導流施工在湖北某水利工程中的應用研究

王宗力

摘? 要：施工導流是水利工程施工特別是修建閘壩工程所特有的一項十分重要的工程措施。導流方案的選定，關系到整個工程施工的工期、質量、造價和安全渡汛，事先要做出周密的設計。該文以湖北某水電站攔河壩大壩導截流施工為研究對象，探討了施工導流執行過程中具體截流施工的實現法方法，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

關鍵詞：導流? 圍堰? 截留? 施工

中圖分類號：TV551.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）05（c）-0063-03

Application of Diversion Construction in a Water Conservancy Project in Hubei Province

WANG Zongli

（Honghu municipal Water Conservancy and Hydropower Construction and Installation Engineering Co.， Ltd.， Honghu， Hubei Proince， 433299? China）

Abstract： Construction diversion is a very important engineering measure in the construction of water conservancy projects， especially in the construction of gates and dams. The selection of diversion scheme is related to the construction period， quality， cost and safety of the whole project. Taking the diversion and closure construction of a hydropower dam in Hubei Province as the research object， this paper discusses the implementation method of the specific closure construction in the process of construction diversion. The full text is the theoretical sublimation based on the author's long-term work practice， which is believed to have important reference value and significance for the colleagues engaged in related work.

Key Words： Diversion; Cofferdam; Interception; Constructio

施工導流是水利水電工程中必不可少的組成部分，施工導流方案的優劣度對考量水利水電工程的進度具有重要意義，提出水利水電工程導流方案[1]。

施工導流是用圍堰保護基坑，將水流引向預定的泄水建筑物泄向下游的工程措施，而施工導流主要也是為了讓水工建筑物能在陸地上施工，以縮短水利水電工程的施工時間。

該工程采用隧道導流施工方案，隧洞導流技術一般應用于地形陡峭的狹窄山谷，同時水利工程的流量較小。隧洞導流技術的費用高，如果處于汛期施工，則需要基坑方法來輔助其泄洪。在實施隧洞導流技術時，要對施工現場進行勘察，緊密結合實際情況設計隧洞施工方案。施工進行后，要對軸線進行合理布置，并隨時觀察，一旦出現轉折，則要依據水流的方向對轉折的長度和角度進行調整，從而借助隧洞改變水流的方向[2]。

1? 項目背景

A電站位于湖北省B河上，距市區約58 km。電站主要建筑物由攔河壩、導流兼泄洪洞、發電引水洞、調壓井、壓力鋼管及發電廠房6個部分組成，總裝機100 MW，裝機臺數2臺，單機容量50 MW。其中攔河壩為常態混凝土拱壩，壩軸線長157.713 m，最大壩高67.0 m。

2? 項目施工水文條件

B流域控制集水面積8270 km2，A電站壩址以上控制集水面積7090 km2，占全流域的85.7%。該工程施工水文資料分別見表1、表2、表3。

3? 方案比選程序研究

3.1 導流標準及導流時段選擇

該電站為三級工程，主廠房攔河壩為三級建筑物。根據《水利水電工程施工組織設計規范》（SDJ 338-89），相應的臨時建筑物為5類，相應的導流標準為P=20%。

根據壩址不同頻率階段洪水成果對比分析可知，11月至次年4月的導流期較為合理，P=20%導流流量為299 m3/s。

3.2 度汛標準及壩體臨時度汛

該工程度汛標準采用P=10%的全年洪水，相應流量為2 800 m3/s。考慮到常態混凝土重力拱壩的施工特點，為了能夠連續施工，該工程大壩施工度汛采用預留缺口聯合導流洞泄洪度汛[3]。

4? 導流建筑物設計

壩址處河道狹窄，河道寬度在20～30 m之間，呈“Ω”形，采用隧洞導流條件較為優越。所以，該工程采用隧洞導流方式。

4.1 導流方案的比選

根據樞紐布置形式，結合水文、地形、地質條件等因素，提出如下方案進行比較，具體見圖1[4]。

方案一：在距大壩250 m處峽谷右岸開挖一條6.5 m×8.0 m城門洞型隧洞，導流洞長度為470 m，隧洞進出口落差達到19 m，水流條件好。隧洞進口高程為1159.00 m，出口高程為1140.00 m，底坡為4.04%。

方案二（與泄洪洞結合方案）：在距大壩110 m處峽谷右岸開挖一條內 徑8.0 m圓洞型隧洞，導流洞長度為252.56 m，隧洞進出口落差達到8 m，水流條件好。隧洞進口高程為1 153.00 m，出口高程為1 145.00 m，底坡為3%。上述兩個方案技術經濟比較如下。

（1）經濟指標。方案一造價約為884萬元，方案二造價約為869萬元，從單一的導流工程來看兩個方案經濟指標上兩個方案差不多，但是方案二是結合永久泄洪洞來設計，對整個工程來說方案二在導流工程方面幾乎是零投資（投資計入永久泄洪洞）。因此，經濟指標上方案二優于方案一。

（2）技術可行性。該工程上游河床寬度較狹窄，覆蓋層較厚，主要為大塊石崩踏堆積體。其中，左岸有不穩定崩踏堆積體，堆積體順河向長約100 m，距壩址約80 m，垂直河向長50 m，體積約8萬m3。經過與中國地質大學進行的專題分析，專題設計提出將該部分需進行清除處理。

采用方案一，圍堰布置在峽谷中上部，施工技術上難度不大，可行性強。導流洞施工受到崩踏堆積體處理的施工干擾小，可獨立施工，而且導流洞的封堵簡單;缺點是隧洞較長，施工時間長。

采用方案二，圍堰布置在峽谷中部，施工技術上難度不大，可行性強。缺點是導流洞施工受到崩踏堆積體處理的施工干擾;優點是導流洞可與泄洪洞結合，減少工程投資，同時有利于大壩的安全運行。

因此，選擇方案二為該工程的推薦方案。

4.2 導流洞設計

4.2.1 洞線布置

由于導流洞和永久泄洪洞結合，導流洞布置在滿足導流要求的前提下還應盡可能滿足泄洪洞要求[5]。所以，導流隧洞布置于大壩右岸，全長252.56 m，隧洞進口直線段長42.90 m，洞線方向為N2.59°E，轉彎段長78.39 m，轉彎半徑為100 m，轉角44.92°，出口直線段長131.27 m，洞線方向為N47.68°E。隧洞進口底板高程為1 153.00 m，出口底板高程為1 145.00 m，底坡為3.2%。

4.2.2 隧洞斷面型式選擇

考慮到導流洞設計與泄洪洞相結合，導流洞斷面采用圓型斷面設計，經過水力計算，確定隧洞斷面尺寸襯砌后內徑為8 m圓洞。

4.3 圍堰設計

該工程粘土料場儲量豐富，土石圍堰施工材料有保障，故該工程圍堰設計為土石圍堰。

4.3.1 上游圍堰設計

圍堰設計為土石混合圍堰，圍堰頂寬為6.5 m，軸線長度為48 m，最大堰高為16.3 m，堰頂高程為1 160.30 m。上游側為堆石體截流戧堤，邊坡為1∶1.5，下游側堆石體邊坡為1∶2.0，采用防滲土工布結合控制水泥灌漿進行防滲處理。

4.3.2 下游圍堰設計

根據導流洞出口水位～流量關系曲線[6]，選定導流流量對應的水位為1 144.50 m，圍堰軸線處河底高程為1 137.9 m。堰型為土石圍堰，設計堰頂高程為1 145.0? m，堰頂寬為3m，背水面坡度為1∶1.5，迎水面坡度為1∶2。

4.4 導流程序

根據該工程的特點，攔河壩施工導流分為前期、中期和后期這3個階段。（1）前期導流：第一年2～10月，河道過流，進行導流洞施工;第一年11月到第二年4月，河床截留，通過導流洞過流，攔河壩進行河床基礎開挖和壩基混凝土澆筑。（2）中期導流：第二年汛期（5～10月），根據施工總進度安排，大壩澆筑到1 167.50 m高程，并在1 157.00 m高程大壩溢流堰右側預留寬50 m的缺口，導流洞、沖砂底孔和大壩缺口聯合泄流，攔河壩進行預留缺口兩側的混凝土澆筑。（3）后期導流：第二年11月到第三年4月，通過導流洞過流，攔河壩進行缺口部分混凝土澆筑、壩體灌漿和金屬結構部分施工，直至攔河壩竣工。

5? 截流施工方法研究

5.1 截流時段選擇

導流時段為11月到次年4月，根據施工進度安排，結合黃泥河水文條件，確定在10月截流。因為11月份P=20%月平均流量為108 m3/s，截流難度不大。為能盡早進行圍堰填筑，以便于為大壩基坑施工創造條件，因此截流安排工程開工第一年11上旬進行。

5.2 截流施工

截流方式采用單戧立堵截流，單向進占。截流前先進行備料，對壩前蹦踏堆積體處理和壩肩看挖碴料進行篩選大粒徑料單獨儲備。截流時先采用大粒徑料進行填筑，然后再用開挖碴料進行填筑。截流戧堤料采用1.5 m3挖掘機裝15 t自卸汽車運輸，推土機推平進占。

6? 結語

對修建在高山峽谷地帶徑流量大的高水頭水電站，施工導流是工程能否實施的關鍵，同時也關系到項目技術經濟指標。在進行施工導流設計時，應緊密結合工程的總體設計考慮，盡可能將? 臨時和永久工程結合，節約工程投資，從而使工程順利進行。

參考文獻

[1] 羅海冰.躍進水閘施工導流方案優化決策研究[D].長沙理工大學，2018.

[2] 洪兆遠.下穿導流洞爆破施工對既有公路隧道的動力影響研究[D].重慶交通大學，2018.

[3] 呂航，張國良.丫多河水庫導流洞封堵段臨時導流施工技術[J].云南水力發電，2021，37（4）：81-83.

[4] 王海峰，梁松山.衛河倒虹吸樞紐工程施工導流設計[J].河南水利與南水北調，2021，50（3）：59-61.

[5] 董正宇.基于施工能力的過水圍堰—隧洞導流方案多目標優化[J].水資源與水工程學報，2021，32（1）：151-157.

[6] 黃曉俊，覃世果.馱英水庫導流泄洪隧洞提前進洞施工方法[J].廣西水利水電，2020（6）：53-55.n