迪克戈洪大坝施工导流与填筑分区规划-中国水利水电第十一工程局.doc

迪克戈洪大坝施工导流与填筑分区规划 刘沐 张晓廷 陈洪文 摘 要 迪克戈洪(Dikgatlhong)大坝位于南部非洲博茨瓦纳国东北部，是该国北水南调的水源工程和迄今为止最大的水利工程，大坝坐落在南部非洲最大的国际河流Shashe河上，大坝设计为粘土心墙堆石坝，坝高41m，坝顶长4.6km，施工期雨季导流按百年一遇3400m3/s设防。本文就施工导流与大坝填筑分区设计进行简要介绍，旨在为类似的高洪峰流量季节性河流的施工导流和大坝填筑规划提供参考。 关键词 迪克戈洪大坝； 施工导流；填筑分区；规划 1 工程概况 迪克戈洪大坝位于南部非洲博茨瓦纳国东北部，该国和津巴布韦的界河Ramokgwebana河与Shashe河交汇处上游3公里处的Shashe河上，距首都哈博罗内450km，距第二大城市弗朗西斯敦65km。矿业重镇皮奎位于本项目进场道路起点西南约20km。 迪克戈洪大坝为粘土心墙堆石坝，设计坝高41m，坝顶长4.6km，大坝填筑总量为387万m3，设计库容4亿m3。主溢洪道宽200m，为开敞式混凝土衬砌溢洪道，非常溢洪道宽1000m，为非衬砌开敞式结构。大坝泄水管为直径3m的钢管，出口由蝶阀和锥阀控制。50.95m高的进水塔为筒形结构，5个进水口按圆心角60°、高差5m环形进行排列。进水塔与坝顶道路间的交通被设计为一单跨55.18m的三角形绗架钢结构桥。作为配套工程的43km级配碎石公路将大坝与现有公共路网相连。 本项目为单价合同，中标额14.63亿人民币。合同工期为1428天，工程于2008年3月9日正式开工， 2011年10月1日前蓄水，2012年2月8日完工。 图1 迪克戈洪大坝典型断面图 2 工程气象与水文 工程所在区为低山丘陵，地势起伏不大。属热带干旱草原气候，大坝控制流域面积7810km2，海拔高度在842m～1200m之间，年均降雨量为4，。冬季温暖，夏季燥热。一年分旱雨两季，至月为雨季，至月为旱季。二期导流明渠运行前，该坝段仅心墙齿槽区进行了回填，填筑顶面高程控制在EL860，防护方法同河床一期导流坝段。导流明渠平面布置图参见图2。 图2 迪克戈洪大坝导流明渠平面布置图 3.6 施工围堰设计 根据合同图纸，泄水管作为旱季施工导流，泄水管直径3m，其进口底部高程为EL842.6，基坑上游围堰顶部高程设计为EL846，下游围堰设计为EL844。考虑到河床上下游围堰兼作施工道路，设计顶宽为12m，上下游坡比为1:2。根据勘测资料，Shashe河床覆盖层厚度介于2.1m～4.3m，覆盖层河砂细度模数自上而下递增，并间有淤泥沉积。覆盖层下部强风化花岗岩层厚度1.2～4m不等。施工时使用砾石材料2次换填，逐级替换掉透水性大、自然稳定坡度小的河砂覆盖层，最后在换填后的围堰中部开槽填筑1.5～2m宽的粘土心墙截渗，详见图3。 图3 施工围堰典型断面图 4 坝体填筑规划 根据大坝填筑总量和有效填筑工期，按均衡施工原则，综合考虑雨季影响系数，确定合适的高峰和最低月填筑强度。根据坝体结构特点和导流构筑物位置，将大坝划分合适的区段，填筑除沿坝轴线方向分段外，还需根据度汛节点目标对同一坝段按高程进行分区。分区高程的选取，以满足最低度汛高程为原则，统筹兼顾均衡施工要求。在综合考虑总进度计划节点和施工导流各要素条件下，对大坝的各填筑区设计填筑顺序。最后编制分区填筑流程图和绘制填筑强度曲线，详见图4。 4.1 坝体填筑分区 迪克戈洪大坝设计坝顶长4600m，根据坝体结构特点和分期导流方案，坝体沿坝轴线方向被划分为6个坝段。其中河床坝段，根据分期导流需要，在高程方向再被划分为3个区，通过两个旱季和一个雨季完成填筑，这样坝体填筑共划分为8个区，并按施工顺序被编号为A至H区。各区施工参数见表2。 表2 迪克戈洪大坝坝体填筑分区及施工进度计划表 分区编号 填筑工程量 （万m3） 工期 （月） 施工时间 备注 A 62 10 2008-10-01～2009-07-31 河床左岸坝段 B 26 6 2009-05-01～2009-10-31 二期导流明渠左侧坝段 C 30 3 2009-08-01～2009-10-31 河床基坑填筑区 D 75 9 2009-11-01～2010-07-31 河床右侧坝段 E 91 6 2010-05-01～2010-10-31 河床一期导流坝段 F 51 6 2010-11-01～2011-04-30 两期导流明渠中间坝段 G 4 4 2011-01-01～2011-04-30 溢洪道左侧坝段 H 48 5 2011-05-01～2011-09-30 左岸垭口二期导流坝段 图4 迪克戈洪大坝施工导流与填筑分区布置图 大坝分区时，区间搭接边坡不陡于1:4，除C/D区为满足进水