么等水库大坝施工导流设计

张勋奎 云南省水利水电勘测设计研究院

1.工程概况

么等水库工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，总库容为1230.1×104m³。水库由枢纽工程及输水干渠工程组成。枢纽工程由大坝、溢洪道、导流泄洪输水隧洞组成，主要建筑物大坝、溢洪道、导流泄洪输水隧洞的级别为3级，次要建筑物为4 级，临时建筑物为5级。大坝为黏土心墙风化料坝，最大坝高61.0m，坝顶高程1266.0m，坝顶宽8m，坝顶长为251m。

2.水文气象条件

么等水库工程地处北回归线以南，属低纬山区南亚、中亚热带湿润季风气候区，其特点是：气候温暖，年降水量丰沛，干湿季分明，春旱突出。该区域洪水由暴雨形成，年最大洪水主要发生在6～10月。么等水库为山区河流工程，流域汇水面积小，具有一般山区河流的洪水特性，洪水具有陡涨陡落之势，洪水过程尖瘦，汇流历时短，一次洪水过程历时仅为24h左右。12～4月洪水量级最小而且变化不大，故把枯期时段定为12月至次年4月，汛期时段为5月至11月。由于工程区11月黏土料填筑有效天数为23天，为增加一期度汛坝体施工时间，故枯期施工时段采用11月～翌年4月。

3.地形地质条件

坝址区河流坡降较缓，纵比降约18‰，河床高程1195～1215m，河流流向在坝段内基本呈“S”型展布，总的流向为SSE 向。坝址河谷相对开阔，两岸山坡较陡，坡度在30°～40°之间，断面呈“U”型。沿两岸发育有一级阶地，零星发育有二级阶地。坝址区山顶高程1526～1571m，山体走向与区域构造基本一致。

4.导流方式

由于么等水库坝址河谷断面呈“U”型，洪枯流量相差大，大坝坝型为黏土心墙风化料坝，分期导流较为困难，大坝施工导流采用围堰挡水一次断流、导流隧洞泄流的方式。截流后第一个枯期采用上游围堰挡水、导流输水放空隧洞泄流，一个枯期内完成度汛坝体填筑；汛期采用度汛坝体挡水、导流输水放空隧洞泄流。

5.导流标准

么等水库工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，大坝、溢洪道、导流泄洪输水隧洞主要建筑物的级别为3 级，次要建筑物为4 级。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL 252—2017）的规定，大坝施工导流建筑物级别为5级。

大坝施工导流分为枯期和汛期两个时段。

枯期导流标准：大坝枯期施工时段为11月～翌年4月，围堰采用土石围堰，其导流标准为5～10年洪水重现期。根据5年一遇与10年一遇枯期洪水调洪计算结果，枯期最高拦洪水位仅相差1.15m，围堰工程量相差不大，枯期导流标准采用10年一遇洪水（P=10%），设计洪峰流量65.6m³/s。

汛期导流标准：大坝为黏土心墙坝，截流后第一个汛期度汛拦洪库容V＜0.1×108m³，坝体施工期临时度汛标准洪水重现期为20～50年。根据调洪计算结果，20年一遇洪水拦洪水位为123 4.23m，最大库容为0.014×108m³，50年一遇洪水拦洪水位为1236.28m，最大库容为0.017×108m³，两者调洪最大库容均远小于0.1×108m³，度汛标准取下限，采用20年一遇全年洪水（P=5%），设计洪峰流量231m³/s。

枢纽工程导流调洪成果见表1。

6.导流程序

根据本工程特点，大坝施工导流程序如下：

（1）第1年7月第2年10月，原河道过流，进行导流泄洪输水隧洞施工、大坝岸坡开挖。

（2）第2年10月下旬，围堰土石方开挖及戗堤进占。第2年11月初，河道截流。第2年11月中旬至第3年4月底，围堰挡水，导流泄洪输水隧洞泄流，进行河床坝基开挖、灌浆盖板浇筑、坝基固结灌浆及一期度汛坝体填筑。

（3）第3年5月至10月，由一期度汛坝体挡水，导流泄洪输水隧洞泄流，进行坝基帷幕灌浆施工。

（4）第3年11月至第4年4月，坝体挡水，导流泄洪输水隧洞泄流，进行二期坝体填筑及溢洪道施工。第4 年4月底坝体填筑到坝顶高程1266.00m，并进行水库下闸蓄水。

7.导流建筑物设计

7.1 导流隧洞

为减少导流费用，节省工程投资，导流隧洞考虑与泄洪输水隧洞全结合的形式布置。导流泄洪输水隧洞布置在左岸，由进口明渠段、有压洞身1段、竖井段、有压洞身2段、工作闸室段、明渠扩散陡坡段、消力池段及护坦段等组成，隧洞全长为519.50m。

进口明渠段长7.00m，进口底板高程取1221.20m，底坡i=0，矩形断面，边墙高3.9m，采用C30钢筋混凝土衬砌。有压洞身1段长152.6m，圆形断面，直径为2.9m，底坡i=0.00325；竖井段长4.7 m，底坡i=0，内设2.9m×2.9m平面检修闸门一道；有压洞身2段长252.7m，圆形断面，直径为2.9m，底坡i=0.00538，洞身出口底板高程为1219.38m，有压洞身1段、2段采用40cm 厚的C30钢筋混凝土衬砌。工作闸室段长11m，底板高程1219.38m，底坡i=0，闸室设2.4m×2.4m弧形工作钢闸门一道，采用C30 钢筋混凝土衬砌。明渠扩散陡坡段长25.35，底坡i=0.66667，底宽由5.0 m 扩散为10 m，边墙高4.0～7.0m，采用C30钢筋混凝土衬砌。消力池段长34m，底宽为10.0m，池深4.1m，边墙高7.0m，底板高程1204.90m，为U形整体钢筋混凝土结构。护坦段长20.35m，采用M7.5浆砌石衬砌。

7.2 大坝上、下游围堰

上游围堰布置于大坝与导流泄洪输水隧洞进口明渠之间，截流戗堤考虑与围堰结合，上游围堰采用黏土斜墙土石围堰，由于堰基覆盖层较浅，斜墙截水槽可穿过覆盖层进入相对不透水层。围堰最高拦洪水位为1226.09m，堰顶高程取1227.00m，最大堰高12.5m，堰顶宽6.81m，上游黏土料坡比1:2.5，黏土斜墙顶部水平宽2.0m，围堰石渣料上下游坡比均为1:2.0，迎水面采用厚0.3m干砌块石护坡。围堰堰壳料采用建筑物开挖石渣料填筑，斜墙黏土料采用大坝土料场开采土料填筑。

表1 枢纽工程导流调洪成果表

由于坝址处河道比降较缓，为防止隧洞下泄洪水影响坝基施工，在大坝下游布置下游围堰，下游围堰导流标准采用枯期11月～翌年4月10年重现期（P=10%）的导流泄洪输水隧洞最大下泄流量28.56m³/s，相应的下游河道水位为1208.27m，堰顶高程取1209.00m，围堰最大高度为2.0m，堰顶宽7.35m，下游围堰采用黏土斜墙土石围堰，下游迎水面黏土料坡比1:2.5，黏土斜墙顶部水平宽1.0m，围堰石渣料上下游坡比均为1:2.0，迎水面采用厚0.5m石渣料护坡。

7.3 度汛坝体

截流后第一个汛期采用临时度汛坝体挡水，度汛坝体最高拦洪水位为123 4.23m，度汛体顶高程1235.50m，最大高度30.5m。根据降水统计，本地区黏土心墙2～4月有效施工天数为59天，按每天填筑52cm，能够达到度汛高程，但风险较大，因此度汛体采用“抬头坝”型式，上游侧铺筑黏土斜墙防渗，度汛坝体顶宽10.95m，其中坝壳料填筑宽度为5.15m，斜墙反滤料宽度1.0m，在1222.00m设一级马道，马道宽度2m，自上而下坡比分别为1:2.2、1:2.5，斜墙粘土料宽度3.85m，坡比为1:3.0。为防止度汛坝体防渗体冲刷破坏，在迎水面采用厚0.3m干砌块石护坡。下游坡比为1:2.0，在高程1225.00m留平台，并与大坝下游坡结合。

8.结语

2018年1月10日，水库大坝已顺利封顶。么等水库大坝施工导流设计，充分考虑了地形地质、水文气象及枢纽建筑物布置的特点，优化导流方案，选择了导流隧洞与永久泄洪输水隧洞结合，围堰只在枯水期挡水，减小了围堰规模，集中力量填筑度汛坝体挡汛期洪水，在降低了导流费用的同时，又保证了施工工期，使工程能够尽早发挥效益。