日照市東港區(qū)花朵子水庫施工導(dǎo)流方案設(shè)計

張 恒，於 蕊，崔積家

（1.山東省水利勘測設(shè)計院有限公司，山東 濟南 250014；2.山東省工程咨詢院，山東 濟南 250013）

花朵子水庫位于日照市東港區(qū)三莊鎮(zhèn)，壩址位于三莊河上游兩支流交匯口處，東南方向距龍門崮風(fēng)景區(qū)約1.2 km，距三莊鎮(zhèn)約10 km，是一座以供水、防洪為主，兼顧生態(tài)補水和旅游開發(fā)功能的小（Ⅱ）型水庫。水庫總庫容43.2 萬m3，興利庫容18.4 萬m3，死庫容6.2 萬m3。

1 地形地貌與工程地質(zhì)

三莊鎮(zhèn)地處魯東丘陵區(qū)，境內(nèi)山丘起伏，全境地勢西北高，東南低。庫區(qū)所在區(qū)域地勢中間高、兩側(cè)低，東西兩側(cè)為剝蝕堆積山間平原區(qū)，略向東南傾斜。中部低山丘陵區(qū)屬泰沂山脈系，呈東南—西北或南北走向。庫區(qū)位于中切割剝蝕構(gòu)造低山丘陵區(qū)，兩岸山體寬厚，山腳地勢平緩，多被人工改造成梯田，山頂呈渾圓的饅頭狀，高程多在260～450 m 之間，相對高差100～300 m。

壩址左右岸均分布人工改造的梯田，覆蓋層主要為人工堆積的壤土和碎石土，山坡部分為殘坡積的壤土，谷底基巖出露，覆蓋層分布厚度不均，基巖為方戈莊組潛粗安巖。

2 水文氣象

花朵子水庫流域位于魯東南沿海，該區(qū)域?qū)倥瘻貛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，且具有明顯的海洋性特征，一年四季分明，春季干旱多風(fēng)、夏季高溫多雨，秋季天高氣爽，冬季寒冷干燥。年平均氣溫12.1～12.9 ℃。多年平均無霜期213 d，歷年最大凍土深0.32 m。

3 施工期洪水分析計算

現(xiàn)狀花朵子水庫流域內(nèi)沒有水文站及雨量站，附近流域有豎旗站，且該站具有30 年以上連續(xù)非汛期降水資料，因此計算選取該站實測暴雨資料進行施工期洪水計算。

圖1 豎旗站施工期（10 月～翌年5 月）最大24 h 點雨量頻率

1）設(shè)計雨量分析計算。為得到施工導(dǎo)流時段10 月～翌年5 月點雨量系列，將豎旗站實測數(shù)據(jù)采用導(dǎo)流時段最大值法進行處理，以矩法初估統(tǒng)計參數(shù)，采用P-Ⅲ型頻率曲線，取Cs=3.5Cv 進行適線，以理論頻率曲線與經(jīng)驗點據(jù)擬合較好為原則。經(jīng)點面折減后，5 年一遇施工導(dǎo)流時段10月～翌年5 月最大24 h 面雨量為29.3 mm。

2）施工期洪水計算。凈雨計算采用降雨徑流相關(guān)圖法。根據(jù)花朵子水庫所在位置，水庫流域面積小于300 km2，流域所在位置位于泰沂山南，設(shè)計凈雨采用P＋Pa～R 降雨徑流關(guān)系中1 號線查算，設(shè)計前期影響雨量Pa 取值25 mm。

小型水庫匯流計算主要有經(jīng)驗公式法和瞬時單位線法。該匯流計算采用山東省綜合瞬時單位線法。經(jīng)計算，花朵子水庫施工期（10 月～翌年5 月）5 年一遇洪峰流量為27.0 m3/s。

4 導(dǎo)流方式

本工程擬建壩址處河谷為“V”型河谷，河道狹窄，不適合在河道內(nèi)采取分期導(dǎo)流。擬建壩址左岸山體坡度大，而右岸相對平坦，更適宜布置導(dǎo)流建筑物。

綜合上述分析，花朵子水庫工程施工導(dǎo)流擬采用分期導(dǎo)流方式，10 月～次年1 月施工Ⅰ期工程，擬在現(xiàn)狀河道上、下游填筑圍堰一次性攔斷河床，同時在右岸開挖導(dǎo)流明渠，上游來水通過明渠下泄施工主河槽及左岸岸坡壩段；次年2月～5 月進行Ⅱ期工程，對右岸岸坡壩段施工，在場區(qū)上游填筑圍堰，考慮到場區(qū)下游不受施工期洪水影響，因此不再填筑下游圍堰，上游來水通過已建成壩段的放水洞和溢流壩段進行導(dǎo)流。防汛路不受施工期洪水影響，不再采取導(dǎo)流措施。

5 導(dǎo)截流設(shè)計

5.1 明渠設(shè)計

壩址處河道底高程140.90 m，為節(jié)約成本，減少導(dǎo)流明渠土石方開挖工程量，本工程設(shè)計導(dǎo)流明渠進口底高程高于現(xiàn)狀河道底高程0.6 m，根據(jù)工程勘探資料可知，導(dǎo)流明渠開挖斷面上部以砂礫石及碎石土層為主，下部以強風(fēng)化巖層為主，防滲和抗沖性能較差，為了確保主體工程施工期間導(dǎo)流明渠的安全，需要對開挖后的導(dǎo)流明渠水位以上0.5 m 范圍內(nèi)的渠坡及渠底采取防沖、抗?jié)B措施，結(jié)合類似工程經(jīng)驗，通過綜合比較確定，防滲采用150 g/0.2 mm/150 g 復(fù)合土工膜，抗沖采用編織袋裝土護砌，厚約0.3 m。按明渠均勻流進行水力計算，選擇斷面為梯形斷面，底寬1.00 m，設(shè)計邊坡系數(shù)取1∶1.5，渠底比降0.005。

5.2 圍堰設(shè)計

1）堰前水位。Ⅰ期上游圍堰堰前水位按導(dǎo)流明渠內(nèi)進口處明渠內(nèi)水深確定。導(dǎo)流明渠底高程141.50 m 加導(dǎo)流明渠內(nèi)正常水深2.18 m，因此Ⅰ期上游圍堰堰前水位為143.68 m。

下游圍堰堰前水位按導(dǎo)流明渠出口處河道內(nèi)的水深確定。根據(jù)水力計算，施工導(dǎo)流時段內(nèi)導(dǎo)流流量為27.0 m3/s 時，河道水深為1.14 m，Ⅰ期下游圍堰位置處河底高程為139.05 m，因此Ⅰ期下游圍堰堰前水位為140.19 m。

Ⅰ期上游圍堰堰前水位按溢流壩段水位確定。由于水庫溢流壩段頂高程153.50 m，溢流壩段水深0.21 m，因此Ⅰ期上游圍堰堰前水位為153.71 m。

2）圍堰頂高程。經(jīng)計算，Ⅰ期上游圍堰頂高程為144.62 m，Ⅰ期下游圍堰頂高程為141.04 m，Ⅱ期上游圍堰頂高程為154.58 m。

3）圍堰斷面設(shè)計。圍堰全部采用均質(zhì)土石圍堰結(jié)構(gòu)，Ⅰ期上游圍堰堰頂寬度6 m，堰頂作為施工交通道路使用，邊坡均采用1∶2。根據(jù)地勘資料描述，Ⅰ期上游圍堰迎水面坡腳河床以潛粗安巖為主，無需對河床進行清理。圍堰填筑采用明渠開挖碎石土，考慮到碎石土抗沖、防滲性能較差，因此在圍堰迎水面采用“兩布一膜”進行防滲，在其上鋪設(shè)0.2 m 厚碎石墊層，再在迎水面拋亂石防沖。Ⅰ期下游圍堰及Ⅱ期上游圍堰堰頂寬度均為3 m，邊坡均采用1∶2，防滲護砌形式與Ⅰ期上游圍堰類似，其上鋪設(shè)0.2 m 厚碎石墊層，再在迎水面拋亂石防沖刷。

6 結(jié)語

通過分析花朵子水庫工程的地形地貌、工程地質(zhì)和水文氣象等因素，確定采用分期導(dǎo)流方案。Ⅰ期導(dǎo)流采用一次性攔斷河床明渠導(dǎo)流方式，Ⅱ期通過已建成壩段的放水洞和溢流壩段進行導(dǎo)流。花朵子水庫工程中標(biāo)施工企業(yè)參照上述方案進行施工，滿足了大壩及建筑物工程干地施工的要求，確保了施工進度和工程安全。目前該工程已完成建設(shè)，且運行狀況良好，水庫的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益均得到了顯著發(fā)揮。