青山水庫樞紐工程導截流施工一、前言在江河上修建水水利水電工程程時，為了使使水工建筑物物能在干地上上進行施工，需需要用圍堰維維護基坑，并并將水流引向向預定的泄水水通道往下游游宣泄，稱為為施工導流。水利水電工程的施工導流概括為采取“導、截、攔、蓄、泄”等工程措施來解決施工和水流蓄泄之間的矛盾，避免水流對水工建筑物施工的不利影響，把河水流量全部或部分導向下游或攔蓄起來，以保證干地施工和施工期不影響或盡可能少影響水資源的綜合利用。分期圍堰法導流流即用圍堰將將水工建筑物物分段、分期期維護起來進進行施工的方方法。所謂分分段，就是在在空間上將用用圍堰將建筑筑物分為若干干施工段進行行施工；所謂謂分期，就是是在時間上將將導流分為若若干時期；在在工程實踐中中兩期兩段導導流應用的最最多。分期圍圍堰法導流一一般適用于河河床寬、流量量大、工期較較長的工程。前前期都利用被被束窄的原河河道導流，后后期要通過修修建的泄水道道導流。這種種導流方法的的導流費用較較低，國內一一些大、中型型水利水電工工程采用較廣廣。如桓仁、萬萬安、龔嘴、富富春江、大化化及長江葛洲洲壩、三峽水水電站等均采采用了此方式式導流方式。青山水庫工程根根據工程河流流地形及建筑筑物的特點，施施工導流采用用兩期兩段的的分期圍堰法法進行導流施施工。第一期期在河床右岸岸修筑一期圍圍堰，采用束束窄河床和明明渠導流，完完成右岸壩體體填筑及河床床段壩基的粘粘土心墻下混混凝土蓋板及及帷幕灌漿；；第二期在枯枯水期進行河河床截流，修修筑二期上下下游圍堰，采采用導流隧洞洞進行導流，完完成壩體填筑筑施工。二、概況2.1工程情況況青山水庫工程位位于遼寧省葫葫蘆島市六股股河中游，庫庫容6.61×104m3，為大=2\*GB2⑵型水庫，Ⅱ等工程。水庫防洪標標準按5000年一遇洪水水設計，50000年一遇遇洪水校核。樞紐工程由主壩、副壩、溢洪道、輸水洞和碼頭組成。主壩為粘土心墻砂礫石壩，壩長735.63m，壩頂高程96.29m，最大壩高42.79m，主壩約一半在河床段，另一半在右岸臺地上，壩址處河底寬約250m，河床底高程約54m，河谷右岸山坡較緩，風化巖層較厚，河床左岸山坡較陡，巖石裸露，壩址處河道主流偏于左岸，右岸地形寬闊。旁側式溢洪道位位于主壩右岸岸，距壩頭約約350m的的一天然山溝溝內。溢洪道道工程包括進進口引渠、堰堰體控制段、陡陡槽及出口明明渠段和出口口防護工程五五部分組成。輸水洞布置在主主壩左岸條形形山脊內，由由進水塔、輸輸水隧洞、壓壓力箱及出口口閥室組成。隧洞長度313.6m，洞徑2.8m，為圓型斷面。2.2施工期水水文六股河流域地處處中緯度，屬屬于溫帶季風風氣候區，其其特點是冬季季以西北季風風為主，嚴寒寒干燥；夏季季以東南季風風為主，炎熱熱多雨，四季季冷暖干濕分分明。從多年平均年降降水量等值線線圖上看，其其分布趨勢自自西南7000mm向北5550mm遞遞減，降水量量年際變化大大，年內分配配也極不均勻勻，汛期（66～9月）占占年降水量的的80%左右右，10月至至次年6月為為枯水期，流流量較小，小小于30mm3/s。施工期水文成果果表單單位：m3/s地點時段頻率5%10%20%青山水庫壩址汛前（4-6月月）38521486.5汛期（7-9月月10日）4250.02690.11380.0汛后（9月100日-12月）100.1368.7541.3110年一遇99、10月平平均流量表單位：mm3/s9月平均流量9月上旬9月中旬9月下旬16.6530.0316.2813.8010月平均流量量10月上旬10月中旬10月下旬10.1112.469.338.54三、導截流總體體布置3.1總體規劃劃青山水庫樞紐工工程根據河流流地形及建筑筑物特點采用用分期圍堰導導流方式，依依據施工總體體施工規劃采采用兩段兩期期的導流施工工。一期施工工為20100年汛后到22012汛后后，由一期圍圍堰及子圍堰堰圍護右岸，束束窄河床及修修建明渠由主主河道及明渠渠導流，進行行右岸壩體填填筑及河床段段壩基的防滲滲混凝土墻及及帷幕灌漿施施工，同時進進行左岸導流流洞及輸水洞洞施工；二期期施工為20012汛后截截流至壩體蓄蓄水，由二期期圍堰攔斷主主河床進行截截流，非汛期期由導流洞過過流，主汛期期遇特大洪水水由導流洞、輸輸水洞及溢洪洪道預留缺口口聯合過流,,進行河床段段壩體填筑施施工。施工導流設計參參數表工程分期一期二期導流時段2010年汛后后～20111年汛前2011年汛期期～20122年汛后2012年汛后后～20133年汛前2013年汛汛汛期2013年汛后后～20144年汛前導流方式一期圍堰及子堰堰，束窄河床床及明渠導流流右岸壩體臨時防防護,原主河河道過流二期圍堰全河床床攔斷，導流流洞過流壩體達到83..5度汛高程程，導流洞、輸輸水洞及溢洪洪道缺口聯合合過流壩體擋水，輸水水洞、導流洞洞聯合過流導流標準汛后10年汛期20年汛前10年汛期100年汛前10年設計洪峰流量((m3/s)68.7542502148450241相應下游水位((m)54.760.755.862.855.8施工導建筑物參參數表項目名稱堰項高程（m))地面高程（m))圍堰高度（m))上游坡比下游坡比頂寬（m)長度（m)防滲深度（m))一期圍堰Q＝668.75（mm3/s)56.253.52.71：2.51：2.57.5500.0至基巖一期壩體防護QQ＝42500.0（m3/s)上下游及壩體過過流斷面62.053.58.5壩體預留坡比11：2.5310.0上游子堰Q＝441.31（mm3/s)56.053.03.01：2.51：2.54.090.0至基巖二期圍堰Q＝2214（m3/s)上游62.052.59.51：2.51：2.57.0267.0至基巖下游56.553.53.01：2.51：2.57.0190.0至基巖3.2一期施工工3.2.1一期期圍堰與導流流明渠一期工程為20010年汛后后到20122年汛后。22010年汛汛后進行一期期圍堰施工，在在0+1500處修建粘土土心墻土石圍圍堰，左岸主主河床予留過過流寬度為1100米，水水流從原左岸岸主河床通過過。（見圖11）圖1、一期圍堰堰平面布置圖圖在一期圍堰保護護下進行右岸岸基礎開挖、混混凝土蓋板及及帷幕灌漿工工作，在20010年111月份在0++160～00+180段段已進行完帷帷幕灌漿的壩壩基混凝土蓋蓋板之上修筑筑明渠，同時時進行子圍堰堰的施工，在在子圍堰的配配合下，將束束窄河道過流流改為0+1160-0++180混凝凝土蓋板上的的明渠過流。從從而將0+0050～0++150主河河床形成基坑坑，在20111年6月份份前完成主河河床段的壩基基開挖、粘土土心墻下的混混凝土蓋板及及壩基帷幕灌灌漿工作，在在2011年年汛期前拆除除子圍堰，將將明渠導流重重新改回左岸岸主河床過流流。（見圖22、圖3）導流明渠的應用用將主河床填填筑前的各基基礎工作，提提前到20111年完成，為為截流后此段段施工增加了了3個月的直直線工期，大大大緩解了22012年汛汛后截流壩體體填筑壓力，確確保了20113年大壩安安全度汛目標標的實現。圖2、子圍堰與與導流明渠平平面布置圖導流明渠工程參參數筑渠材料防滲材料設計流量m3/s斷面形式明渠尺寸坡降糙率長m寬m河床砂礫料土工膜48.26梯形40013~151.2‰0.03B=15mb=13mmh==2mm=0.55圖3、導流明渠渠斷面圖3.2.2壩體體臨時防護2011年汛前前主壩右壩段段（樁號0++180～00+735..63）5555米壩體體填筑到688.0m高程程，同時并完完成此段壩體體68.0mm高程以下上上下游壩坡面面的砌筑工程程。為防止汛汛期河水對已已填筑的右壩壩體的沖刷，采采取在0+1180橫斷面面順水流方向向進行壩體臨臨時防護，采采用20年一一遇汛期洪水水標準，622.0m高程程以下1:22.5的坡面面采用碎石貼坡坡堆筑30ccm厚，在碎碎石上澆筑115cm厚CC20混凝土土面板，且在在坡腳向河道道順沿2m。保證在2011年汛期到2012年汛后,由0+050～0+180

河道過流，右壩體可以正常填筑施工。(見圖4)圖4、0+1880壩體臨時時防護圖3.3二期施工工3.3.1二期期圍堰汛后開始施工二二期圍堰進行行截流，將河河床全部攔斷斷，確保在66月汛期到來來之前填筑至至攔洪高程883.5m。二二期圍堰采用用粘土心墻土土石圍堰，按按汛前10年年一遇洪水標標準設計，上上游圍堰頂高高程62.00m，下游堰堰頂高程566.5m。（見見圖5）1）圍堰軸線選選擇上游圍堰軸線位位置，根據規規范要求，上上游圍堰坡腳腳距泄水建筑筑物進口的距距離不小于220m，考慮慮壩基排水及及壩體開挖填填筑施工的場場地布置等因因素，確定上上游圍堰軸線線位于大壩上上游與導流洞洞進口之間。考考慮下游圍堰堰要距離導流流洞出口一定定的距離，將將下游圍堰布布置在大壩下下游側距壩軸軸線210mm。2）圍堰結構及及填筑料分區區圍堰采用心墻防防滲型式土石石圍堰，心墻墻頂寬1m，兩兩側坡比1::0.15，心心墻底部截水水槽開挖至巖巖基面，回填填粘土，上部部正常填筑粘粘土。堰頂寬寬7m。上游游填筑開挖料料，邊坡坡比比1∶2.55，下游側填填筑砂礫料，坡坡比為1∶22.5。圍堰填筑料分為為3區，包括括上游填筑主主壩開挖料、心心墻粘土（含含兩側反濾料料）和下游砂砂礫料。圖5、二期圍堰堰布置圖3）施工程序汛后低水位時段段，左、右岸岸堰體填筑至至主河道。填填筑料采用225t自卸汽汽車運輸，參參考主壩填筑筑方法進行施施工。每個作作業面配備11臺推土機配配合施工。兩兩端堰體先填填筑至60..0m高程。合龍后，進進行戧堤閉氣氣，然后集中中力量填筑堰堰體至62..0m高程。上游圍堰水下部部分施工程序序為：施工準準備→截流戧戧堤進占→上上游石渣堰體體跟進→中間間心墻填筑跟跟進→圍堰兩兩側填筑料加加寬→上游開開挖塊石防護護施工。上游圍堰水上部部分施工程序序為：施工準準備→兩側反反濾料填筑→→心墻填筑→→上下游填筑筑料填筑→上上游塊石石渣渣護坡施工→→堰頂路面平平整。下游圍堰在上游游圍堰截流后后施工，水下下部分先全斷斷面一次性拋拋填至面以上上，然后拋填填下游側防滲滲料及護坡石石渣，最后進進行堰體加高高及堰頂路平平整。4）施工方法(1)上游圍堰堰兩側岸灘部部位按照主壩壩施工程序進進行施工，截截流槽內的粘粘土可能要在在水中拋填，因因此水下心墻墻填筑料中的的砂含量要比比在干地施工工的高。龍口采用立堵法法進占拋填。合合龍后向上游游拋填粘土進進行閉氣。主主河道部位堰堰體填筑水下下部分采用拋拋填法施工。水下拋填法施工工均使用255t自卸汽車車運輸，推土土機平料壓實實。各種填筑料區均均在地面上按按堰體設計斷斷面定出測量量標志，嚴格格按測量標志志控制填筑，不不得超欠或混混填。各類填填料分別設專專職人員負責責施工。(2)堰體水上上填筑施工測量放樣確定填填筑范圍后，對對圍堰軸線、填填筑范圍進行行標識。水上部分就按照照主壩填筑程程序及方法進進行施工。先反濾料，再填填心墻粘土層層，最后填兩兩側石渣料及及砂礫料。各各層填筑時必必須首先進行行測量放樣，明明確標識出各各種填料的填填筑邊線。225t自卸汽汽車運輸，推推土機按要求求的鋪料厚度度攤鋪。鋪筑筑完畢后，調調整填料的含含水量，采用用振動碾進退退錯距法碾壓壓，振動碾平平行軸線方向向碾壓，振動動碾行進速度度3～4kmm/h，碾壓壓軌跡搭接寬寬度不小于550cm，碾碾壓遍數根據據試驗確定；；按要求取樣樣合格后方可可填筑上升，對對于堰體與岸岸坡結合部位位等填筑平面面面積較小的的部位，無法法使用大型壓壓實設備進行行壓實時，采采用中小型碾碾壓設備碾壓壓。5）施工材料（1）填筑材料料技術要求石渣料：要求巖巖塊不易破碎碎或水解，最最大粒徑為6600mm，小小于5mm的的顆粒含量不不超過20%%，并具有低低壓縮性、高高抗剪強度。粘土：選用壩肩肩開挖的粘壤壤土，滲透系系數10-55～10-7cm/ss。塊石：粒徑0..4～0.77m的塊石，堅堅硬，不易破破碎或水解。砂礫石：級配良良好，滿足主主壩填筑使用要求求即可。（2）圍堰填筑筑料主要由開開挖料、粘土土和砂礫料組組成。上游圍圍堰填筑總量量約4.6萬萬m3，下游圍堰堰填筑總量11.2萬m3。主要填筑筑料數量見下下表。上下游圍堰填筑筑工程量表項目單位上游圍堰下游圍堰合計開挖料m32000061020610粘土m3520031808380砂礫料m321300730028600圍堰填筑料主要要考慮利用壩壩基開挖料及及砂礫料。開開挖料儲量及及質量滿足堰堰體填筑要求求。砂礫料使使用B2-33料場開采的的砂礫料，經經勘查，儲量量也滿足要求求。防滲粘土土料使用主壩壩右岸上游備備用料場的粘粘土，儲量可可滿足。根據據大壩基礎開開挖設計圖，大大壩基礎開挖挖石渣量8..5萬m3?？紤]運輸輸、截流拋投投等產生的損損耗，石方按按照70%利利用率，可利利用4萬m33，儲量可滿滿足要求。3.3.2截流流方案1）截流時間及及標準選擇依據工程實際情情況，確定截截流流量為99月的10年年一遇洪水流流量13.88m3/s，作為為截流洪水標標準。（實際際截流日期為為2012年年9月19日日）2）截流方式及及截流戧堤布布置截流采用采用單單戧立堵，龍龍口雙向進占占合龍的截流流方式。截流流戧堤布置在在上游圍堰上上側，為堰體體的一部分，戧戧堤軸線與上上游圍堰軸線線平行。戧堤堤頂高程599.0m，戧戧堤頂寬7..0m，戧堤堤頂長64..5m。戧堤堤按梯形斷面面設計，上游游邊坡為1∶∶1.3，下下游邊坡為11:1.5。3）截流水力學學計算截流采用單戧立立堵截流，截截流戧堤軸線線布置在上游游圍堰軸線上上游17.88m處，截流流戧堤頂高程程59.0mm，寬度為77m，按照99月下旬100年一遇流量量13.8mm3/s計算。計算內容不同龍口寬度的的上游水位（HH上）與龍口泄泄流量（Qgg）關系。（2）計算基本本假定及原理理①不計戧堤滲流流量及水庫調調蓄對上游水水位的影響；；②視龍口為梯形形或三角形過過水斷面的寬寬頂堰；③簡化的寬頂堰堰理論：檻頂頂水面是平的的，忽略波狀狀睡眠的影響響；非淹沒流流時檻上水深深為臨界水深深（hp=hk）；淹沒流流時檻上水深深取為下游水水深（hp=hn）。（3）計計算公式及計計算過程圍堰設計流量為為13.8mm3/s，根據據投標文件中中主壩壩址下下游200mm處河道水位位與流量關系系可知：當流流量為13..8m3/s時，下下游河道水位位為53.887m，即水水深為0.887m。口門為梯形時（兩兩側坡度為11:1.5）：：計算基于簡化的的寬頂堰理論論。即假定：：①檻頂水面面是平的，忽忽略波狀水面面的影響；②②非淹沒流時時檻上水深取取為臨界水深深（）；③淹淹沒流時檻上上水深取為下下游水深（），不不計回彈落差差。假設為非淹沒出出流：式中：m—考慮慮收縮影響在在內的流量系系數，一般取取0.30～～0.32;;—口門平均水面面寬，m;—臨界水深，mm。其他符號意義同同上。與均為未知，需需通過試算。當口門為梯形過過水斷面時，由由試算得式中：—臨界水水深時相應的的口門過水斷斷面寬度，mm;—臨界水深時相相應的口門過過水斷面面積積，。分別設斷面底寬寬b=30，220，15，110，8，55，3，1mm時對應的臨臨界水深如下下表:底寬b水面寬過水面積0.2773030.8318.42519.39719.4330.3622021.0867.43719.50419.4330.4351516.3056.80919.36019.4330.5621011.6866.09419.36419.4330.64589.9355.78419.47719.4330.84257.5265.27319.48619.4331.07236.2164.94019.39119.4331.47115.4134.71719.38619.433求得對應梯形形形狀的上游水水深如下表：：臨界底寬b流量系數m上游水深H流量0.2773030.415550.310.47813.7950.3622020.5430.310.62113.7970.4351515.652550.310.74413.7860.5621010.8430.310.95113.8010.64588.96750.311.07913.7940.84256.2630.311.37113.7981.07234.6080.311.68213.7961.47113.20650.312.14213.796口門為三角形時時：當口門呈三角形形過水斷面時時，臨界水深深由下式求得得：綜上可知：（河河道底高程為為53.9mm）底寬龍口寬度上游水位下游水位落差z隧洞分流量龍口過流量單寬流量q平均流速v龍口流態304854.7754.770013.80.3540.507淹沒流203854.7754.770013.80.4760.745淹沒流153354.7754.770013.80.5750.973淹沒流102854.7754.770013.80.7261.403淹沒流82654.7754.770013.80.8121.705淹沒流52354.7754.770013.80.9862.516淹沒流32154.97254.770.202013.81.1502.794非淹沒流11955.37154.770.601013.81.3802.926非淹沒流014.35654.771.23013.81.9302.943非淹沒流010.75754.772.233.59310.2071.9082.771非淹沒流03.955854.773.2313.6140.1860.0941.242非淹沒流02.9658.01254.773.24213.800.0000.000非淹沒流4）截流龍口段段拋投材料選選擇在子堰戧堤截流流合龍時，合合理選用截流流材料的尺寸寸和重量，是是截流成敗的的關鍵，截流流材料的尺寸寸或重量取決決于龍口流速速。參照相關關工程截流施施工實踐經驗驗，截流拋投投分別選擇石石渣料、中石石、大塊石、鋼鋼筋石籠。（1）截流抗沖沖材料粒徑計計算材料粒徑按下列列公式計算：：d=Vmaxk2gγm??γw其中：v—水流流流速，為確確保順利截流流，按龍口寬寬度為14..3m時的最最大平均流速速2.9433m/s；K—綜合穩定系系數，平底抗抗滑穩定，塊塊石取0.99；gg—重力加速速度，9.88m/s2；γγm—石塊容容重，2.667t/m33；γw—水容重，11t/m3；D—石塊折算成成球體的直徑徑，m；拋投體重量：G=代入上式得D=0.577m，取0..6m，等效效體積為0..11m3，相應重量量為0.3tt。（2）截流戧堤堤龍口部位的的總拋投量為為0.7萬mm3（考慮流失失損失50%%）。拋投料料為石料，塊塊石粒徑為00.1m～00.4m。針對截流時可能能預見的水流流過大，截流流難度加大的的情況，擬采采用右岸河邊邊大孤石備料料直徑0.44m以上塊石石約300mm3，用于龍口口困難段拋投投。5）截流施工龍口段采用雙向向進占截流，左左岸堤頭配備備1臺推土機機和2個卸料料點，右岸堤堤頭配1臺推推土機和2個個卸料點。堤堤頭線路布置置共分為拋投投區、編隊區區和回車區，確確保截流施工工順暢有序。堤堤頭拋投采用用全斷面推進進。兩岸各配配備1臺推土土機配合施工工，石渣以汽汽車直接拋投投為主，部分分塊石采用堤堤頭集料，推推土機趕料拋拋投。按照龍口段拋投投方量按50000m3，考慮1..5倍的取料料及沖刷損失失，需備料約約7500mm3，其中5000m3塊石，其余余為石渣。在在左右岸均進進行備料，便便于從兩岸進進行拋填，備備料堆高度不不高于5m，方便一次性性取料。6）設備及資源源配置根據進度安排及及施工強度，設設備配置見下下表序號設備名稱型號規格數量備注1反鏟1.2m322反