导流明渠在青山水库工程施工中的应用

李 强

(辽宁省葫芦岛市青山水库管理局，辽宁 葫芦岛 125000)



导流明渠在青山水库工程施工中的应用

李 强

(辽宁省葫芦岛市青山水库管理局，辽宁 葫芦岛 125000)

在青山水库工程施工中导流明渠方式施工简单，且具有大型机械施工优势。在明确导流明渠设计要求与基本原则的前提下进行工程分析和施工。文章以青山水库工程为例，对其基本工程情况进行分析，并对青山水库地质条件与施工条件进行论述，为导流明渠在青山水库工程施工中的具体应用提供前提条件。通过对导流明渠施工工艺的应用，总结其在青山水库主坝工程应用中的良好效果，以及在不同地形条件下导流明渠导流方式的有效性。

导流明渠；青山水库；地质特征；导流方式

在水利工程施工中导流方案的规划和应用直接影响到整个施工程序和施工进度开展，对坝址与枢纽布置等都有着一定影响。在对导流方案规划设计过程中要注重客观条件的真实性，选择最优方案进行导流。导流明渠方式是施工中较为常见的一种导流类型，工程量相对较大，按施工期进行分流任务完成。因此在导流明渠施工规划中要对具体应用进行分析，对明渠进出口设计与渠线设计按照一定原则要求进行开展。文章将对导流明渠在青山水库工程施工中的应用进行具体详细分析，旨在通过理论论述促进导流明渠施工更有效开展和应用。

1 导流明渠设计要求与原则

导流明确在水利工程施工中要对施工工期进行分流，根据不同的河道需求进行施工工期规划，其线路布置设计要对枢纽不知进行综合性考虑，包括地形条件、地质条件、平衡条件、水力条件等等。因此，导流明渠设计应按以下原则开展：

1)水力条件相对较好，施工难度较低，工程量合适，与枢纽总布置具有协调性，通常要与永久建筑物相结合。

2)要对台地、垭口、浅滩等位置进行明确设计，有效缩短轴线减少总体开挖量，减少工程总量与工程开展总难度，合理降低成本。

3)要避免在崩塌体、滑坡地段以及高边坡位置进行开挖。

4)要满足永久运用的需求，导流明渠要与主题工程相结合，达到截流施工基本要求。

在对明渠进、出口设置的过程中要注意选择有利于进水与出水的水流衔接，避免出现回流情况。进出口的方向应与河道主流方向呈30°以内的角度，并保证不淤、不冲、不回流，达到水流通畅目的。另外，要注重进出口高程，以截流设计为依据，对出口高程进行设计控制。

2 工程概况

2.1 青山水库工程概述

青山水库主要位于辽宁省葫芦岛市六股河中游，水库枢纽工程主要包括主坝、副坝、溢洪道、输水洞以及码头等。青山水库的主坝主要是黏土心墙砂砾石坝，该坝总长度为735.63m，坝顶总高程为96.29m，最大坝高可达到42.79m，主坝大约一半处于河床段，另一半处于右岸台地位置，坝址处于河底，其总宽度在于250m。

青山水库工程主要是从经济效益角度出发，对如何降低导流工程整体费用以及合理规划工程成本进行详细分析，以明渠作为施工导流具有较高的可行性，其施工难度系数较低，导流简单，经济性较高。导流明渠施工能够满足青山水库工程就地取材的需求，这对有效降低减排水费用有着重要作用，同时能够更好的满足工期需求。

2.2 基本资料与地质特征

青山水库位于葫芦岛市的六股河中游，雨水相对丰富。受到季风气候天气系统影响，葫芦岛市降雨相对丰富，在5—10月份雨水强调较大。当汛期雨水充沛时该地区易出现洪水，且峰值较大，泥沙含量较高。在较长周期的降雨时间范围内容易形成一定量的洪水，尤其是夏季时段。

青山水库所处的六股河上游其植被覆盖率相对较好，森林调蓄能力较强，即使出现洪水也相对较为平缓。青山水库的上游泥沙特征以悬移质泥沙为主，在两河口交汇处，其河道相对较窄，水流速度较快，河床比降大。两岸流域植被相对较好，河水较为清澈，含沙量小，因此悬移质泥沙也较少。但在该水库中下游，通过实地测量数据显示其间以多沙河段为主，悬移质泥沙量较大，根据不同月份的悬移质年输沙量统计可知，其数据显示见表1：

表1 青山水库悬移质输沙量逐月分配表

3 导流明渠的具体应用分析

3.1 施工水文情况

六股河流域所处地理位置为温带季风环境，此地区的四季冷暖情况比较分明。通过分析，年间水量数据可以发现，该地区西南700mm通向550nn的方向发生递减，从年纪降水量角度分析，此时产生的年际变化量相对较大，此时所产生的分配表现也并不均匀。该地区的汛期主要为6—9月份，总量可以达到全年降水量比重的90%。进入到9月10日之后，次年六月份为止是该流域的枯水期阶段，此时河流流量相对较小，往往会低于400m3/s。相关详细工期可以通过参见表2～3的方式获得：

表2 水文情况

表3 平均流量情况

3.2 施工过程中的导流规划分析

结合青山水库中的实际情况与建筑点情况，可以通过二期围堰导流形式完成。这当中一期围堰工作开展水流会通过原左岸进入到河床当中，并在此通过；二期围堰选择的形式主要是堰坝结合的方式，当然也可以通过加做子堰保护。进入到2010年10月之后的枯水期阶段，河道过流将会进行改变，成为0+160+180混凝土盖板上导流明渠。2011年6月份，二期子堰进行拆除，此时导流明渠也将会转回到原左岸河床当中。具体情况可以通过表4分析：

表4 工程参数示意

3.3 二期子堰以及导流明渠分析

3.3.1 二期子堰结构设计分析

二期子堰断面以及一期围堰断面相同，子堰的上下游段横向围堰以及一期纵向围堰可以相互融合，并设计成为基坑。在此基础上通过建设原作河床的位置，最终形成名曲导流。

3.3.2 导流明渠结构及布置情况分析

明渠填筑河砂的方式可以结合实际情况采用土工膜，同时也可以通过图带压顶的方式，筑堤防护。过流断面主要采取的是地形断面的方式，上口宽可以达到15m，下口宽在可以达到13m，高度为2m。河道水面坡降将可以超过0.12%，糙率也将能够超过0.03。通过进行计算，此断面所产生的实际过流情况，可以超过Q=48.25m3/s，因此，这个阶段的断面可以充分达到过流需要。

3.4 具体施工

3.4.1 围堰施工具体措施

围堰施工的主要程序具体包括了测量放线、开挖、黏土填筑以及堆石护坡脚等，完成导流之后，就可以更进一步实施围堰的拆除等工作。

在开工之前，相关测量人员也应当根据现场情况完成放样。在对边界线等加以确定之后，可以采取反铲的方式，开挖装20t的自卸车运送到制定的弃渣场。填筑料等产生于主坝基础开挖黏土，机械装车之后进行填筑围堰，通过进行多次碾压的方式，堰迎水面坡脚则可以通过35cm的干砌石进行维护。

3.4.2 导流明渠实施方法

1)导流明渠中的基面清理：可以使用反铲进行开挖，对原河道当中的各类杂物进行清理，同时，可以根据设计标准削坡整形，并进行夯实与找平。通过清理之后，坡面也需要能够达到平整、光滑的情况。

2)铺设方式：防渗土工膜的设计与实际铺设工作需要在基面验收完成且已经合格的情况下实施。坡面铺设过程需要通过堤顶通过堤脚并从垂直线的方向前进。堤顶采用的是沙袋压顶方式。渠底铺设则根据沿垂直轴线方向进行。为了可以更加容易的拼接，避免出现应力集中的问题，土工膜主要应用的是波浪形式加以铺设，富余度将能够达到1.5%，随后摊开、拉开的情况下，需要能够确保复合土工膜以及坡面之间相互稳合。且不会出现褶皱的情况，施工人员也需要穿平底鞋或者是软胶鞋，在施工过程中需严格规避人员穿着钉鞋。对已经发生土工膜破坏的情况则应当进行及时的补救。

3)焊接分析：实施土工膜的焊接过程中，需要采用的是双驱动土工膜焊接方式。现场焊接操作中需要天气条件较好，风力需低于三级，更加应当严格避免在雨天以及高温天气下作业。与此同时，焊接基地表面保证干燥、干净等情况。在正式进行焊接工序之前，可以进行试焊操作，因此，就需要能够更好的把握焊接温度以及具体的施工速度，掌握施工相关参数。焊接时需要在焊接部分垫下长条木板，这样可以更好的平整基面，提高焊接的质量。焊接温度也应当被控制在220～200℃。

4)检测分析：拼接过程中进行防渗土工膜的质量建设，需要把握好的关键环节就是拼接，施工现场应当高度关注对接缝方面的检测，具体可以采用目测法以及现场检漏。目测法主要是指在焊接工序完成之后，通过观察的方式，确定是否存在烫损或者是褶皱的问题。现场检漏则主要是指，通过充水法对焊缝位置进行检测，查看是否出现漏水的情况。直到检验完成之后可以进行下一步工序。

3.5 应用成效分析

结合导流明渠相关案例情况，主坝位置采取0+050+160段实施开挖计划调整可以在2个时间内完成，混凝土浇筑工作可以在未来两个月时间完成，随后，可以对二期上游位置的围堰子围堰等进行拆除。河道则可以在此情况下实现过流，也需要加高维护一期围堰度汛。

4 结 语

施工导流工程作为水利水电建设工程中的一个子系统,在水利水电建设工程中起着全局性,战略性的作用。而明渠导流作为一种常见的导流方式,以其泄流能力强、易满足通航要求等优势,在当今的大、中型水利水电工程中被广泛应用。综上所述，采取导流明渠方式比较使用在施工相对简单且符合大型机械施工方面，此方法具有较为明显的优势。与此同时，可以有效利用河道透水料实现就地取材，尽可能降低开挖量，由此也可以更进一步降低工程费用的支出。青山水库在具体施工过程中结合了地形选用的导流明渠方式。因此，有效降低了工期，同时也能够确保坝体填筑目标可以充分利用。

[1]陈超敏,鄢双红,詹金环.嘉陵江亭子口水利枢纽导流明渠设计[J].人民长江,2011(16):8-10，20.

[2]殷彤,周喜德,李进，等.桐子林导流明渠体型优化数值模拟研究[J].四川大学学报(工程科学版),2010(04):29-34.

[3]徐敏,陈立,刘燃,等.崔家营枢纽导流明渠运行期通航条件分析[J].水道港口,2012(05):411-415.

[4]刘艳波,张辰,樊宇.枕头坝一级水电站导流明渠爆破施工技术研究[J].人民长江,2014(24):44-46.

[5]胡小禹,王瑞贵,邱亚锋,等.某水电站导流明渠复杂进口条件下泄流能力分析[J].水电能源科学,2015(11):85-87.

[6]王立伟,周喜德,张建民,等.桐子林水电站导流明渠消能抗冲试验及明渠方案优化[J].水电能源科学,2013(12):139-142.

[7]姜治兵,槐文信,杨中华,等.导流明渠流速与底宽及流量的非线性关系[J].武汉大学学报(工学版),2008(03):16-19.

[8]荣天富,谭德绥,汪厚琏.导流明渠参与三峡工程施工通航的决策与作用[J].长江科学院院报,2002(05):3-6.

TV551.11

B

1007-7596(2016)08-0109-03

2016-06-16

陈建文(1980-)，男，江西信丰人，助理工程师，研究方向为水利工程；张锦光(1978-)，男，江西信丰人，助理工程师，研究方向为水利工程。