導流明渠在青山水庫工程施工中的應用

【摘 要】對青山水庫主壩工程采用導流明渠施工工藝，作一簡單論述。淺析導流明渠在工程應用上取得的良好效果，在不同地形條件下選擇導流方式的可行性。

【關鍵詞】青山水庫；主壩；導流明渠；透水材料；施工工期

0前言

明渠導流為河水通過專門修建的渠道導向下游的施工導流方式。多用于河床外導流，適用于河谷岸坡較緩，有較寬闊灘地或有溪溝、老河道等可利用的地形，且導流流量較大的情況。與隧洞導流比較，因明渠的過流能力較大，施工較方便，造價相對較低，在地形條件和樞紐布置允許時，用明渠導流的較多。

布置導流明渠時必須考慮：①軸線位置，在地形上盡量利用埡口、溪溝、舊河道等，并力求布置在河灣凸岸的灘地；②明渠進水口要使水流順暢，距圍堰一定距離，防止沖刷坡腳；③進出口高程要根據流量、通航、過木、沖刷或淤積等條件綜合比較確定；④明渠斷面形式可采用矩形、梯形或復式斷面，坡度大于臨界坡度，并盡量減小渠道糙率，當渠底為軟基時要防止滲漏。

青山水庫主壩工程，充分考慮了壩體左岸0+050～0+200為原河渠道，在10月份至次年6月份為枯水期，水量較小，在0+160～0+180段原河床處充分利用河道透水料、就地取材修建導流明渠。此明渠導流方案在青山水庫中得到了成功應用，為2011年汛后至2012年汛前壩體填筑工作增加2個月的工期，大大緩解了填筑工作量壓力。

1 工程概述

青山水庫工程位于遼寧省葫蘆島市六股河中游，水庫樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道、輸水洞和碼頭組成。主壩為粘土心墻砂礫石壩，壩長735.63m，壩頂高程96.29m，最大壩高42.79m，主壩約一半在河床段，另一半在右岸臺地上，壩址處河底寬約250m。

考慮主體工程盡可能及早地發揮效益、降低導流工程費用，采用明渠做為施工導流簡單、適用而又經濟合理；同時能夠滿足就地取材（透水砂礫料），降低了降排水的費用和工期要求。

導流明渠布置在樁號0+160~0+180m處已經施工完的壩體基礎混凝土蓋板上，以土工膜為主要防滲材料。透水料導流明渠的使用使青山水庫工程主壩施工導流段基礎及填筑提前完成，等截流后導流段經過簡單處理就可以進行壩體施工，達到減少施工工期的目標。

2 導流明渠應用

2.1 施工期水文條件

六股河流域地處中緯度，屬于溫帶季風氣候區，四季冷暖干濕分明。從多年平均年降水量等值線圖上看，其分布趨勢自西南700mm向北550mm遞減，降水量年際變化大，年內分配也極不均勻，汛期（6～9月）占年降水量的80%左右，10月至次年6月為枯水期，流量較小，小于30 m3/s。

2.2 施工期導流規劃

根據青山水庫實際工程河流地形和建筑物特點，采用二期圍堰導流方式，即一期圍堰和二期圍堰。其中一期圍堰，水流由原左岸主河床通過；二期圍堰采取堰壩結合，同時做子堰保護，從2010年10月至2011年6月，河道過流改為0+160-0+180混凝土蓋板上的導流明渠。2011年6月二期子堰拆除，導流明渠改回左岸主河床過流。

2.3 二期子堰與明渠導流設計

（1）二期子堰的結構形式與布置

二期子堰斷面形式與一期圍堰相同，二期子堰上下游橫向圍堰與一期縱向圍堰結合使用形成基坑。由原左河床過流改為明渠導流，明渠導流布置在一期縱向圍堰的右側，見平面布置圖（附后）。

（2）明渠導流的結構形式與布置

明渠填筑河砂，全斷面鋪設土工膜，采用土袋壓頂筑堤防護。過流斷面為梯形斷面，上口寬15米，下口寬13米，高2米，河道水面坡降為1.2‰，糙率為0.03，見平面布置圖。

經計算：該斷面過流能力為Q=48.26 m3/s，斷面滿足過流要求。

二期圍堰與導流明渠平面情況，如下圖所示：

2.4 施工方法

2.4.1 圍堰施工方法

施工程序主要包括測量放線、基礎開挖、粘土料填筑、堆石護坡腳，導流結束后進行圍堰拆除施工，如下框圖所示：

開工前，測量人員結合現場實際情況進行放樣。確定邊界線后，采用PC220反鏟進行開挖裝20T的自卸車運至業主指定的棄渣場。填筑料（粘土料）取自主壩基礎開挖粘土，機械裝車后填筑圍堰，用D85推土機進行多次碾壓。堰迎水面坡腳，采用35cm的干砌石防護。

2.4.2 導流明渠施工方法

（1）清理基面

采用1臺SK350反鏟開挖溝渠，清除原河道雜物，并按設計尺寸削坡整型和回填夯實、找平。整理后的坡面要求平整、密實、光滑。

（2）鋪設

防滲土工膜鋪設在基面驗收合格后，坡面鋪設從堤頂向堤腳沿垂直于堤軸線方向緩慢展鋪到坡腳處，堤頂用砂袋壓頂。渠底鋪設沿垂直于堤腳軸線方向緩慢通幅鋪設。為便于拼接，防止應力集中，土工膜采用波浪形松馳方式鋪設，富余度約為1.5%，攤開后及時拉平、拉開，要求復合土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工人員要求穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜，施工時如發現土工膜損壞，及時修補。

（3）焊接

土工膜焊接，使用雙驅動自行式土工膜焊接機，現場施焊時，要求天氣晴好，風力3級以下，嚴禁在雨天、高溫和嚴寒天氣下施工；同時焊接基底表面保證干燥、干凈（電吹風吹，干凈毛巾擦）。

正式焊接前，先進行試焊，掌握好的焊接機溫度及行走速度，確定好施工工藝參數等；焊接時，在焊接部分的底下墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，保證焊接質量，施焊溫度控制在220～300℃，焊后做到焊縫透明、平整、順直、連續。

（4）檢測

拼接中防滲土工膜焊縫質量是拼接關鍵，施工中尤其要加強接縫檢測，現場檢測方法包括目測法和現場檢漏。

目測法：復合土工膜焊接好后，觀察有無漏接，接縫是否燙損，有無褶皺，是否拼接均勻等。

現場檢漏：采用充水法，焊縫為雙條，兩條之間留有約10mm的空腔，將待測段一端封死，另一端插入水針，充水至0.05MPa～0.20MPa，如無水從孔腔漏出，表明焊縫合格，否則要查找原因及時修補，并對補焊部位進行充水檢測，直至驗收合格后，才可以進行下道工序。

3 應用成效

通過導流明渠的成功應用，主壩0+050～0+160段基礎開挖計劃調整到2010年11月開始至2011年3月份完成，2011年3月開始混凝土澆筑及帷幕灌漿，至2011年5月全部完成，2011年6月上旬拆除二期上游圍堰子圍堰完畢，河道改回由0+050～0+160段過流，加高維護一期圍堰度汛。2011年汛期仍由0+050～0+160段度汛過流。為2011年汛后至2012年汛前壩體填筑工作增加2個月的工期，大大緩解了填筑工作量壓力，確保了2013年大壩安全度汛目標的實現。

4 結語

施工導流明渠方式具有施工簡單、適合大型機械施工的優勢；同時充分利用了河道透水料，做到了就地取材，減少了開挖量，降低了工程費用。青山水庫根據工程實際地形所選用的導流明渠成功的應用了六個月，節省費用的同時縮短了工期，確保了壩體填筑目標的順利實現。