東方紅水利工程水庫首部樞紐施工導流設計與施工

雷 誦

（重慶市水利電力建筑勘察設計研究院 重慶 401120）

1 工程概況

東方紅水利工程水庫壩址位于重慶市石柱縣悅崍鎮蜜紅村長江一級支流龍河二級支流龍洞溪中游，是一座以農業灌溉和城鎮供水為主，兼有發電等綜合效益的Ⅲ等中型工程。工程主要由一座水庫、一座渠道跌水電站及一條干渠和三條支渠組成。水庫攔河壩壩高57.60m，正常蓄水位973.00m，總庫容1062萬m3，設計灌面3.02萬畝，電站裝機0.8MW，干支渠總長57.16km。本工程屬Ⅲ等中型工程，其水庫大壩、取水口等永久性主要建筑物按3級建筑物設計，水庫擋水建筑物按50年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核；消能防沖建筑物為4級，采用30年一遇洪水設計；渠系工程及電站為5級，渠系工程采用10年一遇洪水設計，電站工程采用20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核。臨時建筑物按5級建筑物設計。

東方紅水利工程位于石柱縣悅崍鎮蜜紅村，長江一級支流龍河二級支流龍洞溪中游，主要由攔河壩、取水口、渠系及電站及上壩公路等組成。

2 首部樞紐施工導流設計

2.1 主要施工特性

攔河壩為埋石混凝土實體重力壩。壩軸線呈直線布置，壩頂軸線長147.00m，最大壩高57.60m。大壩從左到右共分9個壩段。溢流壩下游設護坦，護坦長20.00m，寬27.00m，厚2.00m，頂面高程922.00m。溢流面、護坦及導墻采用C20W6混凝土，上游面和壩基采用C20W6混凝土，壩體內部采用C15埋石混凝土。

進水口為圓筒式取水塔。進水口分四層取水，底層取水管兼作水庫放空管。取水口前設進水口導流明渠。取水口包括下部結構、上部結構、閘閥室及消能設施組成。生態放空管由流量控制閥控制，接入大壩下游護坦。下部結構包括取水口流道、檢修閘閥，取水口流道為鋼筋混凝土結構，孔口凈寬1.6m，底板高程為950.60m。塔頂部高程為977.60m。塔頂部設置圓形管理房。取水口的操作及檢修平臺的高程為977.60m。操作平臺上設檢修閘門啟閉機排架和控制值班室。啟閉機安裝高程為981.60m，設固定式啟閉機一臺。底層取水鋼管中心線為951.60m，四層取水鋼管以垂直岔管連接后橫穿壩體,垂直岔管管徑為0.8m。在下游設閘閥室，閘閥室底板高程950.60m，閘閥室下游為末端鎮墩，鎮墩下游側為消力池，池底高程為948.80m，池頂高程為952.30m，底板及邊墻均采用C20鋼筋砼澆筑。

2.2 導流標準

東方紅水利工程等別為三等，其主要永久性水工建筑物按3級設計，次要永久性水工建筑物為4級。

根據導流建筑物所保護的水工建筑物級別（3級）、類型（混凝土）、導流建筑物使用年限、圍堰工程規模，遵照《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303—2004）的有關規定，確定導流建筑物級別為5級，相應土石類導流建筑物設計洪水重現期標準為10年～5年一遇。首部樞紐導流時段為枯期10月到翌年4月。根據水文資料，10月到翌年4月10年一遇與5年一遇流量相差13.8m3/s，10年一遇與5年一遇全年洪水流量相差40m3/s，選用兩者作為導流標準投資規模及導流難度差別較大。因此，根據施工進度要求，推薦枯期選用5年一遇枯期10月到翌年4月洪水作為導流設計洪水標準，相應流量為45.8m3/s，汛期采用10年一遇全年洪水作為導流設計洪水標準，相應流量為180m3/s。

2.3 度汛標準

根據施工總進度安排，汛期由重力壩預留缺口和導流隧洞聯合泄流。本工程為埋石混凝土重力壩，按《水利水電工程施工組織設計規范》規定，壩體施工臨時度汛洪水標準當攔洪庫容小于0.1億m3時，混凝土壩洪水重現期為20年～10年，本工程度汛洪水標準采用20年一遇，相應的洪峰流量為221m3/s。

2.4 導流方式

上壩線河段順直，河谷剖面形態呈不對稱的“V”型，正常蓄水位973.0m時河谷寬111.5m，寬高比為2.5∶1。河床寬約10m，標高928.0m～929.0m。

左壩肩為切向坡，地形坡度35°～59°，岸坡平順度較差。高程932.5m左右為寬約5m的公路平臺。

右壩肩為切向坡，地形坡度43°～53°，岸坡較平順。坡腳有厚1m～3m的沖崩積層卵礫石土夾塊石，其余基巖直接出露于地表。巖層傾向下游，傾角26°；無斷層，層面裂隙與三組陡傾角裂隙較發育。

壩址區河道不具備布置導流明渠的條件，根據首部攔河大壩水工建筑物布置及左右岸地形地質條件，左右岸都有布置隧洞導流的條件。若布置左岸隧洞導流，則勢必影響左岸交通，因此推薦采取右岸隧洞導流方式。

2.5 導流方案

第一年5月到9月施工導流隧洞及高程936m以上壩肩開挖，第一年10月初河道截流，至10月底完成上下游圍堰填筑。第一年10月中旬開始基坑開挖及高程936m以下壩肩開挖，至第一年11月底完成基坑開挖，期間圍堰擋水，河道來水由導流洞泄流。第一年12月初開始施工澆筑大壩基礎混凝土，至第二年4月底澆筑至高程943.500m以上，并在溢流壩段936m高程預留寬8m缺口。期間圍堰擋水，河道來水由導流洞泄流。

第二年5月到9月繼續施工高程943.500m以上混凝土澆筑，期間河道來水由導流洞及預留缺口聯合泄流。第二年10月至第三年2月繼續施工未完壩體澆筑，完成取水口施工，完成溢流壩段施工。第三年3月完成導流洞封堵，大壩開始蓄水，至此，導流任務完成。

2.6 導流建筑物的型式與布置

2.6.1 導流隧洞

導流隧洞布置在河道右岸，按有壓隧洞設計，過水斷面為直墻圓拱型，隧洞進口高程根據進口河道地形并便于施工確定為932.00m，出口高程定為920.00m，隧洞全長318.130m；隧洞直墻高度為1.75m，拱高為1.25m，相應中心角約180°，隧洞凈斷面尺寸為2.5m×3.0m（寬×高）。

樁號0+000.00～0+020.000段采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m，并設回填灌漿孔、固結灌漿孔進行灌漿；洞內Ⅲ類圍巖邊頂拱均采用掛網噴混凝土+錨桿支護（Ⅲ類系統錨桿，噴混凝土厚10cm），采用全斷面混凝土襯砌減糙，襯砌厚度0.3m；洞內Ⅳ類圍巖邊頂拱均采用掛網噴混凝土+錨桿支護（Ⅳ類系統錨桿，噴混凝土厚10cm），Ⅳ類圍巖全斷面采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m，并設回填灌漿孔、固結灌漿孔進行灌漿。

2.6.2 上游圍堰

上游圍堰擋水標準為5年一遇，擋水時段為10月到次年4月，相應設計流量45.8m3/s，對應上游水位約為937.30m，由此確定上游圍堰堰頂高程為937.80m。

圍堰堰體采用壩體邊坡開挖土石料填筑，圍堰迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，堰頂寬5.0m，最大堰高約6.8m，圍堰堰體及堰基采用防滲土料加反濾料防滲，大塊石護坡。圍堰上游坡腳距導流渠進口距離19m。

2.6.3 下游圍堰

下游圍堰擋水標準為5年一遇，擋水時段為10月到次年4月，相應設計流量45.8m3/s，對應下游水位約為923.86m，由此確定下游圍堰堰頂高程為924.50m。

圍堰堰體采用壩體邊坡開挖土石料填筑，圍堰迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，堰頂寬5.0m，最大堰高約2.5m，圍堰堰體及堰基采用防滲土料加反濾料防滲，大塊石護坡。圍堰堰腳距導流渠進口距離95m。

首部樞紐導流建筑物工程量詳見表1。

表1 導流建筑物工程量表

3 結語

東方紅水利工程水庫首部樞紐施工導流采用一次攔斷河流，枯水期圍堰擋水、導流隧洞泄流，汛期已建壩體擋水度汛、導流隧洞和沖砂底孔聯合泄流的導流方式。經過實踐檢驗，導流隧洞運行安全，洞身結構完全滿足設計標準。※

[1]葉俊美.武都引水工程首部樞紐施工導流的設計與施工[J].四川水力發電.1997（4）.

[2]鄒鵬.選擇施工導流方法的探討[J].廣西水利水電.2006（3）

[3]盧軍民，馬治國，吳朝月，薛寶臣.吉沙水電站首部樞紐施工導流設計[J].水力發電.2012（3）.