拦洪度汛与封堵蓄水施工组织与造

项目五　拦洪度汛与封堵蓄水

坝体拦洪度汛与导流临时泄水建筑物的封堵蓄水，是中后期施工导流的重要问题，也是施工总进度计划中的两个控制性环节。当临时围堰作用失效后，坝体在施工后期，能否按预定计划封堵蓄水，将决定整个工程如期受益的问题。因此，拦洪度汛与封堵蓄水也是导流设计的重要组成部分。

一、拦洪度汛的措施

根据施工进度安排，汛期到来之前若坝体不可能修筑到拦洪高程时，必须考虑拦洪度汛措施，尤其当主体建筑物为土坝或堆石坝且坝体填筑又相当高时，更应给予足够的重视，因为一旦坝身过水，就会造成严重的溃坝后果。

1.混凝土坝的拦洪度汛

混凝土坝一般是允许过水的，若坝身在汛期前不可能浇筑到拦洪高程，为了避免坝身过水时造成停工，可以在坝面上预留缺口以度汛，待洪水过后再封填缺口，全面上升。此外，如果根据混凝土浇筑进度安排，虽然在汛前坝身可以浇筑到拦洪高程，但一些纵向施工缝尚未灌浆封闭时，可考虑用临时断面挡水。在这种情况下，必须提出充分论证，采取相应措施，以消除应力恶化的影响。如拓溪工程的大头坝为提前挡水就采用了调整纵缝位置、提高初期灌浆高程和改变纵缝形式等措施，以改善坝体的应力状态。

2.土石坝拦洪度汛措施

土坝、堆石坝一般是不允许过水的。若坝身在汛期前不可能填筑到拦洪高程时，一般可以考虑采用降低溢洪道高程、设置临时溢洪道并用临时断面挡水，或经过论证采用临时坝体保护过水等措施。

（1）采用临时断面挡水时，如图2－25，应考虑以下因素：

①临时断面顶部应有足够的宽度，以便在紧急情况下仍有余地抢筑子堰，确保安全。

②临时断面的边坡应保证稳定，其安全系数一般应不低于正常设计标准。为防止施工期间由于暴雨冲刷和其他原因而坍坡，必要时应采取简单的防护措施和排水措施。

③心墙坝的防渗体一般不允许采用临时断面。

④上游垫层和块石护坡应按设计要求筑到拦洪高程，否则应考虑临时的防护措施。

下游坝体部位，为满足临时断面的安全要求，基在础清理完毕后，应按全断面填筑几米后再收坡，必要时应结合设计的反滤排水设施统一安排考虑。

（2）采用临时坝面过水时，应考虑以下因素：

①为保证过水坝面下游边坡的稳定，应加强保护或作成专门的溢流堰，例如利用反滤体加固后作为过水坝面溢流堰体等，并应注意堰体下游的防冲保护。

图2－25　土坝拦洪的临时断面示意图

（a）均质坝；（b）心墙坝；（c）斜墙坝
1－临时断面

②靠近岸边的溢流体堰顶高程应适当抬高，以减小坝面单宽流量，减轻水流对岸披的冲刷。

③坝面高程一般应低于溢流堰体顶0.5～2.0 m或做成反坡式坝面，以避免过水坝面的冲淤。

④根据坝面过流条件，合理选择坝面保护形式，防止淤积物渗入坝体，特别注意防渗体、反滤层等的保护。必要时上游设置拦污设施，防止漂木、杂物淤积坝面，撞击下游边坡。(www.xing528.com)

二、初期蓄水

大型水利水电枢纽的工程量大，工期长，为了满足国民经济发展需要，往往采取边施工边蓄水，以便使枢纽提前受益的办法。国内已建的许多大型工程，如新安江、拓溪、乌江渡、丹江口和葛洲坝等均在施工期间开始蓄水。能否在施工期开始蓄水，起控制作用的因素是枢纽施工总进度计划。因为施工期蓄水前，大部分单项工程均应竣工或达到蓄水要求的程度，初期发挥效益的主体建筑物必须形成需要的规模。开始蓄水时，有关建筑物还应达到相应的防洪标准。蓄水后，全部工程应能顺利施工完建。在施工总进度计划中，对这些工作均应做出明确安排。采用分期导流的大流量、低水头枢纽，还可能利用围堰挡水提前发电受益。例如，葛洲坝工程利用二期上游围堰挡水发电和通航，就取得了巨大的经济效益。

水库施工期蓄水又称初期蓄水，通常是指临时导流建筑物封堵后至水库开始发挥效益为止的阶段。所谓水库开始发挥效益，一般是指达到发电或灌溉所要求的最低水位。进行初期蓄水规划时，必须考虑河道综合利用要求，合理扣除下游供水量。由于下游通航、灌溉、发电、工业用水和城镇居民生活用水多属重复利用，所以，不能将各部门用水量简单叠加，而应进行综合分析。

初期蓄水计算的主要内容有两点，第一是蓄水历时计算，据此确定临时泄水建筑物的最迟封堵日期；第二是校核库水位上升过程中大坝施工的安全性，据此拟定大坝施工进度及后期度汛措施。对于混凝土坝，主要是拟定大坝浇筑的控制性进度计划和坝体接缝灌浆的进程。对于蓄水历时计算，常采用频率法或典型年法。采用频率法时，一般取保证率为75%～85%的流量。根据控制性进度计划上的初期发电日期或其他投产日期，按照计算出的蓄水历时，可求得导流孔洞的封堵日期。如果求得之封堵日期适值洪水期，则应进一步研究洪水期封堵的可能性与合理性。一般来说，因洪水期封堵非常困难且技术复杂，故多改变为枯水期封堵，相应的调整坝体施工进度。

封堵蓄水后，必须校核坝体安全上升高程，要求各月末坝体前沿最低高程达到下月最高水位以上。除了不能让坝体过水外，还应校核临时挡水断面的稳定和应力。对于混凝土坝，为了不给后续工程施工造成困难和不良后果，校核坝体上升高程时，还要考虑预留不灌缝的高度，纵缝灌浆和坝体封拱灌浆均应达到相应高程。施工期蓄水前，坝前水库已具有一定库容，但枢纽尚未达到最终设计泄洪能力，在计算坝前水位和校核防洪度汛安全时，应考虑水库调蓄作用。

三、封堵技术

导流用临时泄水建筑物封堵时的设计流量，应根据河流水文特征及封堵条件进行选择，一般可选用封堵期10年至20年一遇月或旬的平均流量，也可根据实测水文资料分析确定。封孔日期与初期蓄水计划有关，一般均在枯水期进行。最常用的封堵方式是首先下闸封孔，然后浇筑封堵混凝土塞。

1.下闸封孔

常用的封孔闸门有钢闸门、钢筋混凝土迭梁闸门、钢筋混凝土整体闸门等。我国新安江和柘溪工程的导流底孔封堵，成功地利用了多台5～10 t的手摇绞车，顺利沉放了重达321 t和540 t的钢筋混凝土整体闸门，如图2－26所示。这种方式断流快，水封好，只要起吊下放时掌握平衡，下沉比较方便，不需重型运输起吊设备，特别在库水位上升较快的工程中，最后封孔时被广泛采用。

图2－26　新安江水电站导流底孔封堵示意图

（a）底孔纵断面；（b）闸门横断面图

1.坝体；2.底孔；3.闸门；4.坝体承压板；5.止水槽；6.侧向导轮；7.预埋铁吊环；8.滑车组；9.手摇绞车；10.锚锭

闸门安放以后，为了加强闸门的水封防渗效果，在闸门槽两侧填以细粒矿渣并灌注水泥砂浆，在底部填筑黏土麻包，并在底孔内把闸门与坝面之间的金属承压板互相焊接。

2.浇筑混凝土塞

导流用底孔一般为坝体的一部分，因此封堵时需要全孔堵死，而导流用的隧洞或涵管则并不需要全洞堵死，常浇筑一定长度的混凝土塞，就足以起永久挡水作用。混凝土塞的最小长度可根据极限平衡条件确定。当导流隧洞的断面积较大时，混凝土塞的浇筑必须考虑降温措施，不然产生的温度裂缝会影响其止水质量。例如美国新伯拉斯巴坝的导流隧洞封堵，在混凝土塞中央部位设有冷却和灌浆用坑道，底部埋有冷却水管，待混凝土塞的平均温度降至12.8℃时，进行接触灌浆，以保证混凝土塞与围岩的连接，如图2－27所示。

图2－27　导流隧洞的堵头（单位：m）

（a）纵断面；（b）_Ⅰ－Ⅰ断面
1.混凝土墙；2.混凝土塞；3.冷却和灌浆用坑道；4.冷却水管

当临时泄水建筑物封堵以后，在一段时间内还有两个问题值得注意，一是下游工农业生产用水和居民生活用水如何解决；二是虽然封堵工程多选在洪水期后，但封堵以后万一发生意外大水，而溢洪道工程又未完成，则将出现紧张被动局面。故在提出封堵措施的同时，应对下游供水和预防意外大水作出相应的考虑和安排。