淺析黃山市月潭水庫工程施工導流優(yōu)化

汪洋大海

一、工程概況

安徽省黃山市月潭水庫工程位于休寧縣境內(nèi)的率水河上，壩址距休寧縣縣城約20km，為大（2）型水庫，壩址控制流域面積908km2，水庫工程以屯溪區(qū)城區(qū)的城市防洪為主，結(jié)合城鎮(zhèn)供水、生態(tài)環(huán)境保護、旅游、發(fā)電、灌溉和養(yǎng)殖等多項綜合利用。水庫興利庫容0.45 億m3，多年平均發(fā)電量為4669萬kW·h，年均供水量為6862 萬m3，設(shè)計灌溉面積為1.46 萬畝。大壩采用混凝土重力壩，壩頂高程為172.5m，最大壩高35.5m，壩頂長度為212m，壩頂寬7.0m，最大壩底寬47.87m。

二、施工導流方案

（一）導流設(shè)計標準

工程屬大（2）型水庫，樞紐工程級別Ⅱ等，大壩為2 級建筑物，導流建筑物為4 級，導流建筑物設(shè)計洪水標準：土石結(jié)構(gòu)為重現(xiàn)期20～10年的洪水，混凝土結(jié)構(gòu)為10～5年的洪水，根據(jù)工程情況，導流建筑物設(shè)計標準選用10年一遇，相應(yīng)11—3月、11—4月等時段壩址處流量為428～863m3/s。

（二）導流方案比選

壩址區(qū)河谷底寬約140m，兩岸岸坡約45°，河谷呈對稱的“U”形河谷，枯水期水深較淺。本次研究首先比選了隧洞導流、明渠+底孔導流兩個方案，考慮壩區(qū)洪水峰高水急、千枚巖施工風險大、施工交通條件限制、隧洞襯砌量大、隧洞導流造價高等因素，明渠+底孔導流方案更適應(yīng)壩區(qū)洪峰特點，可結(jié)合利用“U”型河谷優(yōu)勢，且開挖基本在壩基開挖范圍內(nèi)，投資較省，因此推薦采用明渠+底孔分期導流方案。

針對導流明渠的布置位置不同，本次細化比選了三個子方案，即方案一導流明渠布置在右岸岸坡、方案二導流明渠布置在左岸岸坡、方案三導流明渠布置在3#～4#壩塊及發(fā)電廠房位置，方案投資分別為849 萬元、968 萬元、907 萬元，投資差別不大，各方案優(yōu)缺點情況詳見表1。

表1 導流明渠布置方案情況表

綜上可知，方案3 很好地利用大壩下游消力池左側(cè)擋墻作為縱向圍堰的一部分，可實現(xiàn)永臨結(jié)合，且一、二期工程量相當，施工強度均衡，可避免前緊后松的情況，推薦采用。

（三）導流方式及程序

根據(jù)采用的施工導流方案，施工導流方式如下：大壩分兩期施工，一、二期共用縱向混凝土圍堰，結(jié)合消力池左側(cè)擋墻及7#壩塊布置縱向混凝土圍堰。一期利用布置在左岸3#～4#壩塊位置的導流明渠過流，進行溢流壩段的施工，在右岸上下游布置橫向土石圍堰擋水；二期利用溢流壩段的泄洪底孔作為導流底孔導流，進行8#～12#壩段以及發(fā)電廠房的施工。

導流程序劃分為兩期3 個階段，具體情況如下：（1）一期導流。分前后兩個階段，前階段采用土石圍堰束窄河道，右岸老河床導流，進行發(fā)電廠房基礎(chǔ)及導流明渠的開挖和縱向混凝土圍堰澆筑；后階段利用左岸明渠導流，右岸老河床上下游橫向土石圍堰及縱向混凝土圍堰形成基坑，進行溢流壩段主體結(jié)構(gòu)工程施工，為后期底孔導流做準備。一期前階段導流時段從第1年8—9月上旬，導流流量為380m3/s；一期后階段從第一年9月—第二年3月，進行溢流壩段1#～7#壩塊以及消力池的施工，導流流量為583m3/s。（2）二期導流。利用溢流壩段底孔導流，在導流明渠上下游填筑橫向土石圍堰，與縱向混凝土圍堰形成二期基坑，進行廠房壩段及發(fā)電廠房主體結(jié)構(gòu)工程施工。導流時段為第二年9月—第三年2月，進行7#～12#壩塊以及發(fā)電廠房的施工，導流流量為465m3/s。分期導流平剖面布置示意見圖1、圖2。

圖1 分期導流方案平面布置示意圖

圖2 分期導流方案剖面布置示意圖

（四）導流建筑物設(shè)計

一期前階段土石圍堰軸線長390m，兩側(cè)邊坡1∶2.0，堰頂高程146.5～146m，堰高5.0～5.5m，堰頂寬3.0m；縱向混凝土圍堰分上游段、7＃壩塊段、消力池側(cè)墻段、下游段4 段。

一期后階段上下游橫向土石圍堰堰頂高分別為150m 和148.5m，圍堰軸線長分別為93m 和95m，兩側(cè)邊坡均為1 ∶2.5，堰頂寬5m 和8m。

二期上下游橫向土石圍堰堰頂高分別為151.5m和148m，圍堰軸線長分別為75m 和70m，兩側(cè)邊坡均為1 ∶2.5，堰頂寬上游5m，下游結(jié)合交通為8.0m，考慮上游圍堰最大高度達11m，在高程148m位置留二級平臺，平臺寬2.0m。

導流明渠布置在發(fā)電廠房位置，底寬20m，兩側(cè)邊坡1∶1.5，設(shè)計過流583m3/s，明渠總長405.2m，進口高程142.0m，出口高程141.0m，縱底坡i=0.247%。

（五）截流、度汛與下閘蓄水

1.截流

工程需進行三次截流，第一次截流為一期前階段，主要為縱向混凝土圍堰及消力池左岸混凝土擋墻施工，束窄河床約55%，在第1年8月上旬，按5年重現(xiàn)期的月平均流量45.4m3/s 截滲，戧堤龍口設(shè)于左岸上游岸坡部位，采用立堵方式截流。第二次截流為一期后階段，束窄河床約70%，在第1年10月上旬，按5年重現(xiàn)期的月平均流量13.4m3/s 截滲，戧堤龍口設(shè)于右岸岸坡部位，采用立堵方式截流。第三次截流圍堰位于左岸，采用底孔導流，在第2年的8月下旬，按45.4m3/s 截滲設(shè)計，戧堤龍口設(shè)于后期上游橫向圍堰左岸岸坡部位，采用立堵方式截流。

2.度汛

工程第二年、第三年的6—9月份均存在安全度汛問題，工程選擇20年擋水標準，汛期洪峰流量為2388m3/s。在第二年汛期，除左岸導明渠過流外，壩體導流底孔也參與過流，需在汛前澆筑至160m左右，拆除土石圍堰，對壩體及消力池表面進行保護，汛期考慮壩面及消力池基坑過水。在第三年汛期，汛前發(fā)電引水洞事故門、檢修門、攔污柵均安裝完畢，溢洪道澆筑至溢流面頂165m 高程，汛期來水通過底孔泄流及溢流面溢流，汛前要做好新澆溢流面的保護及消力池的防沖工作。

3.下閘蓄水

導流底孔下閘、水庫開始蓄水的時段選擇在第三年12月底，按月平均流量保證率75%計算，1月底蓄水量為1184 萬m3，庫水位為155.1m；2月底蓄水量為3441 萬m3，庫水位為161.2m；3月15日蓄水量為6218 萬m3，庫水位至正常蓄水位165.0m，即3月底可滿足第一臺水輪機發(fā)電機組試車及投產(chǎn)發(fā)電的需要。

三、結(jié)論

月潭水庫2017年正式開工建設(shè)，目前已基本完工，進入工程收尾階段，在工程施工過程中，按照本方案中提出的明渠和底孔分期施工導流方式，使工程順利實施，并經(jīng)受住了2020年超標準洪水的檢驗，對同類工程具有一定的借鑒意義■