梁河水庫工程施工導截流技術應用

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摘要：梁河水庫工程采用均質(zhì)土壩施工，永久建筑物布置有泄洪洞并兼作施工導流洞，由于導流洞進口底板調(diào)和較高（2160.00m），溝道底高程2151～2153.5m，相對高差較大（6.5～9.0m），且導流洞進口距大壩上游坡腳線距離很近，單獨布設擋水圍堰對壩體施工干擾大，采用河道斷流圍堰擋水，壩外泄洪洞泄流（兼導流）的導流方式；圍堰與壩體、導流洞與永久泄洪洞相結合，可有效降低臨建投資，且對壩體建筑無影響，施工期內(nèi)遇突發(fā)洪水時，應變能力較強，施工風險較小。

關鍵詞：水庫；導截流技術；莊浪縣

1工程概況

莊浪縣梁河水庫工程位于通化鎮(zhèn)梁河村東北1km處，地處北緯35°23′30″、東經(jīng)106°13′，壩址距縣城約30km，距通化鎮(zhèn)13km。設計總庫容為165.4萬m3。依據(jù)《防洪標準》（GB50201-94）及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2000），本工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模?。?）型；主要建筑物按4級設計，次要及臨時建筑物按5級設計。大壩為均質(zhì)土壩、泄洪建筑物等主要建筑物按30年一遇（P=3.33%）洪水設計，300年一遇（P=0.33%）洪水校核，相應洪峰流量分別為：設計60.1m3/s，校核146m3/s。消能防沖建筑物洪水標準按20年一遇（P=5%）洪水設計，相應的洪峰流量為48.2m3/s。

1.1氣象

擬建的梁河水庫工程位于北洛河一級支流梁河上，梁河發(fā)源于通化梁河村關山正峽溝和雄溝，梁河上游二條支溝呈樹枝狀向關山內(nèi)延伸，河流水主要為涵養(yǎng)林補給水，流域面積14.7km2。項目區(qū)地處大陸腹地，遠離海洋，屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候區(qū)。全年大部分時間受高空西風環(huán)流影響，冬季盛行西北風，夏季盛行東南風。據(jù)莊浪縣氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫為8.2℃，極端最高氣溫為34.9℃，極端最低氣溫為-23.5℃，多年平均降水量為494.3mm，多年平均蒸發(fā)量為1298.9mm，蒸發(fā)量為降水量的2.6倍，年平均風速1.7m/s，最大積雪深度15cm，最大凍土深度84cm[1]。

1.2徑流

由于該流域內(nèi)無實測水文資料，從甘肅省水文站《甘肅省地表水資源》多年平均徑流深等值線圖中查的壩址處控制流域徑流深為150～250mm，流域中心處徑流深175mm。計算出壩址處多年平均流量0.082m3/s。

1.3洪水

北洛河一級支流梁河的洪水，均由暴雨形成，暴雨大多發(fā)生在6—9月，故年最大洪峰流量也多發(fā)生在此時段，由于北洛河梁河流域暴雨空間上分布不均勻，造成洪水陡漲陡落，具有峰形尖瘦、峰高量小的特點。涇河水系汭河支流石堡子河華亭站位于華亭市東華鄉(xiāng)峽石口上，控制流域面積276km2，也屬六盤山土石山林區(qū)，流域上游也發(fā)源于六盤山，與設計流域洪水特征類似。梁河水庫壩址處沒有實測洪水資料，只有鄰縣石堡子河華亭站。華亭站收集到1976—2013年月最大流量實測資料，按梁河水庫與華亭站集水面積比指數(shù)關系推算壩址處的分期洪水。

2導截流施工工藝

2.1施工導流

梁河為常流水河流，施工時需進行導流。本工程根據(jù)工期安排和工程布置，擬采用施工圍堰結合梁河水庫泄洪洞導流的方式過流。根據(jù)規(guī)范確定導流設計洪水標準為5年一遇，相應洪峰流量為2.65m3/s；壩體施工期臨時度汛標準為20年一遇設計，相應最大洪峰流量48.2m3/s；壩體攔洪標準20年一遇設計，最大洪峰流量48.2m3/s。

2.1.1初期導流導流洞具備過流條件后，工程施工進入初期導流階段，本階段導流標準為5年一遇。2020年4月份最大洪水（相應洪水流量0.74m3/s），采用攔斷河道低圍堰擋水，堰前蓄水由水泵（3臺300BX-24型單級離心泵，其中1臺備用，流量1450m3/h，揚程24m，配帶功率110kW）抽水至導流洞過流。導流時段2019年11月至2020年4月。

2.1.2汛前導流標準初期導流結束后，根據(jù)壩體填筑進度，上游擋水圍堰（結合壩體）高程已超過初期低圍堰，進入上游擋水圍堰（結合壩體）擋水階段。由于上游圍堰采用與壩體相結合的布置型式。因此，上游圍堰級別相應提高至4級，但洪水標準仍為5年一遇。2020年6月份最大洪水[2]，相應洪峰流量2.65m3/s。

2.1.3壩體臨時攔洪度汛標準導流時段為2020年7—11月底，此時段壩體填筑已超過上游圍堰頂高程（結合壩體），利用壩體臨時攔洪度汛，設計洪水標準為20年一遇全年洪水Q5%＝48.2m3/s。

2.2導流規(guī)劃及導流程序

2.2.1導流洞施工時段施工時段為2019年2—9月，設計洪水標準為5年一遇，全年洪水Q20%＝16.8m3/s。期間擬完成導流泄洪洞的開挖、襯砌及金結制安等全部工作，由于泄洪（兼導流）洞位于右岸岸坡之上，導流洞進口高程高出天然溝道水位7.0m以上，原河床過流，無需施工導流。

2.2.2初期導流時段導流時段為2019年11月—2020年4月，設計洪水標準為5年一遇，2020年4月最大洪水Q20%＝0.74m3/s[3]。此時段泄洪（兼導流）洞已經(jīng)具備通水條件，2019年10月進行河道截流，至11月底完成上游戧堤、下游橫向圍堰堰體填筑、基礎處理等全部工作；之后在圍堰圍護下進行河床部位土石方開挖、砼蓋重、帷幕灌漿及上游圍堰（結合壩體）的施工，在2020年4月底前上游圍堰（結合壩體）壩段填筑至2162.7m，并完成壩面防護工作。

2.2.3壩體施工期導流初期導流結束后，根據(jù)壩體填筑進度，上游圍堰（結合壩體）高程已超過初期上游戧堤高程，進入上游圍堰（結合壩體）擋水階段。導流標準為5年一遇。2020年6月最大洪水，相應洪峰流量2.65m3/s。導流時段為2020年5—6月底，期間主要完成壩體填筑、砼澆筑等工作。壩體需在汛期來臨之前全斷面填筑至臨時攔洪度汛高程2168.9m，并完成壩面防護工作。

2.2.4壩體臨時攔洪度汛根據(jù)導流規(guī)劃，壩體填筑在2020年6月底超過上游圍堰頂高程，進入壩體臨時度汛時段，設計洪水標準采用20年一遇洪水，相應洪水流量Q5%＝48.2m3/s。洪水由泄洪（兼導流）洞下泄，經(jīng)調(diào)洪計算，壩體臨時攔洪度汛高程為2168.9m。2020年7—11月利用壩體臨時攔洪度汛，完成剩余壩體填筑、混凝土澆筑、碎石土回填、壩肩帷幕灌漿等工程的施工。

3應急措施

3.1技術措施

3.1.1圍堰及導流洞的防洪應急措施2020年6—9月為河流主汛期，大壩已進入壩體填筑階段，大壩上下游將采取全斷面圍堰，泄洪洞開始導流，按照設計壩體施工期臨時度汛標準為20年一遇設計，相應最大洪峰流量56.3m3/s。若遇較大洪水且小于20年一遇時，搶險隊應積極對圍堰進行觀察和加固處理，以保證大壩施工安全。若洪水標準大于20年一遇時，圍堰及導流洞若能滿足防洪要求時，搶險隊應積極對圍堰進行加固和加高，并及時觀察導流過流情況；當導流及圍堰不能滿足防洪要求時，搶險隊及時上報梁河水庫工程臨時度汛領導小組辦公室，由領導小組組織專家核實，上報縣防汛辦協(xié)調(diào)聯(lián)系各方，采取其他措施搶護救援，降低損失[3]。

3.1.2泄洪洞的防洪應急措施泄洪洞正在進行二次襯砌，泄洪洞進出口底板高程分別為1883m、1872m，泄洪洞出口位于溝道出口，高程低于路面，遇到較大洪水可能發(fā)生倒灌，搶險隊應及時觀察雨情，根據(jù)實際情況，及時采取防護措施，保證泄洪施工及導流正常，若發(fā)生倒灌，搶險隊及時上報梁河水庫工程臨時度汛領導小組辦公室，由領導小組組織專家核實，上報縣防汛辦協(xié)調(diào)聯(lián)系各方，采取其他措施搶護救援，降低損失。

3.1.3過流涵管的汛期管護措施雖然過水路面布設了過流涵管，但是汛期若遇較大洪水，搶險隊應及時觀察，并組織人員清理涵管內(nèi)雜物，保證泄洪正常。

3.1.4庫區(qū)發(fā)生泥石流、滑坡時的應急措施工程區(qū)內(nèi)左岸山體松散，溝道縱橫，山體多為泥質(zhì)砂巖，遇到較大洪水一旦發(fā)生泥石流、滑坡等自然災害時，各搶險隊應及時上報梁河水庫工程臨時度汛領導小組辦公室，并集結待命，做好搶險準備工作，服從領導小組統(tǒng)一調(diào)配，趕赴現(xiàn)場搶護，把災害降到最低。

3.2組織措施

梁河水庫工程臨時度汛領導小組辦公室每天配備1名工作人員負責值班、決策。各搶險隊對上游溝道、水情隨時檢查巡邏，嚴格實行領導帶班值班制度，各司其職，各負其責，雨天或雨后實行24h監(jiān)控預報制，對發(fā)生的任何異常情況準確上報領導小組辦公室，以便統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一調(diào)度，做到有備無患，把災害降低到最小程度。

4結語

考慮到莊浪縣水庫工程建設各方面相對復雜，難度較大，因此必須因地制宜將導截流技術進行全面掌握，且需要不斷對該技術進行創(chuàng)新和完善，才能在實際修建水庫過程中有效提高施工效率和導截流工程效益，確保水庫工程建設順利完工。該工程建成后，供水范圍覆蓋梁河北調(diào)農(nóng)村人飲工程全部，即可解決莊浪縣北洛河以西的楊河、趙墩、南湖、通化4鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）農(nóng)村生活用水困難問題，涉及人口4.28萬人，大小牲畜1.43萬頭（只）。

參考文獻

[1]凡炳文.甘肅省莊浪縣水資源評價報告[R].蘭州:甘肅省水文水資源局,2011.

[2]SL250-2000,水文情報預報規(guī)范[S].

[3]SL62-2014,水工建筑物水泥灌漿施工技術規(guī)范[S].

作者：郭榮 單位：甘肅省莊浪縣水務局