梁河水庫(kù)工程施工導(dǎo)截流技術(shù)應(yīng)用
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摘要：梁河水庫(kù)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(dǎo)流洞，由于導(dǎo)流洞進(jìn)口底板調(diào)和較高（2160.00m），溝道底高程2151～2153.5m，相對(duì)高差較大（6.5～9.0m），且導(dǎo)流洞進(jìn)口距大壩上游坡腳線距離很近，單獨(dú)布設(shè)擋水圍堰對(duì)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(dǎo)流）的導(dǎo)流方式；圍堰與壩體、導(dǎo)流洞與永久泄洪洞相結(jié)合，可有效降低臨建投資，且對(duì)壩體建筑無(wú)影響，施工期內(nèi)遇突發(fā)洪水時(shí)，應(yīng)變能力較強(qiáng)，施工風(fēng)險(xiǎn)較小。
關(guān)鍵詞：水庫(kù)；導(dǎo)截流技術(shù)；莊浪縣
1工程概況
莊浪縣梁河水庫(kù)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(shè)計(jì)總庫(kù)容為165.4萬(wàn)m3。依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）及《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000），本工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模?。?）型；主要建筑物按4級(jí)設(shè)計(jì)，次要及臨時(shí)建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)，300年一遇（P=0.33%）洪水校核，相應(yīng)洪峰流量分別為：設(shè)計(jì)60.1m3/s，校核146m3/s。消能防沖建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇（P=5%）洪水設(shè)計(jì)，相應(yīng)的洪峰流量為48.2m3/s。
1.1氣象
擬建的梁河水庫(kù)工程位于北洛河一級(jí)支流梁河上，梁河發(fā)源于通化梁河村關(guān)山正峽溝和雄溝，梁河上游二條支溝呈樹(shù)枝狀向關(guān)山內(nèi)延伸，河流水主要為涵養(yǎng)林補(bǔ)給水，流域面積14.7km2。項(xiàng)目區(qū)地處大陸腹地，遠(yuǎn)離海洋，屬溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。全年大部分時(shí)間受高空西風(fēng)環(huán)流影響，冬季盛行西北風(fēng)，夏季盛行東南風(fēng)。據(jù)莊浪縣氣象資料統(tǒng)計(jì)，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(fēng)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(wú)實(shí)測(cè)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(jì)算出壩址處多年平均流量0.082m3/s。
1.3洪水
北洛河一級(jí)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(shí)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(diǎn)。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(shè)計(jì)流域洪水特征類似。梁河水庫(kù)壩址處沒(méi)有實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)資料，按梁河水庫(kù)與華亭站集水面積比指數(shù)關(guān)系推算壩址處的分期洪水。
2導(dǎo)截流施工工藝
2.1施工導(dǎo)流
梁河為常流水河流，施工時(shí)需進(jìn)行導(dǎo)流。本工程根據(jù)工期安排和工程布置，擬采用施工圍堰結(jié)合梁河水庫(kù)泄洪洞導(dǎo)流的方式過(guò)流。根據(jù)規(guī)范確定導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，相應(yīng)洪峰流量為2.65m3/s；壩體施工期臨時(shí)度汛標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì)，相應(yīng)最大洪峰流量48.2m3/s；壩體攔洪標(biāo)準(zhǔn)20年一遇設(shè)計(jì)，最大洪峰流量48.2m3/s。
2.1.1初期導(dǎo)流導(dǎo)流洞具備過(guò)流條件后，工程施工進(jìn)入初期導(dǎo)流階段，本階段導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。2020年4月份最大洪水（相應(yīng)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(tái)300BX-24型單級(jí)離心泵，其中1臺(tái)備用，流量1450m3/h，揚(yáng)程24m，配帶功率110kW）抽水至導(dǎo)流洞過(guò)流。導(dǎo)流時(shí)段2019年11月至2020年4月。
2.1.2汛前導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)初期導(dǎo)流結(jié)束后，根據(jù)壩體填筑進(jìn)度，上游擋水圍堰（結(jié)合壩體）高程已超過(guò)初期低圍堰，進(jìn)入上游擋水圍堰（結(jié)合壩體）擋水階段。由于上游圍堰采用與壩體相結(jié)合的布置型式。因此，上游圍堰級(jí)別相應(yīng)提高至4級(jí)，但洪水標(biāo)準(zhǔn)仍為5年一遇。2020年6月份最大洪水[2]，相應(yīng)洪峰流量2.65m3/s。
2.1.3壩體臨時(shí)攔洪度汛標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流時(shí)段為2020年7—11月底，此時(shí)段壩體填筑已超過(guò)上游圍堰頂高程（結(jié)合壩體），利用壩體臨時(shí)攔洪度汛，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇全年洪水Q5%＝48.2m3/s。
2.2導(dǎo)流規(guī)劃及導(dǎo)流程序
2.2.1導(dǎo)流洞施工時(shí)段施工時(shí)段為2019年2—9月，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，全年洪水Q20%＝16.8m3/s。期間擬完成導(dǎo)流泄洪洞的開(kāi)挖、襯砌及金結(jié)制安等全部工作，由于泄洪（兼導(dǎo)流）洞位于右岸岸坡之上，導(dǎo)流洞進(jìn)口高程高出天然溝道水位7.0m以上，原河床過(guò)流，無(wú)需施工導(dǎo)流。
2.2.2初期導(dǎo)流時(shí)段導(dǎo)流時(shí)段為2019年11月—2020年4月，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇，2020年4月最大洪水Q20%＝0.74m3/s[3]。此時(shí)段泄洪（兼導(dǎo)流）洞已經(jīng)具備通水條件，2019年10月進(jìn)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(chǔ)處理等全部工作；之后在圍堰圍護(hù)下進(jìn)行河床部位土石方開(kāi)挖、砼蓋重、帷幕灌漿及上游圍堰（結(jié)合壩體）的施工，在2020年4月底前上游圍堰（結(jié)合壩體）壩段填筑至2162.7m，并完成壩面防護(hù)工作。
2.2.3壩體施工期導(dǎo)流初期導(dǎo)流結(jié)束后，根據(jù)壩體填筑進(jìn)度，上游圍堰（結(jié)合壩體）高程已超過(guò)初期上游戧堤高程，進(jìn)入上游圍堰（結(jié)合壩體）擋水階段。導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。2020年6月最大洪水，相應(yīng)洪峰流量2.65m3/s。導(dǎo)流時(shí)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(lái)臨之前全斷面填筑至臨時(shí)攔洪度汛高程2168.9m，并完成壩面防護(hù)工作。
2.2.4壩體臨時(shí)攔洪度汛根據(jù)導(dǎo)流規(guī)劃，壩體填筑在2020年6月底超過(guò)上游圍堰頂高程，進(jìn)入壩體臨時(shí)度汛時(shí)段，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)采用20年一遇洪水，相應(yīng)洪水流量Q5%＝48.2m3/s。洪水由泄洪（兼導(dǎo)流）洞下泄，經(jīng)調(diào)洪計(jì)算，壩體臨時(shí)攔洪度汛高程為2168.9m。2020年7—11月利用壩體臨時(shí)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(yīng)急措施
3.1技術(shù)措施
3.1.1圍堰及導(dǎo)流洞的防洪應(yīng)急措施2020年6—9月為河流主汛期，大壩已進(jìn)入壩體填筑階段，大壩上下游將采取全斷面圍堰，泄洪洞開(kāi)始導(dǎo)流，按照設(shè)計(jì)壩體施工期臨時(shí)度汛標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇設(shè)計(jì)，相應(yīng)最大洪峰流量56.3m3/s。若遇較大洪水且小于20年一遇時(shí)，搶險(xiǎn)隊(duì)?wèi)?yīng)積極對(duì)圍堰進(jìn)行觀察和加固處理，以保證大壩施工安全。若洪水標(biāo)準(zhǔn)大于20年一遇時(shí)，圍堰及導(dǎo)流洞若能滿足防洪要求時(shí)，搶險(xiǎn)隊(duì)?wèi)?yīng)積極對(duì)圍堰進(jìn)行加固和加高，并及時(shí)觀察導(dǎo)流過(guò)流情況；當(dāng)導(dǎo)流及圍堰不能滿足防洪要求時(shí)，搶險(xiǎn)隊(duì)及時(shí)上報(bào)梁河水庫(kù)工程臨時(shí)度汛領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，由領(lǐng)導(dǎo)小組組織專家核實(shí)，上報(bào)縣防汛辦協(xié)調(diào)聯(lián)系各方，采取其他措施搶護(hù)救援，降低損失[3]。
3.1.2泄洪洞的防洪應(yīng)急措施泄洪洞正在進(jìn)行二次襯砌，泄洪洞進(jìn)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(xiǎn)隊(duì)?wèi)?yīng)及時(shí)觀察雨情，根據(jù)實(shí)際情況，及時(shí)采取防護(hù)措施，保證泄洪施工及導(dǎo)流正常，若發(fā)生倒灌，搶險(xiǎn)隊(duì)及時(shí)上報(bào)梁河水庫(kù)工程臨時(shí)度汛領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，由領(lǐng)導(dǎo)小組組織專家核實(shí)，上報(bào)縣防汛辦協(xié)調(diào)聯(lián)系各方，采取其他措施搶護(hù)救援，降低損失。
3.1.3過(guò)流涵管的汛期管護(hù)措施雖然過(guò)水路面布設(shè)了過(guò)流涵管，但是汛期若遇較大洪水，搶險(xiǎn)隊(duì)?wèi)?yīng)及時(shí)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(kù)區(qū)發(fā)生泥石流、滑坡時(shí)的應(yīng)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(zāi)害時(shí)，各搶險(xiǎn)隊(duì)?wèi)?yīng)及時(shí)上報(bào)梁河水庫(kù)工程臨時(shí)度汛領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，并集結(jié)待命，做好搶險(xiǎn)準(zhǔn)備工作，服從領(lǐng)導(dǎo)小組統(tǒng)一調(diào)配，趕赴現(xiàn)場(chǎng)搶護(hù)，把災(zāi)害降到最低。
3.2組織措施
梁河水庫(kù)工程臨時(shí)度汛領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室每天配備1名工作人員負(fù)責(zé)值班、決策。各搶險(xiǎn)隊(duì)對(duì)上游溝道、水情隨時(shí)檢查巡邏，嚴(yán)格實(shí)行領(lǐng)導(dǎo)帶班值班制度，各司其職，各負(fù)其責(zé)，雨天或雨后實(shí)行24h監(jiān)控預(yù)報(bào)制，對(duì)發(fā)生的任何異常情況準(zhǔn)確上報(bào)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，以便統(tǒng)一指揮，統(tǒng)一調(diào)度，做到有備無(wú)患，把災(zāi)害降低到最小程度。
4結(jié)語(yǔ)
考慮到莊浪縣水庫(kù)工程建設(shè)各方面相對(duì)復(fù)雜，難度較大，因此必須因地制宜將導(dǎo)截流技術(shù)進(jìn)行全面掌握，且需要不斷對(duì)該技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，才能在實(shí)際修建水庫(kù)過(guò)程中有效提高施工效率和導(dǎo)截流工程效益，確保水庫(kù)工程建設(shè)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(wèn)題，涉及人口4.28萬(wàn)人，大小牲畜1.43萬(wàn)頭（只）。
參考文獻(xiàn)
[1]凡炳文.甘肅省莊浪縣水資源評(píng)價(jià)報(bào)告[R].蘭州:甘肅省水文水資源局,2011.
[2]SL250-2000,水文情報(bào)預(yù)報(bào)規(guī)范[S].
[3]SL62-2014,水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].
作者：郭榮 單位：甘肅省莊浪縣水務(wù)局