南水北调东线泗洪站枢纽工程施工导截流设计

林 农，王 丽

(淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 淮安 223005)

泗洪站枢纽工程是南水北调东线一期工程的第四梯级泵站，设计流量120m3/s，其主要任务是将第三梯级抽入洪泽湖江水通过运西线徐洪河继续北送至第五梯级濉宁站，再由房亭河入骆马湖，同时结合地方排涝和通航。枢纽位于江苏省泗洪县朱湖乡东南的徐洪河上，距三岔河大桥下游约4km，距洪泽湖顾勒河口上游约16km处。泗洪站枢纽工程包括泵站、排涝调节闸、徐洪河节制闸、利民河排涝闸、泗洪船闸及引河等调水、排涝、挡洪、航运交通建筑物。工程建筑物类型多、工程量大、建设周期长、施工环境复杂，需要分年度分期实施，工程需要跨汛期施工，切实可行的施工导截流设计显得尤为重要。通过对泗洪站枢纽工程施工导截流设计进行研究，有效地指导设计和施工，对类似工程的施工导截流设计提供借鉴。

1 枢纽总体布置及施工特点

1.1 枢纽总体布置

泗洪站枢纽工程包括泵站、泗洪船闸、徐洪河节制闸、排涝调节闸、利民河排涝闸等建筑物。泵站设计流量为120m3/s，安装5台叶轮直径3.05m的后置灯泡贯流泵；其配套建筑物排涝调节闸设计流量120m3/s，为开敞式平底板结构，共5孔，每孔净宽9.00m；徐洪河节制闸设计流量1120m3/s，采用开敞式平底板结构，共10孔，每孔净宽10m；利民河排涝闸设计排涝流量为72m3/s，为开敞式平底板结构，共3孔，每孔净宽6.00m；泗洪船闸为Ⅴ级船闸，建设规模为16m×180m×3.5m。

枢纽各建筑物布置采用节制闸、船闸及泵站引河平行布置的方式，排涝调节闸、节制闸和船闸下闸首布置在同一轴线上。泵站引河中心线与节制闸中心线距离235m；泵站与排涝调节闸两者横轴线相距350m，排涝调节闸兼作清污机桥；利民河排涝引河通过利民河排涝闸接入泵站下游引河。将管理所布置在泵站与调节闸之间的中隔堤上，内部交通可通过站上交通桥或排涝调节闸上交通桥进入站区。

1.2 工程施工特点

枢纽工程单体建筑物多、工程数量大，泵站、船闸工程施工工序多、施工流程复杂、施工技术要求高，各建筑物之间相互衔接工期优化难度大。泵站和船闸主体工程建设工期需要一年半时间，而节制闸考虑度汛要求，水下部分施工需在冬春季完成，需要开挖导流河进行非汛期导流。各个建筑物的施工需分期实施，既要考虑汛期施工，又要考虑非汛期施工，相应施工导截流也要分期进行。需要合理确定导流河和施工围堰的标准和断面，既要安全可靠，又要节省投资。

2 施工导截流方案设计

2.1 施工导流方案比选

由于泗洪站枢纽工程建筑物较多，又是南水北调东线调水线路上控制性工程，施工次序涉及各建筑物功能衔接和现状条件利用及配置等问题，因此科学合理选择施工导截流方案至关重要。根据资源需求量均衡、照顾重点，避免资源需求量不合理峰值的原则，对施工进度计划和导截流方案进行比选。

方案一(船闸先期施工)。工程总体施工顺序为：泵站引河(兼导流河)工程、船闸工程(一期工程)→节制闸工程(二期工程)→泵站工程、利民河排涝闸工程、排涝调节闸工程及附属工程(三期工程)。施工导截流也分为三期：一期工程船闸和泵站引河施工期间利用徐洪河导流，沿徐洪河左岸的滩地顺水流向填筑船闸施工围堰；二期工程徐洪河节制闸施工期间利用泵站引河作为导流河，在节制闸上下游徐洪河上填筑横向施工围堰；三期工程泵站、排涝闸等施工期间利用徐洪河节制闸导流以及船闸通航，在泵站上下游引河上填筑施工围堰。

该方案特点是船闸先期施工，利用冬春季施工节制闸，船闸与节制闸水下工程同时完工再施工泵站，利用节制闸导流，船闸通航(总工期为船闸与泵站工期之和)。方案优点：徐洪河可以不断航，减少交通损失；泵站引河兼作导流河，不需要重新开挖导流河，减少工程造价；资源需求量比较均衡，避免不合理峰值；新筑堤防基本为旱地施工，施工质量得到保证。方案缺点：施工工期较长，施工场地需要转换，临时设施费用较多。

方案二(泵站、船闸同时施工，节制闸施工利用临时导流河导流方案)。工程总体施工顺序为：泵站引河、泵站、船闸、调节闸同时施工(一期工程)→节制闸及附属设施等施工(二期工程)。施工导截流也分为两期：一期为泵站引河、泵站、调度闸、船闸同时施工，利用徐洪河导流、通航，沿徐洪河左岸滩地填筑顺水流向船闸围堰需要满足度汛要求；二期为泵站和船闸等主体工程基本完成，具备拆除围堰放水条件后，在非汛期施工节制闸，利用泵站下游引河导流。需要在泵站与节制闸隔堤间开挖临时导流河，节制闸施工完毕封堵临时导流河。

该方案的优点是工期相对较短，节制闸主体施工完成的同时船闸、泵站等施工也基本结束，主体工程施工总工期为泵站或船闸工期和节制闸水上工程工期之和。方案缺点：资源需求量相对集中，需求峰值较大，不均衡；在节制闸施工期间，徐洪河断航时间较长，水运交通损失大；在徐洪河上游隔堤上新开临时导流河，封堵时新筑堤防质量不易得到保证，易形成安全隐患；泵站以及节制闸基坑距离临时导流河较近，施工期安全稳定性较差，需采取防渗防冲措施。

方案三(泵站、船闸先期施工，节制闸施工利用船闸导流)。施工顺序同方案二，一期工程施工导截流也同方案二，二期工程节制闸施工时，利用已建好的船闸导流，建筑物总工期为船闸与节制闸工期之和。方案优点：工期相对较短；泵站可先投入运行。缺点：资源需求量集中，不均衡；在节制闸施工期，徐洪河断航(船闸导流时不通航)时间较长，水运损失较大；船闸导流时下游防冲消能措施需要加强，增加投资；船闸导流时上下游导流墙承受近七米水位差，导流墙断面加大，大幅增加投资；由于船闸与节制闸为部分结合，距离较近，在船闸和节制闸施工时，应考虑基坑防渗稳定，结合部位需特殊处理。

从工程实施的难易程度、现场条件、工程投资以及工期等方面综合比较，泗洪站枢纽工程施工导截流采用方案一(船闸先施工方案)。

2.2 导流标准

2.2.1 施工时段划分

该工程施工导流分三期实施。第一期为船闸开始施工期，利用徐洪河导流和航运，为全年导流，沿徐洪河左岸滩地填筑船闸施工围堰；第二期为节制闸施工期，利用已开挖的泵站引河导流并进行航运，为非汛期导流，在徐洪河上分别填筑节制闸上下游施工围堰；第三期为泵站、调节闸施工期间，利用徐洪河节制闸导流，船闸通航，为全年导流，在泵站引河上下游分别填筑施工围堰。

2.2.2 施工导流流量及导流建筑物标准

根据站址上游水文站多年实测资料进行频率分析确定施工导流流量和施工期水位。船闸和泵站施工期导流流量按全年10年一遇资料分析确定，施工期水位为15.20m，导流流量为863m3/s；节制闸施工期按非汛期(当年10月—第二年5月份)10年一遇水文资料确定，施工期水位为13.94m，导流流量为275m3/s。

根据SL 303—2017《水利水电工程施工组织设计规范》导流建筑物划分有关规定，确定工程施工围堰等级均为4级建筑物，设计洪水标准按10年一遇设计。

2.3 施工围堰设计

2.3.1 设计原则

施工围堰的结构形式，应安全可靠，满足稳定、防渗、抗冲要求；结构简单，就地取材方便施工；能够满足施工进度要求和投资较省。该枢纽工程土方挖填量大，设置了临时取土区和堆土区，土质和数量能够满足围堰填筑要求，经技术经济比较，施工围堰采用土料填筑。

2.3.2 施工围堰设计

(1)一期围堰设计

船闸施工围堰为一期围堰，沿徐洪河左岸的滩地顺水流向填筑。滩面高程14.0m左右，船闸围堰为全年导流，施工期水位为15.20m，围堰顶高程按施工期水位加1.30m超高确定，取围堰顶高程16.5m；围堰顶宽考虑结合施工场地内的临时交通取6.0m，坡比1∶3。导流流量863m3/s，利用徐洪河导流，徐洪河现状断面满足施工期导流要求。船闸施工期间，徐洪河正常通航，不断航。

(2)二期围堰设计

节制闸施工围堰为二期围堰，节制闸利用非汛期施工，应在一个冬春季完成水下工程。节制闸施工期间，利用已开挖的泵站引河导流，围堰分别建在节制闸的上下游。泵站引河设计底宽为40～50m，底高程8.5～7.5m，坡比1∶3.0，按现有引河设计标准，可排泄流量312m3/s，满足施工期导流流量275m3/s要求。节制闸主体工程安排在非汛期施工，非汛期(10月—次年5月)10年一遇设计水位为13.94m，施工期正常运行水位为12.0m。围堰顶高取最高水位加1.50m超高，即围堰顶高程为15.44m。考虑节制闸上游围堰结合施工进场道路，围堰顶上临时交通路面等因素，拟将围堰顶高程增加至17.0m，顶宽取10m；下游围堰顶高程取16.5m，顶宽取8.0m；围堰为水上填筑，水上坡比为1∶3，水下坡比为1∶5。

(3)三期围堰设计

泵站、调节闸施工期间，在泵站引河上、下游填筑围堰为三期围堰，为全年导流。围堰顶高程结合施工场内临时交通，围堰顶高程为17.0m，顶宽6.0m，水上坡比为1∶3，水下坡比为1∶5。

(4)围堰防护

围堰迎水面水位变化区采用编织袋装土进行坡面防护，以减少防风浪冲刷和船行波的影响，确保围堰的安全运行。

3 结语

一份有针对性的施工组织设计文件对工程施工具有很好的指导作用，能有效控制工程投资。而施工导截流设计是施工组织设计的重要组成部分，对枢纽总体布置、整体优化设计方案、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价都有十分重要的作用。在进行施工导截流设计时应充分考虑枢纽工程特点、各建筑物的布置、地形地貌、工程地质、水文条件以及工期安排、投资控制等要求。泗洪站枢纽工程已经建成投入运行，在项目实施过程中完全按照施工导截流设计进行分期施工，分期导截流，工程建设顺利，起到很好的指导作用。