浅析青山水库枢纽工程导截流施工（中国水利水电第六工程局有限公司）【摘要】对青山水库枢纽工程采用的施工导流方式，作一简单论述。
浅析分期导流方式在工程应用上取得的良好效果，在不同水利工程中依据施工水文、地形、建筑物布置及施工条件下选择导流方式的可行性。
【关键词】青山水库分期导流导流隧洞围堰截流一、前言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。
水利水电工程的施工导流概括为采取“导、截、拦、蓄、泄”等工程措施来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，把河水流量全部或部分导向下游或拦蓄起来，以保证干地施工和施工期不影响或尽可能少影响水资源的综合利用。
分期围堰法导流即用围堰将水工建筑物分段、分期维护起来进行施工的方法。
所谓分段，就是在空间上将用围堰将建筑物分为若干施工段进行施工；所谓分期，就是在时间上将导流分为若干时期；在工程实践中两期两段导流应用的最多。
分期围堰法导流一般适用于河床宽、流量大、工期较长的工程。
前期都利用被束窄的原河道导流，后期要通过修建的泄水道导流。
这种导流方法的导流费用较低，国内一些大、中型水利水电工程采用较广。
如桓仁、万安、龚嘴、富春江、大化及长江葛洲坝、三峡水电站等均采用了此方式导流方式。
青山水库工程根据工程河流地形及建筑物的特点，施工导流采用两期两段的分期围堰法进行导流施工。
第一期在河床右岸修筑一期围堰，采用束窄河床和明渠导流，完成右岸坝体填筑及河床段坝基的粘土心墙下混凝土盖板及帷幕灌浆；第二期在枯水期进行河床截流，修筑二期上下游围堰，采用导流隧洞进行导流，完成坝体填筑施工。
二、概况2.1工程情况青山水库工程位于辽宁省葫芦岛市六股河中游，库容6.61×104m3，为大⑵型水库，Ⅱ等工程。
水库防洪标准按500年一遇洪水设计，5000年一遇洪水校核。
枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道、输水洞和码头组成。
主坝为粘土心墙砂砾石坝，坝长735.63m，坝顶高程96.29m，最大坝高42.79m，主坝约一半在河床段，另一半在右岸台地上，坝址处河底宽约250m，河床底高程约54m，河谷右岸山坡较缓，风化岩层较厚，河床左岸山坡较陡，岩石裸露，坝址处河道主流偏于左岸，右岸地形宽阔。
旁侧式溢洪道位于主坝右岸，距坝头约350m的一天然山沟内。
溢洪道工程包括进口引渠、堰体控制段、陡槽及出口明渠段和出口防护工程五部分组成。
输水洞布置在主坝左岸条形山脊内，由进水塔、输水隧洞、压力箱及出口阀室组成。
隧洞长度313.6 m，洞径2.8 m，为圆型断面。
2.2施工期水文六股河流域地处中纬度，属于温带季风气候区，其特点是冬季以西北季风为主，严寒干燥；夏季以东南季风为主，炎热多雨，四季冷暖干湿分明。
从多年平均年降水量等值线图上看，其分布趋势自西南700mm向北550mm 递减，降水量年际变化大，年内分配也极不均匀，汛期（6～9月）占年降水量的80%左右，10月至次年6月为枯水期，流量较小，小于30 m3/s。
施工期水文成果表单位：m3/s10年一遇9、10月平均流量表单位：m3/s三、导截流总体布置3.1总体规划青山水库枢纽工程根据河流地形及建筑物特点采用分期围堰导流方式，依据施工总体施工规划采用两段两期的导流施工。
一期施工为2010年汛后到2012汛后，由一期围堰及子围堰围护右岸，束窄河床及修建明渠由主河道及明渠导流，进行右岸坝体填筑及河床段坝基的防渗混凝土墙及帷幕灌浆施工，同时进行左岸导流洞及输水洞施工；二期施工为2012汛后截流至坝体蓄水，由二期围堰拦断主河床进行截流，非汛期由导流洞过流，主汛期遇特大洪水由导流洞、输水洞及溢洪道预留缺口联合过流,进行河床段坝体填筑施工。
施工导流设计参数表施工导建筑物参数表3.2一期施工3.2.1一期围堰与导流明渠一期工程为2010年汛后到2012年汛后。
2010年汛后进行一期围堰施工，在0+150处修建粘土心墙土石围堰，左岸主河床予留过流宽度为100米，水流从原左岸主河床通过。
（见图1）图1、一期围堰平面布置图在一期围堰保护下进行右岸基础开挖、混凝土盖板及帷幕灌浆工作，在2010年11月份在0+160～0+180段已进行完帷幕灌浆的坝基混凝土盖板之上修筑明渠，同时进行子围堰的施工，在子围堰的配合下，将束窄河道过流改为0+160-0+180混凝土盖板上的明渠过流。
从而将0+050～0+150主河床形成基坑，在2011年6月份前完成主河床段的坝基开挖、粘土心墙下的混凝土盖板及坝基帷幕灌浆工作，在2011年汛期前拆除子围堰，将明渠导流重新改回左岸主河床过流。
（见图2、图3）导流明渠的应用将主河床填筑前的各基础工作，提前到2011年完成，为截流后此段施工增加了3个月的直线工期，大大缓解了2012年汛后截流坝体填筑压力，确保了2013年大坝安全度汛目标的实现。
图2、子围堰与导流明渠平面布置图导流明渠工程参数B=15m b=13m h=2m m=0.5图3、导流明渠断面图3.2.2坝体临时防护2011年汛前主坝右坝段（桩号0+180～0+735. 63）555米坝体填筑到68.0m高程，同时并完成此段坝体68.0m高程以下上下游坝坡面的砌筑工程。
为防止汛期河水对已填筑的右坝体的冲刷，采取在0+180横断面顺水流方向进行坝体临时防护，采用20年一遇汛期洪水标准，62.0m高程以下1:2.5的坡面采用碎石贴坡堆筑30cm厚，在碎石上浇筑15cm厚C20混凝土面板，且在坡脚向河道顺沿2m。
保证在2011年汛期到2012年汛后, 由0+050～0+180 河道过流，右坝体可以正常填筑施工。
(见图4)图4、0+180坝体临时防护图3.3二期施工3.3.1二期围堰二期工程为2012年汛后至2013年6月。
2012年汛后开始施工二期围堰进行截流，将河床全部拦断，确保在2012年6月汛期到来之前填筑至拦洪高程83.5m。
二期围堰采用粘土心墙土石围堰，按汛前10年一遇洪水标准设计，上游围堰顶高程62.0m，下游堰顶高程56.5m。
（见图5）1）围堰轴线选择上游围堰轴线位置，根据规范要求，上游围堰坡脚距泄水建筑物进口的距离不小于20m，考虑坝基排水及坝体开挖填筑施工的场地布置等因素，确定上游围堰轴线位于大坝上游与导流洞进口之间。
考虑下游围堰要距离导流洞出口一定的距离，将下游围堰布置在大坝下游侧距坝轴线210m。
2）围堰结构及填筑料分区围堰采用心墙防渗型式土石围堰，心墙顶宽1m，两侧坡比1:0.15，心墙底部截水槽开挖至岩基面，回填粘土，上部正常填筑粘土。
堰顶宽7m。
上游填筑开挖料，边坡坡比1∶2.5，下游侧填筑砂砾料，坡比为1∶2.5。
围堰填筑料分为3区，包括上游填筑主坝开挖料、心墙粘土（含两侧反滤料）和下游砂砾料。
图5、二期围堰布置图3）施工程序汛后低水位时段，左、右岸堰体填筑至主河道。
填筑料采用25t自卸汽车运输，参考主坝填筑方法进行施工。
每个作业面配备1台推土机配合施工。
两端堰体先填筑至60.0m高程。
合龙后，进行戗堤闭气，然后集中力量填筑堰体至62.0m 高程。
上游围堰水下部分施工程序为：施工准备→截流戗堤进占→上游石渣堰体跟进→中间心墙填筑跟进→围堰两侧填筑料加宽→上游开挖块石防护施工。
上游围堰水上部分施工程序为：施工准备→两侧反滤料填筑→心墙填筑→上下游填筑料填筑→上游块石石渣护坡施工→堰顶路面平整。
下游围堰在上游围堰截流后施工，水下部分先全断面一次性抛填至面以上，然后抛填下游侧防渗料及护坡石渣，最后进行堰体加高及堰顶路平整。
4）施工方法(1)上游围堰两侧岸滩部位按照主坝施工程序进行施工，截流槽内的粘土可能要在水中抛填，因此水下心墙填筑料中的砂含量要比在干地施工的高。
龙口采用立堵法进占抛填。
合龙后向上游抛填粘土进行闭气。
主河道部位堰体填筑水下部分采用抛填法施工。
水下抛填法施工均使用25t自卸汽车运输，推土机平料压实。
各种填筑料区均在地面上按堰体设计断面定出测量标志，严格按测量标志控制填筑，不得超欠或混填。
各类填料分别设专职人员负责施工。
(2)堰体水上填筑施工测量放样确定填筑范围后，对围堰轴线、填筑范围进行标识。
水上部分就按照主坝填筑程序及方法进行施工。
先反滤料，再填心墙粘土层，最后填两侧石渣料及砂砾料。
各层填筑时必须首先进行测量放样，明确标识出各种填料的填筑边线。
25t自卸汽车运输，推土机按要求的铺料厚度摊铺。
铺筑完毕后，调整填料的含水量，采用振动碾进退错距法碾压，振动碾平行轴线方向碾压，振动碾行进速度3～4km/h，碾压轨迹搭接宽度不小于50cm，碾压遍数根据试验确定；按要求取样合格后方可填筑上升，对于堰体与岸坡结合部位等填筑平面面积较小的部位，无法使用大型压实设备进行压实时，采用中小型碾压设备碾压。
5）施工材料（1）填筑材料技术要求石渣料：要求岩块不易破碎或水解，最大粒径为600mm，小于5mm的颗粒含量不超过20%，并具有低压缩性、高抗剪强度。
粘土：选用坝肩开挖的粘壤土，渗透系数10-5～10-7cm/s。
块石：粒径0.4～0.7m的块石，坚硬，不易破碎或水解。
砂砾石：级配良好，满足主坝填筑使用要求即可。
（2）围堰填筑料主要由开挖料、粘土和砂砾料组成。
上游围堰填筑总量约4.6万m3，下游围堰填筑总量1.2万m3。
主要填筑料数量见下表。
上下游围堰填筑工程量表填筑要求。
砂砾料使用B2-3料场开采的砂砾料，经勘查，储量也满足要求。
防渗粘土料使用主坝右岸上游备用料场的粘土，储量可满足。
根据大坝基础开挖设计图，大坝基础开挖石渣量8.5万m3。
考虑运输、截流抛投等产生的损耗，石方按照70%利用率，可利用4万m3，储量可满足要求。
3.3.2截流方案1）截流时间及标准选择依据工程实际情况，确定截流流量为9月的10年一遇洪水流量13.8m3/s，作为截流洪水标准。
（实际截流日期为2012年9月19日）2）截流方式及截流戗堤布置截流采用采用单戗立堵，龙口双向进占合龙的截流方式。
截流戗堤布置在上游围堰上侧，为堰体的一部分，戗堤轴线与上游围堰轴线平行。
戗堤顶高程59.0m，戗堤顶宽7.0m，戗堤顶长64.5m。
戗堤按梯形断面设计，上游边坡为1∶1.3，下游边坡为1:1.5。
3）截流水力学计算截流采用单戗立堵截流，截流戗堤轴线布置在上游围堰轴线上游17.8m处，截流戗堤顶高程59.0m，宽度为7m，按照9月下旬10年一遇流量13.8m3/s计算。
（1）计算内容不同龙口宽度的上游水位（H）与龙口泄流量（Qg）关系。
上（2）计算基本假定及原理①不计戗堤渗流量及水库调蓄对上游水位的影响；②视龙口为梯形或三角形过水断面的宽顶堰；③简化的宽顶堰理论：槛顶水面是平的，忽略波状睡眠的影响；非淹没流时槛上水深为临界水深（h p=h k）；淹没流时槛上水深取为下游水深（h p=h n）。
