眉縣遠(yuǎn)門河水庫工程施工導(dǎo)流方案探討

徐　偉

（陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院陜西西安710001）

眉縣遠(yuǎn)門河水庫工程施工導(dǎo)流方案探討

徐偉

（陜西省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院陜西西安710001）

本文根據(jù)陜西省眉縣遠(yuǎn)門河水庫壩址處的地形地質(zhì)條件，結(jié)合水文條件，對本工程的施工導(dǎo)流進(jìn)行了兩種方案的探討，并根據(jù)兩種方案的工程規(guī)模、施工難度及進(jìn)度等的比較結(jié)果，最終確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)方案，以期對工程建設(shè)提供技術(shù)支撐。

水庫工程；導(dǎo)流洞；分期導(dǎo)流；方案探討

1　工程概況

陜西省眉縣遠(yuǎn)門河水庫位于眉縣湯峪鎮(zhèn)境內(nèi)，是以城鎮(zhèn)供水和灌溉為主的水利工程，多年平均設(shè)計(jì)供水量359.14萬m3。壩頂高程983.00m，最大壩高60.5m，水庫正常蓄水位980.00m，總庫容119.40萬m3。本工程為碾壓混凝土重力壩，由溢流泄洪表孔、沖砂泄洪底孔、放水管、擋水壩段等組成。

2　導(dǎo)流條件

2.1水文條件

遠(yuǎn)門溝處在眉縣暴雨多發(fā)區(qū)，暴雨具有突發(fā)性強(qiáng)、雨量大、匯流時(shí)間短、極易誘發(fā)洪澇災(zāi)害等特點(diǎn)。由于峪口以上河床比降大，山坡陡峻，為洪水創(chuàng)造了較為方便的匯流條件，洪水具有峰高流急，歷時(shí)短的特點(diǎn)。遠(yuǎn)門河流域的洪水最早出現(xiàn)在4月，但洪峰流量較小，年最大洪水一般出現(xiàn)在6月～10月，大洪水主要出現(xiàn)在7月～9月，一次洪水過程約3天。

2.2地形、地質(zhì)條件

水庫區(qū)位于秦嶺中山峽谷區(qū)，兩岸邊坡高程950m～1300m，谷底高程900m～1007m。遠(yuǎn)門河峽谷區(qū)流向近南北向，兩岸邊坡多陡立，庫岸基本為基巖岸坡，局部段下部較緩，河谷呈“V”型，寬16m～90m。河床兩岸支溝發(fā)育，但都較小，多季節(jié)性流水。河谷兩岸階地不發(fā)育，凹岸段斷續(xù)分布高漫灘或洪積臺(tái)地。

3　導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

眉縣遠(yuǎn)門河水庫工程為Ⅳ等小（1）型工程，大壩為4級(jí)建筑物。根據(jù)《水利水電施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303—2004），臨時(shí)建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì)，導(dǎo)流設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期10年～5年一遇洪水，綜合考慮工程規(guī)模、樞紐建筑物形式、總工期等因素，本工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)選擇為5年一遇的洪水，相應(yīng)洪峰流量為51m3/s。

4　導(dǎo)流方案

壩址處兩岸山坡陡峻，兩岸為巖石邊坡，根據(jù)地形地質(zhì)條件，本工程具備河道一次斷流，隧洞導(dǎo)流的條件。同時(shí)，考慮到樞紐大壩為混凝土重力壩，且底孔的尺寸及位置可滿足施工期一定的過流要求，因此本工程亦具備采取分期導(dǎo)流的條件。

4.1分期導(dǎo)流方案

分期導(dǎo)流方案為：首先利用原河槽過流，進(jìn)行一側(cè)導(dǎo)流明渠的施工，待導(dǎo)流明渠施工完成后，對底孔所在壩段進(jìn)行圍擋。底孔所在壩段施工完成后，利用底孔過流，施工導(dǎo)流明渠所在壩段，之后進(jìn)行全斷面施工。

首先我們對左右岸布置導(dǎo)流明渠的條件進(jìn)行比較：導(dǎo)流明渠若布置在左岸，則需要設(shè)置鋼筋混凝土導(dǎo)墻，以保證過流順暢。而右岸地形較為平順，較左岸更適合，因此考慮將導(dǎo)流明渠布置于右岸一側(cè)。

4.2全斷面導(dǎo)流方案

根據(jù)地形條件，在左岸開挖導(dǎo)流洞，之后在河道修筑圍堰，利用導(dǎo)流洞過流，進(jìn)行大壩施工。

待大壩填筑高度超過圍堰時(shí)，可利用底孔和導(dǎo)流洞聯(lián)合泄流。

4.3方案比選

全斷面導(dǎo)流方案較分期導(dǎo)流方案增加了導(dǎo)流洞的費(fèi)用及工期，但由于該河道較窄，分期導(dǎo)流方案要依次布置底孔、縱向圍堰及導(dǎo)流明渠時(shí)，必須對岸坡增加開挖。在岸坡開挖增加的同時(shí)，壩體混凝土填筑量也相應(yīng)增加。

兩種方案在工期及進(jìn)度的要求上也有差別，因此，本階段對于兩種導(dǎo)流方案都進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)和比較。

4.3.1分期導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)

根據(jù)壩址處地形條件，導(dǎo)流明渠布置于右岸壩體內(nèi)，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇全年洪水標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)流流量為51m3/s。擬定斷面底寬10m，邊墻高2.5m，縱坡坡比10%。

考慮到明渠的布置，右岸開挖邊坡較未設(shè)置明渠的開挖邊坡整體后移6m。利用CIVIL3D對設(shè)置明渠前后的邊坡開挖工程量、壩體混凝土填筑量等進(jìn)行了比較，將增加部分的量計(jì)入該導(dǎo)流費(fèi)用中。

由于底孔的泄流能力有限，在明渠封堵后，汛期壩體施工需停工。

4.3.2全斷面導(dǎo)流方案設(shè)計(jì)

根據(jù)壩址處地形條件，導(dǎo)流洞布置于左岸岸坡內(nèi)，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇全年洪水標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)流流量為51m3/s。擬定斷面為3×3.5的城門洞形，縱坡坡比6.36%。

同時(shí)通過計(jì)算，導(dǎo)流圍堰的堰頂高程953.0m，最大堰高12.0m。規(guī)模較大，因此兩種導(dǎo)流方案的圍堰工程量也應(yīng)計(jì)入?yún)⑴c比較。

當(dāng)壩體高程超過圍堰高程時(shí)，在汛期拆除圍堰，利用導(dǎo)流洞和底孔聯(lián)合泄流。帶壩體施工完成后，需對導(dǎo)流洞進(jìn)行封堵。

從以上的描述可以看出，在同樣的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)下，兩種導(dǎo)流方案均產(chǎn)生一定的土石方開挖、混凝土澆筑等工程量，同時(shí)在工期的安排上，也有一定的差異。另外，雖然大壩的施工工藝相同，但由于兩種導(dǎo)流方案導(dǎo)致的壩體在圍堰高程以下部分的倉面大小不同，碾壓混凝土的施工效率也會(huì)存在差異。因此，對于兩種方案，我們對工程量、施工難度、工序、造價(jià)及進(jìn)度等進(jìn)行了比較，兩種導(dǎo)流方案的比較及其優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。

從施工角度看，兩種方案都是可行的。經(jīng)計(jì)算分析比較，全年導(dǎo)流洞方案導(dǎo)流工程投資1027萬元，比明渠方案多，但由于開挖明渠，壩體需增加石方開挖量及混凝土填筑量，投資增加約452萬元，相比之下，導(dǎo)流洞方案投資少約55萬元，略優(yōu)于分期明渠方案，工期也短3個(gè)月，同時(shí)，若采用分期導(dǎo)流方案，壩體較低部分需分階段施工，導(dǎo)致倉面較小，不能較好的體驗(yàn)?zāi)雺夯炷恋拇髠}面快速施工的優(yōu)勢。因此本階段推薦全年圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流的導(dǎo)流方式。

5　導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

導(dǎo)流建筑物包括導(dǎo)流洞和上、下游圍堰。

5.1導(dǎo)流洞設(shè)計(jì)

表1　導(dǎo)流方案比較表

根據(jù)壩址區(qū)地形條件及地質(zhì)條件，導(dǎo)流洞布置在左岸，包括進(jìn)口封堵塔和洞身段，全長264.50m，導(dǎo)流洞洞身段長225.20m，進(jìn)口封段29m，其中封堵塔長6m，進(jìn)口曲線X2+Y2=1，進(jìn)口底板高程945.0m，出口高程為930.0m。設(shè)計(jì)底坡i=6.36%，采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

導(dǎo)流洞采用圓拱直墻型，斷面尺寸為3.0m×3.5m（寬×高）。導(dǎo)流洞進(jìn)、出口段及壩體斷面與導(dǎo)流洞交叉段共150m進(jìn)行全斷面C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m；其余洞段采取噴錨支護(hù)，噴C20混凝土厚150mm；Φ20錨桿，長度2.0m，間距2m，梅花型布置；掛φ6鋼筋網(wǎng)@200mm×200mm；底板采用0.4m厚C25混凝土找平。

進(jìn)口開挖邊坡采用錨噴支護(hù)，噴C20混凝土厚0.1m；出口開挖邊坡采用錨噴掛網(wǎng)支護(hù)，噴C20混凝土厚0.1m，Φ20錨桿，長度3.0m，間排距2.0m，梅花型布置，掛φ6鋼筋網(wǎng)@200mm×200 mm。

經(jīng)計(jì)算，導(dǎo)流期洞內(nèi)水深2.0m，洞內(nèi)流速8.68m3/s。

5.2上下游圍堰

上游圍堰布置于壩址上游約60m處，采用土石圍堰，堰頂高程953.0m，最大堰高12.0m。堰體填筑料采用開挖石渣，堰頂寬度7m，堰體上游邊坡為1∶1.8，下游邊坡為1∶1.8。圍堰基礎(chǔ)防滲采用高壓旋噴防滲墻，厚0.8m。圍堰上游采用塊石護(hù)坡，防護(hù)厚度0.5m。

下游圍堰布置于導(dǎo)流洞出口上游側(cè)，采用土石圍堰，堰頂高程931.0m，最大堰高1.0m。圍堰上下游邊坡均為1∶1.8。圍堰防滲型式與上游圍堰相同。

6　結(jié)語

遠(yuǎn)門河水庫的施工導(dǎo)流方案，考慮到壩址處的地形地質(zhì)條件、水文條件、樞紐的布置條件等，有全斷面導(dǎo)流方案和分期導(dǎo)流方案可供選擇，且兩種方案無法通過簡單判斷來評判優(yōu)劣。因此我們對于兩種方案的投資、進(jìn)度、施工難度等進(jìn)行了全面的比較，并以此來確定施工導(dǎo)流方案，進(jìn)而確定工程的整體施工安排及進(jìn)度等。陜西水利

（責(zé)任編輯：唐紅云）

TV551.1

B