新建亚龙水库工程施工导流方案

张恒1 ,於蕊1 ,姜钧耀1, 250013

1. 山东省水利勘测设计院有限公司，山东，济南 250014

【摘要】：亚龙水库承担着农田灌溉、人工饲草地灌溉、改善生态环境、涵养水源等任务，在新建水库工程中采取安全可靠、经济合理的施工导流措施是非常重要的。本文通过对亚龙水库工程的主要建设内容、工程条件和自然条件等进行分析，在充分考虑保证工程安全、节省工程投资的情况下设计施工导流方案。

【关键词】：施工导流  导流标准  导流明渠

1.工程概况

亚龙水库位于西藏日喀则市谢通门县列巴乡美曲藏布支流上游处，距列巴乡政府8.7km左右，位于谢通门县西北部，与达木夏乡相邻，东南、西南、西北都与昂仁县接壤，北与美巴切勤乡交界。工程建设主要解决当地农田灌溉及农村人畜饮水问题。亚龙水库水库校核洪水位4510.70m，总库容214.60万m3，最大坝高23.50m，年总供水量362万吨，工程等别为Ⅳ等，工程规模属小（1）型。

亚龙水库主要建设内容包括水库枢纽、防汛路、管理设施等工程。水库枢纽包括主坝、放水洞、冲砂洞工程等建筑物。主坝为C15细石混凝土砌毛石重力坝；溢流表孔位于大坝中部，堰面曲线为WES幂曲线，溢流坝下游坝脚设C30钢筋混凝土消力池；溢流坝两侧为非溢流坝段。河床坝段建基面位于弱风化凝灰岩上部，坝底向上游倾斜坡度约为1:20；两岸岸坡坝段建基面位于弱风化凝灰岩上部，局部位于强风化层中部。水库蓄水后，现有左岸交通道路部分被淹没，为保证库区交通及防汛、工程管理需要，在水库左岸新修建防汛路一条，与现有交通路连接，高程4515.0m，顺地势沿4515.0等高线蜿蜒布设，防汛路线全长796.4m。管理区设在坝后4506.50m高程地势较为平坦处，设置值班宿舍及必要的管理用房。进场道路兼做防汛路，与对外交通道路相连接。

2.地形、地貌与工程地质

拟建亚龙水库区域内总体地势西高东低，北高南低，雅鲁藏布江及其支流两侧低洼地带形成高原盆地、谷地平原，其余大部分地带为高山或高寒山地地貌，大多峰顶海拔高于4500m。从地质构造上看，北部多为花岗岩和火山岩地貌，中南部雅鲁藏布江沿线为断裂谷地地貌，南部为断裂褶皱构造山地地貌。

坝址区河谷内揭露第四系全新统冲积堆积的松散堆积物，两岸山体揭露第四系上更新统冲积堆积、坡积洪积堆积物，基岩为新生界古近系始新统（E2n）火山碎屑岩，主要岩性为安山质晶屑岩屑凝灰岩。场区地层岩性从上到下分别为：①层卵石混合土（Q4al）、②层含细粒土中砾（Q3al）、③层碎石土（Q3pld）、凝灰岩（E2n）强风化带、凝灰岩弱风化带、凝灰岩微风化带等。

工程开挖施工范围内，主要为第四系地层、基岩强风化和弱风化层。根据一般土类分级表，①层卵石混合土（Q4al）、②层含细粒土中砾（Q3al）、③层碎石土（Q3pld）平均按Ⅳ类土；根据岩石类别分级表，凝灰岩强风化带按Ⅴ类岩石，凝灰岩中等风化带按Ⅷ类岩石。

3.水文气象

场区多年平均气温6.4℃，极端最高气温28.3℃，极端最低气温-25.6℃。每年2-5月最大平均风速18m/s，最大风速约23m/s，相应风向wsw。年日照时数为2900h，多年平均蒸发量2250.2mm。平均相对湿度43％，最大冻土深度为2m。流域内径流主要由降水、地下水组成，6～9月径流以降水为主。用水文比拟法计算，多年平均降雨量300mm，流域多年平均流量3.04m3/s；考虑到低温、降雨、大风、节假日等对工程施工的影响，全年可施工日历天数约200天。

4.施工导截流

受河水影响的工程项目主要为坝体填筑工程，为保证工程安全施工，需做好施工导流工作。

4.1导流标准

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）的规定，亚龙水库工程规模为小（1）型，工程等别为Ⅳ等，挡水建筑物、泄水建筑物、取水和输水建筑物级别为4级，次要建筑物级别5级。

施工导流建筑物属临时建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2017）的规定，按所保护的对象、失事后果、导流建筑物使用年限和规模等因素，确定临时导流建筑物级别为5级，相应施工导流洪水标准为10～5年重现期洪水，根据水文计算，坝址处10%、20%频率设计洪峰流量分别为36.6m3/s、32.1m3/s，考虑到导流建筑物的工程规模、投资和技术难度用上限值和下限值相差不大，另外考虑到围堰失事后果较严重，故导流建筑物设计洪水标准为重现期10年。

4.2导流方式

根据以上分析，导流标准为10年一遇，导流时段按全年考虑，导流流量即为10%设计洪峰流量36.6m3/s。

若采取底孔导流，需预留较大底孔断面，且位置与设计坝体底部廊道重合，因此本工程不适于底孔导流。拟建坝址河道狭窄，不适于河道内分期导流。坝址右岸山体较高且坡度大，而左岸为相对平坦的高地，两相比较，左岸

相对适宜布置导流建筑物。

根据以上分析，本工程施工导流拟采用分期导流，导流方案为：一期进行主河槽坝段和右岸岸坡坝段施工，在场区上、下游填筑围堰一次性拦断河床，同时在左岸开挖导流明渠（隧洞）进行导流；根据本工程地勘资料，左岸开挖地层为碎石土、基岩强风化带，考虑到开挖导流隧洞施工难度较大，且坝基处隧洞封堵难度较高等因素，确定一期导流通道为开挖导流明渠。一期工程施工完毕后，拆除围堰、回填导流明渠，进行二期左岸岸坡坝段施工，在场区上游填筑围堰（场区下游位于水位以上，不需要填筑围堰），用已建成坝段的放水洞、冲沙洞和溢流坝段进行导流。

防汛路场区位于高地，无需施工导流。

4.3导流时段

本工程位于高原寒冷干旱、半干旱气候区，据当地气象资料分析，场区气温零下值时段为每年的11月下旬到翌年3月中下旬，低于零度以下的时间较长，且昼夜温差较大。根据本工程场区实际条件，为保证砌石和砼等工程施工质量，汛期也安排施工，导流时段按全年考虑。

4.4导截流设计

1、导流明渠设计

为减少导流明渠土石方开挖工程量，明渠进口底高程不宜太低，设计导流明渠进口底高程为4496.00m，比坝址处河道高程4494.00m高2.00m，渠底坡降1:100。根据施工布置，导流明渠长度约180m，出口底高程4494.20m。导流明渠开挖断面下部为强风化岩层，设计边坡系数取1:0.75，上部为含细粒土中砾、碎石土层，设计边坡系数取1:1.5。

根据以上条件，按明渠均匀流进行水力计算，选择梯形明渠经济断面。过水断面为下部强风化岩层，边坡系数1:0.75，开挖休整后糙率取0.033，渠底坡降1:100，导流流量36.6m3/s，经计算比较，选择断面为：底宽3.00m，正常水深2.25m，流速3.47m/s。根据本工程地勘报告，强风化岩地层一般呈碎块状、短柱状，抗冲能力较强，导流明渠不考虑采取防冲措施。

2、围堰设计

（1）堰前水位

一期上游围堰堰前导流明渠底高程4496.00m加正常水深2.25m，为4498.25m。河槽段堰底高程平均为4494.00m，水深4.25m。因此上游围堰堰前水位为4498.25m。

一期下游围堰位置河底高程约4493.00m，根据水力计算，导流流量为36.6m3/s时，河道水深0.67m，因此下游围堰堰前水位为4493.67m。

二期上游围堰堰前水位为溢流坝段顶高4509.40m，堰底高程4506.00~4510.30m。

（2）围堰顶高程

围堰顶高程按下式确定：H＝h＋hw＋δ

式中：H ——围堰堰顶高程，m。

h ——围堰堰前水位，m。

hw ——波浪高度，m，按《碾压式土石坝设计规范》莆田试验站公式计算。

δ——围堰的安全加高，m。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）规定，5级土石围堰安全加高取0.5m。

经计算，围堰顶高程计算详见下表8.3-1。

表8.3-1              围堰顶高程计算表

名称	堰前水位（m）	波浪爬高（m）	安全超高（m）	围堰顶高程（m）
一期上游围堰	4498.25	0.52	0.50	4499.27
一期下游围堰	4493.67	0.35	0.50	4494.52
二期上游围堰	4509.40	0.39	0.50	4510.29

（3）围堰断面设计

一期上游围堰用明渠开挖碎石土填筑，长约42.0m，顶宽6m，兼作施工临时道路；迎水面和背水面坡比均为1:2。为减少堰底渗水，须对一期上游围堰迎水面坡脚河床进行适当清理。根据地勘资料，河床高程约4494.00m，强风化层顶面高程约4492.70m，考虑清除覆盖层和破碎的强风化层，清理深度按2.0m，底宽2.0m，顺迎水面坡度向下向前开挖，河床清理开挖料就近在堰前填筑子堰。河床清理完毕后，在围堰迎水面铺设两布一膜复合土工膜，并延伸至坡脚河床清理平面以增加渗径；复合土工膜上铺设碎石垫层厚0.2m后，再在迎水面抛填乱石厚0.5m防冲。

一期下游围堰用明渠开挖碎石土填筑，长约28.0m，顶宽3.0m，迎水面和背水面坡比均为1:2。迎水面铺设复合土工膜，并向前延2m以增加渗径；复合土工膜上铺设碎石垫层厚0.2m后，再在迎水面抛填乱石厚0.5m防冲。因挡水高度小，不考虑清理河床。

二期上游围堰填筑料取自坝前左岸临时堆土区，长度约78.0m，顶宽3.0m，断面型式与一期下游围堰类似。

4.5导截流工程施工

1、一期导流施工

（1）截流施工

截流时间宜选择汛后上游来水量较小的时段。根据施工进度计划及亚龙水库的水文气象特点，截流时间选在10月初，截流流量采用截流时段平均流量。根据水文计算，坝址处平水年10月份多年平均流量为2.93m3/s。

截流方式选择单向立堵截流方式，龙口设在河道右岸与山体连接处，从左岸向右岸进占。截流材料采用导流明渠开挖料，采用挖掘机取料自卸车运输至截流位置处。

（2）一期导流明渠开挖

导流明渠土石方开挖量大于一期围堰填筑用量，开挖的卵砾石土直接用于填筑围堰，采用

1m3挖掘机取料5t自卸车运输至围堰位置，剩余开挖料运至坝址上游左岸平台临时堆存，平均运距均为500m。

（3）一期围堰施工

一期围堰填筑时，先运导流明渠开挖土方至围堰处抛填，待合龙后开始填筑围堰水上部分，用拖拉机压实。围堰填筑的同时清理迎水面坡脚河床，采用1m3挖掘机清理河床土料，就近在堰前填筑子堰。迎水面坡脚河床清理完毕后进行堰前防渗、防冲施工，人工铺设复合土工膜，5t自卸车运输、抛填碎石和乱石。围堰拆除采用挖掘机取料自卸车运输，直接回填导流明渠。

（4）导流明渠截流和回填

主河槽坝段施工完毕后进行导流明渠截流，时段选择汛后上游来水量较小的时段，采用单戗堤立堵法，戗堤进占自左岸向右岸填筑，龙口布置在明渠右岸与山体连接处。截流用自身开挖堆存料，基坑开挖弃料可作为备用料。

为保证导流明渠与坝体交叉段坝基填筑质量，设计采用C10细石混凝土砌石填筑坝基，与坝体材质相同。其余段导流明渠采用自身开挖堆存料、围堰拆除料回填，采用挖掘机配自卸车施工。回填土料用拖拉机分层压实。

2、二期导流施工

二期围堰填筑料取自坝前左岸临时堆土区，采用挖掘机配自卸车挖运，填筑料用拖拉机压实。围堰拆除采用1m3挖掘机取料5t自卸车运输，运至取土区摊平。

5.结语

本文通过分析亚龙水库工程的主要建设内容、工程条件和自然条件等因素，确定采用分期导流的导流方案，一期采用开挖导流明渠进行导流，二期利用已建成坝段的放水洞、冲沙洞和溢流坝段进行导流。该方案保证了大坝及建筑物工程均能在干地条件下施工，加快了施工进度，保证了施工安全，降低了工程投资，使工程施工达到了经济、合理和安全的目标。

作者简介：张 恒（1989—） 工程师 济南市历山路121号 250014

1