水庫工程導流施工設計與安全度汛措施

□趙麗云

（濟源市蟒河口水庫管理處）

0 引言

水庫的主要功能包括灌溉、發電、防洪及養殖等。在水庫工程施工過程中，做好施工導流設計與施工具有重要作用，不僅能提高水庫工程的可靠性與安全性能，而且還能滿足該地區的農業灌溉需求。

1 水庫工程的基本情況

水庫工程位置處于為黃淮沖積平原，微地貌單元為平原懸河河谷，水庫左庫岸為黃河故道高漫灘，右庫岸為黃河故道大堤（副壩）。

水庫流域內屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明。春季溫暖干燥，夏季炎熱多雨，秋季晴朗涼爽，冬季嚴寒少雪。多年平均氣溫14.10℃，極端最低氣溫-19.20℃（1964年2月18日），極端最高氣溫43.10℃（1966年7月19日）。年平均可日照時數4 441.70 h，年實日照時數2 360.20 h，年最多日照時數2 636.20 h，年最少日照時數2 141.80 h，該區夏季多偏南風，冬季多偏北風，春秋兩季為過渡期，風向多變，年平均風速2.10 m/s，多年平均最大風速12 m/s，最大風速14 m/s。

由于受季風氣候的影響，降水量在年內分配極不均勻，一般兩量主要集中在6-9月分，占全年降水量的50%～0%左右，且常以暴雨形式出現，而冬季至次年2 月雨量較小，僅占全年降水量的5.80%左右。

根據縣氣象局提供的統計資料，該區多年平均水面蒸發量為1 102.30 mm（庫區附近E601 蒸發器觀測值），為年降水量的1.50倍，最大年水面蒸發量為2 319.70～1 260 mm。最大的1966年蒸發量2 319.70 mm，最小的1980年蒸發量913.50 mm，多年平均陸面蒸發量為584.80 mm，水面蒸發量年內分配極不均勻，夏季427.80 mm，冬季105.60 mm，春季為358.90 mm，干旱指數為1.88。

地表水和地下水對砼無腐蝕性，對鋼結構有弱侵蝕性。

2 施工導流設計

2.1 導流標準

工程導流建筑物級另為5級，導流洪水標準為5 a一遇。

2.2 導流方式

出于安全度汛的考慮，泄洪閘大壩施工時，在其上游設置圍堰擋水，并保留原有老溢洪道位置過水通道，上游來水通過現有老灌溉閘、老溢洪道分別導入馬樓干渠及黃河故道；新泄洪閘修建完成后，在老溢洪道上游筑圍堰擋水，并封堵老溢洪道位置壩體。

2.3 導流建筑物設計

2.3.1 主壩、泄洪閘上游圍堰設計

導流時，馬樓水庫非汛期最高水位為53.39 m，以此為靜水位，加安全超高最終確定圍堰高程。上壩、上游圍堰只考慮擋水，不考慮交通要求。主壩、泄洪閘上游圍堰，堰頂高程非汛期為53.39+0.50＝53.89 m，取圍堰高程53.89 m。

2.3.2 圍堰壩頂寬度確定

主壩、泄洪閘上游圍堰只考慮擋水，不考慮交通要求，采用堰頂寬度為2.00 m。

2.3.3 圍堰邊坡確定

由于工程區土質多為輕壤土，圍堰邊坡系數不應過小，本著“節約成本”的原則，結合圍堰高度，確定主壩、泄洪閘圍堰邊坡為1∶2。

2.4 圍堰施工

2.4.1 圍堰填筑先用推土機清除土料場處基面表層雜土和植物根系，圍堰填筑以料場開挖土料運輸為主并結合現場進行填筑，采用進占法施工，推土機分層壓實，每層鋪土厚30 cm。迎水面采用編織袋填土護坡，背水面用渣料固腳。

2.4.2 圍堰拆除

圍堰拆除采用挖掘機挖裝，再由自卸汽車進行運輸，運輸到棄土地點。

2.4.3 圍堰維護

派專人對施工圍堰進行日常維護，預備編織袋、渣料等對上下游水毀部分進行加固，并對頂面刨毛部分進行灑水、補夯處理。

2.5 施工降、排水

2.5.1 基坑排水

施工期排水：沿基坑開挖坡腳開挖排水溝，沿排水溝適當設置集水坑匯集后，用污水泵抽排至圍堰外側水庫內。同時用管井降水或用輕型井點排水，以保證基坑干燥。

2.5.2 施工期降水

2.5.2.1 施工降水方法及布置

基坑開挖時，在基坑邊緣挖集水坑抽排明水及滲水，同時使用管井降水和輕型井點排水，以保證基坑干燥；在新建泄洪閘上游布置6眼管井，間距20 m，井深10 m，井徑為500 m；在主壩施工圍堰與壩腳之間基坑內平行于壩腳方向布設一排輕型井點，間距1.50 m；泄洪閘施工時沿上下游導流堤及翼墻基礎內、外輪廓線分別布設一排輕型井點，間距1.50 m；泄洪閘基坑內沿垂直水流方向每15 m布設一排輕型井點，間距1.50 m。

2.5.2.2 水泵的選型

水泵的選型是要根據單井出水量和抽水揚程，工程水泵采用QY25型潛水泵。

2.5.2.3 管井造井安裝及運行

管井井點施工程序為：井位放樣→安裝護筒、鉆孔→清孔→吊放井管→回填濾料→洗井→安裝水位控制電路及水泵→試抽→降水井正常工作。

管井造孔使用正循環鉆，泥漿護壁以防止塌孔，成孔后用吊筒清孔。井管吊放必須垂直，為防止抽水時將土中的細顆粒帶走，濾管管壁外包裹兩層濾網，內層為細濾網，使用網眼30～50孔/cm2銅絲網，外層為粗濾網，采用網眼3～10孔/cm2的鐵絲網，孔壁與井管間填砂濾料，濾料要有良好的級配，最小粒徑不小于濾網網眼直徑。成井后用空壓機洗井，并在井底回填1.00 m厚的中粗砂，井內安裝水位自動控制電路。在抽水過程中值班人員要隨時觀察地下水是否有渾濁現象，如果發現有渾濁現象要及時分析原因并及時進行處理，或另行造井。降水結束后按有關規范要求封堵降水井。運行中每一眼井安裝水位自動調節計一個，以控制井中排水水位。

2.5.2.4 輕型井點降水

①主要設備有井點管、總管和抽水設備等。②井點采用環形井點布置法布置在各段，井點管距離基坑壁要≥1.50 m，濾管要埋入透水層內，總管標高的布置盡可能接近原有地下水位線，水泵軸與總管齊平，以防止局部發生漏氣。真空泵由于考慮水頭損失，一般接觸抽吸地下水6 m為宜，在排水總管邊，挖土范圍的四周，設排水溝。③埋設井點管的孔徑為150～300 mm，沖孔深度比濾管底深0.50 m左右，并須保持垂直。為避免閉塞濾管洞眼，因此在埋管時，井點管與孔壁間及時用粗砂灌實，勿使用細砂。輕型井點降水使用時，保證連續不斷地抽水。

2.5.2.5 邊坡面排水

為保護邊坡坡腳的穩定要在已開挖坡面的坡腳以及施工場地周邊和道路的坡腳設置排水設施，以便及時排除坡底積水。

3 安全度汛措施

3.1 組織措施

項目部成立防汛搶險領導小組，項目經理任組長，技術負責人任副組長，各職能部門負責人及施工隊隊長任組員。

3.2 制度措施

制訂度汛安全目標責任制，劃分責任區，明確任務，嚴格分工。同時加強防汛宣傳工作，提高職工的防汛意識。為防止施工期內遭遇不可預測的自然災害或超標準洪水，在洪水來臨之前制定詳細的撤退計劃，報監理工程師。

3.3 技術措施

組織有經驗的技術人員，針對工程的防汛特點，制定防汛預案，組織學習防汛搶險技術。在洪水來臨時，要按監理工程師的指示，采取緊急措施，進行防洪減災的搶險工作。

3.4 人員措施

項目部組織有一定數量的人員組成防汛搶險隊，并做好全體施工人員防汛動員工作。在洪水來臨前，將施工設備、材料、人員及時撤到安全的地帶。

3.5 機械、物資措施

準備好防汛搶險器材和物資。根據工程規模，可能發生的險情及搶護辦法，確定需要的器材種類及數量。

3.6 掌握水情、雨情

要特別注意水位和雨量的動態，加強洪水預報和報警工作，設專職人員每天收聽天氣預報，做好防汛記錄，雨天24 h進行水情監測和巡查，保持高度警惕。

3.7 發生超標準洪水時的應急度汛措施

在汛期前，將施工設備、材料、人員及時撤到安全的地帶。在上、下游圍堰附近，備足一定數量的土料，在工地備用一定數量的紡織袋，在洪水淹沒施工圍堰之前，及時加高、加寬圍堰。為防止施工期內遭遇不可預測的自然災害或超標準洪水，在洪水來臨之前制定詳細的撤退計劃。

4 結語

合理選擇施工導流方案在水庫工程施工中具有重要作用，施工導流方案的合理性將直接關系到施工安全、施工進度以及工程投資等多個方面，須引起足夠重視。水庫導流施工通過選擇適宜的導流方案，降低了施工風險，加快了施工進度，同時節約了工程投資，為類似工程的施工導流設計提供借鑒和參考。