新疆某水利樞紐工程導截流設計

劉 攀

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

新疆某水利樞紐工程導截流設計

劉 攀

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

結合新疆某水利樞紐的實際情況，論述了工程導截流設計的原則和方案，根據相關設計規范，分析確定了導流及度汛標準、導截流建筑物的布置、規模及導截流時段。施工實踐證明：該導截流設計合理，運行效果良好。

導截流；建筑物；設計；時段；方式

1 工程概況

新疆某水利樞紐為Ⅲ等工程，規模為中型，主要建筑物由擋水壩、導流兼泄洪沖沙洞、溢洪道組成。大壩為瀝青混凝土心墻壩，最大壩高57.5 m，水庫正常蓄水位2 452.0 m，死水位2 420.0 m，總庫容4 395.0萬m3。主要建筑物3級，次要建筑物為4級，臨時建筑物為5級。

2 導流及度汛標準

本工程為Ⅲ等工程，工程規模為中型，主要建筑物為3級，次要建筑物為4級。根據《水利水電工程施工組織設計規范》[1]SL303－2004有關規定，導流建筑物為5級，相應的導流標準為P=10%～20%。

本工程壩址處河谷呈窄“U”型，河谷頂寬12～17 m，底寬10～15 m，深20～28 m。兩岸為Ⅳ級侵蝕階地寬谷，較平坦，Ⅳ級階地后緣為高聳山體。

根據調洪演算結果，10%導流標準對應全年洪峰流量184.6 m3/s，堰前水位為2 412.49 m；對應枯期洪峰流量40.9 m3/s，庫水位為2 400.18 m。根據工程地形地貌條件、施工場地條件及施工進度安排，壩體填筑在第二年汛前可填筑至2 418.5 m，若考慮采用全年洪水，圍堰頂高程為2 414.0 m，與壩體度汛高程僅差3.5 m。因此，施工導流標準采用枯期洪水。

綜上分析，本工程施工導流設計洪水標準初步確定采用P=10%枯期洪水，相應洪峰流量40.9 m3/s。

根據施工進度安排，第二年汛期來臨之前，壩體填筑上升至度汛高程2 418.50 m，故第二年汛期壩體臨時斷面擋水，導流洞泄流。根據《水利水電工程施工組織設計規范》[1]SL303－2004有關規定，本工程壩體度汛期的壩前攔洪庫容小于0.1億m3，壩體施工期臨時度汛洪水標準為P=2%～5%。綜合分析推薦方案施工進度，大壩臨時斷面可填筑至頻率為P=2%的洪峰水位以上，并考慮度汛期對施工的影響及大壩安全施工等各種因素，第二年壩體臨時斷面擋水度汛的標準取P=2%，相應洪峰流量為276.9 m3/s，壩前水位2 416.82 m。

3 導流建筑物設計

本工程推薦方案導流建筑物由導流洞、上游枯水期擋水圍堰、下游圍堰組成。

3.1 導流洞設計

導流洞布置在河道右岸，與泄洪沖沙洞完全結合。由上述所知，本工程施工導流設計洪水標準采用P=10%枯期洪水，相應洪峰流量40.9 m3/s。根據該工程的水文特性、導流流量、進出口高程、截流施工條件，針對該工程的特點采用相應的水力學計算公式進行分析計算[2-4]。最終確定導流建筑特性匯總見表1。

3.2 上下游圍堰設計

根據上、下游圍堰所處地質、地形條件及樞紐布置的需要，圍堰主體采用導流洞開挖料填筑，粘土閉氣。上游圍堰堰體及基礎防滲采用高壓旋噴灌漿，具體布置為沿上游圍堰軸線布置1排旋噴灌漿孔，孔距為1.5 m，灌漿至基巖強風化層以下1.0 m。上游圍堰迎水面邊坡為1∶3.0，背水面邊坡為1∶1.5，為滿足施工需要和防汛搶險要求，堰頂寬度選定為10 m，最大堰高20 m，堰頂長度為96.40 m。

下游圍堰采用粘土斜墻防滲，迎水面邊坡為1∶3.0，背水面邊坡為1∶1.5，堰頂寬度選定為10 m，最大堰高5.3 m，堰頂長度為18.0 m。

表1 導流建筑物特性表

4 導流方式及導流時段

根據推薦方案樞紐布置、工程規模、施工條件及業主對工期的要求和意見，瀝青混凝土心墻壩方案施工總工期安排為30個月。采用枯期擋水圍堰擋水，河床一次斷流，導流洞泄洪的施工導流方式，導流隧洞布置在河流右岸。

綜合考慮樞紐水文條件、大壩施工強度，在整個施工期內，壩體經歷2個汛期。大壩施工導流時段可劃分為2個時段：

第一時段：截流時間（第一年9月初）至第二年4月底為止，上游枯期擋水圍堰和下游圍堰擋水，導流洞泄洪；第二時段：第二年5月至第三年5月初，由壩體臨時斷面擋水，導流洞泄流。第三年4月底具備下閘蓄水條件。

工程施工期導流度汛特性見表2。

表2 工程施工期導流度汛特性表

5 截流

5.1 截流時段及流量

根據《水利水電工程施工組織設計規范》SL303－2004[1]有關規定，并結合本工程河流水文特性等特點，截流時段定為第一年9月，截流標準初步定為5年一遇9月旬平均流量，相應截流流量為8.1 m3/s。

5.2 截流堤布置

根據工程布置，導流洞底板高程為2 395.0 m，經過水力學計算，截流相應水位為2 396.8 m，截流堤相應高程為2 398.0 m，又因上游圍堰頂高程2 401.5 m，相差3.5 m，且圍堰布置于主河槽較窄位置，考慮地形條件以及河床覆蓋層較淺，截流堤采用與上游圍堰相結合布置的方式。

5.3 截流方式選擇

根據《水利水電工程施工導流設計規范》[2]SL623-2013中相關規定，綜合本工程截流戧堤與上游圍堰結合等特點，考慮不安排預進占，不設置龍口，直接采用的立堵方式進行截流。截流堤進占與合龍一次完成。左岸地形相對右岸較平坦，便于堆放截流材料，也便于布置施工道路，所以截流材料布置于左岸。

5.3 截流水力學計算

因本工程截流位置主河槽寬度較窄，無預進占及龍口設置，因此僅考慮立堵河槽部位的材料拋投計算。主河槽深度約26 m，底寬5 m，縱坡i=0.017；河床底高程2 381.5 m，導流洞進口底板高程為2 395 m。

根據截流流量、河槽寬度及縱坡計算得出主河槽處流速為2.7 m/s。根據《水利水電工程施工導流設計規范》SL623-2013[5]中截流計算，得出主河槽拋填六面體混凝土材料粒徑為760 mm，相應重量為0.55 t。由于主河槽較窄，但深度較大，鋼筋石籠拋下后應迅速進行戧堤填筑。

6 結語

新疆某水利樞紐的導截流設計實施效果證明：該導截流設計充分利用了當地的地形條件，滿足了施工工期的要求，工程布置比較合理，運行效果良好。

[1]SL303-2004，水利水電施工組織設計規范[S].

[2]SL279-2002，水工隧洞設計規范[S].

[3] 李 煒.水力計算手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2006.

[4] 邱秀云.水力學[M].烏魯木齊：新疆電子出版社，2008.

[5]SL623-2013，水利水電工程施工導流設計規范[S].

（責任編輯：周 群）

River diversion and closure design of a hydraulic complex in Xinjiang LIU Pan

（Xinjiang Water Resources and Hydropower Survey and Design Institute，Urumqi 830000，China）

Combined with the situation of a hydraulic complex in Xinjiang，the author discussed the principle and scheme of river diversion and closure design.According to relevant design specifications，analysis was made on the diversion and flood control standard，size and arrangement of structures，time period of river diversion and closure.Construction practice has proved the river diversion and closure design is proper with good operation effects.

River diversion and closure；structure；design；time period；way

TV551

B

1003-1510（2016）03-0046-02

2016-03-04

劉 攀（1987-），男，安徽太和人，新疆水利水電勘測設計研究院工程師，從事水利水電工程設計工作。