文志穎，楊 文，李國祥

（1.貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 貴陽 550002；2.貴州省水利投資（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550081）

1 工程概況

貴州省夾巖水利樞紐工程（以下簡稱“夾巖工程”）位于烏江支流六沖河七星關(guān)區(qū)與納雍縣界河段，壩址距離畢節(jié)市約50 km，距離七星關(guān)區(qū)田壩鎮(zhèn)約2 km，距離納雍縣東關(guān)彝族白族苗族鄉(xiāng)約4 km。該工程以供水和灌溉為主，兼顧發(fā)電，并為區(qū)域扶貧開發(fā)及改善生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。夾巖工程屬Ⅰ等大（一）型工程，水源樞紐工程水庫校核洪水位1 326.01 m，正常蓄水位1 323.0 m，壩頂高程1 328.00 m，總庫容13.23億m3，電站總裝機(jī)容量90 MW［1］。

水源樞紐主要建筑物由混凝土面板堆石壩、溢洪道、泄洪洞、放空洞、壩后發(fā)電系統(tǒng)和伏流泄洪洞等組成。大壩為混凝土面板堆石壩，壩頂防浪墻頂高程1329.0m，壩頂高程1328.0m，最大壩高154.0m，壩頂長428.93 m，上游壩坡1∶1.4，下游平均壩坡1∶1.608。大壩寬高比為2.79，屬狹窄河床高面板堆石壩。推薦石料場分布于大壩上游右岸山頭，距壩址約1.5 km，分布高程約為1 672.3～1 211.0 m，場地地形坡度約10°～20°。

壩址位于峽谷出口下游800 m以下河段，河流流向S43°E，上游有左岸潘家?guī)r腳沖溝和右岸法拉沖沖溝分布，下游有右岸的陳家大溝分布。河谷為一典型橫向“V”型谷，河床高程1 205～1 209 m，河床寬60～75 m，寬高比2.94，壩址巖層傾向上游，屬橫向河谷。

壩址出露基巖地層為下三迭統(tǒng)下統(tǒng)飛仙關(guān)組及永定鎮(zhèn)組第一段底部。峽谷出口-潘家?guī)r腳沖溝之間兩岸斜坡分布崩塌堆積層，潘家?guī)r腳沖溝下游兩斜坡零星分布第四系殘坡積層，河床及漫灘分布有第四系沖洪積層。

導(dǎo)流洞于2016年6月開工建設(shè)，左、右岸壩肩開挖于2016年10月開工，截止2016年10月所有主體工程均已全部開工，2018年9月30日實(shí)現(xiàn)成功截流。2018年12月30日，大壩正式開始填筑。

2 施工導(dǎo)流

2.1 導(dǎo)流方案優(yōu)選

工程導(dǎo)流建筑物由導(dǎo)流洞和上、下游圍堰組成。結(jié)合樞紐建筑物布置和地形條件，由于施工導(dǎo)流方案與大壩上游左岸潘家?guī)r腳堆積體治理方案息息相關(guān)，針對(duì)枯期導(dǎo)流和全年導(dǎo)流進(jìn)行方案優(yōu)選。

2.1.1 枯期導(dǎo)流

枯期導(dǎo)流方案為貴州山區(qū)常見的面板壩導(dǎo)流方式，即枯期圍堰一次攔斷河道、隧洞導(dǎo)流，搶筑壩體臨時(shí)斷面汛期擋水度汛。采用10月到次年4月時(shí)段10 a一遇對(duì)應(yīng)流量為367 m3/s，汛期壩體臨時(shí)斷面擋水度汛的斷面高度為71 m。該導(dǎo)流方案對(duì)應(yīng)的潘家?guī)r腳堆積體治理方案為“減載+壓坡”優(yōu)化實(shí)施方案。

（1）導(dǎo)流隧洞。導(dǎo)流洞布置于左岸，為無壓隧洞。主要由進(jìn)口明渠段、閘井段、洞身段及出口明渠段組成。

隧洞進(jìn)口采用岸塔式，進(jìn)口明渠底寬為9.0 m，底板采用50 cm厚素混凝土襯砌。閘井長10 m，孔口尺寸為8 m×10 m（寬×高），進(jìn)口底板高程為1 214.0 m，閘井排架頂高1 245.0 m，導(dǎo)流洞進(jìn)口設(shè)置一道平板封堵門，孔口尺寸8 m×10 m（寬×高）。

洞身為城門洞型，斷面尺寸為8 m×10 m（寬×高），拱角120°，洞身采用0.8/0.6 m厚全斷面鋼筋混凝土襯砌，洞長765.52 m，縱坡為0.5%。進(jìn)口高程為1 214.0 m，出口高程為1 210.11 m。出口明渠長32.7 8 m，底寬為10 m。

（2）上下游圍堰。上下游圍堰均采用土石圍堰結(jié)構(gòu)形式。上游圍堰擋水水位1223.66m，相應(yīng)堰頂高程為1 225.00 m，堰頂寬8 m，該工程河床覆蓋層較深，此階段圍堰基礎(chǔ)防滲采用混凝土防滲墻防滲，墻厚0.6 m。圍堰堰體采用土工膜心墻防滲，圍堰迎水面邊坡1∶1.75，背水面邊坡1∶（1.5～1.75），上游采用拋石護(hù)坡，最大堰高20 m。

下游圍堰擋水水位1 214.70 m，相應(yīng)堰頂高程為1 215.5 m，堰頂寬6 m，下游圍堰水頭較低。該階段圍堰基礎(chǔ)防滲采用控制灌漿防滲，堰體采用土工膜心墻防滲。圍堰迎水面邊坡1∶1.75，背水面邊坡1∶1.5，迎水面采用拋石護(hù)坡，最大堰高7.1 m。

2.1.2 全年導(dǎo)流

全年導(dǎo)流方案采用圍堰一次攔斷河道、隧洞導(dǎo)流，截流后第一個(gè)汛期利用圍堰擋水度汛。10 a一遇對(duì)應(yīng)全年洪水流量為1 570 m3/s。全年施工導(dǎo)流方案采用長導(dǎo)流隧洞、高圍堰，對(duì)應(yīng)潘家?guī)r腳堆積體治理方案為全壓坡方案，壓坡高程為1 240 m。

（1）導(dǎo)流隧洞。導(dǎo)流洞布置于河床左岸，主要由進(jìn)口引渠段、洞身段、閘井段、洞身段和出口明渠段組成。進(jìn)口底板高程1 217.00 m，出口底板高程1 210.00 m，閘井布置于導(dǎo)流洞中部，采用岸塔式，閘井設(shè)1道封堵鋼閘門，尺寸6 m×8 m，閘井底板高程1 214.0 m，閘井檢修平臺(tái)高程1 226.0 m，閘井頂高程1 245.0 m，閘井段長12.5 m。導(dǎo)流洞洞身長1 440.12 m，城門洞形，設(shè)計(jì)洞徑6 m×8 m，中心角120°，縱坡為0.4%，為有壓流隧洞［1］。

（2）上下游圍堰。上游圍堰為碾壓式土工膜心墻堆石圍堰，最大堰高44.5 m，采用復(fù)合土工膜心墻與灌漿防滲。上游圍堰頂寬10.0 m，長149.5 m。迎水面坡度為1∶2.0，背水面坡度為1∶1.75；水位下部為迎水面和背水面，坡度均為1∶1.5。堰體防滲土工膜采用350 g/0.8mm HDPE/350g的復(fù)合土工膜心墻，最大防滲高度29.5 m，土工膜心墻上下游各設(shè)1.5 m厚風(fēng)化料進(jìn)行保護(hù)。圍堰上游采用塊石護(hù)坡、防沖。下游圍堰結(jié)構(gòu)同枯期導(dǎo)流方案。

2.1.3 方案優(yōu)選

相對(duì)于枯期導(dǎo)流方案而言，全年施工導(dǎo)流方案投資增加主要原因?yàn)閷?dǎo)流洞長度和圍堰高度均約增加一倍，導(dǎo)致投資加3 300萬元。全年導(dǎo)流方案投資減少主要為潘家?guī)r腳堆積體和陳家大溝棄渣場工程；另外，水保防護(hù)措施、渣場占地及河床開挖料直接棄至上游圍堰所節(jié)省的運(yùn)費(fèi)等，共可減少投資約3 700萬元?？傮w而言，全年導(dǎo)流方案較枯期導(dǎo)流方案投資節(jié)省約400萬元。

全年導(dǎo)流方案對(duì)應(yīng)潘家?guī)r腳堆積體治理方案簡單，大幅節(jié)省了治理投資，避開了施工干擾。采用高圍堰擋水，全年導(dǎo)流，第一個(gè)枯期大壩施工壓力相對(duì)較小；上游圍堰兼有棄渣場功能，可減少陳家大溝棄渣場排洪建筑物的設(shè)計(jì)規(guī)模及投資。

經(jīng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)綜合比較，推薦采用全年導(dǎo)流方案。

2.2 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

（1）初期導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)［1］。工程導(dǎo)流采用10 a一遇全年洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)洪峰流量1 570 m3/s。

（2）中期度汛標(biāo)準(zhǔn)。2019年4月大壩填筑高程超過圍堰堰頂高程1 254.50 m時(shí)，對(duì)應(yīng)攔洪庫容0.96億m3。度汛標(biāo)準(zhǔn)選擇為100 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)洪峰流量為2 700 m3/s，度汛水位為1 264.19 m。

（3）后期度汛標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流洞下閘蓄水、由已建壩體擋水，永久泄洪洞泄洪。下閘后期度汛標(biāo)準(zhǔn)選定為200 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)洪峰流量為3 040 m3/s。

全年洪水導(dǎo)流采用高圍堰擋水，長導(dǎo)流隧洞泄洪。截流后第一個(gè)汛期利用圍堰擋水度汛，降低第一個(gè)枯期大壩施工壓力，大壩填筑可均衡施工，不受度汛臨時(shí)斷面的影響。

2.3 上游圍堰設(shè)計(jì)的優(yōu)化

上游圍堰位于導(dǎo)流洞進(jìn)口及趾板開挖線之間，場地開闊，可在100 m范圍內(nèi)靈活布置，其方案直接影響大壩工期。

（1）上游圍堰軸線優(yōu)化。上游圍堰原設(shè)計(jì)緊鄰導(dǎo)流洞進(jìn)口布置。圍堰右岸地層巖性主要為下三迭統(tǒng)下統(tǒng)飛仙關(guān)組及永定鎮(zhèn)組第一段灰?guī)r和砂質(zhì)泥巖，巖層傾上游，傾角21°～29°，為橫向河谷。其中隔水層為砂質(zhì)泥巖，由于圍堰右岸坡度陡，需要在右岸灰?guī)r灌漿處理，軸線長、施工難度大。根據(jù)圍堰右岸地質(zhì)條件，充分利用砂質(zhì)泥巖隔水層從而避免對(duì)右岸進(jìn)行灌漿處理。根據(jù)砂質(zhì)泥巖的產(chǎn)狀，將上游圍堰往下游平移60 m。圍堰右岸不再進(jìn)行防滲處理，加快了圍堰施工、降低工程投資。

（2）基礎(chǔ)防滲型式的優(yōu)化。初設(shè)階段上游圍堰基礎(chǔ)防滲采用C20混凝土防滲墻防滲，墻厚0.6 m。施工工藝采用“兩鉆一抓”法，間距2.5 m，采用CZ-22型鋼絲繩沖擊鉆造孔，中部墻體采用SM-870液壓抓斗成墻，導(dǎo)管法澆筑混凝土。該圍堰堰基防滲型式最大的弊端為施工工期較長，由于夾巖工程圍堰堰高44.5 m，總填筑量為35.5萬m3，需要在截流后的第一個(gè)枯期全部完成，填筑強(qiáng)度大、上升速度快，圍堰基礎(chǔ)處理需要占用圍堰施工的直線工期。

進(jìn)一步分析圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)條件，針對(duì)不同地質(zhì)條件，圍堰堰基防滲采用雙排高壓旋噴和控制灌漿組合的防滲型式［2-3］。

該方案不但節(jié)省了圍堰基礎(chǔ)處理施工時(shí)間，工程投資也進(jìn)一步降低。施工完成后，布置3個(gè)檢查孔進(jìn)行注水試驗(yàn)。從注水試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析得出滲透系數(shù)最大值為1.776×10-6cm/s，最小值為4.4×10-7cm/s。并結(jié)合圍堰閉氣及基坑滲水、注水試驗(yàn)綜合分析可知，圍堰基礎(chǔ)灌漿防滲灌漿效果良好。

3 壩肩開挖

基巖工程大壩壩肩及壩基開挖工程量大，石方明挖144萬m3，覆蓋層開挖106萬m3。壩肩地形陡峻，是工程施工關(guān)鍵項(xiàng)目之一，在開挖設(shè)計(jì)中主要考慮以下問題。

（1）盡量減少開挖過程中下河床的石渣量，盡量減輕河道堵塞造成河床水位壅高影響導(dǎo)流洞施工，同時(shí)提高開挖利用料的獲得率。對(duì)已下河床的石渣要及時(shí)進(jìn)行清除。

（2）為了保證直線工期，在截流前要求盡可能開挖到河床水位附近，以減緩截流后第一個(gè)枯期基坑的工作壓力。

（3）左岸布置有溢洪道、泄洪洞、放空洞，其進(jìn)口開挖與左壩肩的開挖布置存在施工干擾，右岸布置引水發(fā)電洞。施工必須綜合考慮，先期進(jìn)行壩肩的開挖，再進(jìn)行進(jìn)水口開挖。

左右壩肩開挖布置了1210公路、1240公路、1280公路、1320公路以及經(jīng)施工支洞布置的施工公路。在施工中經(jīng)以上公路分岔支線公路進(jìn)入開挖面完成了左右岸的開挖及支護(hù)施工。

4 壩體填筑

（1）料場。大壩填筑料主要由Ⅱ2石料場供給。另利用潘家?guī)r腳棄渣場堆存的溢洪道開挖利用料，作為壩體次堆石區(qū)填筑料場。墊層料、過渡料以及混凝土骨料的加工系統(tǒng)布置于石料場附近。

（2）上壩填筑交通。由于填筑石料場位于大壩上游右岸，上壩填筑道路主要利用右岸料場交通洞及壩后“之”字道路。右岸共布置了3層道路，通至壩體高程分別為1 210，1 265 m和1 295 m，可以解決3個(gè)時(shí)期面板混凝土澆筑的需要，同時(shí)兼顧墊層料及小沖堆料場利用料的運(yùn)輸。

右岸填筑公路結(jié)合開挖道路布置，高程分別為1 210，1 240，1 290 m和1 323 m的4層公路。確保黏土鋪蓋、蓋重料、次堆石料的填筑。

大壩左右岸交通通過上游臨時(shí)索橋、下游永久橋及相應(yīng)永久、臨時(shí)道路形成水源樞紐區(qū)交通環(huán)線。其中，大壩右岸利用料場交通洞及跨址板棧橋形成右岸小循環(huán)填筑交通。

大壩壩址處河谷狹窄，上壩道路的布置較為困難，選用25 t自卸汽車作為壩料的主要運(yùn)輸設(shè)備。道路標(biāo)準(zhǔn)為路面寬10 m，平均縱坡3%～5%（個(gè)別路段10%～12%），最小轉(zhuǎn)彎半徑15 m。通行能力按晝夜2 000對(duì)車考慮，25 t自卸汽車高峰日強(qiáng)度可達(dá)2.3萬m3，月高峰強(qiáng)度可達(dá)28萬m3/月。

（3）壩體填筑分期。夾巖水庫大壩壩體填筑量總計(jì)549.69萬m3，壩體填筑按照2個(gè)重要分期高程進(jìn)行控制。截流后的第一個(gè)汛末大壩全斷面填筑至1 254 m（一期面板頂高程），確保一期面板在枯期進(jìn)行施工。截流后的第二個(gè)汛期利用大壩臨時(shí)斷面進(jìn)行擋水度汛，要求大壩填筑至1 266 m高程。根據(jù)填筑強(qiáng)度及上升速度分析，大壩填筑可在2018年12月填筑至高程1 266 m。

圖1 壩體填筑分期標(biāo)準(zhǔn)剖面（單位：mm）

另考慮壩體方便施工、滿足壩體均勻上升、保證施工質(zhì)量等要求，設(shè)計(jì)壩體填筑分5期，填筑總歷時(shí)20.5月，平均填筑強(qiáng)度25萬m3/月，高峰填筑強(qiáng)度38.43萬m3/月，設(shè)計(jì)壩體填筑分期見圖1。壩體填筑要求在Ⅰ期面板澆筑前有3個(gè)月以上的沉降期，但為了保證填筑施工質(zhì)量，盡可能大壩全斷面同時(shí)填筑，盡量減少其臨時(shí)斷面。

（4）面板分期。大壩面板混凝土工程量3.825萬m3，分二期施工，一期面板頂高程為1 254 m，二期面板頂高程1 323 m。

面板分期原則：①一期面板高程在第一個(gè)汛期滿足不超過圍堰堰頂高程1 254.5 m；②施工工程量不宜過大，保證面板施工不占直線工期；③避免靠較高的填筑堆石體擋水度汛引起的風(fēng)險(xiǎn)；④面板上游的防滲黏土、保護(hù)石渣必須在圍堰保護(hù)下施工，應(yīng)有足夠的施工時(shí)間。⑤安排在氣溫較低的枯期施工，且面板施工時(shí)相應(yīng)壩體應(yīng)自然沉降3個(gè)月以上，最好經(jīng)歷一個(gè)汛期。

在設(shè)計(jì)中一期面板頂高程為1 254 m，該高程以下填筑經(jīng)歷了一個(gè)汛期后充分沉降，減小面板脫空、變形。大壩變形監(jiān)測(cè)表明：一期面板以下壩體填筑的大壩基巖變形、沉降、土壓力均趨于收斂，測(cè)值穩(wěn)定。

5 結(jié)論

（1）整個(gè)工程施工必須統(tǒng)籌兼顧，合理制定詳細(xì)的施工規(guī)劃，并按計(jì)劃實(shí)施，如將關(guān)鍵項(xiàng)目左右岸壩肩施工安排在導(dǎo)流洞施工同期進(jìn)行，確?；咏亓骱蟮谝粋€(gè)汛期未可填筑至一期面板高程以及一期面板枯期施工。當(dāng)工程實(shí)施過程中出現(xiàn)偏差時(shí)及時(shí)采取措施進(jìn)行補(bǔ)救，如增設(shè)左岸上游道路，適當(dāng)調(diào)整壩體填筑分期，確保整個(gè)工程按預(yù)期目標(biāo)施工。

（2）采用全年導(dǎo)流施工方案，第一個(gè)汛期利用圍堰擋水度汛，能夠使大壩填筑不受第一個(gè)汛期度汛的制約。大壩填筑可均衡、勻速上升，確保填筑質(zhì)量、減少面板出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。其次，大壩填筑還應(yīng)綜合分析各期的強(qiáng)度及施工時(shí)段等多種因素。

（3）道路的合理及暢通是滿足面板堆石壩施工強(qiáng)度的重要保障。環(huán)線交通為較理想的布置方式。對(duì)于狹窄河床的面板堆石壩，更應(yīng)注重其上壩道路的布置。