淺析劉家溝面板堆石壩施工期的度汛措施

蒲榮松 萬學淵

（重慶市水利電力建筑勘測設計研究院 重慶 401121）

水庫大壩安全防護工作關系到廣大人民生命財產安全，它是城鄉安全體系不可忽略的重要組成部分，必須從戰略的高度給予重視。當前，我國的水庫大壩的防護工作還有很多事情要做，應積極開展水庫大壩的防護研究，力求做到平戰結合，制定安全防護的技術標準[1]。健全水庫大壩的防護管理組織，統領其度汛防護工作。制定相應的各種規劃和預案，儲備應急搶修物資，為度汛防護打下良好的基礎。

1 工程概況

劉家溝面板堆石壩最大壩高71m，壩頂全長240m，壩頂高程450.0m，正常蓄水位448.0m，死水位422.0m，大壩總填筑方量為79萬m3。壩址河谷呈不對稱“V”形，左岸岸坡較陡，右岸岸坡較緩，河床覆蓋層厚約18m，覆蓋層以下為灰巖，兩岸大部分基巖裸露，巖性為灰巖。

1.1 水文氣象

劉家溝水庫所在流域屬亞熱帶暖濕季風氣候區,多年平均降雨量為1174.1mm，設計流域徑流主要來源于降雨和地下水，徑流的年內變化與降雨一致，4月為汛前過渡期，5月～9月流域進入主汛期，10月為汛后過渡期，壩址處多年平均流量2.20m3/s，合徑流量為6940萬m3；壩址50年一遇設計洪峰流量為586m3/s，1000年一遇校核洪峰流量851m3/s。

1.2 導流標準

壩址位于峽谷型河谷，河床狹窄，根據地形條件，采用河床一次斷流，枯水期低圍堰擋水，左岸隧洞導流；度汛利用壩體臨時斷面擋水和導流隧洞泄流的導流方案。根據《水利水電工程施工組織設計規范》(SL303－2004)[2]，本工程導流建筑物設計洪水標準采用5年一遇，導流時段為10月中旬至第二年4月上旬，相應的導流建筑物設計流量91.7m3/s；臨時度汛標準為20年一遇，洪峰流量為506m3/s。

1.3 導流建筑物布置

導流隧洞采用城門洞型，斷面尺寸4.2m×5.7m(寬×高)，全長 506.47m，其中進口明渠長91.47m，洞身段長377.0m，出口明渠長38.0m，進口底板高程399.19m，出口底板高程396.66m，底坡1/200。

圍堰采用開挖土石渣填筑，上下游邊坡均為1∶1.5，以土工膜鋪蓋防滲，上下游圍堰堰頂高程分別為408.0m、400.0m，最大圍堰高度分別為18m和8m。

2 施工期度汛及過壩保護措施

2.1 過壩保護的思路

因征地、山區道路修建困難等各方面原因，原計劃于2009年10月開挖河床覆蓋層，實際至11月日開始河床開挖施工，同時，大壩填筑施工由2009年12月推遲至2010年2月，由于5月即進入汛期，按原計劃需在5月前填筑至大壩臨時度汛斷面頂高程430m，共需完成43.5萬m3，實際填筑工期3個月，月平均強度14.5萬m3，由于各方面原因實際填筑強度未能達到要求。2010年4月中旬大壩實際填筑至高程390.0m，低于河床高程395.0m，與上游圍堰頂高差達18m。由于實際填筑高程與上游圍堰高程相差較大，若洪水翻過圍堰，圍堰下游面將形成較大流速，直接沖刷壩頂面，防護工程量較大；若拆除圍堰以降低高差，拆除工程量較大，且下個枯水期重新填筑圍堰將影響工期。經綜合比較，擬在上游圍堰開槽口先充水，以在壩頂面形成水墊減小過洪時壩面流速，可降低防護強度和投資，即本工程采用上游圍堰開槽，同時對上下游圍堰坡面、壩頂頂面采取一定保護措施。

2.2 上、下游圍堰的防護

上游圍堰與壩體間三角形基坑采用石渣回填，回填時應在大壩上游坡面擠壓邊墻上鋪設1m厚裝土編織袋，以防止汛后挖掘機挖除基坑石渣時損壞擠壓邊墻[3]。基坑頂面回填成斜坡，下游端低于壩頂面0.5m，上游端為堰頂，即高程408m。上游圍堰預先開槽口底高程405.0m，寬3m，兩側邊坡1∶1.5。整個斜坡面采用干砌塊石護坡，其中圍堰開槽口及下游至壩頂面之間20m寬坡面塊石粒徑不小于40cm，厚 1.0m，其余部位厚0.4m，塊石粒徑不小于40cm。

下游圍堰堰頂高程400.0m，與大壩填筑頂面高差10m，下游圍堰與壩體間基坑也采用石渣回填處理，回填斜坡坡度小于1∶2，斜坡下游端為下游圍堰堰頂，即高程400m，上游端低于壩填筑頂面0.5m。為防止洪水沖刷坡面，在石渣料回填頂面采用干砌塊石護坡，塊石粒徑不小于40cm，厚0.8m；下游圍堰下游面采用干砌塊石護坡，塊石粒徑不小于40cm，厚0.8m。

2.3 趾板及止水的防護

趾板澆筑完成后須對趾板止水系統作全面保護，以4cm厚木板配角鋼、膨脹螺絲制作保護盒，保護盒尺寸須能完全包裹周邊縫及趾板伸縮縫止水系統[4]。保護盒四周及趾板以編織袋裝砂（粘）土堆填保護，土袋堆厚2m。

2.4 堆石壩體的防護

壩頂面防護：由于壩頂面上游段緊鄰上游圍堰下游斜坡，洪水下泄使上游段流速較大，設計在上游段30m范圍噴C20砼防護，先噴一層5cm厚C20砼，鋪設φ6.5@200鋼筋網，再噴10cm厚C20砼，其余壩頂面流速逐漸減小，采用10cm厚碾壓C20砼防護。

3 實施效果

水庫大壩安全管理在一定程度上發揮了減災救援的作用。大壩安全管理應急預案的研究來源于突發事件對水庫大壩下游的嚴重威脅及其后果的分析，它是大壩安全管理的重要組成部分，能夠減少大壩災難性事件所造成的下游財產和生命損失，減小對社會和環境的破壞影響等。相關部門需要進行宣傳、培訓、測試。計劃制訂后，所有相關的技術人員和社會搶險人員都應進行訓練培訓，并指派專人或機構定期對應急預案進行檢查、更新，這樣才能保障施工期度汛的安全。

劉家溝面板堆石壩在5月～9月流域進入主汛期，工程施工在上游圍堰開槽口先充水，以在壩頂面形成水墊減小過洪時壩面流速，可降低防護強度和投資，即本工程采用上游圍堰開槽，同時對上下游圍堰坡面、壩頂頂面采取一定保護措施的方案。由于這些保護措施減小了洪水的沖刷，使得劉家溝水電站成功度汛。

4 結語

2010年5月5日開始按上述度汛保護方案實施，5月15日完成。大壩安全度過2010年汛期洪水，汛后對大壩防護情況和導流洞進行了檢查，上游圍堰基本完好，塊石護坡基本未被沖毀，壩頂防護完好，下游圍堰也基本未被沖毀，只是止水由于保護措施未達到設計要求，保護設施局部損壞。本工程由于各方面原因，大壩未填筑到計劃高度，并低于河床5m，通過適當保護措施，并在上游圍堰預開缺口充水形成水墊，大大減小了洪水的沖刷，降低了過壩保護投資，并成功度汛。因此，劉家溝面板堆石壩施工期的度汛措施是科學的、合理的，是一個相當成功的案例，值得借鑒。陜西水利

[1]鄭立新,陸飛,劉衛紅.淺析水庫大壩防滲墻實施方案 [J].水利科技與經濟,2010,(01).

[2]可友國,王茹,劉術華,王利軍,郭邢燕.尖崗水庫大壩防滲墻施工中泥漿制作及作用[J].河南水利與南水北調,2010,(01).

[3]田興安,阮彥晟,張德永.江邊水電站壩基防滲墻施工[J].河南建材,2010,(05)

[4]陳英,仲兆偉,劉小偉.西泉眼水庫應急維修加固工程塑性混凝土防滲墻施工質量控制[J].黑龍江水利科技,2010,(05)