金鱼湾塘坝施工导流设计

苏　刚，张　昕，田思达

（1.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250014；2.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250014）

金鱼湾塘坝施工导流设计

苏刚1，张昕1，田思达2

（1.山东省水利勘测设计院，山东 济南 250014；2.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 250014）

金鱼湾塘坝坝址位于山区峡谷中，对外交通不便，施工条件较差。坝址两侧山体陡峻，植被茂盛，山区河谷狭窄，坝址上游无其他泄流出路，并且塘坝属于小型蓄水工程，导流工程的投资有所限制。因此，采取的导流方案既要保证大坝坝体能够安全施工，导流工程投资还要经济合理。

施工导流；导流标准；导流方式；导流流量

莱芜金鱼湾塘坝工程位于雪野湖以西，北邻小三峡景区，南邻金泥湾景区，东邻济莱高速，济莱高速以东为邢家峪村和雪野湖。

塘坝为浆砌石重力坝，坝长115 m，总库容为7.06万m3，正常蓄水位为325.0 m，死库容为0.1万m3，死水位为307.85 m。工程主要任务是以供水为主，兼顾防洪、生态、旅游等诸方面。水库由浆砌石重力坝、坝下放水管、溢流坝段交通桥等建筑物组成，其中坝体浆砌石共13 470 m3，坝基垫层、上游防渗面板、下游溢流面等混凝土浇筑共2 392 m3，坝下放水管为Φ300钢管，进口底高程308.00 m。

1　工程条件

库区位于低山丘陵区的沟谷内，沟谷呈“V”型，四面环山，山顶高程在390～500 m间，低山坡陡，地面比降较大。塘坝坝址位于沟谷中，谷底宽度约4.0 m，底高程302.50～303.23 m。

塘坝坝址处除沟谷内的回填土和第四系洪积堆积物外，主要揭露基岩为二长花岗岩，岩性单一。回填土厚度为0.80～1.00 m，底高程为298.13～302.96 m，分布在沟谷内。二长花岗岩在坝址处均有分布，在坝基开挖范围内，根据钻探资料揭示，强风化带在左侧坝肩处厚度1.0 m，右侧坝肩处厚度约0.8 m，底高程318.10～326.70 m。中等风化带上部左侧坝肩厚度7.30 m，底高程310.80 m，右侧坝肩厚度5.30 m，底高程321.40 m。中等风化带下部为坝基主要持力层，在整个坝址区分布稳定，该层厚度4.00 m，底高程297.59 m。

金鱼湾所在雪野水库流域多年平均降水量为725.5 mm。降水量年际之间变化较大，年降水量最大的1964年为1 373.9 mm，最小的1989年仅为316.2 mm，丰枯比为4.35。降雨量年内分配也不均匀，主要集中在6～9月份，其多年平均值约占多年平均年降水量的75.3%。受季风影响，降雨量有显著的季节性，表现为春旱夏涝，晚秋又旱的特点。

2　施工导流设计

金鱼湾塘坝主要建筑物级别为5级，根据《水利水电施工组织设计规范》（SL 303-2004）的规定，临时导流建筑物级别为5级。考虑到本流域水文实测系列长、围堰采用土石围堰等因素，确定导流标准采用5年重现期洪水。

施工时段安排于非汛期的10月～次年5月，根据混凝土浇筑、帷幕灌浆、坝体砌筑等单项工程施工强度，施工导流期安排5个月，导流时段选择在河水流量较小的12～4月，经水文计算，施工期5年一遇流量为5.0 m3/s。

塘坝位于山谷中，除坝址所在山谷外，无其它泄流出路，为保证施工期间河道上游来水不影响工程施工，须采取合理的方式进行导流。

根据主体工程布置情况，结合坝址处地形、地貌特点，本工程采用坝下埋管的导流方式，采用围堰一次拦断河床，利用坝下埋设的导流管泄流。导流管进口布置于上游围堰堰前，导流管同时穿过上游围堰和大坝底部。导流管进口底高程306.00 m，在坝底处底高程为303.00 m。

主体工程施工期安排在12～4月，因此，10～11月须完成坝基及坝肩的土石方开挖，开挖期间河水流量极小，不影响土石方挖运，可不必考虑导流措施，11月底之前将围堰填筑完毕，并将导流管铺设完成，然后在导流管泄流的情况下，进行坝体砌筑施工。

1）导流管设计。为降低导流工程投资，坝底埋管采用钢管，长20 m，上游围堰与大坝之间可采用钢筋混凝土管，长约40 m。导流管管径的选择本着安全、经济、合理的原则，既要考虑增大导流管的泄流量，以降低围堰高度，又尽量采用较小管径的管道，减少导流管的造价，需通过导流工程量和投资的比较确定导流管管径，详见表1。

表1　导流管管径比选表

根据上表对不同管径对应的导流工程量和投资进行对比，在同样能够满足导流要求的条件下，确定采用1.0 m管径的导流管。

2）围堰设计。围堰顶高程按下式确定：

式中：H为围堰堰顶高程，m；h为围堰堰前静水位，307.40 m；hω为波浪爬高，计算后约0.6 m；δ为围堰的安全超高m。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL 303-2004）规定，围堰的安全超高为0.5 m。

根据上式计算，上游围堰堰顶高程为308.50m。由于河道坡降较陡（约1∶20），坝址下游河道基本无回水，不必修筑下游围堰，施工时可疏通坝址下游河道，使导入下游的河水顺利下泄。

上游围堰采用均质土围堰型式，利用库内表层第四系覆盖层填筑。考虑到施工机械的交通要求，堰顶宽确定为4.0 m，堰底河床高程304.60～305.50 m，最大堰高3.9 m，堰顶长度36 m，围堰上、下游边坡均为1∶2.5，迎水坡铺设复合土工膜防渗，并在堰底向上游延伸3.0 m，以增强防渗效果，膜上采用编织袋装土护砌。

3）封堵蓄水。导流管仅封堵坝下的导流钢管，其封堵安排于次年4月底进行，此时，坝体填筑已完成，且河水流量较小。封堵时首先采用法兰将管道出口封闭，然后利用管道自身斜度向管道内回填混凝土，最后灌浆填缝，为增加混凝土与管壁的摩阻力，可在钢管中间设几道垂直钢筋网，钢筋网与管壁焊接在一起。

4　结语

导流方案采用坝底埋设导流管的方式导流，既保证了坝体砌筑安全施工、河水顺利下泄，还节省了导流工程投资，从而使得工程施工达到了经济、合理和安全的目标。本方案简单实用、经济合理，可为山区峡谷型的小型水库施工提供借鉴和参考经验。

（责任编辑迟明春）

TV551.1

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1009-6159（2016）-05-0026-02

2015-10-08

苏刚（1976—），男，高级工程师