引汉济渭黄金峡水利枢纽导流设计与施工要点浅析

马光明

（陕西省引汉济渭工程建设有限公司，陕西 西安 710100）

1 工程概况

引汉济渭工程是国家“十三五”172项重大节水供水工程之一，工程由调水工程和输配水工程两部分构成，其中调水工程由三河口水利枢纽、黄金峡水利枢纽及98.3 km秦岭输水隧洞组成。

黄金峡水利枢纽工程等别为Ⅰ等工程，工程规模为大（一）型。多年平均设计供水量9.69亿m3，水库正常蓄水位450 m，总库容2.21亿m3，调节库容0.98亿m3，泵站设计流量70.0 m3/s，扬程106.45 m，泵站总装机容量12.6万kW，电站总装机容量13.5万kW。大坝采用碾压混凝土重力坝，坝顶总长349.00 m，坝高63.00 m。施工总工期52个月。

黄金峡坝址河谷呈深切圆底不对称“V”型，谷底宽度约180 m，谷底高程402 m～413 m，河谷形状系数为4.5。河床覆盖层深度不大，最大深度约10 m。

2 施工导流设计

2.1 导流形式及方案选择

施工导流方式一般分为明渠导流、隧洞导流等。具体采用哪种导流方式，要根据水文地质条件、地形条件、枢纽布置、施工布置、施工方案、工期以及工程投资等因素进行。

从黄金峡水利枢纽地形条件看采用分期导流和隧洞导流方式均有可能，设计提出了四种施工导流方案：①两期导流方案，②三期导流方案（也称明渠导流方案），③过水围堰、隧洞导流方案，④全年围堰、隧洞导流方案。这四种导流方案在地质条件上均可行，但由于方案②中泵站、电站只能安排在第三期施工，总工期长达58个月，首先被排除。而方案①投资方面优势明显，综合上述因素特别是投资及工期指标比较（见表1），采用采用方案①，即分期导流方式、两期导流方案。而三河口水利枢纽工程综合地形、洪水流量及投资等重要因素，采用全年土石围堰、隧洞导流方案。

表1 施工导流方案工期及投资比较表

2.2 导流设计方案

本工程选用分期导流方式、两期导流方案，具体如下：

一期围左岸。首先利用土埂围堰挡水，完成混凝土纵向围堰（永临结合）和一期全年挡水上、下游土石围堰的施工；然后在一期全年挡水上、下游土石围堰及混凝土纵向围堰的围护下，进行泄洪冲沙底孔坝段、厂房上游混凝土围堰、厂坝导墙围堰、厂房下游土石围堰及电站泵站基础开挖和混凝土施工。一期施工期间由右侧束窄河道泄流，见图1。

图1 导流方案布置示意图

二期围右岸。二期第一个枯水期利用二期上、下游枯水期土石围堰及混凝土纵向围堰的围护，浇筑表孔坝段及右岸挡水坝段；汛期表孔坝段停工，过水度汛；第二个枯水期利用坝体及恢复的二期下游土石围堰挡水，继续进行表孔坝段混凝土浇筑。二期枯水期泄水建筑物为泄洪冲沙底孔，汛期为泄洪冲沙底孔加表孔坝段缺口。

二期导流期间，在厂房上游混凝土围堰和厂坝导墙围堰、厂房下游土石围堰的围护下，继续进行电站、泵站剩余混凝土浇筑及机组安装。

2.3 施工导流标准

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303—2004），导流建筑物级别应根据其保护对象、失事后果、使用年限和围堰工程规模划分；导流建筑物设计洪水标准应根据建筑物的类型和级别在规定的幅度内选择。

（1）土埂围堰

土埂围堰的级别为5级，设计洪水标准为11月～下年4月，5年一遇洪水，相应流量978 m3/s。相应坝址上、下游水位分别为410.8 m、409.5 m。5月5年一遇洪水Q=1230 m3/s，相应坝址上、下游水位分别为411.7 m、409.9 m。

（2）混凝土纵向围堰和一期上、下游土石围堰

混凝土纵向围堰和一期上、下游土石围堰按4级建筑物设计，设计洪水标准为全年10年一遇洪水,相应流量10800 m3/s。相应坝址上、下游水位分别为423.5 m、419.1 m。

（3）厂房上游混凝土围堰、厂坝导墙围堰、厂房下游土石围堰

厂房上游混凝土围堰、厂坝导墙围堰、下游土石围堰按4级建筑物设计，设计洪水标准为全年10年一遇洪水，相应流量10800 m3/s。

（4）二期上、下游土石围堰

二期上、下游土石围堰按4级建筑物设计，设计洪水标准为枯水期11～4月10年一遇流量及5月10年一遇流量中的大值，相应流量2460 m3/s。

（5）坝体临时度汛洪水标准

根据坝型及坝前拦洪库容，坝体临时度汛洪水标准取全年20年一遇洪水，相应流量13200 m3/s。

（6）截流标准

根据本工程进度安排和水文条件，主河道截流时间选在第3年11月上旬。截流流量选取10年一遇月平均流量Q=265 m3/s。

（7）下闸标准

根据施工进度计划，在第5年11月下旬泄洪冲沙底孔下闸，水库开始蓄水。下闸流量选取11月10年一遇月平均流量Q=265 m3/s。

3 施工导流度汛进度形象目标要求及工程重点难点分析

3.1 施工导流度汛进度形象目标要求

第一年9月份开始进行左岸建筑物水面以上土石方开挖，11月上旬进行土埂围堰填筑及混凝土防渗墙施工；第二年2月上旬混凝土纵向围堰浇筑基础开挖完成、中旬开始进行混凝土纵向围堰浇筑、4月30日前浇筑至413 m高程并将右岸河床突出部位预开挖工作扩大过流能力、5月31日前浇筑至425 m高程，该时段需要浇筑混凝土22.5万m3；第二年6月份开始进行泄洪冲砂底孔坝段及坝后消能设施施工，第三年4月份浇筑至442 m结构混凝土高程，9月份闸门完成安装调试具备下闸条件；第三年11月份利用底孔过流进行二期导截流施工；第四年5月底右岸表孔坝段浇筑至高程414.5 m，汛期停工作为坝体缺口过流度汛，11月份恢复该坝段混凝土浇筑施工；第五年2月份工程完工，投入运行。

3.2 工程重点难点分析

鉴于本工程采用分期导流方式、两期导流方案，每年汛前必须达到设计要求的防洪度汛目标，即每年的形象进度目标都要与洪水赛跑，否则总工期将推迟1年。这其中第二年汛前的混凝土纵向围堰浇筑及第三年的底孔坝段下闸过流导截流目标最为紧张，施工工期短，工程量大，结构复杂，工程强度非常高，混凝土月平均强度达7万m3以上。第一个枯水期施工任务量重，混凝土纵向围堰4月30日前413 m高程及5月31日前425 m高程防洪度汛目标须采取非常规措施及承担一定度汛风险，方可实现10年一遇全年度汛目标。

4 控制性建筑物关键施工措施

4.1 建立健全组织机构

成立现场建设管理领导小组、技术攻关领导小组等专项组织机构，加强对现场的组织领导及资源调配，将混凝土纵向围堰、底孔坝段作为核心工程来抓管理。①通过“大干100天全力保度汛”劳动竞赛等形式，集中全工区力量，确保各节点目标的完成。活动分为“动员启动、组织实施、总结表彰”三个阶段。②通过召开专题会，审议年度计划及重要节点工期计划，审查承包人施工措施计划及分部分项工程施工方案及方法，使措施计划及“人、材、机”等资源配置更为合理，施工方案及方法更具有可操作性。③深入现场检查并指导生产，及时发现问题，要求监理及承包人及时督促、落实整改，及时纠偏。针对进度、质量、安全、环水保等存在的问题，加强现场监理、落实，必要时进行处罚。或采取进一步措施，若座谈、约谈等形式进行整改。④按时参加监理例会，落实生产计划。每月组织生产例会，及时解决各标段存在的问题，总结本月生产情况，下达下一月生产计划。“以日保周、以周保月、以月保年”，确保年度目标的实现。⑤每季度对各参建单位进度、质量、安全、环水保、计量等项目进行考核，检查完成情况，奖励先进惩罚落后，激励生产。对存在的问题及时整改。

4.2 充分论证压缩工期

在承担一定风险的前提下，允许枢纽主体大坝标2018年汛前完成土埂围堰混凝土防渗墙施工。该防渗墙经过大块石等防护措施，成功抵御了2018年主汛期洪水冲击，使土埂围堰在11月上旬完成闭气及填筑，纵向混凝土围堰基础开挖提前2个月进行，关键线路纵堰坝段混凝土比原合同节点目标提前2个月，有效降低了浇筑强度及难度，大大缓解了2019年汛前施工压力。事实证明此决策非常正确，2019年5月31日纵向混凝土围堰达到了全年度汛施工的目标，保证了工程总体建设。

4.3 做好各方面技术准备

及时组织对配合比实验成果的审查，召开碾压混凝土筑坝技术的专题讲座，特别是对外加剂、石粉含量、碾压混凝土关键核心技术等方面；针对砂石系统的制砂工艺、废水处理工艺、混凝土供应等积极着手研究解决；对于纵堰坝段灌浆方案按照盖重混凝土浇筑、固结灌浆完成后进行下一阶段混凝土浇筑方案，帷幕灌浆在廊道内预埋管道及打孔进行。

5 经验与建议

从引汉济渭工程黄金峡水利枢纽、三河口水利枢纽采用不同的导流方式看，地形、洪水流量及投资是重要因素，特别是投资。一般全断面截流、隧洞导流方案适用于河道较窄、洪水流量较小枢纽工程，对于河道较宽、洪水流量较大枢纽工程一般采用分期导流方式。但是对于洪水流量较大、而河道较窄的枢纽工程，一般只能采取全断面截流、隧洞导流方案加主汛期坝体过流方案。

提前谋划，分析重点难点，在承担一定风险的前提下提前进行土埂围堰防渗墙施工，减小一期导流永临结合建筑物混凝土纵向围堰施工强度。通过劳动竞赛等方式，集中全工区力量打歼灭战，确保各年度全年度汛施工目标的完成，确保合同目标的实现。