浅析刘家沟面板堆石坝施工期的度汛措施

蒲荣松 万学渊

（重庆市水利电力建筑勘测设计研究院 重庆 401121）

水库大坝安全防护工作关系到广大人民生命财产安全，它是城乡安全体系不可忽略的重要组成部分，必须从战略的高度给予重视。当前，我国的水库大坝的防护工作还有很多事情要做，应积极开展水库大坝的防护研究，力求做到平战结合，制定安全防护的技术标准[1]。健全水库大坝的防护管理组织，统领其度汛防护工作。制定相应的各种规划和预案，储备应急抢修物资，为度汛防护打下良好的基础。

1 工程概况

刘家沟面板堆石坝最大坝高71m，坝顶全长240m，坝顶高程450.0m，正常蓄水位448.0m，死水位422.0m，大坝总填筑方量为79万m3。坝址河谷呈不对称“V”形，左岸岸坡较陡，右岸岸坡较缓，河床覆盖层厚约18m，覆盖层以下为灰岩，两岸大部分基岩裸露，岩性为灰岩。

1.1 水文气象

刘家沟水库所在流域属亚热带暖湿季风气候区,多年平均降雨量为1174.1mm，设计流域径流主要来源于降雨和地下水，径流的年内变化与降雨一致，4月为汛前过渡期，5月～9月流域进入主汛期，10月为汛后过渡期，坝址处多年平均流量2.20m3/s，合径流量为6940万m3；坝址50年一遇设计洪峰流量为586m3/s，1000年一遇校核洪峰流量851m3/s。

1.2 导流标准

坝址位于峡谷型河谷，河床狭窄，根据地形条件，采用河床一次断流，枯水期低围堰挡水，左岸隧洞导流；度汛利用坝体临时断面挡水和导流隧洞泄流的导流方案。根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303－2004)[2]，本工程导流建筑物设计洪水标准采用5年一遇，导流时段为10月中旬至第二年4月上旬，相应的导流建筑物设计流量91.7m3/s；临时度汛标准为20年一遇，洪峰流量为506m3/s。

1.3 导流建筑物布置

导流隧洞采用城门洞型，断面尺寸4.2m×5.7m(宽×高)，全长 506.47m，其中进口明渠长91.47m，洞身段长377.0m，出口明渠长38.0m，进口底板高程399.19m，出口底板高程396.66m，底坡1/200。

围堰采用开挖土石渣填筑，上下游边坡均为1∶1.5，以土工膜铺盖防渗，上下游围堰堰顶高程分别为408.0m、400.0m，最大围堰高度分别为18m和8m。

2 施工期度汛及过坝保护措施

2.1 过坝保护的思路

因征地、山区道路修建困难等各方面原因，原计划于2009年10月开挖河床覆盖层，实际至11月日开始河床开挖施工，同时，大坝填筑施工由2009年12月推迟至2010年2月，由于5月即进入汛期，按原计划需在5月前填筑至大坝临时度汛断面顶高程430m，共需完成43.5万m3，实际填筑工期3个月，月平均强度14.5万m3，由于各方面原因实际填筑强度未能达到要求。2010年4月中旬大坝实际填筑至高程390.0m，低于河床高程395.0m，与上游围堰顶高差达18m。由于实际填筑高程与上游围堰高程相差较大，若洪水翻过围堰，围堰下游面将形成较大流速，直接冲刷坝顶面，防护工程量较大；若拆除围堰以降低高差，拆除工程量较大，且下个枯水期重新填筑围堰将影响工期。经综合比较，拟在上游围堰开槽口先充水，以在坝顶面形成水垫减小过洪时坝面流速，可降低防护强度和投资，即本工程采用上游围堰开槽，同时对上下游围堰坡面、坝顶顶面采取一定保护措施。

2.2 上、下游围堰的防护

上游围堰与坝体间三角形基坑采用石渣回填，回填时应在大坝上游坡面挤压边墙上铺设1m厚装土编织袋，以防止汛后挖掘机挖除基坑石渣时损坏挤压边墙[3]。基坑顶面回填成斜坡，下游端低于坝顶面0.5m，上游端为堰顶，即高程408m。上游围堰预先开槽口底高程405.0m，宽3m，两侧边坡1∶1.5。整个斜坡面采用干砌块石护坡，其中围堰开槽口及下游至坝顶面之间20m宽坡面块石粒径不小于40cm，厚 1.0m，其余部位厚0.4m，块石粒径不小于40cm。

下游围堰堰顶高程400.0m，与大坝填筑顶面高差10m，下游围堰与坝体间基坑也采用石渣回填处理，回填斜坡坡度小于1∶2，斜坡下游端为下游围堰堰顶，即高程400m，上游端低于坝填筑顶面0.5m。为防止洪水冲刷坡面，在石渣料回填顶面采用干砌块石护坡，块石粒径不小于40cm，厚0.8m；下游围堰下游面采用干砌块石护坡，块石粒径不小于40cm，厚0.8m。

2.3 趾板及止水的防护

趾板浇筑完成后须对趾板止水系统作全面保护，以4cm厚木板配角钢、膨胀螺丝制作保护盒，保护盒尺寸须能完全包裹周边缝及趾板伸缩缝止水系统[4]。保护盒四周及趾板以编织袋装砂（粘）土堆填保护，土袋堆厚2m。

2.4 堆石坝体的防护

坝顶面防护：由于坝顶面上游段紧邻上游围堰下游斜坡，洪水下泄使上游段流速较大，设计在上游段30m范围喷C20砼防护，先喷一层5cm厚C20砼，铺设φ6.5@200钢筋网，再喷10cm厚C20砼，其余坝顶面流速逐渐减小，采用10cm厚碾压C20砼防护。

3 实施效果

水库大坝安全管理在一定程度上发挥了减灾救援的作用。大坝安全管理应急预案的研究来源于突发事件对水库大坝下游的严重威胁及其后果的分析，它是大坝安全管理的重要组成部分，能够减少大坝灾难性事件所造成的下游财产和生命损失，减小对社会和环境的破坏影响等。相关部门需要进行宣传、培训、测试。计划制订后，所有相关的技术人员和社会抢险人员都应进行训练培训，并指派专人或机构定期对应急预案进行检查、更新，这样才能保障施工期度汛的安全。

刘家沟面板堆石坝在5月～9月流域进入主汛期，工程施工在上游围堰开槽口先充水，以在坝顶面形成水垫减小过洪时坝面流速，可降低防护强度和投资，即本工程采用上游围堰开槽，同时对上下游围堰坡面、坝顶顶面采取一定保护措施的方案。由于这些保护措施减小了洪水的冲刷，使得刘家沟水电站成功度汛。

4 结语

2010年5月5日开始按上述度汛保护方案实施，5月15日完成。大坝安全度过2010年汛期洪水，汛后对大坝防护情况和导流洞进行了检查，上游围堰基本完好，块石护坡基本未被冲毁，坝顶防护完好，下游围堰也基本未被冲毁，只是止水由于保护措施未达到设计要求，保护设施局部损坏。本工程由于各方面原因，大坝未填筑到计划高度，并低于河床5m，通过适当保护措施，并在上游围堰预开缺口充水形成水垫，大大减小了洪水的冲刷，降低了过坝保护投资，并成功度汛。因此，刘家沟面板堆石坝施工期的度汛措施是科学的、合理的，是一个相当成功的案例，值得借鉴。陕西水利

[1]郑立新,陆飞,刘卫红.浅析水库大坝防渗墙实施方案 [J].水利科技与经济,2010,(01).

[2]可友国,王茹,刘术华,王利军,郭邢燕.尖岗水库大坝防渗墙施工中泥浆制作及作用[J].河南水利与南水北调,2010,(01).

[3]田兴安,阮彦晟,张德永.江边水电站坝基防渗墙施工[J].河南建材,2010,(05)

[4]陈英,仲兆伟,刘小伟.西泉眼水库应急维修加固工程塑性混凝土防渗墙施工质量控制[J].黑龙江水利科技,2010,(05)