1 工程概况

四方井水利枢纽工程是“十二五”和“十三五”期间分步建设的172项重大水利工程项目之一。工程位于宜春市袁州区，是一座以防洪、供水为主，兼顾发电等综合效益的大（2）型水利枢纽工程，工程等别为Ⅱ等。

主坝采用粘土心墙堆石坝，坝顶高程为155.8m，坝顶宽度为8m。上游侧设防浪墙，墙顶高程157m。最大坝高51.3m，坝顶总长338m。主坝坝体主要分上游围堰、堆石区、反滤层、过渡层、粘土心墙区及下游堆石区，坝体总填筑方量120万m³。

2 初设施工导截流

四方井水利枢纽工程为Ⅱ等大（2）型工程，粘土心墙主坝为2级建筑物，临时建筑物为4级，主坝临时建筑物采用10年一遇洪水标准。选择枯期8月至次年3月作为主坝导流时段，相应10年一遇洪峰流量为236m³/s，相应坝址处天然水位为112.31m。主坝施工导流方式采用上下游围堰一次拦断河水，导流隧洞泄流。

枢纽工程跨越两个汛期，施工期临时度汛标准采用50年一遇洪水。度汛标准为4月、5月全年50年一遇洪水期标准，其中4～5月50年一遇洪洪峰流量204m³/s，相应坝前水位122.9m（导流洞过流）；全年50年一遇洪峰流量为980m³/s；相应坝前水位151.1m（溢洪道和导流洞联合泄流）。

3 风险分析

根据气象部门预报，流域2019年4～6月份主汛期降雨量将达到1000mm，比往年同期增加40%。随着连续降雨天气的发生，粘土斜墙施工将受到严重制约，进度存在不确定性。降雨量的增加将导致如下风险：⑴粘土斜墙无法按期达到初设度汛方案的挡水高程，防渗高程以上的围堰可能发生渗透破坏，造成溃决风险或漫坝风险。⑵若遭遇20年一遇洪水时，堰前水位将达到129.44m，库区127m以下移民尚未完成，存在淹没风险。⑶若为消除上述风险，挖除已填筑的坝体，暂停填筑施工，将导致主坝工期滞后1度汛年。

风险的不可控及工期滞后将严重影响工程效益，初设度汛方案已不能适宜当前情况。为规避存在的风险保障施工进度是否可采用分期围堰导流进行主坝施工探索研究显得十分必要。

4 调整施工导截流

4.1 导流标准及方式

依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）重新制定导流标准，即大坝临时建筑物采用10年一遇洪水标准。导流方式采用分期围堰导流，即2019年4月至7月采用右岸全年纵向围堰挡水，左岸利用原河床+导流隧洞联合泄流方式。在相应设计洪峰流量下上游水位为114.9m，下游水位为114.25m，导流洞泄流43.85m³/s，左岸原河床泄流536.15m³/s。2019年8月至次年3月采用枯水期上下游围堰挡水，导流洞泄流。水库起调水位设定为118.0m，经调蓄后上游最高水位为120.87m。

4.2 导流建筑物调整

4.2.1 河床结构

主坝施工区原主河道位于左岸，采用分期围堰导流后束窄左岸河道。河道底宽控制为35m，高程控制为109～110m，河道右岸利用纵向围堰挡水。对河道内上游已填筑坝体进行挖除，枯水期下游围堰全部挖除至基岩高程。导流洞上游采用明渠与老河道衔接，明渠底宽39m，明渠进口与老河道在平面及高程上平顺衔接。

4.2.2 上下游围堰

全年上游围堰采用粘土斜墙堰型,堰顶高程116.2m，围堰内外边坡1:1.5和1：2.5，最大堰高6.2m，围堰基础为岩基。围堰迎水面最大流速约2.55m/s，为防止冲刷，坡面采用土工布+0.6m厚干砌石护坡。上游围堰横向段作为坝体一部分不进行拆除，纵向段围堰在枯水期拆除。

全年下游围堰采用粘土斜墙堰型，堰顶高程EL.115.25m，围堰内外边坡1:1.5和1:2.0，最大堰高5.93m，围堰基础为岩基。围堰迎水面最大流速约3.44m/s，为防止冲刷，坡面采用土工布+0.6m厚干砌石护坡，下游围堰在枯水期拆除。

4.2.3 枯水期围堰

戗堤围堰位于导流隧洞进口下游处，为粘土斜墙围堰，堰顶高程为113.14m，堰顶宽度为4.0m，粘土斜墙顶宽2.0m，最大堰高2.37m，迎水坡1:2.0，背水坡1:1.5。

枯水期上游围堰位于主坝轴线上游72m处，为粘土斜墙围堰，堰顶高程为122.17m，堰顶长度为226.38m，堰顶宽度为20.0m，粘土斜墙顶宽11.37m，最大堰高12.17m，迎水坡1:2.5，背水坡1:1.5。上游围堰为永久临时结合类型，后期作为主坝的一部分。

枯水期下游围堰位于主坝轴线下游133m处，为粘土斜墙围堰，堰顶高程为113.11m，堰顶长度为75.84m，堰顶宽度为6.0m，粘土斜墙顶宽2.0m，最大堰高4.11m，迎水坡1:2.0，背水坡1:1.5。

4.2.4 围堰稳定计算

根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)，采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，选取全年上游围堰及枯水期上游围堰典型断面分别计算其稳定性。利用软件求解稳定渗流场，得出浸润线、水头等值线图，然后计算其最危险滑弧安全系数。围堰边坡稳定拟定工况及计算成果详见表4.2-１。

表4.2-１                围堰边坡抗滑稳定计算成果表

5 应用成效

四方井水利枢纽工程根据现场实际情况，将初设度汛方式调整为分期围堰原河床+导流隧洞联合泄流方式，合理规避了防汛风险及移民风险。同时按照分期围堰导流组织粘土心墙主坝分区分块施工，提前5天达到坝顶高程，顺利完成主坝填筑施工任务。

主坝分期分块填筑过程中，接头处理采用台阶、刺墙、缓斜坡（1：5）等施工工艺组织施工。规避了左右岸坝体施工时间不同，容易产生坝体不均匀沉降的问题。通过对坝体埋设监测计的实时监测，测得坝体内部沉降变形最大沉降值为281mm，占最大坝高的0.5%，测值正常。施工期各测点测值均保持稳定，采用分期围堰导流主坝分期分区分块填筑施工质量满足设计及规范要求。

6 结语

依托四方井水利枢纽工程探索研究形成的分期围堰导流方式，在四方井粘土心墙坝中成功应用，效果明显。规避了土石坝无法按期达到度汛高程，造成溃决和漫坝的风险，解决了库区移民未完成造成淹没的风险，解决了大坝填筑工期面临推迟1年的进度风险，同时保证了主坝填筑质量。实践证明分期围堰导流可在类似土石坝施工项目中应用，具有显著的社会效益。

参考文献

[1] 江西省宜春市四方井水利枢纽工程初步设计报告.

[2] SL 252-2017，水利水电工程等级划分及洪水标准.

[3] SL 274-2001，碾压式土石坝设计规范.

[4] DLT 5129-2013，碾压式土石坝施工规范.

[5] 李炜，水力计算手册，中国水利水电出版社，2006.

[6] 梁向峰，何小雄，等，碾压式土石坝施工技术，中国水利水电出版社，2018.

作者简介：

赵元铎（1988.04-），男，青海西宁人，工程师，本科，从事水利水电施工技术管理。