引江济淮江淮沟通段河渠工程（分水岭至瓦埠湖）施工导流方案研究

周 琳 胡义文

一、工程概述

引江济淮工程江淮沟通段自巢湖西北部派河口起，沿派河经肥西县城关上派镇，在肥西县大柏店附近穿越江淮分水岭，沿天河、东淝河上游河道入瓦埠湖，由东淝河下游河道经东淝闸后入淮河，江淮沟通段河道输水流量：派河口295m3/s，蜀山泵站提水流量290m3/s，入瓦埠湖280m3/s。全线按照限制性Ⅱ级航道标准设计，底宽60m，最小弯曲半径取540m。其中，江淮分水岭至瓦埠湖段工程河道桩号为K48+000～K97+505，河道总长49.51km，该段输水线路利用现有天河、东淝河河道扩挖疏浚形成，工程沿线水系复杂，支流众多，部分河段开挖深度大，膨胀土处理及边坡防护措施复杂，施工导流方案的选定将直接影响工程投资、施工质量及施工进度。

二、导流标准和导流时段

引江济淮工程江淮沟通段工程等别为Ⅰ等，工程规模为大（1）型，主要建筑物级别为1 级，次要建筑物为3 级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2017）规定，其导流建筑物级别为4 级，导流洪水标准为10～20年一遇。考虑到围堰失事后果较小，导流洪水标准取规范允许下限，即10年一遇。

天河、东淝河是区域内江淮分水岭以北的主要行洪河道，流域内地形多为丘陵，汛期行洪流量大，下游易受瓦埠湖水位顶托，形成高水位。为减少导流工程投资，确保河道行洪安全，本工程选择在非汛期施工。

天河、东淝河流域无实测流量资料，施工期设计流量均根据雨量资料进行计算。东淝河5年一遇非汛期流量总体较大，特别是南小河口（桩号66+500）下游，各导流时段流量均超过100m3/s，且导流时段越长，导流流量成比例增加，10月—次年5月的流量分别是11月—次年4月、12月—次年3月的1.35 倍和1.86 倍。选择的导流时段越长，越有利于缩短工程总体进度，确保施工连续性和施工质量；选择的导流时段越短，导流工程投资越少。本工程以土方工程和边坡防护为主，且线路较长，综合考虑总体施工进度、导流工程投资等因素，选用的导流时段为11月—次年4月。

三、导流方案

根据工程地质和设计资料，本工程河道桩号48+000～77+070 之间开挖范围内普遍分布第⑤层重粉质壤土，具有弱膨胀性，局部渠段边坡、渠底出露全～强、中等风化～新鲜粉、细砂岩，具有不同程度的遇水软化崩解和膨胀特性。针对膨胀土、崩解岩特性，为确保河渠边坡稳定，设计对膨胀土渠坡采取的措施包括换填1.0～1.5m 厚4%水泥改性土，埋设排水系统，浇筑混凝土护坡等；对崩解岩渠坡采取的措施包括喷细石混凝土，设锚杆、钢筋网片及格构梁等。考虑到主体工程防护措施复杂，为确保施工质量，该段河道需干地施工，存在施工导流问题。桩号77+070～97+505 段河道开挖范围内土层以一般粘性土和轻粉质壤土为主，设计采用水下铰链排对边坡进行防护，受瓦埠湖水位影响，河道内水深较大，河道疏浚主要采用绞吸式挖泥船施工，该段河道工程施工基本不存在导流问题。因此，本工程的导流问题主要集中在桩号48+000～77+070 段河渠工程。

（一）分期导流的可行性分析

本段输水渠道按照限制性Ⅱ级航道标准设计，底宽60m，底高程为13.40m，渠道两侧开挖边坡为1∶3。本工程以土方工程及渠道边坡衬砌工程为主，若具备预留土埂挡水，半幅导流半幅施工的条件，能减少大量导流工程量及临时占地，前期设计阶段，对该方案进行了全面分析。经综合分析，该方案存在以下四方面的制约。

1.隔埂占压范围大，主体工程施工作业面不足

根据河渠地质参数分析，桩号48+000～75+000段的渠道开挖范围内均分布崩解岩和膨胀土，开挖遇水易崩解、膨胀，发生边坡失稳，因此，预留隔埂边坡破壁宜不陡于1∶3，隔埂顶高程受瓦埠湖正常蓄水位的控制，常年蓄水位18.50m，隔埂的顶高程为19.50m，隔埂顶宽6.0m，渠道底高程13.40m，隔埂断面底宽为42.60m，当第一个半幅挖至底部时，预留12m 宽的范围，旱地施工隔埂一侧的底部护底，隔埂的另一边导流，当施工另一侧护底时，基坑底部宽度只剩5.40m，不够护底10m 的范围。

2.下段导流流量大，预留过水断面不足

假定采用半幅施工半幅导流的方式，隔埂一侧的导流断面约为132m2，假设坡降为0.00015，糙率0.0225，不冲流速为0.90，过流流量约为120m3/s，桩号62+700 处10年一遇，11月—4月的导流流量为122m3/s，因此到62+700 处预留隔埂的导流断面不足。

3.预留隔埂拆除难度大

本工程沿线地面高程由南向北逐渐降低，桩号48+000 处地面高程约40.0m，开挖深度约27m，桩号77+070 处地面高程约22.5m，开挖深度约9m，拆除底部隔埂时自卸汽车上下基坑困难；且拆除时隔埂两侧均有水，挖掘机只能在隔埂顶部倒退作业，隔埂容易坍塌，因此，隔埂拆除施工难度大。

4.施工工序受限，施工总工期延长

采用预留隔埂导流的方式时，若采用从上游往下游施工或分段穿插施工，基坑挖至底部时，受到下游未挖河段的影响，上游洪水无法下泄，上游水位壅高，不能做到旱地施工。因此，整段河道必须由下游往上游依次施工，施工进度安排受到严重影响，施工总工期势必延长。

综上所述，采用本工程施工不具备预留土埂挡水，半幅导流，半幅施工的条件，需在新挖河渠开口线外开挖导流明渠导流。

（二）施工导流方案选定

江淮沟通段渠道工程（48+000～77+070）施工时，东淝河来水在渠道开挖范围外开挖明渠导流，局部裁弯取值段利用老河道导流，确保基坑干地，进行基坑开挖、灌注桩施工、渠道混凝土护坡和护底施工。经过计算后，本段导流明渠开挖长23.11km，利用老河道长3.10km，明渠开挖量303 万m3，明渠占地和明渠开挖土料暂存占地216 万m2。

江淮沟通段渠道工程（77+070～97+505）开挖主要为①层中、重粉质壤土（）和②层淤泥质重粉质壤土（），土质为非膨胀土。（1）此段不需护坡护底换填，可以采用铰链式混凝土预制块，采用驳船吊装；（2）渠道基坑开挖深度为4～9m，瓦埠湖常年蓄水位18.50m，渠底高程13.40m，开挖范围内有5.10m 在水下；（3）下游导流流量大，在77+070桩号处，11月—4月的流量258m3/s，需要开挖的导流明渠断面很大，明渠开挖量和占地都大。

综上，江淮沟通段渠道工程（77+070～97+505）施工时，考虑采用挖泥船水下施工，但同时考虑到下游段渠道堤防填筑量大，渠道开挖的①层中、重粉质壤土（）可用于筑堤，所以19.0m 高程以上部分采用旱挖，用于堤防填筑，还有裁弯取直段两头预留隔埂采用水上开挖形式施工。

四、结语

目前，引江济淮工程江淮沟通段（48+000～97+505）工程已经基本完工，施工时采用明渠导流方案，施工期间未发生因施工导流引起的施工质量问题或导致工期延误，实践验证，本工程采用明渠导流方案是可行的。明渠导流方案虽然开挖工程量大，临时占地多，但施工干扰小，进度快，同时解决两岸水系来水直接进入明渠，确保河渠开挖质量，尤其是高边坡河道开挖后需要完成大量的边坡处理措施，导流明渠方案更能确保工程安全、质量和进度。长距离河道扩挖的导流方案应考虑主体工程设计方案、水文地质条件等因素，经综合分析计算后选定确实可行、利于工程质量和工程进度的方案。本工程的顺利实施可为类似工程施工导流提供参考■