普定縣核桃沖水庫導流工程截流與度汛施工措施研究

張葉明

（普定縣潤民水務發展投資有限責任公司，貴州 安順 562100）

1 工程概況分析

普定縣核桃沖水庫位于三岔河右岸支流，屬長江流域烏江水系，行政區屬于安順市普定縣猴場鄉。工程區位于安順市以北53 km，普定縣城北東42 km，猴場鄉政府北東11 km，壩區均有鄉村水泥公路通過，交通條件比較好。該工程為C25 混凝土面板堆石壩，由左岸溢洪道、右岸取水兼放空建筑物及供水建筑物組成。最大壩高27.80 m，壩頂寬5.50 m，本工程等別為Ⅴ等，工程規模屬于小（Ⅱ）型。壩址集水面積為4.30 km2，多年平均流量為0.11 m3/s。水庫校核洪水位為1 391.06 m，總庫容為66.40 萬m3，正常蓄水位為1 388 m，相應庫容為46 萬m3，興利庫容為36.70 萬m3，年供水量為115.60 萬m3。

2 施工準備

核桃沖水庫主體工程開工之前，要完成以下準備工作：一是要確保施工場地的征地和拆遷符合規定要求，施工場地內部需要做到“四通一平”。二是在截流前要對施工道路進行清理及加固。核桃沖水庫工程為Ⅴ等小（Ⅱ）型，主要建筑物為5 級，按照《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303-2017）的有關規定可以得知，導流臨時建筑物為5 級建筑物，主體建筑物和泄水建筑物導流擋水設計洪水標準為5 年一遇（P=20%）分期洪水，壩體施工臨時度汛標準為20 年一遇（P=5%）全年洪水。施工單位結合施工洪水資料及施工進度安排，本工程導流時段選取10 月—次年3 月，相應的設計導流流量為5.48 m3/s，大壩施工度汛標準為20 年一遇（P=5%）全年洪水，相應的度汛流量為Q=65.70 m3/s。截流標準按5 年一遇（P=20%）月平均流量設計，設計流量為Q截=0.13 m3/s[1]。

3 截流與度汛設計要點

3.1 導流和度汛標準

核桃沖水庫工程主要建筑物為5 級，根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303-2017）的規定，相應的導流臨時建筑物為5 級建筑物，主體建筑物及泄水建筑物的導流擋水設計洪水標準為5 年一遇（P=20%）分期洪水，壩體施工臨時度汛標準為20 年一遇（P=5%）全年洪水。根據施工洪水資料及施工進度安排，本工程導流時段選取10 月—次年3 月，相應的設計導流流量為5.48 m3/s，大壩施工度汛標準為20 年一遇（P=5%）全年洪水，相應的度汛流量為Q=65.70 m3/s。

3.2 導流建筑物施工

3.2.1 導流涵管

導流涵管采取內徑為1 200 mm 的鋼管，管長為230 m，管壁厚8 mm，涵管進口位于上游圍堰上游側，進口中心高程為1 370.50 m，出口中心高程為1 363.50 m。導流管大部分處于基巖的上部，非穿壩體段鋼管底部鋪設10 cm 的砂墊層，導流管的轉彎位置需要設置鎮墩，上游和下游進出口位置需要設置支墩，穿壩段鋼管使用C25 的混凝土進行外包，外包厚度為50 cm，對整個開挖斷面使用C25 混凝土進行合理回填[2]。

3.2.2 導流圍堰設計

根據地質、水文氣象，包括地形條件、現場建筑物布置、施工工藝、施工進度安排及工程投資等綜合考慮后，最終選定上游圍堰為土石圍堰，因為大壩下游河床坡降較大，因此不設置下游圍堰。結合施工設計規范規定，本工程上游圍堰按5 年一遇（P=20%）枯期洪水標準設計，相應流量分別為5.48 m3/s。上游圍堰布置于壩軸線上游85 m 位置，堰腳距離壩基開挖邊界30 m，通過水力計算可以得知，考慮安全超高，堰頂高程為1 373 m，基礎高程為1 369 m，最大堰高4 m，堰頂寬3 m，堰頂長27.50 m，斷面坡度為迎水面為1∶2.0，背水面為1∶1.5，圍堰堰體防滲方式采取黏土心墻防滲和帷幕灌漿防滲兩種方式。該項目的導流工程工程量見表1。

表1 項目導流工程工程量

3.3 度汛措施

核桃沖水庫工程施工度汛洪水標準為20 年一遇（P=5%）全年洪水，度汛流量為Q=65.70 m3/s。按照工程的施工總進度安排，以及此工程壩體筑壩工藝，截流成功到第二年汛期到來前，大壩施工利用上游圍堰擋水、導流管過流。大壩在第二年汛前填筑到1 390.50 m 高程，汛期利用壩體擋水，導流管聯合溢洪道泄洪。經調洪演算，當洪峰流量為65.70 m3/s 時，導流管的最大下泄流量為19.71 m3/s，上游水位為1 386.75 m，攔洪庫容為39.13 萬m3。根據本工程實際施工條件，參照本行業機械設備、技術水平及同類工程，可將壩體施工度汛高程定為1 388 m。

根據本工程實際施工條件，參照本行業機械設備、技術水平及同類工程，第二年汛前需將壩體填筑至1 388 m 高程，相應壩體填筑量約4.35 萬m3。當施工條件受到制約性因素時，以確定的度汛高程采取強制性度汛。結合《混凝土面板堆石壩施工規范》（SL 49-2015）、水工設計和施工工藝，擬先在壩體上游面采用半透水、低彈性模量C5 的混凝土擠壓邊墻作壩體填筑上游側模板，然后填筑各分區填筑料。要求擠壓邊墻斷面頂寬度為100 mm，高度為400 mm，上游迎水面坡度和壩坡保持一致，背水面坡度是8∶1，要求壩體與擠壓邊墻要保持同步上升狀態。

3.4 截流措施

根據相關規范要求和工程施工總進度安排，截流時段選擇在每年的10 月初開展施工，截流標準按照5年一遇（P=20%）月平均流量設計，設計流量Q截=0.13 m3/s。截流施工采取單頭進占立堵法。龍口位置位于主河道左岸，合龍期間，使用自卸汽車運輸毛石料，毛石料到達施工作業現場之后，挖掘機拋投合龍。在圍堰土石填筑施工作業環節，要考慮壩基開挖混合料，黏土心墻料需在規劃土料場直接取用，綜合運距大約為200 m。堰體填筑使用20 t 自卸汽車進行運料，采用12 t 振動碾碾壓，局部邊角可采用人工持夯板進行有效夯實處理。截流施工作業之前，還要加強壩址以上流域的氣象預報，準確地預報出截流期間的具體流量，有無后期洪水發生截流前工程施工要求[3]。截流龍口平面示意圖與剖面示意圖見圖1 與圖2。

圖1 截流龍口平面示意圖

圖2 截流龍口剖面示意圖

截流水位實物指標分析：

1）水位1 372 m 對應的實物指標。根據量算，1 372 m 以下淹沒區占地10.75 畝（水田10.63 畝，水域0.12 畝）。

2）水位1 386.75 m 對應的實物指標。根據量算，1 386.75 m 以下淹沒區占地84.09 畝（其中，水田22.35 畝，旱地23.13 畝，交通設施用地5.32 畝，水域6.85 畝）。

3）水位1 372 m 以上、1 386.75 m 以下的實物指標。根據量算，1 372 m 以上、1 386.75 以下淹沒區占地73.34 畝（其中，水田32.98 畝，旱地23.13 畝，交通設施用地5.32 畝，水域6.73 畝）。本年度防洪度汛的重點部位是：度汛高程以下壩體的填筑及供電系統。

3.5 導流工程

1）在截流施工之前，需要對導流建筑物進行有效地驗收。

2）截流施工前，針對施工場地內部的臨時公路進行有效的修建，并采取科學的加固保護措施。結合此工程項目的具體施工進度安排可以得知，截流流量根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303-2017）規定，采取5 年一遇月或旬平均流量作為截流設計流量。在截流施工之前，施工單位還要按照圍堰施工方案進行施工，并結合項目所在區域的具體情況，制定出完善的截流施工組織設計[4]。圍堰堰體采取壩基開挖混合料，截流施工前，需要加強物料儲存與調運。針對圍堰施工作業所使用的土石方材料與黏土料，包括施工作業需要使用的各項設備，做好相應的規劃，進而更好地滿足截流施工要求。

導流涵管采用內徑為1 200mm 的鋼管，管長230m，管壁厚8 mm，涵管進口位于上游圍堰上游側，進口中心高程為1 370.50 m，出口中心高程為1 363.50 m。經計算，Q=5.69 m3/s，大于設計導流流量5.48 m3/s，滿足設計要求。導流管大部分置于基巖上，非穿壩體段鋼管底部鋪設10 cm 砂墊層，導流管轉彎處設置鎮墩，上下游進出口處設置支墩，穿壩段鋼管采用C25 混凝土外包，外包厚度為50 cm，同時對整個開挖斷面進行C25 混凝土回填。

3.6 移民驗收與庫區清理及消毒

3.6.1 移民驗收

普定縣核桃沖水庫工程征地移民及庫區清理工作于2020 年4 月24 日全部完成，同年4 月27 日，普定縣生態移民局主持召開了普定縣核桃沖水庫工程導（截）流征地移民專項驗收會，驗收通過。

3.6.2 庫區清理及消毒

上、下游河道應開展必要的清理及疏浚處理，保證河道通暢，避免上、下游水位壅高，要做好砂石料場排水設施的清理以保證正常運行。庫區清理完畢后，還要進行徹底消毒處理。

3.7 注意事項

施工單位需要進行自檢，水泥采用貴州六礦瑞安水泥有限公司生產的“海螺牌”水泥，規格型號P.O 2.5（散）裝普通硅酸鹽，細砂、小石、中砂采用石料場加工場自產砂石骨料。本分部工程水泥?。ㄋ停庸?組；砂、小石、中砂共計9 組；焊傷檢測及澆筑混凝土共取樣5 組。導流工程（配合比）報告匯總表見表2 與表3。

表3 導流工程（水泥）中間產品取樣試驗匯總表

因為核桃沖水庫工程施工進展已經可以滿足截流要求，為了加快工程建設進度，降低度汛安全風險與技術風險發生概率，驗收完畢后要盡快開展截流作業，還要加快料場的開采，為后續壩體填筑施工做好相應準備工作。由于工程項目具有集雨面積點多面廣的特點，為了提升安全防洪度汛施工水平，各個參建方需要適當加強施工組織與調度，保證大壩的填筑施工質量符合規定要求。在具體施工期間，施工單位還要特別注意以下幾個問題：

1）截流施工開始之前，需要對變電站、供電線路、供風系統、供水線路、通訊設施及線路、交通系統、消防系統等進行詳細檢查，確保各項設備與線路能夠正常運行。在截流前，還要對水庫施工場地內部的排水系統進行徹底清理，確保排水更加順暢。針對水庫周邊容易發生滑坡的位置，需要采取有效的加固措施。

2）針對水庫順向坡位置的排水系統要進行有效清理與疏通，檢查備用電源和備用設備的完整性，確保其在汛期可以正常發揮作用。在截流施工開始之前，要及時清理水庫中的危石和堆渣等雜物，對水庫大壩邊坡進行全方面檢查，按照設計要求對危險邊坡進行有效支護和加固處理[5]。

4 結 語

本文重點對普定縣核桃沖水庫工程導流施工中的截流與度汛措施進行了論證分析，其技術措施的應用表明，該措施不但可以明顯提高普定縣核桃沖水庫工程的整體建設質量，還能夠大幅減少對資源的浪費，希望可以為同類型水庫的導流工程建設及相關施工技術人員提供一定幫助與借鑒。