陳敏芬,候曉紅,王子健

(1.杭州市水利水電工程質(zhì)量安全管理服務(wù)中心，浙江 杭州 310005;2.杭州市臨安區(qū)水利水電局，浙江 臨安 311300;3.浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，浙江 杭州 310002)

施工導(dǎo)流是一項(xiàng)貫穿水利工程建設(shè)全過程的系統(tǒng)工程，在水利工程施工組織總體設(shè)計(jì)中占重要地位，是選擇樞紐布置、施工工序和施工總進(jìn)度的重要因素。受施工期入庫洪水過程、導(dǎo)流建筑物泄洪能力和大壩實(shí)際填筑的度汛高程等關(guān)鍵因素的不確定性影響，充分掌握施工期基本資料，進(jìn)行導(dǎo)流方案風(fēng)險(xiǎn)比較研究，并優(yōu)化調(diào)整十分必要，使工程達(dá)到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、度汛安全[1-3]。

施工導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國(guó)內(nèi)有了一定的發(fā)展研究，范錫峨[4]等應(yīng)用Monte-Carl方法建立施工導(dǎo)流系統(tǒng)綜合風(fēng)險(xiǎn)分析模型，指出風(fēng)險(xiǎn)的不確定因素及內(nèi)在聯(lián)系；樊國(guó)剛[5]基于Choquet模糊積分對(duì)施工導(dǎo)流風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，從施工導(dǎo)流自身質(zhì)量和運(yùn)行管理2個(gè)層面建立了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，指出了施工導(dǎo)流較低內(nèi)險(xiǎn)的等級(jí)。

本文以雙溪口水利樞紐工程為例，受大壩壩址河谷地形特點(diǎn)、樞紐建筑物布置緊湊、施工條件較差，骨料供應(yīng)不足等因素影響，充分考慮施工期壩體預(yù)留缺口臨時(shí)度汛風(fēng)險(xiǎn)，基于原型實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)“8.13“洪水度汛實(shí)例進(jìn)行分析評(píng)估，結(jié)果表明對(duì)大壩實(shí)體質(zhì)量影響較小，施工導(dǎo)流方案的優(yōu)化調(diào)整為工程施工建設(shè)提供了重要保障[6-7]。

1 工程概況

雙溪口水利樞紐工程位于杭州昌化溪最大支流昌西溪上游，是一座以防洪、供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電和改善水環(huán)境等綜合利用的中型水利工程，樞紐工程主要建筑物包括攔河壩、泄水建筑物、放空建筑物、發(fā)電引水建筑物及電站等，攔河壩為混凝土重力拱壩，壩頂高程332.0m，最大壩高74.5m，壩頂寬度7.0m，壩頂中心線弧長(zhǎng)240m，最大壩厚30.6m。泄水建筑物采用壩頂表孔泄洪閘的方式，堰頂高程318.5m，設(shè)3孔凈寬7.5m的弧形閘門控制泄洪，出口采用挑流消能。放空建筑物采用壩內(nèi)埋設(shè)放空鋼管，發(fā)電引水建筑物位于大壩左岸，由進(jìn)水口，引水隧洞和壓力管道組成。

施工臨時(shí)建筑物包括導(dǎo)流洞、壩體交通洞。導(dǎo)流隧洞布置在大壩右岸，為7.0m×7.0m城門洞型，進(jìn)口距壩軸線上游260.0m，出口距壩軸線280.0m，進(jìn)口底高程268.00m，出口底高程263.23m，洞長(zhǎng)212.6m，縱坡為2.2%。攔河壩預(yù)留交通洞。施工臨時(shí)交通洞布置在拱壩中心底部，底高程為265m，洞中心線樁號(hào)為壩0+122.297m，洞長(zhǎng)28m，城門洞型，斷面尺寸為5m×5m，其中直墻段高2.5m，頂部圓弧半徑為2.5m，圓心點(diǎn)高程為267.5m。

工程總投資5.15億元，建設(shè)工期1260d，2018年12月20日開工，施工過程歷經(jīng)4次汛期，施工期工程度汛對(duì)項(xiàng)目的安全、進(jìn)度、造價(jià)影響尤為重要。

2 設(shè)計(jì)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)及導(dǎo)流方案

2.1 度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)壩體澆筑高程超過圍堰堰頂高程，臨時(shí)壩體攔洪庫容小于0.1億m3時(shí)，采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)度汛，臨時(shí)壩體攔洪庫容在0.1億m3以上則采用20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。施工圍堰度汛標(biāo)準(zhǔn)采用非汛期5年一遇洪水。

2.2 導(dǎo)流方案

本工程導(dǎo)流分三階段，分別為2019年至2020年10月15日為原河床泄水，2020年10月16日至2021年4月15日為河床一次攔斷，上、下游圍堰擋水，2021年4月15日至2022年10月15日為全年大壩斷面擋水，導(dǎo)流洞和臨時(shí)交通洞聯(lián)合導(dǎo)流，各階段導(dǎo)流方案下水位和流量的計(jì)算結(jié)果見表1。由此可見，2021年汛前要求攔河壩度汛擋水高程在282.0m以上。

表1 水力計(jì)算結(jié)果表

3 2021年度汛方案

3.1 施工進(jìn)度

由于受左壩肩高壓線遷移等影響，壩基開挖進(jìn)度滯后，采石料供應(yīng)不足，導(dǎo)致工程進(jìn)度滯后。攔河壩工程至4月15日，壩體僅完成263.5m以下壩體澆筑的施工，至8月12日，已澆筑269.5m高程以下全部壩塊及271.5m高程9-7、7-7、5-7、8-7壩塊。與計(jì)劃核定的度汛高程282.0m相差18.5m。壩體臨時(shí)交通廊道底板高程265m，廊道頂高程270m，已完成澆筑，但滿堂腳手架支撐未拆除并驗(yàn)收。

3.2 度汛標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)壩體澆筑的施工進(jìn)度，臨時(shí)壩體擋水高程低于圍堰頂高程273.0m，未滿足設(shè)計(jì)度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到的施工面貌。對(duì)于汛前或汛期內(nèi)部分時(shí)段壩體未超過圍堰項(xiàng)高程情況，仍按圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)度汛[8]，即2021年度汛標(biāo)準(zhǔn)采取非汛期5年一遇。

3.3 壩體預(yù)留缺口方案

針對(duì)2021年度汛標(biāo)準(zhǔn)，汛期難以避免發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水(>非汛期5年一遇)，原導(dǎo)流設(shè)計(jì)方案需增加超標(biāo)準(zhǔn)洪水的泄水通道。

方案一：壩體不過水，可將圍堰度汛標(biāo)準(zhǔn)提高到10年一遇，汛前將圍堰堰頂全線加高，可滿足超標(biāo)準(zhǔn)洪水度汛要求，但導(dǎo)流洞嚴(yán)重超泄，可能造成一定的破壞。

方案二：壩體預(yù)留缺口，保障導(dǎo)流建筑物安全運(yùn)行，盡可能降低導(dǎo)流洞和臨時(shí)交通廊道風(fēng)險(xiǎn)，但可能存在過水壩面空蝕裂縫等損傷。根據(jù)壩體分縫特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)施工面貌、工期要求、施工強(qiáng)度及度汛安全要求等，對(duì)壩體預(yù)留缺口方案進(jìn)行比選[9-10]，由于7號(hào)、8號(hào)、9號(hào)為中孔壩段，與壩體廊道干擾，預(yù)留缺口會(huì)影響到該壩段后期的施工強(qiáng)度，5號(hào)、11號(hào)為壩肩段，經(jīng)綜合考慮后，將缺口留在齡期較長(zhǎng)的10壩塊和6壩塊上，缺口初始高程269.5m，寬32m，大于設(shè)計(jì)預(yù)留寬度22m，缺口高程隨壩體澆筑高度的上升而不斷抬高，在每層澆筑中，始終把10號(hào)、6號(hào)壩塊放在最后澆筑，與臨邊壩塊的高差不小于4m，保持缺口過水?dāng)嗝娌恍∮?28m2。

經(jīng)充分技術(shù)論證，導(dǎo)流方案調(diào)整為主要由導(dǎo)流洞、壩體預(yù)留缺口聯(lián)合泄流度汛。

4 過水實(shí)況

4.1 “8.13“暴雨分析

根據(jù)8月11—16日水庫流域內(nèi)昱嶺關(guān)、嶺下兩個(gè)雨量站逐時(shí)降雨量統(tǒng)計(jì)分析，壩址流域最大24h暴雨量166.6mm，推算相應(yīng)洪峰流量為329m3/s。據(jù)初設(shè)成果數(shù)據(jù)，雙溪口水庫壩址流域年最大24h5年一遇設(shè)計(jì)暴雨為166mm，非汛期最大24h10年一遇設(shè)計(jì)暴雨為92mm。相應(yīng)的年最大5年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量為404m3/s，非汛期10年一遇設(shè)計(jì)洪峰為146m3/s，20年一遇設(shè)計(jì)洪峰為194m3/s。

經(jīng)對(duì)比分析，本次壩址流域8月11日—8月16日暴雨及最大洪峰量級(jí)，結(jié)論如下，最大24h暴雨相當(dāng)于年最大5年一遇設(shè)計(jì)暴雨，超非汛期100年一遇設(shè)計(jì)暴雨，洪峰流量小于年最大5年一遇設(shè)計(jì)洪峰，超過非汛期20年一遇設(shè)計(jì)洪峰。

4.2 壩體過流后質(zhì)量分析

4.2.1實(shí)體質(zhì)量檢查檢測(cè)

通過現(xiàn)場(chǎng)外觀質(zhì)量檢查和混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，各個(gè)壩塊上游側(cè)、右側(cè)壩面和頂面外觀完整，無裂縫、錯(cuò)動(dòng)、沉陷，無明顯氣蝕破損現(xiàn)象。抽檢的重力拱壩9-7、7-7、5-7、8-7壩塊以及交通廊道項(xiàng)部共5個(gè)構(gòu)件混凝土測(cè)試齡期抗壓強(qiáng)度推定值達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，8-7壩塊上游側(cè)壩體抗壓強(qiáng)度推定值達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，見表2。

表2 回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度成果表

4.2.2大壩應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)

從埋設(shè)于8號(hào)壩段261.5m高程混凝土的2組應(yīng)變計(jì)觀測(cè)成果來看，見表3，上下游側(cè)測(cè)點(diǎn)均表現(xiàn)為壓應(yīng)力，過水使上游側(cè)壓應(yīng)力最大增值為-2.17微應(yīng)變/10-6，位于Y7-4測(cè)點(diǎn)ZY方向。下游側(cè)各測(cè)點(diǎn)均出現(xiàn)拉應(yīng)力，最大值為14.04微應(yīng)變/10-6，位于Y8-4測(cè)點(diǎn)ZY方向。應(yīng)力分布情況與一般規(guī)律基本相符。

表3 壩體應(yīng)力應(yīng)變觀測(cè)成果表

4.2.3大壩接縫位移監(jiān)測(cè)

埋設(shè)于壩體267.5m高程的各壩段的測(cè)縫計(jì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見表4，過水前后0+146.3(9-10)壩段接縫處斷面最大位移增量0.18mm，0+114.3(7-8)壩段接縫處斷面最大位移增量-0.04mm，0+130.3(8-9)壩段接縫處斷面最大位移增量-0.06mm，0+082.3(5-6)壩段接縫處斷面最大位移增量-0.18mm，0+098.3(6-7)壩段接縫處斷面最大位移增量為-0.05mm。由此可以看出，當(dāng)前累計(jì)位移量較小，符合一般規(guī)律，過水對(duì)壩體位移量影響較小。

表4 壩體接縫監(jiān)測(cè)成果表

5 結(jié)語

雙溪口水利樞紐工程受施工條件、工程進(jìn)度等因素影響，大壩擋水度汛高程達(dá)不到設(shè)計(jì)度汛標(biāo)準(zhǔn)，施工導(dǎo)流方案進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整并通過“8.13”洪水實(shí)例，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)分析表明，施工期壩體預(yù)留缺口過水度汛安全可靠。

水利工程設(shè)計(jì)導(dǎo)流方案受水文水力、大壩施工進(jìn)度等不確定因素影響，在實(shí)際建設(shè)過程中，導(dǎo)流

方案的優(yōu)化和合理調(diào)整十分必要，避免了施工導(dǎo)流系統(tǒng)失效帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于河床不寬、建筑物布置緊湊、工期滯后等條件限制的同類型工程，建議在工程導(dǎo)流方案上充分考慮施工進(jìn)度安排的余度，保障工程建設(shè)全局和度汛安全。