水利枢纽工程施工导截流设计分析

［摘要］哈达山水利枢纽为大（1）型工程，地处第二松花江上，设计流量大，地层为易冲刷的中细砂，施工导截流设计的难度和风险均很大。文中主要论述了一二期导流围堰的设计与施工，导流建筑物采用高喷灌浆结合土工膜防渗墙方案、编织袋砂垫层、土工格栅防护、大土工布袋土护底等方案的成功实践，缩短了工期，节省了投资，为尽早下闸蓄水，保证电站提前发电提供了保障。

［关键词］施工导流；导流标准；导流建筑物；截流设计；哈达山水利枢纽

1工程概况

哈达山水利枢纽位于吉林省松原市城区东南20km的第二松花江干流上，是第二松花江流域最末一级控制性枢纽工程，工程的建设任务是以吉林西部工农业和生活供水为主，兼顾生态环境保护供水、发电等综合利用。哈达山工程为大（1）型水利枢纽工程，工程等别为Ⅰ等。水库正常蓄水位140.50m，校核洪水位143.95m，总库容6.04亿m3。哈达山水利枢纽工程由重力坝、发电厂房、溢流坝、门库、土坝和渠首闸等建筑物组成，坝顶总长2387.04m，坝顶高程146.00m，最大坝高16.00m。混凝土溢流坝为一级建筑物，溢流坝设有16孔弧形工作闸门，布置在左岸主河道。溢流坝采用WES堰型，消力戽消能，堰顶高程134.00m，消力戽底板顶高程123.00m，溢流坝设计泄洪流量10728m3/s。工程于2008年6月10日开工建设，2011年12月投产发电。2012年4月25日，哈达山水库正式通过渠水干渠向前郭灌区一总引干自流供水，结束了该灌区50年来提水灌溉的历史，哈达山水利枢纽工程使吉林西部地区19万hm2良田得到灌溉。

2自然条件

2.1水文、气象条件

第二松花江流域位于中纬度欧亚大陆东缘，属于寒温带大陆性季风气候区，春季干燥且多风，夏季温热且多雨，秋季晴冷温差较大，冬季气候严寒漫长。气温和降水南北差异较大，年内分布很不均匀，流域南部的降水量在800～1000mm以上，北部的年降水量只有400mm左右，年平均气温：上游山区为0～2℃，下游平原区为4～5℃。春季多为西南风，冬季多为西北风，历年的最大风速为29m/s。实测最大冻土深度达2m以上。根据水文资料，哈达山水库施工分期设计洪水成果见表1；施工截流期月、旬平均流量成果见表2。

2.2地形、地质

工程坝址区河谷底部宽2935.00～3025.00m，河谷两岸的地形不对称，坝址两岸地形低矮，坝址右岸分布着大小不一的波状砂丘，地形呈波状起伏。左岸坝头及上、下游地形坡度较平缓。坝址区地层多为第四系松散堆积物，下伏白垩系下统姚家组夹粉砂岩薄层的泥岩。主要岩性结构由壤土、中砂、砾质中砂等组成。

2.3冰情

根据松花江站、扶余站实测资料统计，封冻期一般在130d左右，冰厚一般在0.80～1.40m，最大流冰块尺寸：松花江站为100.00m×50.00m，扶余站为300.00m×200.00m。

3施工导流

3.1导流标准

工程利用二期上游围堰挡水提前发电，各导流建筑物的设计挡水标准：一期导流围堰(土石结构)及二期导流下游围堰(土石结构)设计挡水标准为大汛20年洪水重现期，相应流量为4910m3/s；二期导流上游围堰(土石结构)设计挡水标准为大汛50年洪水重现期，相应流量为6500m3/s。

3.2导流方式

工程导流方式采用两期两段的施工导流方案，主要施工的程序：一期采用束窄河床进行导流，在一期围堰的围护下，施工重力坝段、溢流坝、厂房及部分土坝段；二期通过完建的16孔溢流坝进行导流，在二期围堰的围护下施工剩余的土坝段。

3.3导流建筑物设计

3.3.1一期导流围堰设计一期导流围堰由左岸的上、下游横向土石围堰及纵向土石围堰组成。一期导流上游围堰的轴线距离坝轴线为121.50m，一期下游围堰的轴线距坝轴线164.55m，一期纵向围堰的轴线位于坝桩号K0+991.60m处。一期导流上游横向围堰设计挡水位138.75m，堰顶高程140.86m，堰顶长875.14m。围堰堰体顶宽8.00m，两侧边坡为1∶3.0，由主体基础开挖的中砂填筑。堰体迎水侧护坡分两部分组成，桩号K0+000~K0+740m段，采用块石护坡，下设编织袋土垫层及无纺布反滤层；桩号K0+740~K0+875.14m段,采用格栅石笼护坡，下设无纺布反滤层。考虑到此段水流流速较大，在堰脚处设水平铺盖，水平铺盖由0.30m厚格栅石笼及无纺布组成，与堰体格栅石笼护坡相接。截流戗堤高程136.75m，戗堤顶宽10.00m，戗堤采用编织袋土和块石进行填筑，边坡1∶1.5，块石护坡厚0.50m。围堰基础及137.45m高程以下部分堰体防渗采用混凝土高喷灌浆防渗墙，137.45m高程以上部分堰体防渗采用复合土工膜，土工膜顶高程为139.25m，复合土工膜与混凝土高喷灌浆防渗墙采用混凝土帽连接。高喷灌浆墙底高程在岩面线以下0.50m。一期下游横向围堰设计挡水位138.03m，堰顶高程139.45m，堰顶长737.27m。围堰堰型基本与上游围堰相同，其截流戗堤顶高程为135.63m，高喷灌浆防渗墙顶高程为136.76m，土工膜顶高程为138.95m。纵向围堰堰顶高程由140.86m渐变至139.45m，围堰堰顶长396.94m，堰顶宽8.00m，迎水侧及背水侧边坡均为1∶3.0。戗堤顶高程由136.75m渐变至135.63m，戗堤顶宽10.00m，两侧边坡均为1∶1.5。纵向围堰迎水侧护坡均采用格栅石笼护坡，下设无纺布反滤层。格栅石笼护坡及堰脚处水平铺盖相连接，水平铺盖宽50.00m，由0.30m厚格栅石笼及无纺布组成。纵向围堰堰体及防渗墙结构与上游围堰相同。其高喷灌浆防渗墙顶高程由137.45m渐变至136.76m，土工膜顶高程由140.36m渐变至138.95m.

作者：郑希娟 迟浩宇 其其格 朱策 单位：中水东北勘测设计研究有限责任公司