尤溪縣汶潭水利樞紐（壩區C1 標）土建施工方案設計

胡大城

（福建省水利投資開發集團有限公司，福建 福州 350001）

1 工程概況

尤溪縣位于福建省中部，三明市東部，為三明市市轄縣之一。尤溪為閩江中游一級支流，全域面積為5 436 km2，處于尤溪干流中游，是尤溪流域開發規劃七級電站的第五級。汶潭水利樞紐工程位于尤溪縣梅仙鎮上游約4.60 km，壩址距尤溪城關9.60 km，是一項具有灌溉、供水、改善區域水生態環境兼顧發電等功能的綜合利用工程。壩址流域面積為4 525 km2，水庫正常蓄水位104.00 m，死水位103.00 m，校核水位106.97 m，水庫總庫容為1 490 萬m3。工程灌溉面積為1.31 萬畝，灌溉設計流量1.24 m3/s，城南西水廠引水設計流量0.67 m3/s，仙山水廠引水設計流量0.37 m3/s，電站裝機容量32 MW。工程攔河閘壩、灌溉取水泵站與輸水管道、水廠取水泵站與輸水管道、發電廠房等主要建筑物為3 級，灌溉渠道及渠系建筑物等建筑物級別為5 級，臨時建筑物為5 級。

灌溉工程包括取水泵站、左右岸灌區輸水管道、左右岸干渠及渠系建筑物。左岸取水泵站設在擬建攔河閘壩左岸重力壩上游，與左岸重力壩緊鄰。灌區渠系需整治或重建的主要建筑物有：仙山隧洞、坪寨隧洞、東門倒虹吸管、上園渡槽、下瀘渡槽、彭坑渡槽、節制閘2座、泄水閘3 座、分水閘6 座。

2 土建工程項目類別

尤溪汶潭水利樞紐工程主要建筑物包括廠房基礎工程、攔河閘壩工程、灌溉工程及發電廠房工程等。攔河閘建筑物布置從右岸至左岸依次為右岸擋水混凝土重力壩段、發電廠房段、泄水閘壩段、左岸擋水混凝土重力壩段；灌溉工程包括提水泵站、左右岸輸水管道、左右岸干渠及渠系建筑物；引水工程包括城南西水廠引水工程及仙山水廠引水工程；發電廠房工程包括發電廠房、廠區及開關站。

2.1 發電廠房基礎工程

河床式電站廠房布置在河道右岸，廠房安裝兩臺燈泡貫流式機組，裝機容量為2×16 MW。廠房段總長60.60 m，其中裝卸場段8.80 m、安裝場段21.90 m、主機間段29.90 m。裝卸場和安裝場布置在主機間的右側，進廠公路由裝卸場的下游側進入廠房。副廠房布置在安裝場和主機間的下游側。機組安裝高程為83.80 m，主機間操作層高程為94.20 m，安裝場高程為100.30 m，裝卸場高程為105 m。電站進水口布置攔污柵、檢修閘門、壩頂交通橋等，檢修閘門由壩頂門機啟閉（與泄水閘檢修閘門共用），攔污柵由固定式啟閉機控制。電站尾水出水口布置尾水平臺，設置事故檢修閘門一道，由固定式啟閉機控制。

在發電廠房的上游兩側位置應建設攔污柵及攔砂坎，要以折線形式進行建設，其一端應與泄水閘的右邊墩相連接，在廠房上游位置還要建設2 孔的攔污粗柵，斜線段設立9 孔回轉式自動清污機，并與其右岸岸坡相連接。其中，攔污柵及攔砂坎的總長度為129.20 m；攔砂坎頂（即粗柵）的底高程設置為94 m，頂高程設置為107.50 m，一共需要布置11 孔的回轉式自動清污機，每孔凈寬都應設置為5 m。廠區位于廠房右側及下游側，廠區內主要布置有戶內式升壓開關站、回車場、停車場等，地面高程為104.80 m。壩址右岸有省道304 通過，在廠區入口附近設岔路口，修建進廠公路，進廠公路經廠區后由裝卸場的下游側進入廠房。

2.2 大壩土方工程

按照總體施工方案所提供的大壩土方工程挖掘數據，應提前做好控制點和水準點的放樣工作，以確定出土方開挖線。要確定最大開挖邊界及建筑物基礎外側約10 m 處的水平距離。土方開挖應布置好坡頂排水溝和開挖工作面的排水溝、截水溝，防止表面水沖刷坡面及積水浸泡基坑。在開挖過程中，還要及時校核測量開挖的平面位置、水平標高、控制樁號、水準點和邊坡等是否符合施工要求。

2.3 攔河閘壩工程

泄水閘布置在河床中部，共6 孔，單孔凈寬15 m，總凈寬90 m，閘墩厚3 m，泄水閘壩段總寬111 m，閘頂高程為108.80 m。溢流堰堰型采用實體駝峰堰型式，堰頂高程為92.0 m。每孔配一扇弧形鋼閘門擋水，閘后采用底流消能方式，閘壩上部設交通橋和啟閉房。右岸混凝土重力壩與國道G235 相連，長約24 m，左岸混凝土重力壩段長13.15 m，壩頂寬6 m，壩頂高程為108.80 m。生態放水建筑物利用原坪寨引水隧洞。進水口為岸塔式，由攔污柵、閘門井及閘門井后漸變段等建筑物組成?？卓诔叽?.40 m×3.00 m（長×寬），底檻高程為91.10 m，閘頂高程為108.80 m。放水隧洞全長162.20 m，利用隧洞開挖斷面為城門型，斷面尺寸3.60 m×4.60 m（寬×高），頂拱半徑為2.48 m，其最小生態泄放流量為22.80 m3/s。

2.4 水利灌溉工程

灌溉工程包括取水泵站、左右岸灌區輸水管道、左右岸干渠及渠系建筑物。左岸灌溉范圍涉及梅仙、南洋、半山、通演四個灌片，灌溉面積為6 790 畝。右岸范圍涉及坪寨、梅營、汶潭三個灌片。坪寨灌區灌溉左岸取水泵站設在擬建攔河閘壩左岸重力壩上游，與左岸重力壩緊鄰。主泵房采用豎井式，泵房內設有4 臺潛水泵。泵房長10.50 m，寬7.40 m，泵房頂高程108.80 m，泵房廠區地面高程108.60 m。坪寨灌區灌溉右岸取水泵站設在擬建發電廠房內安裝場下部的水機輔助設備間內。泵房長14.25 m，寬9.15 m，泵房地面高程為94.20 m，泵房內設有兩臺水泵。

3 土建工程施工方案設計

尤溪縣汶潭水利樞紐（壩區C1 標）工程是集灌溉、供水、改善區域水生態環境兼顧發電等功能為一體的綜合項目，主要分為灌溉渠道工程、供水管線工程以及攔河壩工程，灌溉渠道工程線路較長，采用分散的布置形式，沿線分4 個工區布置，城南園泵站及供水管線設置1 個工區，攔河壩樞紐及仙山泵房采用集中左右岸2 個工區布置，本工程總計分設7 個施工區。

3.1 土方開挖施工設計

土方開挖總體應遵循分層開挖、嚴禁超挖以及大基坑小開挖的原則。既要堅持“分層、對稱、不超挖”的原則，又要兼顧內支撐的施工對土方挖運的影響。土方開挖過程中，要確?；又車匀坏仄簶烁咴谠O計標高以下?；訉嶋H開挖深度應結合結施圖進行。分層對稱開挖時，挖土長度要以20 m 為宜，且分層厚度不大于2 m，淤泥質土開挖分層厚度不大于1 m。開挖時應在圍護結構、壓頂梁及支撐達到設計要求80%后進行，嚴禁超挖，挖土至設計標高后應盡快進行墊層和板底混凝土澆注施工，基坑不得長時間暴露，24 h 內應完成墊層，20 天內澆筑完底板混凝土。

3.2 石方爆破施工設計

大壩土建石方爆破需要提前設計坡面的鉆孔位置，要求至爆破平臺或馬道設計出高程參數，爆破鉆孔的深度為至馬道高程的坡面斜長位置。土建石方爆破鉆孔應采用KQL-100B 輕型快速潛孔鉆機鉆孔，在預裂爆破實施階段，應采用ROC742HC 液壓鉆和CM351高風壓鉆機輔助鉆孔。根據大壩區域的地質情況，擬定預裂爆破參數如表1 所示，但施工期間還應通過爆破試驗進行及時優化。

表1 預裂爆破參數表

3.3 基坑土方開挖施工設計

大壩基坑土方開挖共分為4 層開展，基坑頂（高程51.00 m）至基坑底（高程31.40 m）共分為5 層開挖。第1 層全斷面開挖至第一道支撐底部（高程45.40 m），在開挖過程中，預墊坡道至基坑內，自卸車通過坡道進入基坑，開挖后應及時裝渣土車出土；開挖到支撐梁設計梁底標高時，坡道位置處的土體應采取反挖去除，放線整平后再進行支撐梁施工，待支撐梁達到設計要求強度之后再進行后續挖土施工。第一道支撐底至第二道支撐底為第2～3 層（可根據實際情況分層開挖），第二道支撐底至第三道支撐底為第4～5 層，第三道支撐底至基坑底為第6～7 層。第一道支撐以下的土方則采取垂直運輸的方式出土，在基坑棧橋板處要設置1 個垂直運輸出土口，并設置1 臺電動液壓抓斗和1 個渣土箱，基坑內土方開挖后收集至出土口處成堆，再利用液壓抓斗配合裝車外運。

基坑土方開挖之前，基坑場地的平整高度要求至設計高程的49.00 m，并打設圍護樁和止水帷幕，要先施工灌注樁，再施工高壓旋噴樁。待圍護樁和止水帷幕養護至設計強度，土方開挖至冠梁底之后，再澆筑冠梁。待將蓄池底板及相應換撐養護調至設計強度后，依次拆除支撐梁底，再澆筑調蓄池中板/換撐梁及相應換撐。待調蓄池中板/換撐梁及相應換撐養護至設計強度后，拆除第二道支撐，再澆筑調蓄池換撐梁、頂板及相應換撐（連換兩撐）；待調蓄池頂板及相應換撐養護至設計強度后，最后拆除第一道支撐。

3.4 基坑開挖降排水施工設計

基坑開挖前及開挖過程中，都應做好坑內降排水措施并跟蹤監測，確?；觾人豢刂圃诘装逡韵?，以固結土體，提高強度，確?；邮┕ぐ踩??；咏蹬潘到y主要包括坡頂、坡底設排水溝，坡頂和坡底設集水井，要通過水泵將水抽至沉砂池，最終統一匯入排水管道?；颖O測主要包括基坑坡頂水平位移、冠梁頂水平位移、基坑坡頂沉降、周圍建筑物沉降、周邊道路沉降、周邊管線沉降、支護樁測斜、地下水位升降以及支護結構裂縫等?；颖O測應制定詳細的監測預案，后續還要通過對監測結果進行有效評價和反饋，以指導下一步施工。

4 結 論

文章以汶潭水利樞紐工程（壩區C1 標）的土建施工設計、建設為例，全面介紹了土建施工對水利工程的意義。其土建施工方案設計與施工質量的高低，對提升水利工程基礎設施質量，保障農田灌溉、居民供水安全以及下游梯級攔河壩的安全，能夠起到至關重要的作用。既改善了區域水生態環境，提升城市品位，也促進了清潔可再生能源開發，發揮出節能減排效益，更是對提高地方電力自給率等方面具有明顯的促進作用與整體效益。