重庆市永川区金鼎寺水库大坝施工导流

2017-10-19杨超

水能经济 2017年10期

关键词：导流

杨超

【摘要】重力坝施工导流可以利用坝体自身过流的特点，枯水期利用现有河道+坝体底孔导流，汛期利用坝体预留缺口度汛。

【关键词】重力坝；导流；度汛

1、工程概况

金鼎寺水库坝址距永川城区17km，总库容1080万m3，正常库容982万m3，挡水建筑物为混凝土重力坝，坝顶轴线长212.9m，最大坝高31.2m，最大坝底宽34.8m。

2、施工导流

2.1导流标准

（1）洪水标准

本工程为Ⅲ等中型工程，主要建筑物级别为3级。依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的有关规定，确定导流建筑物级别为5级，相应土石类导流建筑物设计洪水重现期标准为5～10年一遇。鉴于本工程规模较小，取规范低值，选用5年一遇洪水作为导流设计洪水标准。一、二期导流时段均为11月～次年3月，导流流量均为5.2 m3/s。

（2）坝体施工期临时度汛洪水标准

依据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）的有关规定，坝体施工期临时度汛洪水标准为10～20年一遇洪水，鉴于本工程规模较小，取规范低值，选用10年一遇洪水作为施工期度汛洪水标准，相应度汛流量为236.00 m3/s。

2.2导流方式及水力计算

（1）导流方式

坝址处洪枯流量变化大，5年一遇洪水期流量为枯水期流量的35.5倍，经过对左、右岸地形与地质条件、工程量及永久建筑物利用等进行综合比较，拟定枯水期采用底孔导流，汛期采用坝体预留缺口导流度汛方式。

（2）导流程序

枯水期利用现有河道导流，进行左、右岸非溢流坝段施工并浇筑至度汛高程292.60m以上；第二年4～10月，浇筑左右岸非溢流坝段度汛高程292.60m以上坝体；第二年11月～第三年3月枯水期利用右岸导流底孔导流，浇筑溢流坝块至坝体高程290.00m，并作为预留导流缺口；第三年4月～10月，利用预留导流缺口度汛，浇筑非溢流坝段至坝顶高程306.50m；第三年11月～第四年1月，浇筑导流缺口部分，第四年1月进行导流底孔封堵蓄水。

（3）水力计算成果

1）导流底孔计算

二期导流利用右岸导流底孔，导流流量为5.2 m3/s。导流底孔泄流能力按宽顶堰公式计算：

Q=εσsmB

其中：σs—淹没系数；

B—堰宽度（m），取2m；

m—流量系数；

ε—侧收缩系数；

Ho—堰上水头（m）。

根据计算可知：设计导流底孔高程288.50m，底孔宽2.0m，当流量为5.2 m3/s时，计算堰上水深1.9m。本设计安全超高取0.3m，设计边墙高2.2m。导流底孔为圆拱直墙式，净空尺寸2.0×2.2m（宽×高），矢高0.6m，导流底孔可以满足导流要求。

2）度汛水位计算

根据拟定的导流方式，第一个汛期利用原有河道导流，过流能力按明渠均匀流计算；第二个汛期采用缺口度汛，泄流能力按宽顶堰计算：

Q= mB

其中：

B—堰宽度（m），取32.0m；

m—流量系数；

ε—侧收缩系数；

Ho—堰上水头（m）。

第二年4月～10月，进行非溢流坝段度汛水位以上施工，利用现有河床导流，坝址处泄流净宽32m，底部高程288.50m；第三年4月～10月，进行非溢流坝段度汛水位以上施工，预留导流缺口高程290.00m，堰宽32.0m，底部高程290.00m。

一期度汛水位利用导流明渠，根据水位流量关系曲线，当流量为236m3/s时，对应水位292.13m，安全超高取0.3m，计算风浪爬高0.17m，故一期坝体度汛高程292.60m。

二期度汛水位调洪计算，以水量平衡方程和泄流方程联解为依据，水库库容曲线，泄流曲线和入库洪水过程线成果资料，按任意时段长水库水量平衡进行水库洪水调节计算，二期度汛水位293.56m，安全超高取0.3m，计算风浪爬高0.17m，故二期坝体度汛高程294.03m。

2.3导流建筑物设计

（1）一期导流建筑物

一期导流流量为5.2m3/s，计算断面河床宽8m，高程288.50m，河床坡率为1.5‰，天然河道糙取0.035，按曼寧公式进行计算，水深为0.36m，安全超高取0.5m，计算风浪爬高0.17m，计算所需围堰顶部高程为289.52m；上下游填筑土石围堰，围堰长15m，顶宽2m，高2.52m，顶部高程289.52m，上游边坡比1：2，下游边坡比1：1.5。

（2）二期导流建筑物

导流底孔尺寸设计2.0×2.2m（宽×高），底孔高程288.50m，当导流流量5.2m3/s时，堰上水深1.9m，安全超高取0.5m，计算风浪爬高0.36m，计算所需围堰顶高程291.21m。上游土石围堰，长65m，顶高程291.21m，顶宽2m，高2.71m，上游边坡比1：2，下游边坡比1：1.5。

2.4导流建筑物施工

导流工程由上下游围堰、坝体导流底孔及导流渠道组成。围堰采用黏土料填筑，初期排水时段为围堰闭气后的2d内。

2.5截流

本工程一期不进行截流，利用现有河道导流；二期围堰需要进行截流，先开挖坝上下游导流明渠，再采用从右向左进占进行截流。

截流时间选择在第二年10月底，截流标准选用5年一遇10月平均流量0.27 m3/s。截流方式为单戗立堵截流，从右岸向左岸进行围堰填筑，逐步向原河床进占推进，戗堤填筑到设计高度。

2.6封堵蓄水

根据施工总进度安排，第四年1月初大坝枢纽具备过水条件，采用C20混凝土封堵导流底孔，底孔顶部进行回填灌浆，其它接缝部位进行接缝灌浆。

3、结论

本工程采用分期导流：枯水期利用明渠+底孔导流；汛期采用坝体预留缺口度汛方式。通过此工程经验可以推广至其它类型混凝土等坝型。

参考文献：

[1] SL303—2004《水利水电工程施工组织设计规范》[S].北京：中国水利水电出版社，2004.

[2] SL 252—2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》[S].北京：中国水利水电出版社，2001.