明渠导流施工方案研究

□张士新 □刘春芳 □郝学刚

(1 河南省豫北水利勘测设计院；2 河南省安阳县水务局）

0 前言

在水利工程施工过程中，施工导流是不可缺少一步，比如水闸工程、河道治理工程、水库枢纽工程等。施工导流方式较多，并且各个工程各有差异，施工导流成为了影响工程各项目标实现的因素之一，也是施工前期施工单位致力解决的问题之一。文章根据洹河于曹闸工程现场实际地形情况和图纸，横向全断面围堰，充分利用开挖明渠土料，造价低，施工简便。确定本工程的施工导流方案为：洹河左岸明渠导流，导流沟长度为300m。通过工程实践，采取的上述导流方式是比较成功的，保证了工程各项目标的实现，具有较强的借鉴意义。

1 导流标准

洹河于曹闸工程为II 等2 级建筑物，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），施工临时工程等级为4级，土石结构设计洪水标准为10-20a 一遇。施工导流设计洪水标准确定为10a 一遇。经计算，主体工程施工期（11—5月）设计流量为23.74m3/s 设计。

2 导流方式

根据工程部位及施工要求，主体工程全部安排在非汛期施工。根据工程位置所处河床的宽度及地形地貌条件，导流方式“全断面截流围堰挡水、明渠泄水”。在工程上游各设一道围堰，与两岸连接，全断面截流挡水，并根据地形条件，在河道左岸开挖一条导流明渠泄水。

洹河常年水流不断，河道与河岸高程差约9m 河床狭窄，洪水具陡长陡落的特点。工程为河道建筑物工程，适合整体浇筑施工，结合工期安排，于曹节制闸施工，采取全断面截流一次性导流。在一个枯水期内把主体工程完工，保障工程度汛安全。

3 导流建筑物设计

3.1 导流泄水建筑物设计

导流泄水建筑物型式为导流明渠，根据现状地形，闸址处两岸地形均平坦开阔，适宜布置导流明渠。左岸地层分布有第（2）单元砂层，高程在60.55～67.0m 之间，存在渗漏及边坡稳定问题，但是施工临时征地及施工交通较方便。经业主综合分析选定，导流明渠布置在洹河左岸外侧空地上。导流明渠设计要素见表1。

表1 导流明渠设计要素见表

导流明渠水力学计算

式中：Q-设计流量（m3/s），Q=23.74m3/s；A-过水断面面积（m2）；R-水力半径（m）；I-渠道比降；C-谢才系数，采用公式：粗糙系数，采用0.03。

导流明渠位置位于洹河左岸：上游进水口位于34+606.5处，下游出水口位于34+842 处，布置导流明渠长300m，断面型式为梯形断面，底宽3～4m 高处设平台1m 宽，导流明渠底至4m 高边坡为1:1.50，4m 高以上边坡为1:1，设计水深2.70m。导流渠进口渠底高程为62.49m，出口高程62.19m，明渠底平均高程62.34m,纵坡1/1000。为防渗及风浪淘刷,平台以下部位边坡及渠底用防渗土工膜铺设，上边用编织袋装土压护。

3.2 导流挡水建筑物设计

上游挡水建筑物型式为土石围堰，布置在距上游护砌30m处；下游利用于曹橡胶坝挡水。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），不过水土石围堰堰顶高程不低于设计洪水的静水位与波浪高度及堰顶安全加高值之和，经计算，堰高≥3.40m。设计围堰横断面为梯形，采用土方修筑，高4m，顶宽5m，外边坡坡度为1:2，迎水面边坡为1:1，围堰迎水面铺设防渗土工膜，土工膜锚固堰顶1m。围堰迎水面采用两层编织袋装土全断面防护。上游围堰长度为75m，堰顶高程为65.89m。围堰位置：右岸位于34+595 处；左岸位于34+630 处。

3.3 建筑物施工导流方式及原则

采用明渠导流，明渠导流沟计划在河道左侧。横向围堰轴线与纵向围堰轴线的交角控制在90～120°之间，边坡稳定系数K≥1.05。上游明渠转弯半径为80m，下游明渠转弯半径为80m。

4 导流工程施工

4.1 基础清淤

施工前先探明围堰基淤泥情况，如淤泥较厚，填筑前用抛石挤淤法清淤。若仅有少量淤泥，则采用填土挤淤法施工。

4.2 围堰填筑

围堰填筑土料采用黄粘土或亚粘土，水下填筑用进占法施工，其水面0.80m 以上部分分层夯实达到干容重1.60t/m3以上。可利用导流沟开挖的土料，用10～20t 自卸汽车运至填筑现场，推土机推至指定填筑点并整平压实，填筑前先布置、规划好做好临时道路尽量创造双向进占条件，为龙口顺利合拢闭气提供保证。

4.3 龙口施工

根据计算的土料进料强度，合龙时配备多辆自卸汽车集中供料，保证合龙时有充足的土源，确保龙口施工顺利完成。

4.4 铺设土工膜

两块土工膜之间采用胶接，施工时重叠宽度>100cm。胶接间无皱折、气孔等现象。整个接缝强度不小于原材料强度。土工膜垂直于堤轴线横向铺设。铺设前，在堰顶将土工膜、布缝成幅宽10m 长度满足设计要求的大块布，然后卷在钢筋上。现场铺放时在堰上部设计位置将土工膜的一侧压住，卷筒由施工人员向下滚铺，滚到底后从底往上编织袋装土袋压护，低于围堰底≥1m，锚固1.50m。土工膜铺设到位后，立即用编织袋装土压护。

4.5 基坑排水

围堰合龙闭气后即组织排水设备试排水，试排期间观察水面下降值与理论计算值否相符，若有明显差异，则考虑围堰是否渗水严重，及时派人找出原因，采取对策。试排结束后正式抽排水，拟投入的排水机械主要排水泵、泥浆泵，具体数量视当时堰内存水量及排水时间而定。排水时应注意水面下降速度不可过快，否则易引起堰体失稳。排水时派人24h 值班，时刻关注围堰的安全情况（控制在0.50～1m/d），发现问题立即向有关人员汇报，及时采取措施。

背水坡整坡：基坑排水结束后，按要求将背水坡整至设计断面。

4.6 围堰维护

为防止潮汐及风浪的冲刷侵蚀，在围堰迎水侧铺设400g/m2土工膜防渗防冲，膜顶标高锚固于堰顶1m，压入土中，土工膜顶、底、中间部位各折叠20cm，围堰施工完毕后，派专人日常维护检查、值班，特别是主汛期，派人24h 值班，备足够数量的防汛抢险材料及设备，发现险情立即组织抢险，防止意外事件的发生。

4.7 围堰拆除

围堰拆除严格按要求挖至设计高程，围堰采用长臂液压反铲挖掘机开挖、自卸汽车运输的方法拆除。堰体水上部分一层一次挖完；水下部分按两层进行，随水位下降逐层挖除。对于部分合格的围堰拆除土方进行重复利用，含水率较大的土方充分晾晒再加以利用。