施工導(dǎo)流方案及防洪度汛技術(shù)措施

李棲鵬

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅蘭州 730046）

1 概述

作為修建在河流河道上的大型永久建筑物，水利樞紐的建設(shè)施工工程量大、時(shí)間長(zhǎng)，為了工程的順利進(jìn)行，常使用“施工導(dǎo)流”技術(shù)，一般先在河床中預(yù)定位置修建圍堰，維護(hù)基坑，方便筑基工作的開(kāi)展，然后根據(jù)河道的實(shí)際情況選擇河床外導(dǎo)流或河床內(nèi)導(dǎo)流的導(dǎo)流方式，利用圍堰和泄水建筑物將上游來(lái)水按預(yù)定方式導(dǎo)向下游，從而為水利樞紐的施工創(chuàng)造出穩(wěn)定、干燥的建筑環(huán)境。施工導(dǎo)流按河床的位置可分為河床外導(dǎo)流和河床內(nèi)導(dǎo)流，按泄水建筑物類(lèi)型可分為明渠導(dǎo)流、隧洞導(dǎo)流、涵洞導(dǎo)流和梳齒導(dǎo)流等，在對(duì)施工導(dǎo)流方案進(jìn)行選擇的時(shí)候，需要綜合考慮當(dāng)?shù)睾恿鞯乃臈l件、地形條件、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件以及施工進(jìn)度、施工方法及場(chǎng)地布置等因素，從而保證工程的順利進(jìn)行。

施工度汛是指在水利樞紐工程的整個(gè)建設(shè)過(guò)程中，不受汛期影響，保證工程進(jìn)度有序推進(jìn)。其包括筑基時(shí)期的圍堰及未完建的壩體攔水、導(dǎo)流洞泄水，到后期的大壩攔水，底孔、表孔溢洪洞泄洪過(guò)程，使永久建筑物不受洪水威脅，控制工程進(jìn)度的同時(shí)保障施工安全。

2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流方法

2.1 導(dǎo)流及度汛標(biāo)準(zhǔn)

導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)主要包括導(dǎo)流建筑物級(jí)別、導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)、施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)流泄水建筑物封堵后壩體度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)等[1]。

吉音水利樞紐工程為Ⅱ等工程，主要建筑物有面板堆石壩、底孔泄洪洞、表孔溢洪洞、發(fā)電引水洞和電站廠房。攔河壩、表孔溢洪洞、底孔泄洪洞、發(fā)電引水洞進(jìn)口為2級(jí)，發(fā)電引水洞、發(fā)電廠房、尾水洞為3級(jí)，導(dǎo)流建筑物級(jí)別為4級(jí)。

2.2 導(dǎo)流方式

吉音水利樞紐工程由于壩址處的河谷狹窄，河床寬20～40 m，因此采用河床一次斷流，上下游圍堰擋水，右岸隧洞導(dǎo)流的方式[2]。

2.3 導(dǎo)流時(shí)段

根據(jù)工程施工進(jìn)度，本工程2014年9月截流，2016年9月下閘蓄水。在整個(gè)施工期內(nèi)，壩體共經(jīng)歷3個(gè)汛期。綜合考慮樞紐處水文條件、填筑規(guī)模、混凝土面板澆筑等因素，大壩施工導(dǎo)流時(shí)段劃分為4個(gè)階段。

初期導(dǎo)流階段：2014年9月中旬至2015年6月河道截流，全年圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄流。

中期導(dǎo)流階段：2015年7月至2016年5月，壩體臨時(shí)斷面擋水（以高趾墻為心墻），導(dǎo)流洞泄流。

中后期導(dǎo)流階段：2016年6—9月，壩體臨時(shí)斷面擋水（擠壓邊墻），導(dǎo)流洞泄洪。

后期導(dǎo)流階段：2016年10月，導(dǎo)流洞下閘，由壩體擋水，底孔泄洪洞控制泄流，水庫(kù)蓄水。

2.4 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)及施工

2.4.1 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

導(dǎo)流建筑物包括導(dǎo)流洞及上、下游圍堰。

（1）導(dǎo)流洞布置在右岸，由進(jìn)口引渠段、閘井段、洞身段組成。進(jìn)口引渠的斷面呈梯形，底寬為9.0 m。進(jìn)口閘井采用岸塔式，進(jìn)水口頂部為橢圓形，設(shè)封堵鋼閘門(mén)一道，孔口尺寸為6.0 m×5.5 m，閘井底板高程為2402 m，閘井平臺(tái)高程為2419.5 m，閘井段長(zhǎng)10.55 m。導(dǎo)流洞洞身長(zhǎng)496.330 m，城門(mén)呈洞形，斷面尺寸為6.0 m×7.5 m，中心角為120°，縱坡3.45%。

（2）上游圍堰設(shè)計(jì)。上游圍堰軸線與大壩軸線成46.12°夾角，位于大壩上游與支溝之間。圍堰堰頂高程為2426.5 m，圍堰堰頂軸線長(zhǎng)130 m，堰址處河床高程為2396.66 m。圍堰結(jié)構(gòu)及填筑料采用土工膜斜墻防滲型式土石，堰頂寬15 m。上游邊坡坡比為1:2.25，下游側(cè)坡坡比為1:1.5。

防滲型式：圍堰2385 m高程以下的部分采用沿軸線控制性黏土防滲，圍堰2396.66 m高程以上的部分采用土工膜防滲，土工膜埋入黏土下50 cm，坡度比為1:1，設(shè)伸縮節(jié)。

（3）下游圍堰設(shè)計(jì)。下游圍堰軸線與大壩軸線成30°夾角，位于大壩下游導(dǎo)流洞出口。圍堰堰頂高程為2386.0 m，圍堰堰頂軸線長(zhǎng)度為40 m，堰址處河床高程為2379.7 m。

防滲型式：圍堰采用沿軸線設(shè)土工膜防滲及黏土防滲。

2.4.2 導(dǎo)流建筑物施工

（1）導(dǎo)流洞施工。導(dǎo)流洞由葛洲壩新疆工程局有限責(zé)任公司施工，截流前混凝土襯砌及安裝已完成，具備過(guò)水條件。

（2）上、下游圍堰施工。圍堰施工工作的內(nèi)容主要為截流后對(duì)上、下游圍堰進(jìn)行填筑、防滲閉氣、堰體護(hù)坡護(hù)腳、圍堰土石方拆除等，在2014年9月18日截流完成后開(kāi)始施工，于2014年10月31日完成。圍堰拆除在2015年6月1日開(kāi)始，在初期導(dǎo)流完成后拆除。

（3）圍堰高于設(shè)計(jì)水位的保障措施。根據(jù)圍堰設(shè)計(jì)洪水為10年一遇，考慮到特大洪水的發(fā)生將圍堰提升一級(jí)，具體措施如下：①在2015年5月中旬開(kāi)始對(duì)上游圍堰加高2.5 m，施工方法同圍堰填筑施工的方法，把圍堰高程加高至2429 m。②在2429 m高程處沿圍堰軸線，緊貼堰邊布設(shè)1m高的鋼筋籠作為防浪墻，在鋼筋籠外側(cè)加設(shè)土工布，確保圍堰安全度汛。

2.4.3 汛期施工險(xiǎn)情判斷與搶護(hù)方案

施工期間，尤其是汛期來(lái)臨時(shí)，圍堰以及基坑在高水頭的作用下有可能發(fā)生漏洞、管涌和漫溢等險(xiǎn)情，為此要加強(qiáng)汛期險(xiǎn)情檢測(cè)和巡查，并完善汛期險(xiǎn)情搶護(hù)措施[3]。

（1）漏洞搶護(hù)的原則是“前堵后排，臨背并舉”。

（2）管涌。管涌主要是因?yàn)橥寥鲤ば圆粔颍瑢?dǎo)致反滲透允許值較低，較細(xì)土粒易被滲流推走，或基礎(chǔ)土層中含有強(qiáng)透水層，上面覆蓋的土層壓重不夠，其搶護(hù)的原則是“臨截背導(dǎo)，導(dǎo)壓兼施，降低滲壓，防止?jié)B流帶出泥沙”。管涌搶護(hù)方法主要有反濾圍井、養(yǎng)水盆和濾水壓浸臺(tái)等3種方式。反濾圍井指在冒水孔周?chē)扔猛链拗粋€(gè)圍井，然后根據(jù)水情在井內(nèi)填筑濾料，將滲水口堵住的方法。養(yǎng)水盆是指只在冒水孔周?chē)拗托钏兀股稀⑾掠闻R背水位差減小，從而阻止管涌的方法。濾水壓浸臺(tái)是指在大片管涌面先鋪設(shè)土工織物，再鋪填粗砂、石屑、碎石等，以阻止管涌。

（3）漫溢。洪水位超過(guò)現(xiàn)有堰頂高程，或風(fēng)浪翻過(guò)堰頂，洪水漫進(jìn)基坑內(nèi)即為漫溢。

3 施工截流

3.1 截流時(shí)間及截流方式

本工程綜合考慮了當(dāng)?shù)氐乃臍庀筚Y料以及合同要求，并結(jié)合工程的實(shí)際完成情況，在2014年9月18日進(jìn)行截流。采用河床一次斷流，左岸進(jìn)占、平拋?zhàn)o(hù)底、單戧立堵的方法進(jìn)行截流。

3.2 截流施工

①非龍口段進(jìn)占的施工方法。在導(dǎo)流洞圍堰拆除時(shí)一并施工，拆除導(dǎo)流洞圍堰的同時(shí)修一條臨時(shí)道路，使圍堰部分渣料可以填筑到導(dǎo)流洞下游的滑塌體護(hù)腳處，對(duì)右岸滑塌體進(jìn)行護(hù)腳。②龍口段施工。龍口段采用單向投擲塊石合龍，在左岸堤頭處配備1臺(tái)推土機(jī)，爆破位置作為一個(gè)卸料點(diǎn)進(jìn)行集中堆料，堤頭拋投采用全斷面推進(jìn)的方法，石渣以汽車(chē)?yán)\(yùn)，推土機(jī)全段推投為主，部分塊石在堤頭集料，用挖掘機(jī)拋投。③截流堤閉氣。截流堤合龍后，用土料在上游部位閉氣，選用自卸汽車(chē)將土料拉運(yùn)至左岸爆破處，再用挖掘機(jī)將土料推入上游面，截流閉氣主要選用黏土閉氣，先進(jìn)行合龍，待合龍完成后集中在左岸進(jìn)行閉氣。④基坑經(jīng)常性排水。經(jīng)常性排水量包括基礎(chǔ)滲水量、巖縫間地下滲水量、堰體滲水量、堰坡角滲水量、降雨量、施工廢水及不能從施工場(chǎng)地地表排水系統(tǒng)排出而進(jìn)入基坑的地表匯流水等。

4 防洪度汛技術(shù)措施

4.1 防洪度汛標(biāo)準(zhǔn)

新疆吉音水利樞紐工程混凝土面板堆石壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，洪峰流量為927 m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇，洪峰流量為1497 m3/s。

4.2 防洪度汛方案

本工程在河道內(nèi)施工，因河床較窄，受洪水影響較大，初期導(dǎo)流采用圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄洪。對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)洪水的應(yīng)對(duì)措施是對(duì)圍堰加高加寬，保證河床內(nèi)的正常施工[4]。

4.3 防洪防度組織機(jī)構(gòu)

成立了以項(xiàng)目經(jīng)理為第一責(zé)任人的項(xiàng)目防洪度汛領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)應(yīng)急響應(yīng)組、搶險(xiǎn)組、救援組、后勤保障組、安全撤離組、對(duì)外聯(lián)絡(luò)組為保障隊(duì)伍，負(fù)責(zé)組織領(lǐng)導(dǎo)本項(xiàng)目的防汛度汛工作。

4.4 防洪度汛措施

本工程施工期間經(jīng)歷了3個(gè)度汛期，根據(jù)不同時(shí)期工程度汛標(biāo)準(zhǔn)的要求，采取不同的防洪度汛措施。同時(shí)，對(duì)圍堰及度汛永久建筑物及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，確保施工、度汛的安全[5]。具體防洪度汛措施為：①汛前加大對(duì)道路、通信、供電設(shè)施的檢查和維修，保證汛期道路、通信及供電暢通；對(duì)防汛物資和設(shè)備進(jìn)行清點(diǎn)，提前準(zhǔn)備好足夠的塊石、鐵絲、鋼筋籠、編織袋、草袋、雨衣等防汛物資及設(shè)備，并安排好防汛人員。②加大檢查巡視的力度，定期開(kāi)展防汛檢查工作，開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)防汛應(yīng)急演練，以熟悉防汛的重點(diǎn)部位和應(yīng)急預(yù)案的運(yùn)作，確保搶險(xiǎn)期間所有工作做到及時(shí)、高效。③注重汛情預(yù)報(bào)，與水文氣象單位保持聯(lián)系，及時(shí)收集水文氣象信息，加強(qiáng)汛期巡視，若發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，及時(shí)采取應(yīng)急措施。④汛期施工區(qū)內(nèi)所有防汛人員、機(jī)械、物資和設(shè)備實(shí)施統(tǒng)一調(diào)度管理，抗洪搶險(xiǎn)突擊隊(duì)將全力以赴參與抗洪搶險(xiǎn)工作，遇超標(biāo)洪水、搶救無(wú)效時(shí)，按防汛指揮機(jī)構(gòu)的命令及時(shí)撤離人員和設(shè)備，保證財(cái)產(chǎn)和人員的安全。

4.5 超標(biāo)洪水應(yīng)急措施

①為減少洪水超標(biāo)對(duì)工程造成破壞，在汛前，應(yīng)進(jìn)一步加高加寬圍堰，擴(kuò)大河床蓄水面積，并及時(shí)做好防汛物資的儲(chǔ)備工作。②成立防汛搶險(xiǎn)突擊隊(duì)。突擊隊(duì)員在汛前應(yīng)隨時(shí)做好突擊防汛的準(zhǔn)備，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，并全力投入防汛搶險(xiǎn)工作。③對(duì)有可能被洪水淹沒(méi)的物資和設(shè)備，做好隨時(shí)撤退的準(zhǔn)備，搶險(xiǎn)無(wú)效時(shí)，以最快的速度撤到地勢(shì)高的部位，盡量減少洪水帶來(lái)的損失。

4.6 預(yù)測(cè)、預(yù)警

4.6.1 施工期洪水預(yù)報(bào)

防汛辦公室應(yīng)隨時(shí)關(guān)注當(dāng)?shù)厮摹庀蟛块T(mén)的預(yù)報(bào)，并將每天的水情和天氣情況轉(zhuǎn)達(dá)到防汛領(lǐng)導(dǎo)小組，遇災(zāi)害性氣候和重要水情信息時(shí)，應(yīng)立即召開(kāi)專(zhuān)題會(huì)議，部署防御工作。

4.6.2 預(yù)警

按洪澇災(zāi)害的嚴(yán)重程度和波及范圍，將預(yù)警級(jí)別分為4級(jí)：Ⅳ級(jí)（一般）、Ⅲ級(jí)（較重）、Ⅱ級(jí)（嚴(yán)重）、Ⅰ級(jí)（特別嚴(yán)重），分別用藍(lán)色、黃色、橙色、紅色表示。相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)隨時(shí)掌握并及時(shí)上報(bào)水情，根據(jù)預(yù)警級(jí)別做好防洪搶險(xiǎn)工作。

4.7 應(yīng)急搶險(xiǎn)

4.7.1 險(xiǎn)情劃分

險(xiǎn)情一般分為3類(lèi)：①險(xiǎn)象尚不明顯的一般險(xiǎn)情。②險(xiǎn)情較重，且有繼續(xù)發(fā)展趨勢(shì)的較大險(xiǎn)情。③險(xiǎn)情十分嚴(yán)重，在很短時(shí)間內(nèi)，有可能造成嚴(yán)重后果的重大險(xiǎn)情。

4.7.2 應(yīng)急啟動(dòng)與結(jié)束

（1）應(yīng)急啟動(dòng)。當(dāng)河道來(lái)水超過(guò)30年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，洪峰流量大于708.1 m3/s，且壩前水位持續(xù)上漲，則由防汛領(lǐng)導(dǎo)小組啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案指令。

（2）應(yīng)急終止。應(yīng)急結(jié)束遵循“誰(shuí)啟動(dòng)，誰(shuí)負(fù)責(zé)”的原則，由應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)做出決定，并通知相關(guān)單位。特殊情況下，報(bào)應(yīng)急委員會(huì)決定。

4.7.3 人員設(shè)備撤離

當(dāng)發(fā)生重大險(xiǎn)情時(shí)，應(yīng)迅速撤離能撤出的所有物資。自卸車(chē)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)、汽車(chē)等從5#鋼橋、7#道路撤離至拌和站處，施工現(xiàn)場(chǎng)的材料及發(fā)電機(jī)、電機(jī)、電焊機(jī)等從6#鋼橋、2#道路撤離至高處，必備的醫(yī)療用品、生活物資由后勤保障組撤離，避險(xiǎn)撤離路線設(shè)置引導(dǎo)指示牌，特殊險(xiǎn)段（5#鋼橋、6#鋼橋）設(shè)置警示標(biāo)志。

4.8 后期處置

①毀壞的交通、電力、通信等設(shè)施，組織相關(guān)單位盡快修復(fù)。②整理和審查所有應(yīng)急記錄和文件資料，總結(jié)在應(yīng)急期間采取的主要行動(dòng)。③總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和不足，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行方案修改和完善，并書(shū)面上報(bào)上級(jí)部門(mén)，盡快組織恢復(fù)生產(chǎn)和施工。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)新疆吉音水利樞紐工程中的導(dǎo)截流、安全度汛施工經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)可知，導(dǎo)流、截流及施工度汛對(duì)水利樞紐工程的施工安全、工期、成本，以及汛期防洪工作都重要，因此，在水利樞紐的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)重視導(dǎo)流工作和防洪度汛工作的準(zhǔn)備和開(kāi)展。截流是修建圍堰的先決條件，如果截流不能按期完成，將制約圍堰的施工，直接影響度汛期的安全，并將延誤永久建筑物的施工工期；如果截流失敗，錯(cuò)失了枯水期的良好截流時(shí)機(jī)，將拖延整個(gè)工程的工期，并造成一定的損失。因此，截流在水利工程施工中也是重要的項(xiàng)目。為按要求完成安全度汛施工項(xiàng)目，切實(shí)保障洪水來(lái)臨時(shí)生命和財(cái)產(chǎn)的安全，應(yīng)采取工程措施和非工程措施相結(jié)合，預(yù)防措施和緊急搶護(hù)措施相結(jié)合的方法組織應(yīng)急搶險(xiǎn)。