新民水库工程施工导流方案设计

曹 斌

在江河上修建水利水电工程时，为了使水工建筑物能在干地上进行施工，需要用围堰维护基坑，并将水流引向预定的泄水通道往下游宣泄，称为施工导流。施工导流就是解决施工和水流蓄泄之间的矛盾，避免水流对水工建筑物施工的不利影响。正确合理的施工导流方案可以加快施工进度，降低工程投资，否则将会拖延工期，增加投资，甚至会引起工程失事。

1 工程概况

新民水库位于贵州省黔南州贵定县新巴镇。水库径流汇集面积3.8 km2，总库容137 万m3，工程等别为Ⅳ等，工程规模为小（1）型，永久性主要水工建筑物级别为4 级，次要建筑物为5 级。水库工程任务是烟地灌溉和人饮供水。水库大坝为C15 常态混凝土重力坝，最大坝高27 m。根据SL 303—2017《水利水电工程施工组织设计规范》和SL 645—2013《水利水电工程围堰设计规范》的规定，结合本工程的实际导流情况，导流建筑物级别定为5 级，选用5 年一遇枯期洪水为导流设计标准。

2 施工导流方案设计

水库坝址处河床宽约40 m，坝址上游1.4 km 处有一已建小（2）型水库（小冲水库），坝址上游左岸0.3 km 处为支流汇合口。根据实际调查，小冲水库建成以来在枯水期从未溢洪，洪水均从库尾落水洞流走。上游左岸0.3 km 处支流洪水全部由地下岩溶通道流走，从未汇入干流，需采用防渗措施才能使支流洪水汇入干流。

根据施工计划，支流和库尾防渗帷幕在第一个汛期进行，小冲水库大坝在新民水库建成后拆除。故第一个枯期施工洪水不考虑支流和小冲水库以上来水量，只考虑小冲水库以下自身区间0.8 km2的洪水量。根据工程实际情况，具备在第一个枯水期内将大坝填筑至拦洪度汛高程的条件。根据施工期洪水计算成果表，结合坝体施工浇筑强度，选取11 月—翌年4 月作为枯水期导流时段。

本工程施工导流可采用分期围堰法导流和全段围堰法导流。

2.1 分期围堰法导流

一期导流按枯水期（11 月—翌年2 月）5 年一遇（P=20%）的洪水标准设计，洪峰流量0.67 m3/s；二期导流按枯水期（3—4 月）5 年一遇（P=20%）的洪水标准设计，洪峰流量1.09 m3/s；施工度汛标准采用10年一遇（P=10%）全年洪水设计，洪峰流量为8.72 m3/s。

2.1.1 导流泄水建筑物

一期（11 月—翌年2 月）通过右岸明渠导流。导流明渠利用天然河道，横断面尺寸为1.5 m×2 m，坡降i=0.01，渠道糙率n=0.045，长L=100 m，渠首底板高程1 124.00 m，渠尾底板高程为1 123.00 m，纵向围堰采用M7.5 浆砌石砌筑。

二期（翌年3 月—翌年4 月）通过一期浇筑左岸坝体时预埋于坝体中的一根DN700 mm 钢管进行导流，导流钢管进口设闸阀进行控制，闸阀底部设混凝土支座。导流钢管进口底部高程1 122.30 m，长23.5 m。在枯水期结束之前，除预留缺口外，大坝全断面浇筑至度汛高程1 131.00 m，至此枯水期导流基本结束。

进入汛期之后，上游来水由大坝左侧预埋导流钢管及大坝顶部预留缺口过流，缺口进口底板高程1 129.50 m，设计预留缺口尺寸5.0 m（宽）×1.5 m（高），底坡为平坡，当水位下降后继续浇筑坝体砼，交替预留缺口后上升至汛期结束。

2.1.2 导流挡水建筑物

一期上游横向围堰顶部高程1 125.60 m，堰高2.6 m，堰顶宽2.0 m，堰长50 m。一期下游横向围堰顶部高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰顶宽2.0 m，堰长40 m。上下游围堰均利用大坝基础开挖土石混合料填筑，黏土心墙防渗。围堰迎水面和背水面边坡均为1∶2.0，迎水面设置0.3 m 厚块石护坡。一期纵向围堰采用M7.5浆砌石，迎水面为20 mm厚M10 水泥砂浆抹面，堰顶宽1 m，迎水面为铅直面，背水面坡度1∶0.5，一期纵向围堰长100 m。

二期上游横向围堰顶部高程1 126.30 m，堰高3.3 m，堰顶宽2.0 m，堰长55 m。二期下游横向围堰顶部高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰顶宽2.0 m，堰长35 m。上下游围堰均利用大坝基础开挖土石混合料填筑，黏土心墙防渗。迎水面边坡和背水面边坡均为1∶2.0，迎水面设置0.3 m 厚块石护坡。

分期围堰法导流工程总投资为76.25 万元，工程施工总工期17 个月。

2.2 全段围堰法导流

导流建筑物按枯水期（11 月—翌年4 月）5 年一遇（P=20%）的洪水标准设计，洪峰流量1.09 m3/s。大坝施工度汛标准采用10 年一遇（P=10%）全年洪水设计，洪峰流量为8.72 m3/s。

2.2.1 导流泄水建筑物

本工程导流流量小，枯期（11 月—翌年4 月）采用上、下游围堰一次拦断河床，钢管导流。导流钢管直径为DN700 mm，进口设闸阀进行控制，闸阀底部设混凝土支座。导流钢管长116.0 m，进口底部高程1 123.50 m，出口底部高程1 121.24 m，纵向底坡i=1∶51.35。在枯水期结束之前，除预留缺口外，大坝全断面浇筑至度汛高程1 131.00 m，至此枯水期导流基本结束。

进入汛期之后，上游来水由大坝左侧预埋导流钢管及大坝顶部预留缺口过流，缺口进口底板高程1 129.50 m，设计预留缺口尺寸5.0 m（宽）×1.5 m（高），底坡为平坡，当水位下降后继续浇筑坝体混凝土，交替预留缺口后上升至汛期结束。

2.2.2 导流挡水建筑物

上、下游土石围堰利用大坝基础开挖土石混合料填筑，黏土心墙防渗。设计上游土石围堰堰顶高程1 126.30 m，堰高3.3 m，堰顶宽2.0 m，堰长60 m。设计下游土石围堰堰顶高程1 124.00 m，堰高1.5 m，堰顶宽2.0 m，堰长45 m。土石围堰迎水面边坡和背水面边坡坡比均为1∶2.0，迎水面设置0.3 m 厚块石护坡。

全段围堰法导流工程总投资为40.34 万元，工程施工总工期16 个月。

2.2.3 导流方案比较

通过上述两种方案对比可知，分期围堰法导流工程总投资76.25 万元，全段围堰法导流工程总投资40.34 万元，节约工程直接投资35.91 万元，占全段围堰法导流工程总投资的89%，经济效益明显。并且全段围堰法导流工程总工期比分期围堰法导流工程总工期短1 个月。故最终推荐采用全段围堰法导流方案。

3 结 语

新民水库工程规模较小，导流流量较小，导流工程相对容易，采用全段围堰法导流大坝可全断面施工，施工干扰小，经济效益明显，能够节约总工期。目前新民水库施工采用全段围堰法导流，大坝已顺利封顶，即将下闸蓄水。

全段围堰法导流在新民水库施工中的成功应用，为其他类似水利工程提供了经验，值得在同类工程中推广应用。