重慶市永川區(qū)金鼎寺水庫(kù)大壩施工導(dǎo)流

楊超

【摘要】重力壩施工導(dǎo)流可以利用壩體自身過(guò)流的特點(diǎn)，枯水期利用現(xiàn)有河道+壩體底孔導(dǎo)流，汛期利用壩體預(yù)留缺口度汛。

【關(guān)鍵詞】重力壩；導(dǎo)流；度汛

1、工程概況

金鼎寺水庫(kù)壩址距永川城區(qū)17km，總庫(kù)容1080萬(wàn)m3，正常庫(kù)容982萬(wàn)m3，擋水建筑物為混凝土重力壩，壩頂軸線長(zhǎng)212.9m，最大壩高31.2m，最大壩底寬34.8m。

2、 施工導(dǎo)流

2.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

（1）洪水標(biāo)準(zhǔn)

本工程為Ⅲ等中型工程，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。依據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303-2004）的有關(guān)規(guī)定，確定導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí)，相應(yīng)土石類導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)為5～10年一遇。鑒于本工程規(guī)模較小，取規(guī)范低值，選用5年一遇洪水作為導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。一、二期導(dǎo)流時(shí)段均為11月～次年3月，導(dǎo)流流量均為5.2 m3/s。

（2）壩體施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL303-2004）的有關(guān)規(guī)定，壩體施工期臨時(shí)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)為10～20年一遇洪水，鑒于本工程規(guī)模較小，取規(guī)范低值，選用10年一遇洪水作為施工期度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)度汛流量為236.00 m3/s。

2.2導(dǎo)流方式及水力計(jì)算

（1）導(dǎo)流方式

壩址處洪枯流量變化大，5年一遇洪水期流量為枯水期流量的35.5倍，經(jīng)過(guò)對(duì)左、右岸地形與地質(zhì)條件、工程量及永久建筑物利用等進(jìn)行綜合比較，擬定枯水期采用底孔導(dǎo)流，汛期采用壩體預(yù)留缺口導(dǎo)流度汛方式。

（2）導(dǎo)流程序

枯水期利用現(xiàn)有河道導(dǎo)流，進(jìn)行左、右岸非溢流壩段施工并澆筑至度汛高程292.60m以上；第二年4～10月，澆筑左右岸非溢流壩段度汛高程292.60m以上壩體；第二年11月～第三年3月枯水期利用右岸導(dǎo)流底孔導(dǎo)流，澆筑溢流壩塊至壩體高程290.00m，并作為預(yù)留導(dǎo)流缺口；第三年4月～10月，利用預(yù)留導(dǎo)流缺口度汛，澆筑非溢流壩段至壩頂高程306.50m；第三年11月～第四年1月，澆筑導(dǎo)流缺口部分，第四年1月進(jìn)行導(dǎo)流底孔封堵蓄水。

（3）水力計(jì)算成果

1）導(dǎo)流底孔計(jì)算

二期導(dǎo)流利用右岸導(dǎo)流底孔，導(dǎo)流流量為5.2 m3/s。導(dǎo)流底孔泄流能力按寬頂堰公式計(jì)算：

Q=εσsmB

其中：σs—淹沒(méi)系數(shù)；

B—堰寬度（m），取2m；

m—流量系數(shù)；

ε—側(cè)收縮系數(shù)；

Ho—堰上水頭（m）。

根據(jù)計(jì)算可知：設(shè)計(jì)導(dǎo)流底孔高程288.50m，底孔寬2.0m，當(dāng)流量為5.2 m3/s時(shí)，計(jì)算堰上水深1.9m。本設(shè)計(jì)安全超高取0.3m，設(shè)計(jì)邊墻高2.2m。導(dǎo)流底孔為圓拱直墻式，凈空尺寸2.0×2.2m（寬×高），矢高0.6m，導(dǎo)流底孔可以滿足導(dǎo)流要求。

2）度汛水位計(jì)算

根據(jù)擬定的導(dǎo)流方式，第一個(gè)汛期利用原有河道導(dǎo)流，過(guò)流能力按明渠均勻流計(jì)算；第二個(gè)汛期采用缺口度汛，泄流能力按寬頂堰計(jì)算：

Q= mB

其中：

B—堰寬度（m），取32.0m；

m—流量系數(shù)；

ε—側(cè)收縮系數(shù)；

Ho—堰上水頭（m）。

第二年4月～10月，進(jìn)行非溢流壩段度汛水位以上施工，利用現(xiàn)有河床導(dǎo)流，壩址處泄流凈寬32m，底部高程288.50m；第三年4月～10月，進(jìn)行非溢流壩段度汛水位以上施工，預(yù)留導(dǎo)流缺口高程290.00m，堰寬32.0m，底部高程290.00m。

一期度汛水位利用導(dǎo)流明渠，根據(jù)水位流量關(guān)系曲線，當(dāng)流量為236m3/s時(shí)，對(duì)應(yīng)水位292.13m，安全超高取0.3m，計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m，故一期壩體度汛高程292.60m。

二期度汛水位調(diào)洪計(jì)算，以水量平衡方程和泄流方程聯(lián)解為依據(jù)，水庫(kù)庫(kù)容曲線，泄流曲線和入庫(kù)洪水過(guò)程線成果資料，按任意時(shí)段長(zhǎng)水庫(kù)水量平衡進(jìn)行水庫(kù)洪水調(diào)節(jié)計(jì)算，二期度汛水位293.56m，安全超高取0.3m，計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m，故二期壩體度汛高程294.03m。

2.3導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

（1）一期導(dǎo)流建筑物

一期導(dǎo)流流量為5.2m3/s，計(jì)算斷面河床寬8m，高程288.50m，河床坡率為1.5‰，天然河道糙取0.035，按曼寧公式進(jìn)行計(jì)算，水深為0.36m，安全超高取0.5m，計(jì)算風(fēng)浪爬高0.17m，計(jì)算所需圍堰頂部高程為289.52m；上下游填筑土石圍堰，圍堰長(zhǎng)15m，頂寬2m，高2.52m，頂部高程289.52m，上游邊坡比1：2，下游邊坡比1：1.5。

（2）二期導(dǎo)流建筑物

導(dǎo)流底孔尺寸設(shè)計(jì)2.0×2.2m（寬×高），底孔高程288.50m，當(dāng)導(dǎo)流流量5.2m3/s時(shí)，堰上水深1.9m，安全超高取0.5m，計(jì)算風(fēng)浪爬高0.36m，計(jì)算所需圍堰頂高程291.21m。上游土石圍堰，長(zhǎng)65m，頂高程291.21m，頂寬2m，高2.71m，上游邊坡比1：2，下游邊坡比1：1.5。

2.4導(dǎo)流建筑物施工

導(dǎo)流工程由上下游圍堰、壩體導(dǎo)流底孔及導(dǎo)流渠道組成。圍堰采用黏土料填筑，初期排水時(shí)段為圍堰閉氣后的2d內(nèi)。

2.5截流

本工程一期不進(jìn)行截流，利用現(xiàn)有河道導(dǎo)流；二期圍堰需要進(jìn)行截流，先開(kāi)挖壩上下游導(dǎo)流明渠，再采用從右向左進(jìn)占進(jìn)行截流。

截流時(shí)間選擇在第二年10月底，截流標(biāo)準(zhǔn)選用5年一遇10月平均流量0.27 m3/s。截流方式為單戧立堵截流，從右岸向左岸進(jìn)行圍堰填筑，逐步向原河床進(jìn)占推進(jìn)，戧堤填筑到設(shè)計(jì)高度。

2.6封堵蓄水

根據(jù)施工總進(jìn)度安排，第四年1月初大壩樞紐具備過(guò)水條件，采用C20混凝土封堵導(dǎo)流底孔，底孔頂部進(jìn)行回填灌漿，其它接縫部位進(jìn)行接縫灌漿。

3、結(jié)論

本工程采用分期導(dǎo)流：枯水期利用明渠+底孔導(dǎo)流；汛期采用壩體預(yù)留缺口度汛方式。通過(guò)此工程經(jīng)驗(yàn)可以推廣至其它類型混凝土等壩型。

參考文獻(xiàn)：

[1] SL303—2004《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2] SL 252—2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》[S].北京：中國(guó)水利水電出版社，2001.

[3] 重慶市永川區(qū)金鼎寺水利工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告.重慶：重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2012.