東方紅水利工程水庫首部樞紐施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)與施工

雷 誦

（重慶市水利電力建筑勘察設(shè)計(jì)研究院 重慶 401120）

1 工程概況

東方紅水利工程水庫壩址位于重慶市石柱縣悅崍鎮(zhèn)蜜紅村長江一級支流龍河二級支流龍洞溪中游，是一座以農(nóng)業(yè)灌溉和城鎮(zhèn)供水為主，兼有發(fā)電等綜合效益的Ⅲ等中型工程。工程主要由一座水庫、一座渠道跌水電站及一條干渠和三條支渠組成。水庫攔河壩壩高57.60m，正常蓄水位973.00m，總庫容1062萬m3，設(shè)計(jì)灌面3.02萬畝，電站裝機(jī)0.8MW，干支渠總長57.16km。本工程屬Ⅲ等中型工程，其水庫大壩、取水口等永久性主要建筑物按3級建筑物設(shè)計(jì)，水庫擋水建筑物按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核；消能防沖建筑物為4級，采用30年一遇洪水設(shè)計(jì)；渠系工程及電站為5級，渠系工程采用10年一遇洪水設(shè)計(jì)，電站工程采用20年一遇洪水設(shè)計(jì)，50年一遇洪水校核。臨時(shí)建筑物按5級建筑物設(shè)計(jì)。

東方紅水利工程位于石柱縣悅崍鎮(zhèn)蜜紅村，長江一級支流龍河二級支流龍洞溪中游，主要由攔河壩、取水口、渠系及電站及上壩公路等組成。

2 首部樞紐施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

2.1 主要施工特性

攔河壩為埋石混凝土實(shí)體重力壩。壩軸線呈直線布置，壩頂軸線長147.00m，最大壩高57.60m。大壩從左到右共分9個(gè)壩段。溢流壩下游設(shè)護(hù)坦，護(hù)坦長20.00m，寬27.00m，厚2.00m，頂面高程922.00m。溢流面、護(hù)坦及導(dǎo)墻采用C20W6混凝土，上游面和壩基采用C20W6混凝土，壩體內(nèi)部采用C15埋石混凝土。

進(jìn)水口為圓筒式取水塔。進(jìn)水口分四層取水，底層取水管兼作水庫放空管。取水口前設(shè)進(jìn)水口導(dǎo)流明渠。取水口包括下部結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)、閘閥室及消能設(shè)施組成。生態(tài)放空管由流量控制閥控制，接入大壩下游護(hù)坦。下部結(jié)構(gòu)包括取水口流道、檢修閘閥，取水口流道為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，孔口凈寬1.6m，底板高程為950.60m。塔頂部高程為977.60m。塔頂部設(shè)置圓形管理房。取水口的操作及檢修平臺的高程為977.60m。操作平臺上設(shè)檢修閘門啟閉機(jī)排架和控制值班室。啟閉機(jī)安裝高程為981.60m，設(shè)固定式啟閉機(jī)一臺。底層取水鋼管中心線為951.60m，四層取水鋼管以垂直岔管連接后橫穿壩體,垂直岔管管徑為0.8m。在下游設(shè)閘閥室，閘閥室底板高程950.60m，閘閥室下游為末端鎮(zhèn)墩，鎮(zhèn)墩下游側(cè)為消力池，池底高程為948.80m，池頂高程為952.30m，底板及邊墻均采用C20鋼筋砼澆筑。

2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

東方紅水利工程等別為三等，其主要永久性水工建筑物按3級設(shè)計(jì)，次要永久性水工建筑物為4級。

根據(jù)導(dǎo)流建筑物所保護(hù)的水工建筑物級別（3級）、類型（混凝土）、導(dǎo)流建筑物使用年限、圍堰工程規(guī)模，遵照《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303—2004）的有關(guān)規(guī)定，確定導(dǎo)流建筑物級別為5級，相應(yīng)土石類導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)為10年～5年一遇。首部樞紐導(dǎo)流時(shí)段為枯期10月到翌年4月。根據(jù)水文資料，10月到翌年4月10年一遇與5年一遇流量相差13.8m3/s，10年一遇與5年一遇全年洪水流量相差40m3/s，選用兩者作為導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)投資規(guī)模及導(dǎo)流難度差別較大。因此，根據(jù)施工進(jìn)度要求，推薦枯期選用5年一遇枯期10月到翌年4月洪水作為導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)流量為45.8m3/s，汛期采用10年一遇全年洪水作為導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)流量為180m3/s。

2.3 度汛標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)施工總進(jìn)度安排，汛期由重力壩預(yù)留缺口和導(dǎo)流隧洞聯(lián)合泄流。本工程為埋石混凝土重力壩，按《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，壩體施工臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)攔洪庫容小于0.1億m3時(shí)，混凝土壩洪水重現(xiàn)期為20年～10年，本工程度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇，相應(yīng)的洪峰流量為221m3/s。

2.4 導(dǎo)流方式

上壩線河段順直，河谷剖面形態(tài)呈不對稱的“V”型，正常蓄水位973.0m時(shí)河谷寬111.5m，寬高比為2.5∶1。河床寬約10m，標(biāo)高928.0m～929.0m。

左壩肩為切向坡，地形坡度35°～59°，岸坡平順度較差。高程932.5m左右為寬約5m的公路平臺。

右壩肩為切向坡，地形坡度43°～53°，岸坡較平順。坡腳有厚1m～3m的沖崩積層卵礫石土夾塊石，其余基巖直接出露于地表。巖層傾向下游，傾角26°；無斷層，層面裂隙與三組陡傾角裂隙較發(fā)育。

壩址區(qū)河道不具備布置導(dǎo)流明渠的條件，根據(jù)首部攔河大壩水工建筑物布置及左右岸地形地質(zhì)條件，左右岸都有布置隧洞導(dǎo)流的條件。若布置左岸隧洞導(dǎo)流，則勢必影響左岸交通，因此推薦采取右岸隧洞導(dǎo)流方式。

2.5 導(dǎo)流方案

第一年5月到9月施工導(dǎo)流隧洞及高程936m以上壩肩開挖，第一年10月初河道截流，至10月底完成上下游圍堰填筑。第一年10月中旬開始基坑開挖及高程936m以下壩肩開挖，至第一年11月底完成基坑開挖，期間圍堰擋水，河道來水由導(dǎo)流洞泄流。第一年12月初開始施工澆筑大壩基礎(chǔ)混凝土，至第二年4月底澆筑至高程943.500m以上，并在溢流壩段936m高程預(yù)留寬8m缺口。期間圍堰擋水，河道來水由導(dǎo)流洞泄流。

第二年5月到9月繼續(xù)施工高程943.500m以上混凝土澆筑，期間河道來水由導(dǎo)流洞及預(yù)留缺口聯(lián)合泄流。第二年10月至第三年2月繼續(xù)施工未完壩體澆筑，完成取水口施工，完成溢流壩段施工。第三年3月完成導(dǎo)流洞封堵，大壩開始蓄水，至此，導(dǎo)流任務(wù)完成。

2.6 導(dǎo)流建筑物的型式與布置

2.6.1 導(dǎo)流隧洞

導(dǎo)流隧洞布置在河道右岸，按有壓隧洞設(shè)計(jì)，過水?dāng)嗝鏋橹眽A拱型，隧洞進(jìn)口高程根據(jù)進(jìn)口河道地形并便于施工確定為932.00m，出口高程定為920.00m，隧洞全長318.130m；隧洞直墻高度為1.75m，拱高為1.25m，相應(yīng)中心角約180°，隧洞凈斷面尺寸為2.5m×3.0m（寬×高）。

樁號0+000.00～0+020.000段采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m，并設(shè)回填灌漿孔、固結(jié)灌漿孔進(jìn)行灌漿；洞內(nèi)Ⅲ類圍巖邊頂拱均采用掛網(wǎng)噴混凝土+錨桿支護(hù)（Ⅲ類系統(tǒng)錨桿，噴混凝土厚10cm），采用全斷面混凝土襯砌減糙，襯砌厚度0.3m；洞內(nèi)Ⅳ類圍巖邊頂拱均采用掛網(wǎng)噴混凝土+錨桿支護(hù)（Ⅳ類系統(tǒng)錨桿，噴混凝土厚10cm），Ⅳ類圍巖全斷面采用鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度0.4m，并設(shè)回填灌漿孔、固結(jié)灌漿孔進(jìn)行灌漿。

2.6.2 上游圍堰

上游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，擋水時(shí)段為10月到次年4月，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量45.8m3/s，對應(yīng)上游水位約為937.30m，由此確定上游圍堰堰頂高程為937.80m。

圍堰堰體采用壩體邊坡開挖土石料填筑，圍堰迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，堰頂寬5.0m，最大堰高約6.8m，圍堰堰體及堰基采用防滲土料加反濾料防滲，大塊石護(hù)坡。圍堰上游坡腳距導(dǎo)流渠進(jìn)口距離19m。

2.6.3 下游圍堰

下游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，擋水時(shí)段為10月到次年4月，相應(yīng)設(shè)計(jì)流量45.8m3/s，對應(yīng)下游水位約為923.86m，由此確定下游圍堰堰頂高程為924.50m。

圍堰堰體采用壩體邊坡開挖土石料填筑，圍堰迎水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，堰頂寬5.0m，最大堰高約2.5m，圍堰堰體及堰基采用防滲土料加反濾料防滲，大塊石護(hù)坡。圍堰堰腳距導(dǎo)流渠進(jìn)口距離95m。

首部樞紐導(dǎo)流建筑物工程量詳見表1。

表1 導(dǎo)流建筑物工程量表

3 結(jié)語

東方紅水利工程水庫首部樞紐施工導(dǎo)流采用一次攔斷河流，枯水期圍堰擋水、導(dǎo)流隧洞泄流，汛期已建壩體擋水度汛、導(dǎo)流隧洞和沖砂底孔聯(lián)合泄流的導(dǎo)流方式。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，導(dǎo)流隧洞運(yùn)行安全，洞身結(jié)構(gòu)完全滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！?/p>

[1]葉俊美.武都引水工程首部樞紐施工導(dǎo)流的設(shè)計(jì)與施工[J].四川水力發(fā)電.1997（4）.

[2]鄒鵬.選擇施工導(dǎo)流方法的探討[J].廣西水利水電.2006（3）

[3]盧軍民，馬治國，吳朝月，薛寶臣.吉沙水電站首部樞紐施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)[J].水力發(fā)電.2012（3）.