日照市東港區窩疃水庫施工導流設計

張 恒，於 蕊，馬 闊

（1.山東省水利勘測設計院有限公司，山東 濟南 250014；2.山東省水利工程局有限公司，山東 濟南 250013）

窩疃水庫位于東港區三莊鎮，壩址位于三莊河上游支流，是一座集防洪、灌溉、城鎮供水、生態補水等綜合利用于一體的小（1）型水庫。水庫總庫容236.51 萬m3，興利庫容142.98 萬m3，死庫容18.40 萬m3。主要包含擋水建筑物、泄水建筑物、取水兼放空建筑物、管理區、防汛路等建筑物工程。

1 地形、地貌與水文工程地質

庫區所在區域總的地勢為中部高兩側低，東西兩側為剝蝕堆積山間平原區，山地、丘陵、平原相間分布。庫區位于中切割剝蝕構造低山丘陵區，河谷為上部開口較大的“V”型谷，兩岸山體較為寬厚，山腳地勢較為平緩。

壩址左右岸均分布人工改造的梯田，覆蓋層表層為人工堆積的壤土，山坡部分為坡洪積堆積的含礫壤土，河床覆蓋層分布厚度不均，基巖為燕山晚期正長巖。

窩疃水庫流域地處魯東南沿海，東臨黃海，西靠沂蒙山區，屬暖溫帶濕潤季風氣候區，具有明顯的海洋性氣候特征，年平均氣溫12.1～12.9 ℃。多年平均無霜期213 d，歷年最大凍土深32 cm。

2 施工導流設計

2.1 導流及度汛標準

1）導流標準。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）的規定，窩疃水庫工程規模為小（1）型，工程等別為Ⅳ等，擋水建筑物、泄水建筑物、取水和輸水建筑物級別為4 級，次要建筑物級別5 級。

施工導流建筑物屬臨時建筑物，根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2017）的規定，確定臨時導流建筑物級別為5 級，相應施工導流洪水標準為10～5 年重現期洪水，鑒于本工程河流水文實測資料系列較長，且施工圍堰為當地常用的土石圍堰，因此，圍堰的洪水標準采用5年一遇洪水重現期。

2）壩體施工臨時度汛標準。壩體填筑高度高于圍堰后，對于土石壩，當壩體攔洪庫容在小于0.1 億m3時，度汛洪水重現期為50～20 年洪水重現期，綜合考慮各種因素，采用20 年洪水重現期的全年流量設計，相應洪峰流量為193.6 m3/s。

2.2 導流方式

窩疃水庫壩址處河谷為“V”型河谷，主河槽寬度為20 m 左右，河床較窄，兩岸岸坡較為陡峭，不宜開挖導流明渠，結合主體工程布置情況，本設計采用全斷面圍堰法導流并且永臨結合的方式，即利用圍堰一次攔斷河床，利用左側放水洞泄流的導流方式。防汛路場區位于高地，無需施工導流。

2.3 導流時段

根據本工程導流方式，結合導流流量計算成果，且根據工程規模和施工進度的安排，確定本工程施工導流時段為10 月～次年5 月份。

2.4 施工期洪水分析計算

由于窩疃水庫流域內無水文站及雨量站，本次選取附近流域豎旗站實測暴雨資料計算施工期設計洪水。豎旗站具有30 年以上連續非汛期降水資料。

1）設計雨量分析計算。采用施工期最大值法進行選樣，得到施工期10 月～翌年5 月點雨量系列。以矩法初估統計參數，取偏態系數Cs＝3.5Cv，采用P-Ⅲ型頻率曲線進行適線，以理論頻率曲線與經驗點據擬合較好為原則。經點面折減后，窩疃水庫施工期（10 月～翌年5）5 年一遇最大24 h面雨量為29.8 mm。

2） 施工期洪水計算。根據窩疃水庫所在位置，產流計算采用《山東省水文圖集》中P+Pa～R降雨徑流關系1 號線查算設計凈雨量，設計前期影響雨量Pa 取值25 mm。匯流計算采用山東省綜合瞬時單位線法推求。經分析計算，窩疃水庫施工期（10 月～翌年5 月）5 年一遇施工期洪水洪峰流量為21.40 m3/s。

根據分析計算的施工期5 年一遇設計洪水過程線，施工期10 月～次年5 月，以放水洞閘底高程139.0 m 為起調水位，利用放水洞泄流時水庫最高水位為145.78 m。

2.5 導流程序及施工度汛

放水洞進口高程為139.0 m，施工安排在9月，根根據水文計算，壩址處平水年9 月份多年平均流量為0.12 m3/s，其施工不受河水的影響，且工程較獨立，可提前施工。擬在11 月下旬之前完成圍堰填筑和放水洞工程，圍堰將來做為壩體的一部分，導流結束后不用拆除。

經調洪演算，汛期利用放水洞導流，當遭遇全年20 年一遇洪水時，庫水位最高位157.54 m。據此施工進度安排為：5 月底之前將壩體填筑完成，并將上游護坡砌筑至159.00 m，準備度汛，此時，護坡頂高程比最高庫水位高1.46 m，滿足汛期迎水坡防護要求。在汛期不降雨的時節仍可擇機施工，繼續砌筑上游護坡以及壩體帷幕灌漿和下游壩坡排水溝、草皮護坡等工程。

2.6 導流建筑物設計

1）圍堰設計。經水文計算，在放水洞泄流的條件下，當遭遇5 年一遇施工洪水流量21.40 m3/s時，相應上游水位145.78 m。經計算，上游圍堰堰頂高程為146.78 m，圍堰布置在大壩上游壩腳，作為大壩壩體的一部分，距大壩軸線約55 m。

考慮施工機械的交通要求及高噴灌漿設備工作面要求，圍堰堰頂寬6.0 m，圍堰長106 m，上游坡比為1∶2.5，下游坡比1∶2.0，為防止水流對邊坡的沖刷及增加滲徑，在迎水坡鋪設復合土工膜，其上覆蓋一層編織袋裝砂礫石，然后進行拋石護坡，拋石坡比1∶3。圍堰填筑采用挖掘機配自卸車在庫內料場取砂礫料填筑，圍堰填筑從左、右岸同時進展，采用振動碾壓實，砂礫石壓實相對密度不應低于0.75。

上游來水通過導流兼放水洞管導入下游河道，導入的河水不存在回水現象，可不設置下游圍堰。

2）導流管。導流管采用導流、取水和非常泄水建筑物結合方式，主要在施工期下泄施工期洪水，運行期灌溉、生活供水、生態泄水，非常運用期可放空庫內水，主要包括引水口、壩下鋼管，引水口高程143.5 m，壩下鋼管高程139.0 m，采用龍抬頭形式，取水口布置于圍堰上游左岸。導流鋼管與放水洞鋼管前端連接，預留0.6 MPa 手動蝶閥，施工完成后，放空庫內存水，關閉蝶閥，用混凝土封堵導流鋼管。

2.7 截流

根據施工進度計劃及河道的水文特點，截流時段選擇在10 月初進行，截流采用5 年一遇洪水標準，截流設計流量采用10 月份月平均流量，根據壩址處逐月洪水資料，5 年一遇10 月平均流量為Q= 0.04 m3/s。圍堰利用庫內開挖的砂礫料填筑，主河槽位于河道中央，可采用雙戧立堵法截流。

3 結語

通過分析窩疃水庫工程的主要建設內容、工程條件和自然條件等因素，確定采用全斷面圍堰法永臨結合的導流方案。該方案保證了大壩及建筑物工程均能在干地條件下施工，加快了施工進度，同時水庫在工程結束前即可提前蓄水，減少了水庫的放水損失，使工程施工達到了經濟、合理和安全的目標。