阆中解元水库枢纽施工导流方案研究

【摘要】文章结合工程实例，对阆中解元水库枢纽工程的施工导流方案进行了总结和分析，以便更好的提高工程实例。

【关键词】施工导流；度汛；方案

一、项目概况

1.1 地理位置及对外交通

解元水库位于构溪河中游右岸的青杠树河上，枢纽地处阆中市解元乡三村罗家沟，控制集雨面积25.5平方公里，总库容2899万立方米，有效库容1291万立方米。解元水库枢纽及引水渠工程的物资运输主要靠公路，南充至阆中130Km，阆中至解元42Km，解元至枢纽已有村通公路，但路面较窄，需经扩建整治方可投入使用。

1.2 工程条件

解元水库枢纽大坝采用砼重力坝，坝顶高程424.38m，最大坝高60.38m，坝顶宽7m，坝轴线长192.8m。大坝原设计为浆砌石直墙干砌石坝，并于1977年11月动工兴建，1979年底由于国民经济调整而缓建。到停工为止，浆砌条石直墙体达到391.5m高程，干砌毛条石和干砌块石体已施工到391.5m高程。导流放空隧洞洞长110m，圆形断面，隧洞直径1.4m。

1.3 自然条件

1、地形、地貌及地质条件

解元水库枢纽所在地为低山地形，地面高程380-465m。河谷呈V型，沟底宽50～80m，岸坡呈阶梯状，基岩裸露，砂岩形成陡崖、陡坎地形，泥岩形成缓坡、台地。工程区除分布第四系松散堆积层外，出露基岩为白垩系城墙岩群砂岩夹砾岩、砂质泥岩薄层。岩层产状平缓，构造裂隙发育差，库岸稳定性好。区内地震基本烈度为小于Ⅵ度。

2、水文、气象条件

工程所在地属亚热带季风湿润区，由于受季风活动和四川盆地特殊自然地理环境影响，灌区形成了春夏多旱，夏季炎热，雨量集中，秋季绵雨，无霜期长的主要气候特征。

根据阆中市气象站资料统计：多年平均气温17.1°～17.8℃，极端最高气温40.1℃，极端最低气温-5.2℃；霜冻期73天左右，实测最大风速20m/s；多年平均降水量967mm，降雨量年际变化剧烈，年内分配也极为不均，全年降水多集中在六至九月，不同年份降雨又集中于不同时段，故造成干旱现象频繁发生。

根据暴雨、洪水的季节特性，结合水匣子水文站月最大流量分布分析：12月至翌年2月为枯水期，流量稳定；3、4月降雨增多，流量增大；年最大流量一般出现在5～10月，为主汛期；11月流量过程开始回落。解元水库工程施工分期洪水成果表1.1。

二、施工导流方案

2.1 导流标准

解元水库为一中型工程， 控制集雨面积25.5km2，总库容2899万m3，有效库容1291万m3，按照《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》（SL252-2000）规定，枢纽工程为三等，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。因此根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，对于土石围堰，导流建筑物设计洪水标准为10～5年一遇。考虑到本工程水文实测资料系列较长（超过20年），导流建筑物使用年限短仅在枯水期，围堰高度较低，失事后损失较小等因素，确定本工程初期导流建筑物设计洪水标准采用5年一遇。

根据规范规定，混凝土坝、浆砌石坝度汛洪水标准为20～10年重现期，根据进度安排，汛期采用坝体临时断面挡水度汛、放空洞及临时溢洪道泄洪的方案，大坝临时断面挡10年重现期洪水。根据水文资料，10年一遇洪水总量473万m3，洪峰流量179.0m3/s。

2.2 导流时段及导流流量

根据施工进度安排及解元水库分期洪水计算成果，枯水期选定11月至次年4月为基本施工时段，相应的5年一遇设计流量2.66m3/s，枯水期利用放空洞泄流。

2.3 施工导流规划及度汛方案

本工程坝址处河谷为“V”型，两岸岸坡陡峻，基岩裸露，坝体为续建，原坝体为砌石坝，续建坝体为砼重力坝，最大坝高59.74米，坝顶长192.80m，坝体砼浇筑量为12.1万m3。根据地形条件，本工程无明渠导流条件，由于坝体平均长度较短，且坝体浇筑工程量不大，结合进度计划，不宜采用分期导流方案。根据水工建筑物布置，放空洞位于坝体右侧，进口高程385.00m，大坝浇筑底高程389.70m，结合水文资料，本工程采用导流及度汛方案如下：

枯水期施工采用放空洞导流，由解元水库分期洪水成果表知，5年一遇枯期设计流量为2.66 m3/s，由放空洞完全可以满足泄流要求；在经历10年一遇洪水时，放空洞最大下泄流量16.8m3/s，仅依靠放空洞无法满足泄洪要求，因此考虑采用坝体缺口与放空洞联合泄流。

由水文资料知，10年一遇洪水总量473万m3，整个洪水过程放空洞下泄下泄总量为33.0万m3，经调洪演算，上游水位将达到404.5m高程，根据施工进度安排，坝体浇筑从第二年1月开始进行，到汛前（第二年5月前）非溢流坝段可浇筑至406.0m高程，溢流坝段可浇筑至401.5m高程，考虑将缺口设置在溢流坝段，根据《水利水电工程施工组织设计手册》中坝体缺口和导流放空洞联合泄流水力计算公式计算得，坝体预留缺口高程401.5m，相邻坝段高程406.0m，缺口宽为16m，最大下泄流量为169m3/s。汛期缺口两侧坝段可正常浇筑，汛后浇筑缺口坝段。

大坝施工导流及宣泄施工期洪水上游主要靠放空洞泄流，下游则采用临时围堰挡水。为保证大坝下游基坑开挖、浇筑不受下游水位影响，在放空洞出口处修建导流明渠，将放空洞下泄水流引到基坑下游，在坝下游修建临时围堰挡水。第一年11月初完成导流明渠衬砌机下游围堰填筑，第一年11月～次年4月间应抓紧时间完成坝体下游部分施工，4月底拆除下游围堰。经调洪演算，枯水期导流洞最大下泄流量为11.5m3/s，相应下游水位为382.9m，故下游围堰堰顶高程为383.4m，堰高3.2m。放空洞及联合泄流曲线见图2.1、2.2。

2.4 导流建筑物设计

根据地质及水文资料，大坝施工只需修筑下游围堰及放空洞导流明渠。导流明渠采用梯形断面，明渠底宽3.0m，边坡1：1，导流明渠长105m，明渠进口高程为378.4m，出口高程为377.1m，底坡i=0.013，渠底及两侧边坡采用浆砌石衬砌防渗、防冲，边坡衬砌高度1.5m，厚0.3m，渠内正常水深约0.9m，渠内流速约3.5m/s。导流明渠工程量：覆盖层清理977m3，M7.5浆砌块石432m3。

围堰挡水高程为382.9m，相应围堰高程为383.4m，为了加快施工进度，减少临时工程量，围堰采用开挖料填筑。堰体防渗采用沿砾石砂土编织袋上游坡下埋设复合土工膜；围堰堰顶宽3.0m，上游坡1：1.5，下游坡1：1.75，围堰轴线长分别为40m。围堰工程量：覆盖层清理230m3，土石填筑820m3，编织袋装土护坡300m3，砾石沙土285m3，土工膜500m2。导流建筑物布置图见图2.3，大坝下游围堰设计图见图2.4。

参考文献：

[1]《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）

[2]《水利水电施工组织设计手册》（第一卷 施工规划）

[3]《水利水电施工组织设计手册》（第三卷 施工技术）

[3]《水利水电枢纽工程等级划分设计标准》（SL252-2000）