水库工程导流施工设计与安全度汛措施

□赵丽云

（济源市蟒河口水库管理处）

0 引言

水库的主要功能包括灌溉、发电、防洪及养殖等。在水库工程施工过程中，做好施工导流设计与施工具有重要作用，不仅能提高水库工程的可靠性与安全性能，而且还能满足该地区的农业灌溉需求。

1 水库工程的基本情况

水库工程位置处于为黄淮冲积平原，微地貌单元为平原悬河河谷，水库左库岸为黄河故道高漫滩，右库岸为黄河故道大堤（副坝）。

水库流域内属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明。春季温暖干燥，夏季炎热多雨，秋季晴朗凉爽，冬季严寒少雪。多年平均气温14.10℃，极端最低气温-19.20℃（1964年2月18日），极端最高气温43.10℃（1966年7月19日）。年平均可日照时数4 441.70 h，年实日照时数2 360.20 h，年最多日照时数2 636.20 h，年最少日照时数2 141.80 h，该区夏季多偏南风，冬季多偏北风，春秋两季为过渡期，风向多变，年平均风速2.10 m/s，多年平均最大风速12 m/s，最大风速14 m/s。

由于受季风气候的影响，降水量在年内分配极不均匀，一般兩量主要集中在6-9月分，占全年降水量的50%～0%左右，且常以暴雨形式出现，而冬季至次年2 月雨量较小，仅占全年降水量的5.80%左右。

根据县气象局提供的统计资料，该区多年平均水面蒸发量为1 102.30 mm（库区附近E601 蒸发器观测值），为年降水量的1.50倍，最大年水面蒸发量为2 319.70～1 260 mm。最大的1966年蒸发量2 319.70 mm，最小的1980年蒸发量913.50 mm，多年平均陆面蒸发量为584.80 mm，水面蒸发量年内分配极不均匀，夏季427.80 mm，冬季105.60 mm，春季为358.90 mm，干旱指数为1.88。

地表水和地下水对砼无腐蚀性，对钢结构有弱侵蚀性。

2 施工导流设计

2.1 导流标准

工程导流建筑物级另为5级，导流洪水标准为5 a一遇。

2.2 导流方式

出于安全度汛的考虑，泄洪闸大坝施工时，在其上游设置围堰挡水，并保留原有老溢洪道位置过水通道，上游来水通过现有老灌溉闸、老溢洪道分别导入马楼干渠及黄河故道；新泄洪闸修建完成后，在老溢洪道上游筑围堰挡水，并封堵老溢洪道位置坝体。

2.3 导流建筑物设计

2.3.1 主坝、泄洪闸上游围堰设计

导流时，马楼水库非汛期最高水位为53.39 m，以此为静水位，加安全超高最终确定围堰高程。上坝、上游围堰只考虑挡水，不考虑交通要求。主坝、泄洪闸上游围堰，堰顶高程非汛期为53.39+0.50＝53.89 m，取围堰高程53.89 m。

2.3.2 围堰坝顶宽度确定

主坝、泄洪闸上游围堰只考虑挡水，不考虑交通要求，采用堰顶宽度为2.00 m。

2.3.3 围堰边坡确定

由于工程区土质多为轻壤土，围堰边坡系数不应过小，本着“节约成本”的原则，结合围堰高度，确定主坝、泄洪闸围堰边坡为1∶2。

2.4 围堰施工

2.4.1 围堰填筑先用推土机清除土料场处基面表层杂土和植物根系，围堰填筑以料场开挖土料运输为主并结合现场进行填筑，采用进占法施工，推土机分层压实，每层铺土厚30 cm。迎水面采用编织袋填土护坡，背水面用渣料固脚。

2.4.2 围堰拆除

围堰拆除采用挖掘机挖装，再由自卸汽车进行运输，运输到弃土地点。

2.4.3 围堰维护

派专人对施工围堰进行日常维护，预备编织袋、渣料等对上下游水毁部分进行加固，并对顶面刨毛部分进行洒水、补夯处理。

2.5 施工降、排水

2.5.1 基坑排水

施工期排水：沿基坑开挖坡脚开挖排水沟，沿排水沟适当设置集水坑汇集后，用污水泵抽排至围堰外侧水库内。同时用管井降水或用轻型井点排水，以保证基坑干燥。

2.5.2 施工期降水

2.5.2.1 施工降水方法及布置

基坑开挖时，在基坑边缘挖集水坑抽排明水及渗水，同时使用管井降水和轻型井点排水，以保证基坑干燥；在新建泄洪闸上游布置6眼管井，间距20 m，井深10 m，井径为500 m；在主坝施工围堰与坝脚之间基坑内平行于坝脚方向布设一排轻型井点，间距1.50 m；泄洪闸施工时沿上下游导流堤及翼墙基础内、外轮廓线分别布设一排轻型井点，间距1.50 m；泄洪闸基坑内沿垂直水流方向每15 m布设一排轻型井点，间距1.50 m。

2.5.2.2 水泵的选型

水泵的选型是要根据单井出水量和抽水扬程，工程水泵采用QY25型潜水泵。

2.5.2.3 管井造井安装及运行

管井井点施工程序为：井位放样→安装护筒、钻孔→清孔→吊放井管→回填滤料→洗井→安装水位控制电路及水泵→试抽→降水井正常工作。

管井造孔使用正循环钻，泥浆护壁以防止塌孔，成孔后用吊筒清孔。井管吊放必须垂直，为防止抽水时将土中的细颗粒带走，滤管管壁外包裹两层滤网，内层为细滤网，使用网眼30～50孔/cm2铜丝网，外层为粗滤网，采用网眼3～10孔/cm2的铁丝网，孔壁与井管间填砂滤料，滤料要有良好的级配，最小粒径不小于滤网网眼直径。成井后用空压机洗井，并在井底回填1.00 m厚的中粗砂，井内安装水位自动控制电路。在抽水过程中值班人员要随时观察地下水是否有浑浊现象，如果发现有浑浊现象要及时分析原因并及时进行处理，或另行造井。降水结束后按有关规范要求封堵降水井。运行中每一眼井安装水位自动调节计一个，以控制井中排水水位。

2.5.2.4 轻型井点降水

①主要设备有井点管、总管和抽水设备等。②井点采用环形井点布置法布置在各段，井点管距离基坑壁要≥1.50 m，滤管要埋入透水层内，总管标高的布置尽可能接近原有地下水位线，水泵轴与总管齐平，以防止局部发生漏气。真空泵由于考虑水头损失，一般接触抽吸地下水6 m为宜，在排水总管边，挖土范围的四周，设排水沟。③埋设井点管的孔径为150～300 mm，冲孔深度比滤管底深0.50 m左右，并须保持垂直。为避免闭塞滤管洞眼，因此在埋管时，井点管与孔壁间及时用粗砂灌实，勿使用细砂。轻型井点降水使用时，保证连续不断地抽水。

2.5.2.5 边坡面排水

为保护边坡坡脚的稳定要在已开挖坡面的坡脚以及施工场地周边和道路的坡脚设置排水设施，以便及时排除坡底积水。

3 安全度汛措施

3.1 组织措施

项目部成立防汛抢险领导小组，项目经理任组长，技术负责人任副组长，各职能部门负责人及施工队队长任组员。

3.2 制度措施

制订度汛安全目标责任制，划分责任区，明确任务，严格分工。同时加强防汛宣传工作，提高职工的防汛意识。为防止施工期内遭遇不可预测的自然灾害或超标准洪水，在洪水来临之前制定详细的撤退计划，报监理工程师。

3.3 技术措施

组织有经验的技术人员，针对工程的防汛特点，制定防汛预案，组织学习防汛抢险技术。在洪水来临时，要按监理工程师的指示，采取紧急措施，进行防洪减灾的抢险工作。

3.4 人员措施

项目部组织有一定数量的人员组成防汛抢险队，并做好全体施工人员防汛动员工作。在洪水来临前，将施工设备、材料、人员及时撤到安全的地带。

3.5 机械、物资措施

准备好防汛抢险器材和物资。根据工程规模，可能发生的险情及抢护办法，确定需要的器材种类及数量。

3.6 掌握水情、雨情

要特别注意水位和雨量的动态，加强洪水预报和报警工作，设专职人员每天收听天气预报，做好防汛记录，雨天24 h进行水情监测和巡查，保持高度警惕。

3.7 发生超标准洪水时的应急度汛措施

在汛期前，将施工设备、材料、人员及时撤到安全的地带。在上、下游围堰附近，备足一定数量的土料，在工地备用一定数量的纺织袋，在洪水淹没施工围堰之前，及时加高、加宽围堰。为防止施工期内遭遇不可预测的自然灾害或超标准洪水，在洪水来临之前制定详细的撤退计划。

4 结语

合理选择施工导流方案在水库工程施工中具有重要作用，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，须引起足够重视。水库导流施工通过选择适宜的导流方案，降低了施工风险，加快了施工进度，同时节约了工程投资，为类似工程的施工导流设计提供借鉴和参考。