(jìn)行導(dǎo)流，導(dǎo)流涵管沿沖溝右岸坡腳布置。導(dǎo)流時段為12～5月。

②導(dǎo)流涵管進(jìn)口高程為1988.0m，出口高程1983.5m，底坡i=0.024，采用C25預(yù)制混凝土涵管，涵管內(nèi)徑1.0m，涵管總長187m。導(dǎo)流涵管采用先開挖再鋪設(shè)最后再回填的施工程序，回填厚度為覆蓋涵管上部1.0m，鋪設(shè)過程中開挖寬度為1.8m。退水建筑物出口溝谷坡降較大，因此只用布置上游圍堰。上游圍堰頂高程1991m，圍堰最大高度約4.5m，圍堰軸線長47.0m，圍堰頂寬4.0m，圍堰填筑迎水坡和背水坡坡比均為1∶2.0。圍堰堰型采用土石圍堰。

（2）玉石廠退水建筑物施工導(dǎo)流。

①玉石廠退水洞進(jìn)口樁號為DLⅠ104+001m，位于玉石廠隧洞出口，由退水洞、退水洞閘室、退水洞出口消力池以及消力池出口渠道段組成。其中退水洞洞身高程較高無需施工導(dǎo)流，退水洞出口消力池以及消力池出口明渠位于下支溝處，需要采取施工導(dǎo)流措施?？紤]山體較高，溝谷狹窄，采用開挖明渠工程量較大，采用圍堰一次攔斷支溝+涵管進(jìn)行導(dǎo)流，導(dǎo)流涵管沿沖溝右岸坡腳布置。導(dǎo)流時段為12～5月。

②導(dǎo)流涵管進(jìn)口高程為1972.0m，出口高程1962.0m，底坡i=0.11，采用C25預(yù)制混凝土涵管，涵管內(nèi)徑0.8m，涵管總長92m。導(dǎo)流涵管采用先開挖再鋪設(shè)最后再回填的施工程序，回填厚度為覆蓋涵管上部1.0m，鋪設(shè)過程中開挖寬度為1.6m。退水建筑物出口溝谷坡降較大，因此只用布置上游圍堰。上游圍堰頂高程1974.5m，圍堰最大高度約5.0m，圍堰軸線長14.0m，圍堰頂寬4.0m，圍堰填筑迎水坡和背水坡坡比均為1∶2.0。圍堰堰型采用土石圍堰。

（3）基坑排水按揚程不同分成初期排水與經(jīng)常性排水兩部分。

①基坑初期內(nèi)主要是基坑積水（包括圍堰防滲體后基坑積水面以下，開挖降水水面線以上的堰體及覆蓋層積水）、滲水及施工期降水?；映跗谂潘畱?yīng)控制積水下降速度，以觀察基坑滲水情況，并防止堰坡及岸坡發(fā)生滑坡及滲透破壞。

②基坑經(jīng)常性排水主要是排除施工期基坑滲水、降水和混凝土施工養(yǎng)護用水等棄水。經(jīng)常性排水站由于運行時間較長，應(yīng)充分利用地形，可分設(shè)于基坑上下游地勢低洼處，使管道布置最短，避免與基坑開挖、出渣運輸產(chǎn)生施工干撓?；优潘艿啦贾脩?yīng)盡可能不受基坑施工交通影響。

③根據(jù)選定的施工時段，下河壩退水建筑物、玉石廠退水建筑物基坑配備6SA-8B型水泵3臺，其中2臺為工作泵，1臺備用，排水設(shè)計能力120m3/h。

6 結(jié)論及建議

（1）在水利導(dǎo)流工程施工方案的選擇過程中，要綜合考慮現(xiàn)場實際地形及周邊環(huán)境情況、施工工藝及施工安全性、排水量要求，選擇經(jīng)濟合理的施工方案。

（2）由于本項目為云南省滇中引水工程大理Ⅰ段至楚雄段引入社會資本建設(shè)的項目，在費用總包干的前提下應(yīng)以經(jīng)濟指標(biāo)為優(yōu)先進(jìn)行考慮，盡量節(jié)約施工成本。

（3）進(jìn)行導(dǎo)流方案設(shè)計時，須根據(jù)設(shè)計單位提供的排水量進(jìn)行計算，以此確定圓管涵的直徑。

（4）在場地狹窄的地方，比如玉石廠隧洞進(jìn)口，導(dǎo)流方案還必須結(jié)合洞口場地布置綜合考慮并進(jìn)行選擇。