眉縣遠門河水庫工程施工導流方案探討

徐　偉

（陜西省水利電力勘測設計研究院陜西西安710001）

眉縣遠門河水庫工程施工導流方案探討

徐偉

（陜西省水利電力勘測設計研究院陜西西安710001）

本文根據陜西省眉縣遠門河水庫壩址處的地形地質條件，結合水文條件，對本工程的施工導流進行了兩種方案的探討，并根據兩種方案的工程規模、施工難度及進度等的比較結果，最終確定導流設計方案，以期對工程建設提供技術支撐。

水庫工程；導流洞；分期導流；方案探討

1　工程概況

陜西省眉縣遠門河水庫位于眉縣湯峪鎮境內，是以城鎮供水和灌溉為主的水利工程，多年平均設計供水量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　導流條件

2.1水文條件

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

2.2地形、地質條件

水庫區位于秦嶺中山峽谷區，兩岸邊坡高程950m～1300m，谷底高程900m～1007m。遠門河峽谷區流向近南北向，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。河床兩岸支溝發育，但都較小，多季節性流水。河谷兩岸階地不發育，凹岸段斷續分布高漫灘或洪積臺地。

3　導流標準

眉縣遠門河水庫工程為Ⅳ等小（1）型工程，大壩為4級建筑物。根據《水利水電施工組織設計規范》（SL303—2004），臨時建筑物按5級設計，導流設計標準為重現期10年～5年一遇洪水，綜合考慮工程規模、樞紐建筑物形式、總工期等因素，本工程導流標準選擇為5年一遇的洪水，相應洪峰流量為51m3/s。

4　導流方案

壩址處兩岸山坡陡峻，兩岸為巖石邊坡，根據地形地質條件，本工程具備河道一次斷流，隧洞導流的條件。同時，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流的條件。

4.1分期導流方案

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

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

4.2全斷面導流方案

根據地形條件，在左岸開挖導流洞，之后在河道修筑圍堰，利用導流洞過流，進行大壩施工。

待大壩填筑高度超過圍堰時，可利用底孔和導流洞聯合泄流。

4.3方案比選

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

兩種方案在工期及進度的要求上也有差別，因此，本階段對于兩種導流方案都進行了詳細的設計和比較。

4.3.1分期導流方案設計

根據壩址處地形條件，導流明渠布置于右岸壩體內，導流標準為5年一遇全年洪水標準，導流流量為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置明渠的開挖邊坡整體后移6m。利用CIVIL3D對設置明渠前后的邊坡開挖工程量、壩體混凝土填筑量等進行了比較，將增加部分的量計入該導流費用中。

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全斷面導流方案設計

根據壩址處地形條件，導流洞布置于左岸岸坡內，導流標準為5年一遇全年洪水標準，導流流量為51m3/s。擬定斷面為3×3.5的城門洞形，縱坡坡比6.36%。

同時通過計算，導流圍堰的堰頂高程953.0m，最大堰高12.0m。規模較大，因此兩種導流方案的圍堰工程量也應計入參與比較。

當壩體高程超過圍堰高程時，在汛期拆除圍堰，利用導流洞和底孔聯合泄流。帶壩體施工完成后，需對導流洞進行封堵。

從以上的描述可以看出，在同樣的導流標準下，兩種導流方案均產生一定的土石方開挖、混凝土澆筑等工程量，同時在工期的安排上，也有一定的差異。另外，雖然大壩的施工工藝相同，但由于兩種導流方案導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、造價及進度等進行了比較，兩種導流方案的比較及其優缺點比較見表1。

從施工角度看，兩種方案都是可行的。經計算分析比較，全年導流洞方案導流工程投資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，導流洞方案投資少約55萬元，略優于分期明渠方案，工期也短3個月，同時，若采用分期導流方案，壩體較低部分需分階段施工，導致倉面較小，不能較好的體驗碾壓混凝土的大倉面快速施工的優勢。因此本階段推薦全年圍堰擋水，隧洞導流的導流方式。

5　導流建筑物設計

導流建筑物包括導流洞和上、下游圍堰。

5.1導流洞設計

表1　導流方案比較表

根據壩址區地形條件及地質條件，導流洞布置在左岸，包括進口封堵塔和洞身段，全長264.50m，導流洞洞身段長225.20m，進口封段29m，其中封堵塔長6m，進口曲線X2+Y2=1，進口底板高程945.0m，出口高程為930.0m。設計底坡i=6.36%，采用C25鋼筋混凝土結構。

導流洞采用圓拱直墻型，斷面尺寸為3.0m×3.5m（寬×高）。導流洞進、出口段及壩體斷面與導流洞交叉段共150m進行全斷面C25鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m；其余洞段采取噴錨支護，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@200mm×200mm；底板采用0.4m厚C25混凝土找平。

進口開挖邊坡采用錨噴支護，噴C20混凝土厚0.1m；出口開挖邊坡采用錨噴掛網支護，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@200mm×200 mm。

經計算，導流期洞內水深2.0m，洞內流速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。圍堰基礎防滲采用高壓旋噴防滲墻，厚0.8m。圍堰上游采用塊石護坡，防護厚度0.5m。

下游圍堰布置于導流洞出口上游側，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　結語

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

（責任編輯：唐紅云）

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