阿爾塔什水利樞紐工程施工導流設計綜述

石育銘

（新疆水利水電勘測設計研究院 新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程背景

阿爾塔什水利樞紐工程位于葉爾羌河，依據歷年水文實測資料，葉爾羌河6、7、8月為主汛期，水量占全年水量的60%以上，非主汛期洪水又可分成從頭年9月20日至次年5月31日。洪水發生時呈現起漲速率大，峰值異常高的特征，嚴重威脅流域內群眾人身財產安全[1-4]，本文根據葉爾羌河汛期水文特征，對水利樞紐工程進行了施工導流設計。

2 導流標準

2.1 導流時段

該水利樞紐工程總建設周期為六年零兩個月，施工周期較長，在全部施工周期期間，共發生4個汛期。因該河汛期較長、峰值較大，且本工程上游圍堰填筑強度相對較高，按照《施工組織設計規范》，將大壩施工導流度汛劃分為三個時段：

初期導流時段：河道截流后至壩體臨時擋水度汛前，即施工期第二年10月初～第三年9月底。

中期導流時段：壩體臨時擋水度汛至導流洞下閘蓄水，即施工期第三年10月初～第五年7月底。

后期導流時段：導流洞下閘蓄水至工程全部完工，即施工期第五年8月初～第七年4月底。

2.2 導流建筑物級別

該水利樞紐為大（1）型Ⅰ等工程，大壩為1級建筑物，導流建筑物為3級。初期導流時段為第二年10月初～第三年9月底，設計洪水標準為20年一遇，相應洪峰流量為5590m3/s，由圍堰進行抵擋洪水，并由導流洞進行泄洪。

2.3 導流標準

2.3.1 初期導流標準比選

在導流洞規模相同的前提下，本階段初期導流時段進行了20年一遇洪水和10年一遇洪水標準的比較。經計算，20年一遇洪水堰前水位1702.42m，比10年一遇洪水的堰前水位1696.90m高約5.52m。初期導流標準比選結果見表1。

根據比選結果，20年一遇洪水標準堰前水位較10年一遇洪水標準高5.52m，投資增加約570萬元，但考慮到采用20年一遇洪水標準能提高大壩基坑施工安全度，因此本階段導流設計采用20年一遇洪水標準。

2.3.2 中期導流標準

本工程100年一遇洪水壩前攔洪庫容為1.53×108m3，壩體施工期度汛洪水標準大于100年一遇洪水。

由于本工程要求上游圍堰填筑強度相對較高，故將壩體度汛標準確定為100年一遇，對應的洪峰流量為8786m3/s。

2.3.3 后期導流標準

本工程混凝土面板壩為1級建筑物，后期壩體度汛設計洪水標準為500～200年一遇，校核洪水標準為1000～500年一遇。

根據葉爾羌河6、7、8月為主汛期的水文特點，后期導流方式分3個階段。

階段Ⅰ：施工期第五年8月初～第五年9月底，壩體度汛設計洪水標準選擇200年一遇洪水，相應洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為12094m3/s。

表1 初期導流標準比選表

階段Ⅱ：施工期第五年10月初～第六年5月底，壩體度汛設計洪水標準選擇200年一遇洪水，相應洪峰流量為1604.4m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為1889m3/s。

階段Ⅲ：施工期第六年6月初～第七年4月底，壩體度汛設計洪水標準選擇200年一遇洪水，相應洪峰流量為10200m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為12090m3/s。

2.4 導流方式

2.4.1 初期導流方式

由于采用圍堰形式進行擋水，且左岸地形平坦開闊，圍堰施工條件較好，初期導流采用一次性截斷河床、上下游圍堰擋水、隧洞泄洪的導流方式。

2.4.2 中期導流方式

施工期的第三年10月初開始到第五年的7月底為止，選取壩體臨時斷面擋水的措施，并且在導流方式上選擇導流洞泄流。

2.4.3 后期導流方式

根據導流洞堵頭段施工進度計劃，后期導流方式分3個階段。

階段Ⅰ：施工期第五年8月初～第五年9月底，采用壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞泄流、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流的導流方式。

階段Ⅱ：施工期第五年10月初～第六年5月底，采用壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流的導流方式。

階段Ⅲ：施工期第六年6月初～第七年4月底，采用壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流的導流方式。

2.5 導流程序

本工程施工總工期為74個月，大壩施工共劃分為5個時段，各導流時段、標準、流量及方式如下：

（1）第二年10月初～第三年9月底，即河道截流后至壩體填筑高程未超過上游圍堰頂高程，由全年上下游圍堰擋水、導流洞泄流，導流設計洪水標準為20年一遇，相應洪峰流量為5590m3/s。

（2）第三年10月初～第五年7月底，由壩體臨時斷面擋水、導流洞泄流，大壩度汛設計洪水標準為100年一遇，相應洪峰流量為8786m3/s。

（3）第五年8月初～第五年9月底，導流洞下閘蓄水，由壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞泄流、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流。大壩度汛設計洪水標準為200年一遇，相應洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為12094m3/s。

（4）第五年9月初～第六年5月底，由壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流。大壩度汛設計洪水標準為200年一遇，相應洪峰流量為1604.4m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為1889m3/s。

（5）第六年6月初～第七年4月底，由壩體臨時斷面擋水，1#深孔放空排沙洞、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞聯合泄流。大壩度汛設計洪水標準為200年一遇，相應洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標準選擇500年一遇洪水，相應洪峰流量為12094m3/s。

3 導流建筑物

3.1 圍堰工程

3.1.1 上游圍堰

上游圍堰設計堰頂高程為1704.0m，最大堰高40m，堰頂長544.50m，堰頂寬10.0m，迎水坡 1∶2.25，背水坡 l∶1.50。上游圍堰堰體采用土工膜斜墻防滲，土工膜采用兩布一膜（150/0.50/150），土工膜兩側分別設1層1.80m厚的過渡料。上游圍堰基礎防滲形式采用C15混凝土防滲墻防滲。上游迎水面采用厚0.50m的石渣護坡。

3.1.2 下游圍堰

下游圍堰同時保護壩體和生態基流廠房施工，大壩為1級建筑物，生態基流廠房為3級建筑物，因此導流建筑物為4級。該工程壩體設計洪水標準為20年一遇，對應的洪峰流量為5590m3/s，在采取調蓄措施之后，導流洞泄流量為2524.58m3/s，由下游圍堰處水位～流量關系得堰前水位為1666.69m。下游圍堰設計堰頂高程為1668.0m，最大堰高7.0m，堰頂長302m，堰頂寬 8.0m，迎水坡 1∶3.0，背水坡 l∶1.5。下游圍堰堰體采用粘土斜墻防滲，斜墻頂高程1667.30m，頂寬2.50m，斜墻上游側設水平寬2.0m的砂礫石保護層，下游側設水平寬2.50m的反濾過渡料。

3.2 導流隧洞

導流洞布置在左岸，為有壓洞，與2#深孔放空排沙洞采用“龍抬頭”方式進行結合，由進口明渠段、閘井段、洞身段、擴散段、消力池段、泄槽段、護坦段及出口明渠段組成。

4 結語

雖然導流工程為臨建工程，但是如果設計不合理，就會對水利樞紐主體工程安全產生嚴重影響。該水利樞紐汛期峰值高、周期長，將施工導流設計做到既能滿足安全要求，又能最大限度利用水資源，不僅能大幅降低工程建設投資，又能保證水利工程整體安全運行。陜西水利

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