迪克戈洪大坝施工导流与填筑分区规划

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1、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

2、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4

3、3km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460.9mm，年蒸发量2040mm。年平均气温20℃，冬季温暖，夏季燥热。一年分旱、雨两季，11月至次年4月为雨季，5月至10月为旱季。统计年份极端最低气温－6.5℃，极端最高气温40.6℃。Shashe

4、河多年平均径流量1.18亿m3，自1922年有记录以来，最大洪峰流量为2130m3/s，工程设计标准为万年一遇，对应洪峰流量为11220m3/s。旱季河道通常处于干涸状态，仅有微小的流量在河床的沙层内流动，其中每年4月和10月份降雨的概率为91%。5月至9月大于1m3/s的流量概率为1%，流量大于20m3/s的概率为零。24小时最大降雨117mm，48小时最大降雨187mm，72小时最大降雨194mm。3施工导流3.1导流标准根据合同要求，施工期旱季导流按20m3/s进行设计，雨季导流按100年一遇3400m3/s标准设防。3.2导流条件根据工程设计资料，该大坝在施工期导流

5、需综合考虑如下因素：3.2.1有利因素(1)全年旱、雨季分期比较明显，有利于防汛安排和大坝填筑组织；(2)旱季导流流量小，一般不超过20m3/s，易于控制；(3)右岸永久构筑物的3m直径泄水管满足旱季导流需求；(4)Shashe河河床面宽120m，两岸坝肩坡度较为平缓，有利于提前安排坝体填筑；(5)大坝左岸CH1+700～CH1+900有一天然垭口，有利于导流明渠布置。3.2.2不利因素(1)雨季导流流量较大，达到3400m3/s；(2)由于旱季、雨季的流量相差悬殊，旱季导流存在一定风险，尤其是旱季初期和末期。3.2.3兼顾因素(1)坝顶长度虽达到4600m，但主要填筑工程

6、量仍集中于河床段，导流明渠宽度设计需兼顾大坝填筑强度；(2)大坝填筑分区搭接边坡不得陡于1:4，坝体导流明渠边坡设计时需统筹考虑；(3)右岸进水塔交通桥桥台CH2+860所在的坝段必须于2010年7月底填筑至坝顶高程，为进水塔交通桥大坝一侧的桥台混凝土及交通桥安装施工提供条件；这就要求河床导流明渠位置及宽度设计需兼顾坝顶交通桥桥台所在位置；(4)由于当地条件和进场准备工作量大，主体工程在开工前半年通常无法全面展开。3.3导流方案根据现场实地踏勘，左岸天然垭口在坝轴线处地表高程为EL860，垭口坝后地形为自然冲沟，纵坡为1.2%，并在坝后800m处重新汇入Shashe河，该处

7、适宜布置二期导流明渠。综合上述条件，确定分期导流方案如下：3.3.1旱季导流维持咨询工程师原设计方案不变，利用右岸3m直径泄水管导流，泄水管进口底部高程为EL842.6，对应上下游围堰顶部高程分别为EL846和EL84。3.3.2雨季导流采用导流明渠方案，一期在河床坝段左侧预留120m宽缺口导流；二期利用左岸CH1+740～CH1+860垭口坝段导流；期间右岸导流泄水管也保持开敞状态，用于小流量导流和放空库区滞留洪水。3.4导流时段旱季导流：5月1日至10月31日雨季导流：11月1日至次年4月30日表1迪克戈洪大坝