旺盛江水库除险加固工程施工导流方案优化设计

刘惠娟

（广西水利电力职业技术学院，南宁 530023）

1 工程概况

旺盛江水库是一座以灌溉为主，结合防洪、发电、供水等综合利用的大（2）型水利工程，控制集雨面积133 km2，总库容13 396 万m3。水库枢纽主要建筑物为2级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2017）规定，相应的施工导流临时建筑物为4级建筑物，洪水标准为10年一遇。

旺盛江水库是合浦水库的组成部份，与小江水库联合运行起输水走廊作用，具有库区狭长（长约44 km），枢纽建筑物分散的特点。正常运行时小江水库放水，流经引堤子库、苏众子库、罗马田子库、旺盛江主库、六湖子库、大田窝水库、渠首枢纽后，流入湖海运河，向下游灌区供水和向北海市城区、合浦县城及铁山港工业区供水，该输水走廊的枢纽建筑物如图1所示，主要路径如图2所示。

图1 枢纽建筑物示意图

图2 输水走廊路径示意图

2 原施工导流方案

2.1 主要内容

结合工程特点与施工进度安排，原施工导流方案的施工期考虑以枯水期为主，按3 个枯水期对导流顺序进行划分，并采用分期分区围堰、放水涵管（隧洞）的导流方式，时间安排与主要施工内容如表1所示，导流设计流量按10年一遇确定。

表1 原施工导流方案的时间安排与主要施工内容

2.2 下游供水方式

施工期间旺盛江水库通过主库、子库的各座放水涵管（隧洞）及渠首放水闸向下游进行供水。结合实际调研结果可知，第一个枯水施工期（第一年11月至第二年3月）对下游供水影响最大。为满足农业灌溉、城镇生活和工业生产等3 个方面的用水需求，要求渠首枢纽闸前水位不低于43.65 m，如出现水量不足时可通过曲樟围堰左岸新建的放水闸从主库向六湖子库补给，施工期间来水量及需水量对比如表2 所示。由表2 可知，原施工导流方案能够满足下游区域在施工期的用水需求。

表2 旺盛江水库施工期来水量及需水量成果万表m3

3 优化的必要性

旺盛江水库除险加固工程设计完成后至开工前，形势发生了较大变化，主要存在3 个方面原因：一是由于旺盛江水库除险加固工程规模较大且施工环境条件较差，该工程从设计阶段（2012—2016年）到具备全面开工条件阶段（2020年）的时间间隔较长，且实际开工时间已到2021 年，水库下游用水量随着社会经济发展已产生了较大增长，水库下游供水任务有了更高的新要求；二是由于原设计方案对各子库的水量估不准，对长输水线路、沿程水头损失、渗漏及蒸发损失和有效供水量等估计不足的问题；三是从2020 年年初～2023 年年初，为了做好防疫工作同时保持项目进度正常推进，需根据实际情况不断调整施工计划，无法较好地保证工期。基于以上原因，原施工导流方案已无法满足工程实际需求，因此有必要对旺盛江水库除险加固工程原施工导流方案进行合理优化。

4 施工导流方案的优化

4.1 启用下游水库存水备用

为了满足施工期间下游的用水需求，可在施工前的枯水期利用小江水库往下游放水，将位于北海市平阳镇的牛尾岭水库蓄满，随后可在施工期间优先启用牛尾岭水库的有效库容向北海市供水。

4.2 施工导流顺序调整

由于受各因素影响，原施工导流方案已不具备实施条件，施工须从汛期开始，为了保证施工工期，需对原施工导流方案的顺序和内容进行调整。

（1）汛期期间（2020 年4 月～2020 年10 月）。2020 年4 月初进行第一、第二、第四溢洪道和渠首枢纽的围堰填筑，至年底完成施工。溢洪道、渠首枢纽施工导流标准由原设计的枯水期（11月～次年3月）10 年一遇洪水标准，调整为采用旺盛江水库2017—2019 年近3 年的平均最高水位46.30 m 进行设防。2020 年10 月中旬前，通过小江水库向下游放水，提前将牛尾岭水库蓄满，并将引堤子库、苏众子库、罗马田子库、旺盛江主库、六湖子库、大田窝子库水位均调蓄至45.87 m。2020年10月下旬填筑曲樟连通渠出口处围堰、罗马田连通渠出口处围堰，采用曲樟连通渠围堰、罗马田连通渠围堰将旺盛江水库分成3 个独立的子库。通过第四溢洪道、放水涵管等放水建筑物，将引堤子库、苏众子库、罗马田子库水位降至设计施工水位。

（2）第一个枯水期间（2020 年11 月～2021 年4月）。在第一个枯水期全面开展引堤子库、苏众子库、罗马田子库、六湖子库需破坝的放水设施和涉水部分的工程项目以及各连通渠等工程项目。小江水库停止往下游放水后，牛皮坝、罗马田连通渠进出口设置围堰，强行抽水，确保建筑物在干地上施工，并且要求在下游需要小江水库补水的情况下完成施工任务。利用渠首枢纽放水，将六湖子库水位调节在45.87～43.65 m间运行，同时填筑各个连通渠的纵向围堰。考虑到下游有牛尾岭水库暂时供水，各连通渠均在进出口设置土石围堰，然后强行抽水，抽干后同时填筑临时的纵向围堰，分边施工。待下游需要旺盛江主库补水时，可将各连通渠的进出口围堰分边拆除，采用分边导流的方式，确保各连通渠能连续施工。

（3）第二个枯水期间（2021 年11 月～2022 年4月）。为确保下游的供水任务，不考虑将旺盛江主库水位降至40.85 m 再进行主库部分的施工内容。2021 年10 月25 日前，利用小江水库给盛江水库补水，将旺盛江水库水位抬升至45.87 m，并将下游的牛尾岭水库蓄满，水位抬升至27.40 m，有效库容900万m3。2021年10月下旬填筑曲樟连通渠进、出口处土石围堰，然后强行抽水，抽干后同时填筑临时的纵向围堰，分边施工。待下游需要旺盛江主库补水时，可将曲樟连通渠分边导流，确保曲樟连通渠能连续施工。

5 结语

旺盛江水库作为重要的输水走廊，其除险加固工程采用的施工导流方案将直接影响工程各建筑物的施工导流水位，特别是作为供水咽喉控制点的各个连通渠水位，对整个项目的工期及投资均有重大影响。由于客观条件影响，原施工导流方案已不满足实际工程需求，故从启用下游水库存水和调整施工导流顺序两方面对原施工导流方案进行了优化。实践表明：进行充分的水量平衡考虑，采用进出口围堰和分边导流的方式可满足旺盛江水库除险加固工程实际需求，保证工程顺利进行。