盂溪水库工程施工导流设计与实践

胡凯

（上海勘测设计研究院有限公司，上海200434）

1 工程概况

盂溪水库位于浙江省仙居县永安溪支流盂溪中游，坝址距仙居县城约5 km。工程主要任务为防洪和供水，主要建筑物包括混凝土面板堆石坝、正常溢洪道、供水兼放空隧洞等。

盂溪水库总库容2 119万m3，混凝土面板堆石坝最大坝高66.3 m，属III等工程，混凝土面板堆石坝、正常溢洪道、供水发电兼放空隧洞等永久建筑物等级为3级，导流隧洞、围堰等临时建筑物等级为5级。

2 导流方式与导流标准

2.1 导流方式

根据坝址区的地形条件，盂溪河道较窄，不适合分期导流，也无开挖导流明渠的条件，该工程施工导流采用围堰一次拦断河床、隧洞导流的方式。考虑到坝址天然河道呈弯道，导流隧洞布置于右岸可减少导流隧洞长度并降低投资。

2.2 导流标准

该工程属III等工程，临时建筑物级别为5级，根据（SL303-2017）《水利水电工程施工组织设计规范》有关规定，土石结构围堰洪水标准为10年～5年重现期，当拦洪库容小于0.1亿m3时，土石坝坝体临时度汛洪水标准为50年～20年重现期。

考虑到该工程为山区河流，洪、枯流量差别大，洪水历时短，因此围堰挡水时段取为非汛期进入梅汛、台汛期后均由坝体临时挡水。

1）初期导流，导流时段采用非汛期（10月16日至4月15日），土石围堰洪水标准为非汛期5年一遇，相应流量为37.02 m3/s。

2）后期导流，梅汛、台汛期采用坝体临时渡汛，洪水标准采用全年20年一遇，相应的流量分别为 160.47 m3/s和 474.96 m3/s。

3 导流程序

该工程导流程序如下：

1）第1年5月中旬～10月下旬完成导流隧洞施工并具备过水能力。

2）第1年10月下旬～第2年4月15日（非汛期）由围堰挡水、导流隧洞过流，上游最高水位为115.27 m。

3）第2年4月16日～7月15日（梅汛期）由坝体临时挡水、导流隧洞过流，上游最高水位为121.70 m。

4）第2年7月16日～10月15日（台汛期）由坝体临时挡水、导流隧洞过流，上游最高水位为136.78 m。

5）第2年10月底完成二期围堰修建，由导流隧洞过流，进行坝体混凝土面板施工；第3年3月初进行导流隧洞封堵。

导流水力学计算成果见表1。

4 导流建筑物设计

4.1 导流隧洞

导流洞上覆岩体较厚，稳定条件较好，隧洞沿线岩体为坚硬块状的熔结凝灰岩，围岩较完整，岩体基本质量为Ⅱ～Ⅲ类。

表1 导流水力学计算成果表

利用河道天然弯道，导流隧洞布置于右岸，进口底板高程111.5 m，出口底板高程109.5 m，底坡4.53‰，全长441.16 m。导流隧洞采用城门洞形，顶拱圆心角为180°，经比选断面尺寸为4.5 m×5.5 m。导流隧洞后半段与原导流洞结合布置，原导流洞始建于上世纪60年代，后因工程停工而废弃。

导流隧洞采用平坡明渠引水进洞，采用干砌石砌筑而成。进出口20 m均采用C20钢筋混凝土衬砌，衬砌厚40 cm，底部浇筑20 cm混凝土找平。洞身采用喷混凝土、随机锚杆支护，喷混凝土厚10 cm，底部浇筑20 cm找平混凝土。出口底板高程109.5 m，出口处河床底高程约102.0 m，出口明渠采用1∶4的坡度降至河底，末端设消力池，底板采用0.1 m厚C10素混凝土垫层和0.2 m厚C20钢筋混凝土。

4.2 围堰

根据当地材料特点，上游围堰采用土石围堰结构，堰身采用粘土心墙防渗。非汛期围堰挡水高程为115.27 m，设计堰顶高程为115.80 m，最大堰高5.40 m，顶宽6.0 m，围堰内外坡坡比1∶1.5。堰身采用粘土心墙防渗，心墙顶宽1.0 m，两侧坡比1∶0.2，并设置30 cm厚反滤层；基础部位将砂砾石覆盖层挖除至基岩后回填粘土，开挖边坡1:1，截渗墙底宽6 m，粘土与砂砾石之间设0.5 m厚的反滤层。二期围堰按一期围堰断面结构在原位置进行修复。

由于河道天然底坡较陡，根据水力学计算成果，非汛期导流隧洞出口处河床水位低于坝趾下游处基坑高程，无需设置下游围堰。

5 导流建筑物的调整及相关建议

1）坝体临时挡水度汛目标建议。工程可研阶段汛期洪水时段按梅汛期和台汛期两个时段划分，符合当地水文特点，且有类似工程经验可借鉴，能满足工程安全度汛要求。初设阶段延续可研阶段汛期时段划分标准，保持设计的延续性，并通过专家审查。但汛期洪水时段按照梅汛期和台汛期划分的方式与（SL303-2017）《水利水电工程施工组织设计规范》对汛期时段划分有一定差异。规范中对汛期洪水时段划分仅有一个时段，不存在分时段度汛。施工图阶段为确保该工程施工期度汛安全，对水文资料进行了复核和补充，并将汛期时段由原初设阶段的梅汛期和台汛期两个阶段，统一合并为一个汛期时段，以与规范要求相符，相应洪水流量也作了变化调整，调整后的坝址汛期20年一遇洪水流量为498 m3/s。

2016年汛前（4月15日）大坝将填筑至临时挡水度汛高程，度汛标准为汛期20年一遇，根据调整后的汛期洪水流量成果，相应的洪水流量为498 m3/s。经水力学计算，当汛期流量为498 m3/s时，相应的坝前水位为136.98 m，考虑安全超高，坝体挡水高度需达到137.5 m以上。

针对坝体需达到的挡水高度137.5 m，结合坝体填筑施工强度分析，初拟三种坝体度汛断面型式供承包商参考（图略），相应的填筑方量及强度见表2。

表2 不同坝体度汛断面型式填筑强度表

2）导流隧洞出口支护型式调整。初设阶段导流隧洞出口的地质情况：围岩为微风化岩体，岩体张开节理裂隙较发育，地下水活动一般，围岩稳定性一般，综合评定为Ⅲ类，建议衬砌支护。因此，设计考虑导流隧洞出口20 m设置40 cm厚钢筋混凝土衬砌。

实际施工开挖揭露的地质情况：岩体新鲜，次块～块状结构，综合评定为Ⅱ类，建议随机锚喷支护。因此，根据实际地质情况，在保证施工安全及导流隧洞运行安全的前提下，设计考虑导流隧洞出口取消钢筋混凝土衬砌，采用喷混凝土和随机锚杆支护。

3）导流隧洞进口位置调整。导流隧洞进口开挖揭露1.5 m宽断层带，为避开该断层带，保证进洞开挖施工安全和导流隧洞运行安全，进口轴线向上游平移约6.5 m。

4）导流隧洞运行。导流隧洞建成后已运行3年，经历了2016年、2017年和2018年三次汛期洪水，安全运行至今，事实证明盂溪水库工程导流方案合理、导流建筑物的设计及施工均满足要求。

6 结语

盂溪水库工程所在河道狭窄、洪水急涨急落，在建设过程当中，施工导流方案的合理性将直接关系到施工安全、施工进度以及工程投资等多个方面，实践证明本工程采用围堰一次拦断河床、导流隧洞过流的导流方案以及导流建筑物的设计、施工是合理的。大坝及导流隧洞实际施工过程当中，根据施工条件的变化、地质情况的揭露，在确保工程安全的前提下对施工措施和结构设计进行相应合理的调整，是确保工程顺利实施的关键。该工程施工导流设计可为类似工程提供借鉴和参考。