西藏年楚河橡膠壩工程導流方案選擇

張 超，耿福強，劉梅松

（山東省水利勘測設計院，山東 濟南 250014）

年楚河水生態橡膠壩工程位于西藏日喀則市城區內，壩長115 m，壩袋高3.0 m，主要由橡膠壩段、充排水系統、上游連接段、下游連接段及泵房工程組成。橡膠壩工程的主要內容包括土方開挖與回填，混凝土澆筑，砌石工程及壩袋安裝等。為確保橡膠壩工程的干地施工，減少河道水位對其施工的影響，需要采取導流措施。

1 工程施工導流條件

1.1 壩址河道地形地貌

年楚河水生態橡膠壩工程所在河道現狀左岸為明珠湖，右岸為濕地，場區內為河谷地貌，且較寬廣，谷底高程為3 828～3 835 m，河道比降約為1.16‰，較平緩，具備全斷面導流或分期導流的有利條件。

1.2 導流標準的選擇

年楚河水生態橡膠壩工程等別為Ⅲ等，工程規模為中型，主要建筑物級別為3級，臨時建筑物為5級。依據水利部《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2004）規定，根據工程的級別、失事后果、使用年限，確定本工程導流建筑物（擋水建筑物）的級別為5級，相應洪水重現期為10～5年。由于本河道水文實測資料系列較長，且失事后不會造成嚴重后果，因此，橡膠壩工程導流建筑物的洪水標準均采用年楚河干流5年一遇洪水標準。

1.3 導流時段的選擇

據統計，工程區域內多年平均降水量為421.0 mm；降水量年際間變化也較大，年內分配不均，主要集中在汛期6～9月，占全年降水量的92.1%～97.2%。工程區流域內氣溫隨海拔高度的增高而逐漸降低，多年平均氣溫為6.3℃，最高月平均氣溫為14.5℃，出現在6月；最低月平均氣溫為-3.8℃，出現在1月，最大凍土深度在68 cm。考慮到本工程的規模相對較小，工程量不大，各部分的施工工序互相干擾性小，一個非汛期內基本可以完成橡膠壩的主體工程項目，將本工程的導流時段定為10月初至次年5月底。

1.4 導流流量的確定

日喀則水文站是年楚河的一座基本控制站，該站與工程相距100余米，且有長系列實測流量資料。經計算，橡膠壩工程所處河道非汛期10月至次年5月5年一遇洪峰流量為65.7 m3/s，10～12月5年一遇洪峰流量為62.1 m3/s，3～5月5年一遇洪峰流量為25.6 m3/s，橡膠壩壩袋安裝安排在非汛期的5月施工，5年一遇洪峰流量為18.7 m3/s。

1.5 導流方案的擬定

結合本工程河道的水文特性及河道壩址處的地形、地貌條件，按照有利于縮短工期、保證施工安全、節約投資的原則，擬定2個方案進行比選，其中方案一是全斷面導流方案，在主河槽一側開挖導流明渠，河床上下游填筑圍堰，利用導流明渠過水。方案二是分期導流方案，在主河槽內分期修筑圍堰，利用被圍堰束窄后的河床過水。

2 導流方案的設計

2.1 全斷面導流方案設計

1）導流明渠：本工程所在河道現狀左岸為明珠湖，右岸為濕地，導流明渠只能在右岸的濕地內開挖，且需兩次破堤，長約360 m，底寬120 m，邊坡 1∶3，渠深 1.4 m，共計開挖土方 41 241 m3。 為節省工程投資，防沖措施采用迎水坡鋪設300 g/m2土工布，共計4 635 m2，土工布上設編織袋裝土護砌，護砌厚度0.5 m，共計2 138 m3。

2）上下游圍堰：橡膠壩工程所處河道非汛期內的最大流量為65.7 m3/s，根據導流明渠水力計算，渠內水深約為0.58 m。上游圍堰堰頂高程按堰前正常擋水水位加安全超高（0.5 m）再加波浪爬高（0.5 m）確定，即上游圍堰平均高約1.58 m；下游圍堰頂高程按堰前正常擋水水位加安全超高（0.5 m）確定，即下游圍堰平均高約1.08 m。圍堰頂寬3 m，邊坡采用1∶3，迎水面均采用復合土工膜防滲，其上采用編織袋裝土護砌，0.5 m。

2.2 分期導流方案設計

橡膠壩工程所處現狀河道寬約115 m，底部較平緩，可分為左、右兩段分期施工。一期先施工右岸的橡膠壩段土建工程，利用左側的河床進行導流，二期利用已建成的壩段導流，施工剩余的橡膠壩段土建工程。二期土建工程施工結束后，即進行橡膠壩袋的安裝，也采用分期鋪設施工，相應地分為三、四期導流。一期圍堰圍封主河槽右岸約45 m，河床束窄率約49%，河水從被束窄后的左岸河床通過，圍堰總長約190 m。二期圍堰圍封主河槽左岸約65 m，河床束窄率約30%，河水從已完建的右岸壩段通過，圍堰總長約230 m。三期圍堰圍封主河槽左側100 m，利用右側的河床進行導流。四期圍堰圍封主河槽右側15 m，利用左側的河床進行導流。

1）圍堰堰高：一、二期圍堰上游頂高程按堰前正常擋水水位加安全超高（0.5 m）再加波浪爬高（0.5 m）確定，下游頂高程按堰前正常擋水水位加安全超高（0.5 m）確定，縱向頂高程按上下游圍堰頂高程的平均值確定；三、四期圍堰頂高程均按堰前正常擋水水位加安全超高（0.5 m）確定。主要指標見表1。

2）圍堰形式：圍堰結構形式采用當地的土石圍堰，圍堰斷面尺寸為：頂寬3 m，邊坡采用1：3，圍堰迎水面采用復合土工膜防滲，其上采用編織袋裝土護砌，0.5 m。

表1 導流時段、流量及圍堰高度匯總表

3 導流方案的比選

3.1 可行性比較

1）全斷面導流方案可以滿足橡膠壩工程干地施工的技術要求，但需要兩次破堤開挖，土方挖填量大，且需占用右岸的濕地，林木砍伐的手續繁瑣，實施難度大。2）分期導流方案可以滿足橡膠壩工程干地施工的技術要求，但圍堰填筑量大，且需自年楚河右岸堤防外側的荒地內借土，運距較遠，但便于實施。

3.2 經濟比較

全斷面導流方案，導流明渠工程1項，上游圍堰工程1項，下游圍堰工程1項，臨時占地6.93 hm2，共計投資142.36萬元。分期導流方案，一期圍堰工程1項，二期圍堰工程1項，三期圍堰工程1項，四期圍堰工程1項，臨時占地0.63 hm2，共計投資77.63萬元。通過比較，分期導流方案比全斷面導流方案投資節省64.73萬元。

綜上所述，全斷面導流方案能夠滿足橡膠壩工程干地施工的技術要求，但施工手續辦理難度大，投資高；分期導流方案也能滿足橡膠壩工程干地施工的技術要求，雖圍堰填筑量大，但占地少，且可從工程區附近的荒地內取土，便于實施，投資小；通過兩個導流方案便于實施的難易程度和投資比較，本工程最終選用分期導流方案。