阿尔塔什水利枢纽工程施工导流设计综述

石育铭

（新疆水利水电勘测设计研究院 新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程背景

阿尔塔什水利枢纽工程位于叶尔羌河，依据历年水文实测资料，叶尔羌河6、7、8月为主汛期，水量占全年水量的60%以上，非主汛期洪水又可分成从头年9月20日至次年5月31日。洪水发生时呈现起涨速率大，峰值异常高的特征，严重威胁流域内群众人身财产安全[1-4]，本文根据叶尔羌河汛期水文特征，对水利枢纽工程进行了施工导流设计。

2 导流标准

2.1 导流时段

该水利枢纽工程总建设周期为六年零两个月，施工周期较长，在全部施工周期期间，共发生4个汛期。因该河汛期较长、峰值较大，且本工程上游围堰填筑强度相对较高，按照《施工组织设计规范》，将大坝施工导流度汛划分为三个时段：

初期导流时段：河道截流后至坝体临时挡水度汛前，即施工期第二年10月初～第三年9月底。

中期导流时段：坝体临时挡水度汛至导流洞下闸蓄水，即施工期第三年10月初～第五年7月底。

后期导流时段：导流洞下闸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 导流建筑物级别

该水利枢纽为大（1）型Ⅰ等工程，大坝为1级建筑物，导流建筑物为3级。初期导流时段为第二年10月初～第三年9月底，设计洪水标准为20年一遇，相应洪峰流量为5590m3/s，由围堰进行抵挡洪水，并由导流洞进行泄洪。

2.3 导流标准

2.3.1 初期导流标准比选

在导流洞规模相同的前提下，本阶段初期导流时段进行了20年一遇洪水和10年一遇洪水标准的比较。经计算，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高约5.52m。初期导流标准比选结果见表1。

根据比选结果，20年一遇洪水标准堰前水位较10年一遇洪水标准高5.52m，投资增加约570万元，但考虑到采用20年一遇洪水标准能提高大坝基坑施工安全度，因此本阶段导流设计采用20年一遇洪水标准。

2.3.2 中期导流标准

本工程100年一遇洪水坝前拦洪库容为1.53×108m3，坝体施工期度汛洪水标准大于100年一遇洪水。

由于本工程要求上游围堰填筑强度相对较高，故将坝体度汛标准确定为100年一遇，对应的洪峰流量为8786m3/s。

2.3.3 后期导流标准

本工程混凝土面板坝为1级建筑物，后期坝体度汛设计洪水标准为500～200年一遇，校核洪水标准为1000～500年一遇。

根据叶尔羌河6、7、8月为主汛期的水文特点，后期导流方式分3个阶段。

阶段Ⅰ：施工期第五年8月初～第五年9月底，坝体度汛设计洪水标准选择200年一遇洪水，相应洪峰流量为10201m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为12094m3/s。

表1 初期导流标准比选表

阶段Ⅱ：施工期第五年10月初～第六年5月底，坝体度汛设计洪水标准选择200年一遇洪水，相应洪峰流量为1604.4m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为1889m3/s。

阶段Ⅲ：施工期第六年6月初～第七年4月底，坝体度汛设计洪水标准选择200年一遇洪水，相应洪峰流量为10200m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为12090m3/s。

2.4 导流方式

2.4.1 初期导流方式

由于采用围堰形式进行挡水，且左岸地形平坦开阔，围堰施工条件较好，初期导流采用一次性截断河床、上下游围堰挡水、隧洞泄洪的导流方式。

2.4.2 中期导流方式

施工期的第三年10月初开始到第五年的7月底为止，选取坝体临时断面挡水的措施，并且在导流方式上选择导流洞泄流。

2.4.3 后期导流方式

根据导流洞堵头段施工进度计划，后期导流方式分3个阶段。

阶段Ⅰ：施工期第五年8月初～第五年9月底，采用坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞泄流、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流的导流方式。

阶段Ⅱ：施工期第五年10月初～第六年5月底，采用坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流的导流方式。

阶段Ⅲ：施工期第六年6月初～第七年4月底，采用坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流的导流方式。

2.5 导流程序

本工程施工总工期为74个月，大坝施工共划分为5个时段，各导流时段、标准、流量及方式如下：

（1）第二年10月初～第三年9月底，即河道截流后至坝体填筑高程未超过上游围堰顶高程，由全年上下游围堰挡水、导流洞泄流，导流设计洪水标准为20年一遇，相应洪峰流量为5590m3/s。

（2）第三年10月初～第五年7月底，由坝体临时断面挡水、导流洞泄流，大坝度汛设计洪水标准为100年一遇，相应洪峰流量为8786m3/s。

（3）第五年8月初～第五年9月底，导流洞下闸蓄水，由坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞泄流、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流。大坝度汛设计洪水标准为200年一遇，相应洪峰流量为10201m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为12094m3/s。

（4）第五年9月初～第六年5月底，由坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流。大坝度汛设计洪水标准为200年一遇，相应洪峰流量为1604.4m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为1889m3/s。

（5）第六年6月初～第七年4月底，由坝体临时断面挡水，1#深孔放空排沙洞、2#深孔放空排沙洞和中孔泄洪洞联合泄流。大坝度汛设计洪水标准为200年一遇，相应洪峰流量为10201m3/s，校核洪水标准选择500年一遇洪水，相应洪峰流量为12094m3/s。

3 导流建筑物

3.1 围堰工程

3.1.1 上游围堰

上游围堰设计堰顶高程为1704.0m，最大堰高40m，堰顶长544.50m，堰顶宽10.0m，迎水坡 1∶2.25，背水坡 l∶1.50。上游围堰堰体采用土工膜斜墙防渗，土工膜采用两布一膜（150/0.50/150），土工膜两侧分别设1层1.80m厚的过渡料。上游围堰基础防渗形式采用C15混凝土防渗墙防渗。上游迎水面采用厚0.50m的石渣护坡。

3.1.2 下游围堰

下游围堰同时保护坝体和生态基流厂房施工，大坝为1级建筑物，生态基流厂房为3级建筑物，因此导流建筑物为4级。该工程坝体设计洪水标准为20年一遇，对应的洪峰流量为5590m3/s，在采取调蓄措施之后，导流洞泄流量为2524.58m3/s，由下游围堰处水位～流量关系得堰前水位为1666.69m。下游围堰设计堰顶高程为1668.0m，最大堰高7.0m，堰顶长302m，堰顶宽 8.0m，迎水坡 1∶3.0，背水坡 l∶1.5。下游围堰堰体采用粘土斜墙防渗，斜墙顶高程1667.30m，顶宽2.50m，斜墙上游侧设水平宽2.0m的砂砾石保护层，下游侧设水平宽2.50m的反滤过渡料。

3.2 导流隧洞

导流洞布置在左岸，为有压洞，与2#深孔放空排沙洞采用“龙抬头”方式进行结合，由进口明渠段、闸井段、洞身段、扩散段、消力池段、泄槽段、护坦段及出口明渠段组成。

4 结语

虽然导流工程为临建工程，但是如果设计不合理，就会对水利枢纽主体工程安全产生严重影响。该水利枢纽汛期峰值高、周期长，将施工导流设计做到既能满足安全要求，又能最大限度利用水资源，不仅能大幅降低工程建设投资，又能保证水利工程整体安全运行。陕西水利

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