朱 勤，張 洋，職承杰

（水利部長江治理與保護重點實驗室，長江設(shè)計集團有限公司，430010，武漢）

觀景口水利樞紐施工導流設(shè)計采用圍堰一次截斷河床、隧洞導流、枯水期圍堰擋水、汛期大壩度汛斷面擋水的導流方案。由于壩址位于五步河與蘆溝河交匯處下游，初步設(shè)計階段經(jīng)綜合比選后推薦左右岸各設(shè)1條隧洞導流，其中左岸五步河由永久性建筑物泄洪放空洞導流，右岸蘆溝河由右岸導流洞導流。樞紐布置見圖1。

圖1 大壩樞紐混凝土面板堆石壩平面布置圖

右岸導流隧洞等級為4級。圍堰采用土石結(jié)構(gòu)，導流采用20年一遇洪水標準，相應五步河和蘆溝河洪峰流量分別為191 m3/s、110 m3/s。根據(jù)樞紐布置和地形地質(zhì)條件，右岸導流隧洞布置在蘆溝河右岸，采用城門洞形，斷面尺寸3.20 m×4.50 m（寬×高），洞長700 m，洞底坡降為1.1%，導流洞進口閘室采用岸塔式。

一、問題提出

觀景口水利樞紐工程于2016年2月底開工，工程要求2016年11月進行截流，初設(shè)方案導流洞長700 m，施工工期約11個月，預計導流洞2017年2月底才能具備過流條件，無法滿足工程2016年11月截流的進度要求。因此需對導流洞布置進行優(yōu)化，縮短導流洞施工工期。

二、導流洞布置優(yōu)化

1.優(yōu)化方案

圍繞縮短導流洞施工工期的目的，導流洞布置優(yōu)化重點從以下兩方面進行研究：

一是通過明渠或隧洞將左岸五步河和右岸蘆溝河連通，取消右岸導流洞，兩河導流任務均由左岸泄洪放空洞承擔。二是通過調(diào)整導流洞布置，縮短導流洞洞線長度，達到縮短導流洞施工工期的目的。

（1）利用明渠或隧洞連通兩河，取消右岸導流洞

由于壩址位于兩河交叉口，蘆溝河河底高程237 m，五步河河底高程234m，如果在圍堰前用隧洞連通兩河，隧洞長度260m，需由蘆溝河下泄到五步河，來洪水時，連通隧洞出口為淹沒流，隧洞下泄流量受限，導致右圍堰高度增加。若采用明渠連通兩河，中間山脊高度較大，最大開挖深度達34 m，工程量較大。

無論采用明渠或隧洞哪種方案連通兩河，由于取消了右岸導流洞，左岸泄洪放空洞負擔2條河水的下泄，泄流能力減小，將導致左右岸圍堰和大壩度汛斷面填筑高程增高，估算左圍堰增高7m，右圍堰增高12.5m，圍堰填筑方量增加約11萬m3，大壩度汛斷面填筑高程增加13 m，度汛前期大壩填筑施工強度增大。同時由于右岸圍堰高度增加，右岸圍堰擋水水頭達22 m，圍堰長期高水位運行，對圍堰施工質(zhì)量要求較高，基坑排水及處理工作量增加，也存在一定的安全隱患，故導流洞布置設(shè)計優(yōu)化不推薦本方案。

（2）調(diào)整導流洞線路布置，縮短洞線長度

根據(jù)樞紐工程布置方案，調(diào)整導流洞線路布置，研究將導流洞進、出口位置向壩軸線方向移動，盡可能減少導流洞線路長度以達到縮短導流洞施工工期的目的。

設(shè)計單位根據(jù)地形地質(zhì)條件，通過深入研究臨時建筑物導流洞與永久建筑物溢洪道空間布置關(guān)系及其運行時段特點，導流洞承擔的導流任務與溢洪道承擔的泄洪任務在時間上相互獨立、互不干擾，將右岸導流洞進口位置向下游平移至距壩軸線上游約195 m山坳處，導流洞出口位置向上游平移至距壩軸線下游150 m右岸山坡，充分利用導流洞與溢洪道運行時段相互獨立的特點，允許導流洞與溢洪道布置上空間交叉，使導流洞后段從溢洪道泄槽底板的巖層中穿過。

2.優(yōu)化成效

右岸導流洞按照上述優(yōu)化方案調(diào)整后布置在蘆溝河右岸，進口位于大壩軸線上游約195m處，出口位于大壩軸線下游約150m處，進出口之間為洞身段。導流洞由進口控制段、洞身段、出口消能防沖段3部分組成，全長433m。

為保證導流洞過流能力，洞線布置優(yōu)化后導流洞過水斷面及縱坡維持不變，由于洞線長度縮短，泄流能力略有增加。洞身段采用城門洞形，底寬3.20 m，直墻高3.27 m，洞高4.50 m，洞頂圓心角150°，導流隧洞進口底高程為238.00 m，出口底高程為234.15 m，洞長350 m，洞底坡降為1.10%。

導流洞洞線布置優(yōu)化后，導流洞洞身長度由700 m減少至350 m，由于洞身長度大幅度縮減，工期也相應縮短至5個月，為工程按期截流創(chuàng)造了條件。

三、調(diào)整后導流洞對工程的影響

1.調(diào)整后導流洞的基本情況

導流洞洞線布置調(diào)整后與初步設(shè)計相比，導流洞進口位置向壩軸線平移約40m，出口位置向壩軸線平移約340m。

調(diào)整后導流洞進、出口段軸線與巖層面近正交。進口覆蓋層為粉質(zhì)黏土夾碎石，厚1.0～2.0 m，下伏基巖為沙溪廟組第三段（J2s3）泥巖夾粉砂巖及薄層砂巖，出口地層巖性為上沙溪廟組第一段第二層（J2s1-2）泥巖夾粉砂巖及薄層砂巖，洞頂圍巖厚度相對變厚。同時出口段邊坡為逆向坡，邊坡穩(wěn)定、隧洞圍巖穩(wěn)定性好。

導流洞出口位置由溢洪道右側(cè)調(diào)整至溢洪道左側(cè)后，隧洞長度由700 m減少至350 m。導流隧洞從溢洪道泄槽底板下巖體中穿過，與溢洪道軸線呈30°斜交，導流洞與溢洪道相交部位該段洞頂開挖高程約240 m，對應溢洪道泄槽底板高程256.94～246.87 m。導流洞洞頂與溢洪道底板間巖體厚度7.31～16.79 m，交叉處斷面見圖2。該段巖石為砂巖、泥巖夾薄層砂巖及粉砂巖，導流洞部位巖石微風化，屬Ⅲ～Ⅴ類圍巖。斜槽底板部位巖石微風化～弱風化。

2.對溢洪道泄槽底板的影響分析

（1）施工期

導流隧洞過流后，溢洪道泄槽進行土石方開挖和混凝土澆筑，調(diào)整后導流隧洞后段與溢洪道成約30°立體斜交，且最小厚度為7.31 m，為分析導流洞對溢洪道泄槽底板的影響，按淺埋隧洞對導流洞后段進行襯砌配筋計算，為安全起見，隧洞頂部按巖體、泄槽混凝土及水自重全部作用在襯砌結(jié)構(gòu)混凝土上考慮。

（2）運行期

導流出口位置調(diào)整后，導流隧洞從溢洪道泄槽底板下巖體中穿過，與溢洪道軸線呈30°斜交，導流洞與溢洪道交叉部位導流洞頂板與泄槽底板最小巖體厚度7.31 m，為確保工程運行期泄槽底板安全，導流洞在下閘蓄水后對該交叉段進行混凝土封堵和回填灌漿處理。

圖2 導流洞縱斷面（交叉處）（單位：cm）

四、結(jié) 論

觀景口水利樞紐工程布置格局為：主河床布置混凝土面板壩，左岸布置泄洪放空洞兼施工導流洞、右岸布置岸邊式溢洪道，右岸導流洞布置在溢洪道外側(cè)以減少導流洞對溢洪道的干擾，致使右岸導流洞線路較長。

為滿足工程截流進度要求，縮短導流洞施工工期，對右岸導流洞線路布置進行了優(yōu)化，根據(jù)地形地質(zhì)條件，盡可能將右岸導流洞進、出口位置向壩軸線平移靠近，充分利用導流洞與溢洪道運行時段相互獨立的特點，允許導流洞與溢洪道空間交叉布置，使導流洞后段從溢洪道泄槽底板的巖層中穿過，優(yōu)化后導流洞洞線長度由700 m縮短至350 m，節(jié)約工程投資約790萬元，工期由11個月縮短至5個月，為工程按期成功截流創(chuàng)造了條件。

2020年12月工程下閘蓄水，計劃后期對導流洞進行混凝土封堵和灌漿處理，導流洞作為臨時建筑物已順利完成導流任務。目前工程運行狀況良好，導流洞布置設(shè)計優(yōu)化成效顯著。