大藤峽二期截流拋填左岸堤頭必要性分析

周 鑫，程 振，張新榮

（中水東北勘測設計研究有限責任公司，吉林長春130021）

1 概況

大藤峽水利樞紐是以防洪、航運、發(fā)電、水資源配置為主，結合灌溉等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程。工程分二期導流，一期導流先圍左岸，由束窄后的右岸河床過流；二期導流圍右岸，由一期建成的20孔泄流低孔、1孔泄流高孔過流。二期截流于2019年9月底開始預進占，10月下旬截流，截流方式采用從右岸一側單戧堤進占，立堵截流方式。截流時段由一期建設完成的左岸20個低孔泄水閘與龍口聯(lián)合泄流。在截流前，應完成一期上下游圍堰拆除工作，圍堰拆除料作為二期圍堰填筑備料暫存。若直接繞過縱向混凝土圍堰，將拆除料拋填至主河槽而形成堤頭，則避免了拆除料的二次倒運。

下文對大藤峽水利樞紐工程二期截流拋填左岸堤頭進行束窄河床計算，分析拋填堤頭對主河槽水流狀態(tài)及二期截流的影響，從技術可行性及方案經濟性兩方面出發(fā)，探討二期截流拋填左岸堤頭方案的必要性。

2 拋填堤頭設計方案

2.1 堤頭布置

根據(jù)二期深水圍堰截流關鍵技術研究成果，結合模型試驗成果，截流戧堤分為預進占區(qū)、龍口區(qū)。預進占區(qū)位于黔江主河槽處，龍口區(qū)位于縱向圍堰左岸灘地。設計堤頭長度為20m，頂高程為29.87m，頂寬20m，上游迎水側邊坡1.0∶1.5，下游背水側邊坡1.0∶2.0。設置堤頭后，龍口向主河槽內偏移20m，部分段進入主河槽陡坡區(qū)，拋石填筑量增加。

2.2 束窄河床計算

堤頭需度過2019年大汛期，按束窄河床大汛期10年、大汛期5年標準分別計算堤頭處斷面平均流速，計算公式：

其中：

式中：Z——上下游水位差，m；φ——流速系數(shù)，取0.95；vc——束窄斷面平均流速，m/s；v0——天然河床斷面平均流速，m/s；g——重力加速度，取9.8m/s2；Q——流量，m3/s；ωc——束窄河床斷面面積，m2；ω0——天然河床斷面面積，m2。

水力計算成果見表1。大汛期10年束窄斷面平均流速為6.48m/s，大汛期5年束窄斷面平均流速為6.00m/s。

表1 水力學指標表

2.3 堤頭防護措施

堤頭填筑時段至截流時段共計10個月，需考慮堤頭表面抗沖措施。由于工程現(xiàn)場大塊石料較少，采用鋼筋石籠將現(xiàn)場易于獲得的天然中小石料裝在一起構成整體，增大了單個塊體的重量，并具有透水性特點，其抗沖能力明顯高于現(xiàn)場一般石料，抗沖流速可達到8～10m/s。

鋼筋石籠抗沖粒徑采用伊茲巴斯公式計算：

式中：vmax——龍口平均流速，m/s；k——綜合穩(wěn)定系數(shù)，裹頭抗沖穩(wěn)定（大塊石及鋼筋籠取1.02）；ρm——拋投體密度，t/m3；ρ——水密度，t/m3；W——立堵截流拋投體質量，t；d——拋投體粒徑，折算成圓球體直徑，m。

計算拋投粒徑2.06m。鋼筋石籠規(guī)格選用2m×2m×2m，整體容重采用2.0t/m3。龍口段增加鋼筋石籠工程量3453m3，增加堆石填筑1.5萬m3。

3 結論

2018年12月至2019年2月是二期截流前最后一個枯水期。在此枯水期修建堤頭在一定程度上能夠改善橫向水流流態(tài)，但由于龍口向主河槽偏移，導致順河道方向流速增加，對降低截流難度效果甚微，這與截流模型試驗結論基本一致。修建堤頭還會造成龍口位置偏向主河槽，增加了裹頭防護工程量，增加了龍口區(qū)截流塊石拋投量，增加了投資。因此，不推薦拋填左岸堤頭方案。