旺盛江水庫除險加固工程施工導流方案優化設計

劉惠娟

（廣西水利電力職業技術學院，南寧 530023）

1 工程概況

旺盛江水庫是一座以灌溉為主，結合防洪、發電、供水等綜合利用的大（2）型水利工程，控制集雨面積133 km2，總庫容13 396 萬m3。水庫樞紐主要建筑物為2級，根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL 303-2017）規定，相應的施工導流臨時建筑物為4級建筑物，洪水標準為10年一遇。

旺盛江水庫是合浦水庫的組成部份，與小江水庫聯合運行起輸水走廊作用，具有庫區狹長（長約44 km），樞紐建筑物分散的特點。正常運行時小江水庫放水，流經引堤子庫、蘇眾子庫、羅馬田子庫、旺盛江主庫、六湖子庫、大田窩水庫、渠首樞紐后，流入湖海運河，向下游灌區供水和向北海市城區、合浦縣城及鐵山港工業區供水，該輸水走廊的樞紐建筑物如圖1所示，主要路徑如圖2所示。

圖1 樞紐建筑物示意圖

圖2 輸水走廊路徑示意圖

2 原施工導流方案

2.1 主要內容

結合工程特點與施工進度安排，原施工導流方案的施工期考慮以枯水期為主，按3 個枯水期對導流順序進行劃分，并采用分期分區圍堰、放水涵管（隧洞）的導流方式，時間安排與主要施工內容如表1所示，導流設計流量按10年一遇確定。

表1 原施工導流方案的時間安排與主要施工內容

2.2 下游供水方式

施工期間旺盛江水庫通過主庫、子庫的各座放水涵管（隧洞）及渠首放水閘向下游進行供水。結合實際調研結果可知，第一個枯水施工期（第一年11月至第二年3月）對下游供水影響最大。為滿足農業灌溉、城鎮生活和工業生產等3 個方面的用水需求，要求渠首樞紐閘前水位不低于43.65 m，如出現水量不足時可通過曲樟圍堰左岸新建的放水閘從主庫向六湖子庫補給，施工期間來水量及需水量對比如表2 所示。由表2 可知，原施工導流方案能夠滿足下游區域在施工期的用水需求。

表2 旺盛江水庫施工期來水量及需水量成果萬表m3

3 優化的必要性

旺盛江水庫除險加固工程設計完成后至開工前，形勢發生了較大變化，主要存在3 個方面原因：一是由于旺盛江水庫除險加固工程規模較大且施工環境條件較差，該工程從設計階段（2012—2016年）到具備全面開工條件階段（2020年）的時間間隔較長，且實際開工時間已到2021 年，水庫下游用水量隨著社會經濟發展已產生了較大增長，水庫下游供水任務有了更高的新要求；二是由于原設計方案對各子庫的水量估不準，對長輸水線路、沿程水頭損失、滲漏及蒸發損失和有效供水量等估計不足的問題；三是從2020 年年初～2023 年年初，為了做好防疫工作同時保持項目進度正常推進，需根據實際情況不斷調整施工計劃，無法較好地保證工期?；谝陨显?，原施工導流方案已無法滿足工程實際需求，因此有必要對旺盛江水庫除險加固工程原施工導流方案進行合理優化。

4 施工導流方案的優化

4.1 啟用下游水庫存水備用

為了滿足施工期間下游的用水需求，可在施工前的枯水期利用小江水庫往下游放水，將位于北海市平陽鎮的牛尾嶺水庫蓄滿，隨后可在施工期間優先啟用牛尾嶺水庫的有效庫容向北海市供水。

4.2 施工導流順序調整

由于受各因素影響，原施工導流方案已不具備實施條件，施工須從汛期開始，為了保證施工工期，需對原施工導流方案的順序和內容進行調整。

（1）汛期期間（2020 年4 月～2020 年10 月）。2020 年4 月初進行第一、第二、第四溢洪道和渠首樞紐的圍堰填筑，至年底完成施工。溢洪道、渠首樞紐施工導流標準由原設計的枯水期（11月～次年3月）10 年一遇洪水標準，調整為采用旺盛江水庫2017—2019 年近3 年的平均最高水位46.30 m 進行設防。2020 年10 月中旬前，通過小江水庫向下游放水，提前將牛尾嶺水庫蓄滿，并將引堤子庫、蘇眾子庫、羅馬田子庫、旺盛江主庫、六湖子庫、大田窩子庫水位均調蓄至45.87 m。2020年10月下旬填筑曲樟連通渠出口處圍堰、羅馬田連通渠出口處圍堰，采用曲樟連通渠圍堰、羅馬田連通渠圍堰將旺盛江水庫分成3 個獨立的子庫。通過第四溢洪道、放水涵管等放水建筑物，將引堤子庫、蘇眾子庫、羅馬田子庫水位降至設計施工水位。

（2）第一個枯水期間（2020 年11 月～2021 年4月）。在第一個枯水期全面開展引堤子庫、蘇眾子庫、羅馬田子庫、六湖子庫需破壩的放水設施和涉水部分的工程項目以及各連通渠等工程項目。小江水庫停止往下游放水后，牛皮壩、羅馬田連通渠進出口設置圍堰，強行抽水，確保建筑物在干地上施工，并且要求在下游需要小江水庫補水的情況下完成施工任務。利用渠首樞紐放水，將六湖子庫水位調節在45.87～43.65 m間運行，同時填筑各個連通渠的縱向圍堰。考慮到下游有牛尾嶺水庫暫時供水，各連通渠均在進出口設置土石圍堰，然后強行抽水，抽干后同時填筑臨時的縱向圍堰，分邊施工。待下游需要旺盛江主庫補水時，可將各連通渠的進出口圍堰分邊拆除，采用分邊導流的方式，確保各連通渠能連續施工。

（3）第二個枯水期間（2021 年11 月～2022 年4月）。為確保下游的供水任務，不考慮將旺盛江主庫水位降至40.85 m 再進行主庫部分的施工內容。2021 年10 月25 日前，利用小江水庫給盛江水庫補水，將旺盛江水庫水位抬升至45.87 m，并將下游的牛尾嶺水庫蓄滿，水位抬升至27.40 m，有效庫容900萬m3。2021年10月下旬填筑曲樟連通渠進、出口處土石圍堰，然后強行抽水，抽干后同時填筑臨時的縱向圍堰，分邊施工。待下游需要旺盛江主庫補水時，可將曲樟連通渠分邊導流，確保曲樟連通渠能連續施工。

5 結語

旺盛江水庫作為重要的輸水走廊，其除險加固工程采用的施工導流方案將直接影響工程各建筑物的施工導流水位，特別是作為供水咽喉控制點的各個連通渠水位，對整個項目的工期及投資均有重大影響。由于客觀條件影響，原施工導流方案已不滿足實際工程需求，故從啟用下游水庫存水和調整施工導流順序兩方面對原施工導流方案進行了優化。實踐表明：進行充分的水量平衡考慮，采用進出口圍堰和分邊導流的方式可滿足旺盛江水庫除險加固工程實際需求，保證工程順利進行。