玉屏县尖坡水库工程枢纽区导流优化方案简介

宋明乐

摘要：玉屏县尖坡水库工程枢纽区设计导流方案为左岸导流，采用分两期导流，在保证满足设计过流量的前提下，为了形成施工场地和加快整体进度，又因河床狭窄，基坑工作面不大，采用全段围堰法一次钢涵管导流优化方案。通过对初设导流方案进行优化，在满足设计汛期过流量条件的前提下，既形成施工场地又加快了整体施工进度，取得了良好的效果。

关键词：水库；导流工程；优化；方案

1、工程概况

尖坡水库位于玉屏县大龙镇祥查村高桥河洪家湾溪流中上游，距玉屏县城约15km，距贵阳市316km，工程的主要任务是农业灌溉。

水库壩址以上流域面积2.66k㎡，总库容66.5万m3，工程等别为小（2）型Ⅴ等，工程枢纽包括挡水坝、坝顶溢洪道、坝身取水口、放空兼冲沙底孔、灌溉管道等。挡水坝为C15埋块石砼三圆心单曲拱坝，最大坝高为36.5m（含1m垫层），正常蓄水位466.00m，设计灌溉面积3150亩，其中水田1030亩（含土变田270亩），旱地2120亩，灌溉保证率P=80%时灌溉年用水量85.5万m3。

本工程挡水坝为C15埋石混凝土拱坝，其枢纽建筑物包括挡水坝、岸边溢洪道、取水建筑、放空建筑物等。大坝为C15常态埋块石混凝土三心圆拱坝。坝顶高程为468.50m，河床段建基面高程432.00m，起拱高程433.00m，最大坝高36.5m，最大底宽10m，坝顶宽度上游坝面铅直，下游坝坡1：0.169，坝基坐落在弱风化中下部。

坝顶溢洪道溢流净宽12m。堰顶高程466.00m，溢流表孔堰型为WES实用堰，方程为Y=0.438X1.85，下游消能采用挑流消能。

放空兼冲沙底孔紧靠溢流表孔布置，位于大坝右岸。底孔采用独立塔式井筒型结构设计，进口底坎高程445.50m，底孔孔身断面宽×高为1.5×1.5m的方形圆角孔，圆角半径为0.2m，孔身壁厚度为0.5m，底孔全长为17.73m，其中进口闸门槽段长6.2m，坝内孔身段长10.226m（含挑流段长度）。

大坝坝址河段长约260m，下游为一深切陡崖，受地形条件限制，坝址选择具唯一性。坝址河谷断面为一不对称“V”字型河谷，正常高水位以下，左岸自然地形坡度35°～49°。右岸自然地形坡度下陡上缓，高程480m以下，自然地形坡度31°～57°；高程480～438m，为一平缓台地，自然地形坡度10°左右。正常蓄水位466.00m时，河谷宽72.6m，宽高比2.59。

坡水库左岸有邻谷（溪冲）发育，其库首对应的邻谷沟底高程为446m左右，与库首沟底高程近于一致，沟内有地表名流，两冲沟之间山体最薄位置约270m；在右岸有胡冲、尖坡村寨所在的冲沟发育，其沟底水力坡降较大，现状为梯田，沟底高程远高于对应库区沟底高程，两冲沟之间山体厚约280m。

2、初步设计导流方案

设计导流方案为左岸导流，在两个枯水期内完成大坝主体，采用分两期导流，一期为上游旧坝挡水，左岸明渠导流，下游新建土石围堰。二期利用坝体放空兼冲沙底孔导流，上游利用原有挡水坝加高3m作为上游围堰，下游新建浆砌石围堰的施工导流方式。

度汛标准、度汛时段及流量表

3、优化导流方案的必要性及可行性

为了形成施工场地和加快整体进度，又因河床狭窄，基坑工作面不大，我方拟采用全段围堰法一次导流。导流方案仍然为左岸导流，在一个个枯水期内完成大坝主体，下年汛期之前大坝浇筑到451.5m度汛高程，汛期采用大坝挡水、放空洞过流的度汛方式。

优化的必要性：

①尖坡水库施工场地狭窄，采用分期导流使得施工场地更加狭窄，因为导流明渠、纵向围堰都要占用本来就狭窄的大部分施工场地，坝体无法进行顺利施工。采用埋设涵管导流方式可以大大加宽施工场地，使得大坝下游形成一个大平台，便于机械作业和堆放施工物料。

②由于各种原因尖坡水库总体进度严重滞后，采取分期分段导流方式工期较长，而采用全断面围堰一次导流能明显加快施工整体进度。

优化的可行性：

①涵管导流是一种利用涵管进行导流的施工方法，适用于导流量较小的河流或只用来担负枯水期的的导流。

②尖坡水库河床段开挖时在本年汛后开始，此时本年度汛期结束。

4、优化导流方案

由于该河流流域面积不大，属于季节性河流，流量很小，故导流拟采用涵管导流，将坝轴线上游旧浆砌石坝加高作为上游挡水围堰，围堰顶宽1.0m，底宽2.0m，高3.0m。

坝基开挖开口线范围为一根钢管，直径均为DN1200mm，钢管长30m，钢管在坝体部分不再拆除，进行封堵灌浆处理，为保证过流面积并较少坝体内永久保留管道数量，待放空洞具备过水条件后进行拆除，放空洞顶高程为447.5m。

设计枯水期过流量为4.8m3/s，经计算钢涵管满足上游来水洪峰流量4.8m3/s，考虑上游围堰加高3m的库容调节作用，能满足设计过流量要求。

钢管采用焊接连接，由于钢涵管在坝基坑范围内18m是架空的，两端砌筑浆砌石镇墩，上游侧紧挨围堰浆砌石砌筑2m*1m*1m的浆砌石镇墩，下游侧砌筑两个2m*1m*1m的浆砌石镇墩。架空部分钢管用直径20cm的三根钢管形成三脚架作为支撑固定点，支撑点设置在坝体下游侧的埋石混凝土范围，将来浇筑在坝体内不再拆除。钢涵管在坝体内部分上下游分别设置两道止水环，钢管进出口顶部设置灌浆孔便于后期封堵。

5、导流涵管封堵方案

封堵时间：右岸放空洞具备过水条件。

封堵步骤如下：涵管进口砂袋封堵→上游围堰挡水→坝体外钢管保留50cm其余拆除→上下游多出50cm钢管顶部事先设置2个直径20cm的下料口→钢管两端用钢板封死→通过2个下料口往坝体内钢管灌注C15混凝土→灌注水泥浆→切除多余50cm钢管和混凝土→丙乳砂浆将涵管断面抹平封闭→拆除上游浆砌石围堰。

钢管超出坝体50cm保留外，其余钢管拆除，然后在多出的50cm钢管顶部事先焊接出两个直径20cm钢管作为混凝土下料口，钢管两端用钢板焊接封闭，然后通过2个下料口向钢管内浇筑C15混凝土，混凝土灌满后再将下料口作为灌浆孔，向钢管内灌注水泥浆，使得涵管内混凝土到达密实。然后将多出的50cm钢管及混凝土切除，再用丙乳砂浆将涵管上下游断面抹平，最后拆除上游浆砌石围堰。

6、优化效果

通过对初设导流方案进行优化，在满足设计汛期过流量条件的前提下，既形成施工场地又加快了整体施工进度，取得了良好的效果。

参考文献：

[1]《水利水电工程施工导流设计规范》SL 623-2013.

[2]《水利水电工程设计洪水计算规范》SL 44-2006.

（作者单位：河北省水利工程局）