五马水库施工应急导流方案研究

张 坡

（山西省禹门口水利工程管理局，山西 曲沃 043400）

1 工程概述

1.1 工程概况

五马水库工程是山西省2009年以来实施的35个新水源工程之一，位于汾河一级支流洪安涧河南支旧县河上，坝址东北距临汾市古县3.3 km，总库容542万m3，是一座以工业供水、发电为主，兼顾农业灌溉、防洪、养殖、旅游等综合利用的小（一）型水库。大坝为浆砌石重力坝，主要包括1—4号左岸和8—11号右岸挡水坝段、5、6号泄洪冲沙底孔坝段、7号发电及供水坝段，其中4—8号坝段位于主河槽。

工程于2008年4月开工，大坝基础揭露，发现坝基存在倾向下游的影响大坝深层抗滑稳定的泥化软弱夹层、左岸山体单薄、且左岸下游和背水侧均临空等安全隐患。2008年底停工，2009年1月开始对该工程进行优化设计，2010年初完成《临汾市五马水库工程初步设计变更方案报告》，将挡水坝段调整为自密实混凝土重力坝；4—6号坝段挖除坝基覆盖较破碎又埋深较浅的T1l-14软弱夹层，建基面较原设计下伸约4.0～7.0 m，利用T1l-14和T1l-12两层间厚重岩体和下游厚重山体作为大坝抗滑稳定抗体，以增强大坝抗滑稳定性；5号、6号泄洪冲沙底孔坝段出口挑流消能方式调整为底流消能。方案变更后施工难度较原来加大。

1.2 施工概况

五马水库工程于2008年底停工，停工时7号与8号部分坝段已按原设计方案开挖至设计建基面高程634 m，并完成2 m厚混凝土垫层浇筑至高程636 m，该坝段上游侧的钢筋混凝土防渗面板已浇筑至638 m高程，高度2 m；8号坝段的下游钢筋混凝土面板也已浇筑成形。7号坝段左边缘设导流槽，断面2.5 m×1.8 m（底×高），侧墙厚0.5 m，和坝体浇筑为一体，为C 20钢筋混凝土结构。

2009年12月～2010年2月，进行了4—6号坝段的基坑开挖，该部分为左侧河床坝段，坝段上游侧已修筑上游围堰，围堰高程和现有的导流槽墙的高程平齐（堰顶高程为638 m）。该段基坑基本已开挖至设计高程627～630 m，基坑深约6～9 m。基坑开挖时导流采用原导流槽进行，导流槽断面不能满足设计非汛期35 m3/s的泄流要求，导流问题已严重影响左岸河床基坑的安全。

2010年3月，五马水库工程拟复工。

2 施工导流

2.1 施工导流标准

枢纽工程属Ⅳ等，主要建筑物为4级，次要建筑物级别为5级。施工导流洪水标准为5 a一遇，非汛期洪峰流量为35 m3/s，汛期洪峰流量为290.28 m3/s。

2.2 原施工导游方案

原施工导流方案采用分期导流，分为三期。

一期导流标准为汛期5a一遇，导流流量290.28m3/s。一期修筑上下游浆砌石围堰及纵向围堰，围护导流底孔右侧坝段（7、8号坝段），河水由已开挖的导流明渠和左岸束窄河床下泄，对右侧围护坝段进行施工。

二期导流标准为非汛期5a一遇，导流流量为35m3/s，导流方式利用已修建的导流槽泄流，浆砌石围堰围护导流槽左侧坝段，该坝段在第三个年度汛前施工至泄洪冲沙底孔顶板高程以上。

三期坝体拦洪，泄洪冲沙底孔泄流，大坝全断面开始砌筑直到坝顶。工程快竣工时在非汛期封堵导流槽。

2.3 7号、8号坝段施工期及大坝停工期导流

7号、8号坝段垫层浇筑时以及后期大坝停工期导流采用原设计导流方式，即原主槽导流，修筑纵、横向围堰围护7、8号坝段施工（原方案一期导流）。

3 应急导流方案

鉴于施工现状及工期要求，工程已无法按照原导流方案进行施工，且原设计无导流洞，如不采取措施，主汛期来洪必然淹没已开挖的4—6号坝段基坑，不但清理基坑需巨额费用，以前的工作也会功亏一篑。

应急导流方案拟采用从已浇筑垫层的7号坝段垫层面过水，同时加紧4—6号坝段垫层浇筑及其它项目施工，非汛期确保不淹基坑，主汛期来临时可适度淹没基坑。

3.1 非汛期

非汛期5 a一遇洪水的洪峰流量为35 m3/s，利用现有的上游围堰及纵向混凝土导流槽挡水（局部需加高），右岸7号坝段636 m高程垫层面泄流，对左岸基坑内垫层、灌浆、地面以下坝体浇筑进行施工。

该导流方案：上游围堰及导流槽顶墙底高程均为638 m，围堰高2 m，围堰B点—A点段顶高程以1%推算，部分需加高。现有7号坝段上游侧的2 m高钢筋混凝土防渗面板需做拆除处理，拆除长度（垂直水流方向）不小于6 m，使其与混凝土垫层顶面齐平。同时拓宽上游围堰与右岸山体之间的河道，使其过流断面底宽不小于8 m。另外，对下游被侵占河道进行清理拓宽，保证河水的泄流通畅。

3.2 汛期

汛期5 a一遇洪水的洪峰流量为290 m3/s，施工导流方案：

仍采用7号坝段垫层面过水。由于汛期水量较大，如仍采用非汛期导流方式，围堰需高达10余m，临建工程投资较大。

7号坝段垫层面结合4—6号坝段垫层面过水。左岸基坑在汛期修筑到河床面需要完成的工程量，固结灌浆处理3 342 m，C 15混凝土垫层7 587 m3，C 20混凝土面板772.5 m3，浆砌石砌筑11 927 m3。2010年3月，基坑开挖尚没验收，距汛期来临已不足3个月，结合类似工程和国内先进施工经验推测，这些工作在汛期来临时很难完成；为抢工期，可将河床面以下的浆砌石改用自密实混凝土浇筑。小流量洪水时仍采用7号坝段垫层面过水，由于旧县河河流泥沙较小，遭遇大流量洪水时，允许洪水翻越横向围堰适度淹没基坑。

经对近30系列洪水进行分析，近几年一直为枯水期，2010年度也可能为枯水年。如实际为枯水年，即可利用7号坝段安全度汛；如意外遭遇设计洪水，第二方案也可安全度汛，并明显节约投资，应急方案选用了第二种。

为了保证汛后基坑的顺利施工，最大限度减少基坑过水的损失，便于汛后基坑清理，必须保证汛期来临前完成基坑内混凝土垫层及灌浆的施工，并对基坑基岩裸露部分用C 20混凝土（厚10 cm）进行喷护处理，避免砂岩、泥岩在浸水情况下进一步风化、泥化。

4 结语

2010年实际为枯水年份，汛期未遭遇大的洪水，7号坝段垫层面安全导流度汛。汛后一直沿用7号坝段垫层面导流度汛，直至5号、6号坝段完成底孔施工，来年度汛采用原三期方案，4—6号坝体拦洪，泄洪冲沙底孔泄流，大坝全断面开始砌筑直到坝顶。工程快竣工时在非汛期封堵导流槽。

五马水库4～8主河槽坝段已于2011年完成施工，应急导流方案已经过实际导游验证，方案可行，导流效果显著。现工程正在进行进场公路交通桥等尾期施工，即将对工程进行竣工验收。