石育銘

（新疆水利水電勘測設(shè)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(jù)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(fā)生時呈現(xiàn)起漲速率大，峰值異常高的特征，嚴(yán)重威脅流域內(nèi)群眾人身財產(chǎn)安全[1-4]，本文根據(jù)葉爾羌河汛期水文特征，對水利樞紐工程進(jìn)行了施工導(dǎo)流設(shè)計。

2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

2.1 導(dǎo)流時段

該水利樞紐工程總建設(shè)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(fā)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(qiáng)度相對較高，按照《施工組織設(shè)計規(guī)范》，將大壩施工導(dǎo)流度汛劃分為三個時段：

初期導(dǎo)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(dǎo)流時段：壩體臨時擋水度汛至導(dǎo)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(dǎo)流時段：導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)流建筑物為3級。初期導(dǎo)流時段為第二年10月初～第三年9月底，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，相應(yīng)洪峰流量為5590m3/s，由圍堰進(jìn)行抵擋洪水，并由導(dǎo)流洞進(jìn)行泄洪。

2.3 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)比選

在導(dǎo)流洞規(guī)模相同的前提下，本階段初期導(dǎo)流時段進(jìn)行了20年一遇洪水和10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)的比較。經(jīng)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(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)比選結(jié)果見表1。

根據(jù)比選結(jié)果，20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)堰前水位較10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)高5.52m，投資增加約570萬元，但考慮到采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)能提高大壩基坑施工安全度，因此本階段導(dǎo)流設(shè)計采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2 中期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn)大于100年一遇洪水。

由于本工程要求上游圍堰填筑強(qiáng)度相對較高，故將壩體度汛標(biāo)準(zhǔn)確定為100年一遇，對應(yīng)的洪峰流量為8786m3/s。

2.3.3 后期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

本工程混凝土面板壩為1級建筑物，后期壩體度汛設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為500～200年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000～500年一遇。

根據(jù)葉爾羌河6、7、8月為主汛期的水文特點，后期導(dǎo)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(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇200年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為12094m3/s。

表1 初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇200年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為1604.4m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)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(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇200年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為10200m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為12090m3/s。

2.4 導(dǎo)流方式

2.4.1 初期導(dǎo)流方式

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

2.4.2 中期導(dǎo)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(dǎo)流方式上選擇導(dǎo)流洞泄流。

2.4.3 后期導(dǎo)流方式

根據(jù)導(dǎo)流洞堵頭段施工進(jìn)度計劃，后期導(dǎo)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(lián)合泄流的導(dǎo)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(lián)合泄流的導(dǎo)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(lián)合泄流的導(dǎo)流方式。

2.5 導(dǎo)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(dǎo)流時段、標(biāo)準(zhǔn)、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(dǎo)流洞泄流，導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，相應(yīng)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(dǎo)流洞泄流，大壩度汛設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇，相應(yīng)洪峰流量為8786m3/s。

（3）第五年8月初～第五年9月底，導(dǎo)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(lián)合泄流。大壩度汛設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，相應(yīng)洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)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(lián)合泄流。大壩度汛設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，相應(yīng)洪峰流量為1604.4m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)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(lián)合泄流。大壩度汛設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年一遇，相應(yīng)洪峰流量為10201m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)選擇500年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量為12094m3/s。

3 導(dǎo)流建筑物

3.1 圍堰工程

3.1.1 上游圍堰

上游圍堰設(shè)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(cè)分別設(shè)1層1.80m厚的過渡料。上游圍堰基礎(chǔ)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(hù)坡。

3.1.2 下游圍堰

下游圍堰同時保護(hù)壩體和生態(tài)基流廠房施工，大壩為1級建筑物，生態(tài)基流廠房為3級建筑物，因此導(dǎo)流建筑物為4級。該工程壩體設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，對應(yīng)的洪峰流量為5590m3/s，在采取調(diào)蓄措施之后，導(dǎo)流洞泄流量為2524.58m3/s，由下游圍堰處水位～流量關(guān)系得堰前水位為1666.69m。下游圍堰設(shè)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(cè)設(shè)水平寬2.0m的砂礫石保護(hù)層，下游側(cè)設(shè)水平寬2.50m的反濾過渡料。

3.2 導(dǎo)流隧洞

導(dǎo)流洞布置在左岸，為有壓洞，與2#深孔放空排沙洞采用“龍?zhí)ь^”方式進(jìn)行結(jié)合，由進(jìn)口明渠段、閘井段、洞身段、擴(kuò)散段、消力池段、泄槽段、護(hù)坦段及出口明渠段組成。

4 結(jié)語

雖然導(dǎo)流工程為臨建工程，但是如果設(shè)計不合理，就會對水利樞紐主體工程安全產(chǎn)生嚴(yán)重影響。該水利樞紐汛期峰值高、周期長，將施工導(dǎo)流設(shè)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(shè)投資，又能保證水利工程整體安全運行。陜西水利

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