本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其涉及一種用于峽谷區(qū)高壩水電工程渣場溝水導(dǎo)流系統(tǒng)及其施工方法。

背景技術(shù)：

目前，我國西南區(qū)域高山峽谷區(qū)正修筑多座大型高壩水電工程，如雙江口、兩河口、葉巴灘、白鶴灘等，這些工程施工難度大、建設(shè)年限長，而工程建設(shè)中有大量的施工棄渣需要堆存或轉(zhuǎn)運(yùn)，還需布置各類施工輔助設(shè)施，但近壩區(qū)可利用的施工場地幾乎沒有，因此，只有利用壩址區(qū)的支流溝谷作為大型攔溝型棄渣場，但這些支流溝谷切割較深，具有流量大、懸移質(zhì)多、豐枯流量變化大等特點(diǎn)，須對溝谷進(jìn)行科學(xué)合理的溝水處理。

目前，一般采用的溝水處理方案包括：(1)擋水壩+排水洞、(2)擋水壩+排水渠、(3)擋水壩+涵管。但這些方案存在一定的不足和缺點(diǎn)：

對于方案(1)：當(dāng)流量較大時(shí)，需要修筑大斷面排水隧洞，但隧洞斷面大對地質(zhì)條件要求很高，施工難度大，且造價(jià)很高；

對于方案(2)：排水渠需占用溝谷地面面積，難以適應(yīng)峽谷區(qū)的地形地貌特征；

對于方案(3)：西南地區(qū)溝水多含沙、石、樹枝等懸移質(zhì)，涵管長期運(yùn)行容易堵塞或結(jié)構(gòu)磨損，而涵管埋在地下難以具備檢修條件，且涵管泄流能力有限。

近年來，一些高壩工程的支流溝谷邊坡上需修建深孔泄洪洞、洞室溢洪道、放空洞或交通洞等大型洞室，而峽谷區(qū)和溝谷中的運(yùn)輸條件復(fù)雜，如何減小出渣料的運(yùn)輸量，且能方便堆渣是工程師亟待解決的問題。因此，提出一種能夠克服傳統(tǒng)溝水處理方案的不足，且堆渣方便的溝水導(dǎo)流系統(tǒng)及施工方法對于峽谷區(qū)高壩水電工程建設(shè)具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有渣場溝水處理工程中存在的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種能夠順利排走溝水，且堆渣方便的溝水導(dǎo)流系統(tǒng)及施工方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

峽谷區(qū)高壩水電工程渣場溝水導(dǎo)流系統(tǒng)，包括設(shè)置在支流溝谷內(nèi)的擋水壩，所述擋水壩位于大型洞室群出口的上游，擋水壩的壩后設(shè)置為堆渣區(qū)，所述擋水壩的底部設(shè)有排水涵管，擋水壩的上游側(cè)設(shè)有排水洞，所述排水洞的洞身穿過山林，出口位于支流溝谷內(nèi)堆渣區(qū)的下游或其它河道邊坡。

進(jìn)一步的是，所述擋水壩為心墻或斜墻土石擋水壩，其設(shè)計(jì)高程高于主汛期10年一遇水位，所述擋水壩的上游坡比不大于1∶1.75，下游坡比不大于1∶1.5。

進(jìn)一步的是，所述擋水壩的上游護(hù)坡采用堆石護(hù)坡，厚度50～100cm。

進(jìn)一步的是，所述排水洞進(jìn)口高程高于5年一遇枯期河道水位高程。

進(jìn)一步的是，所述排水涵管分成兩段，第一段長度滿足能穿過擋水壩的要求，第二段長度滿足能穿過堆渣區(qū)的要求。

進(jìn)一步的是，所述堆渣區(qū)分為堆渣一區(qū)和堆渣二區(qū)，其中堆渣二區(qū)位于堆渣一區(qū)的上方，堆渣區(qū)的上游坡比不大于1∶1.75，下游坡比不大于1∶1.75。

進(jìn)一步的是，所述擋水壩壩后大型洞室群出口所在的邊坡上設(shè)有集渣平臺(tái)，所述集渣平臺(tái)的高程位于堆渣區(qū)高程和大型洞室出口高程之間。

進(jìn)一步的是，所述集渣平臺(tái)所在的邊坡上還設(shè)有集渣便道，集渣便道從集渣平臺(tái)延伸到大型洞室群的各施工點(diǎn)。

峽谷區(qū)高壩水電工程渣場溝水導(dǎo)流系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟：

a、主體工程開工前，在邊坡中部修筑集渣平臺(tái)和集渣便道，滿足水工隧洞等大型洞室的施工爆破出渣需要，爆破石渣料可通過溜井等方式堆在集渣平臺(tái)上，注意防止堆渣下河，造成河道阻塞；

b、根據(jù)支流溝谷周邊地理環(huán)境規(guī)劃排水洞路線，隨后修筑并完成溝水處理系統(tǒng)的排水洞結(jié)構(gòu)；

c、在枯期通過堆筑臨時(shí)土石圍堰進(jìn)行溝道截流，使水流從排水洞導(dǎo)流；

d、在土石圍堰保護(hù)下干地施工完成擋水壩底部的排水涵管，之后堆筑土石擋水壩達(dá)到設(shè)計(jì)高程，滿足第一年汛期度汛的需要；

e、第一年汛期過后，開始施工堆渣區(qū)底部的排水涵管，并與擋水壩底部的排水涵管相連接；

f、將集渣平臺(tái)的爆破石渣料推入河道，堆筑堆渣一區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)高程；

g、第二年汛前將截流用土石圍堰拆除，形成最終的河道溝水處理系統(tǒng)；

h、在已形成的堆渣一區(qū)上，后續(xù)施工可繼續(xù)將堆渣便道的石渣推入河道，形成堆渣二區(qū)，到達(dá)設(shè)計(jì)高程。

進(jìn)一步的是，在步驟g完成了河道溝水處理系統(tǒng)后，若要對排水洞進(jìn)行定期檢修，可在枯期進(jìn)行，首先在洞口修筑擋水圍堰，使得水流全部引入排水涵管，然后對排水洞進(jìn)行檢查或修復(fù)；若排水涵管發(fā)生堵塞或破壞，也可在枯期對其進(jìn)行修復(fù)，首先在洞口修筑擋水圍堰，使得水流全部引入排水洞，然后對排水涵管進(jìn)行修復(fù)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、溝水處理系統(tǒng)的泄水通道由排水洞和排水涵管組成，這樣一部分水流通過排水洞導(dǎo)流，另一部分水流通過涵管導(dǎo)流，這樣可以減小排水洞洞徑，因排水涵管長度一般遠(yuǎn)小于排水洞長度，明顯降低了工程造價(jià)，減小了施工難度，同時(shí)增強(qiáng)了排水洞對不良地質(zhì)條件的適應(yīng)性；

2、排水洞和排水涵管可以實(shí)現(xiàn)定期輪流檢修，延長了系統(tǒng)使用年限，保證了大壩工程建設(shè)期的安全；

3、巧妙的設(shè)計(jì)集渣平臺(tái)，方便大型洞室群等的出渣需要，防止了石渣下河造成的環(huán)保問題，極大減小了石渣轉(zhuǎn)運(yùn)的運(yùn)輸量，溝谷中堆渣也十分方便，顯著降低了造價(jià)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)平面布置示意圖。

圖2是本發(fā)明擋水壩及堆渣區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記為，1-支流溝谷，2-擋水壩，3-大型洞室群，4-堆渣區(qū)，5-排水涵管，6-排水洞，7-集渣平臺(tái)，8-集渣便道，41-堆渣一區(qū)，42-堆渣二區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括設(shè)置在支流溝谷1內(nèi)的擋水壩2，所述擋水壩2位于大型洞室群3出口的上游，擋水壩2的壩后設(shè)置為堆渣區(qū)4，所述擋水壩2的底部設(shè)有排水涵管5，擋水壩2的上游側(cè)設(shè)有排水洞6，所述排水洞6的洞身穿過山林，出口位于支流溝谷1內(nèi)堆渣區(qū)4的下游或其它河道邊坡。傳統(tǒng)的溝水處理系統(tǒng)一般都只有一種排水方式，要么通過排水洞排水，要么通過排水涵管排水，而本發(fā)明將兩種排水方式進(jìn)行綜合利用，可降低工程造價(jià)。在正常使用過程中，排水洞6和排水涵管5同時(shí)進(jìn)行排水，而需要進(jìn)行檢修時(shí)可采用兩種管道輪流排水的方式進(jìn)行檢修，如此可延長系統(tǒng)使用年限，保證了大壩工程建設(shè)期的安全。

由于擋水壩2是阻擋溝水，保護(hù)壩后渣場的重要屏障，因此需要足夠的高程和穩(wěn)定性，本發(fā)明采用心墻或斜墻土石擋水壩，其設(shè)計(jì)高程高于主汛期10年一遇水位，所述擋水壩2的上游坡比不大于1∶1.75，下游坡比不大于1∶1.5，以保證其穩(wěn)定性。

為了減緩擋水壩2受上游溝水沖擊侵蝕，對擋水板2上游側(cè)采用堆石護(hù)坡，堆石厚度為50～100cm。

所述排水洞6進(jìn)口高程高于5年一遇枯期河道水位高程，方便枯水期施工。

所述排水涵管5分成兩段，第一段長度滿足能穿過擋水壩2的要求，第二段長度滿足能穿過堆渣區(qū)4的要求，從而達(dá)到將溝水從堆渣區(qū)4底部排走的目的，將排水涵管5分為兩段先后施工，以滿足施工要求和排水需要。

在導(dǎo)流系統(tǒng)施工完成后，便可以開始對堆渣區(qū)4進(jìn)行規(guī)劃了，為了到達(dá)有序堆渣的目的，將所述堆渣區(qū)4分為堆渣一區(qū)41和堆渣二區(qū)42，其中堆渣二區(qū)42位于堆渣一區(qū)41的上方，堆渣區(qū)4的上游坡比不大于1∶1.75，下游坡比不大于1∶1.75。堆渣一區(qū)41主要是對支流溝谷1進(jìn)行填平，達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)的目的，同時(shí)也對擋水壩2起到一定支護(hù)作用，然后再在其上方設(shè)置堆渣二區(qū)42，上下游坡比的設(shè)置可保證堆渣區(qū)4的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)滑坡和泥石流等事故。

進(jìn)一步的，為了提高堆渣的作業(yè)效率，在所述擋水壩2壩后大型洞室群3出口所在的邊坡上設(shè)有集渣平臺(tái)7，所述集渣平臺(tái)7的高程位于堆渣4高程和大型洞室群3出口高程之間。在施工過程中，可先將渣石堆積在集渣平臺(tái)7上，然后再推入堆渣區(qū)4中，以達(dá)到集中處理的目的。

由于大型洞室群3施工點(diǎn)較多，可在所述集渣平臺(tái)7所在的邊坡上設(shè)置集渣便道8，集渣便道8從集渣平臺(tái)7延伸到大型洞室群3的各施工點(diǎn)。

峽谷區(qū)高壩水電工程渣場溝水導(dǎo)流系統(tǒng)的施工方法，包括以下步驟：

a、主體工程開工前，在邊坡中部修筑集渣平臺(tái)和集渣便道，滿足水工隧洞等大型洞室的施工爆破出渣需要，爆破石渣料可通過溜井等方式堆在集渣平臺(tái)上，注意防止堆渣下河，造成河道阻塞；

b、根據(jù)支流溝谷周邊地理環(huán)境規(guī)劃排水洞路線，隨后修筑并完成溝水處理系統(tǒng)的排水洞結(jié)構(gòu)；

c、在枯期通過堆筑臨時(shí)土石圍堰進(jìn)行溝道截流，使水流從排水洞導(dǎo)流；

d、在土石圍堰保護(hù)下干地施工完成擋水壩底部的排水涵管，之后堆筑土石擋水壩達(dá)到設(shè)計(jì)高程，滿足第一年汛期度汛的需要；

e、第一年汛期過后，開始施工堆渣區(qū)底部的排水涵管，并與擋水壩底部的排水涵管相連接；

f、將集渣平臺(tái)的爆破石渣料推入河道，堆筑堆渣一區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)高程；

g、第二年汛前將截流用土石圍堰拆除，形成最終的河道溝水處理系統(tǒng)；

h、在已形成的堆渣一區(qū)上，后續(xù)施工可繼續(xù)將堆渣便道的石渣推入河道，形成堆渣二區(qū)，到達(dá)設(shè)計(jì)高程。

在步驟b中規(guī)劃排水洞路線時(shí)，必須滿足排水洞的出口位于堆渣區(qū)的下游或是直接導(dǎo)入其它支流河道中。步驟d中擋水壩最好在第一年汛期來臨前施工完成，避免汛期河水對施工造成影響，拖慢整個(gè)工程進(jìn)度，排水涵管可根據(jù)需要設(shè)置多根，以便具備足夠的泄流能力。在整個(gè)溝水導(dǎo)流系統(tǒng)施工完成后，如果系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，便可開始堆渣區(qū)的施工了，首先堆設(shè)作為基礎(chǔ)的堆渣一區(qū)，堆渣一區(qū)主要是對溝谷進(jìn)行填平夯實(shí)，使溝谷形成一個(gè)平坦開闊的平面，然后再在其上方設(shè)置堆渣二區(qū)，以滿足工程后續(xù)堆渣要求，兩個(gè)堆渣區(qū)都應(yīng)該滿足上下游坡比不大于1∶1.75的施工要求，避免出現(xiàn)滑坡和泥石流等事故。

整個(gè)河道溝水處理系統(tǒng)施工完成后，在其運(yùn)行期間可對其進(jìn)行定期檢查維護(hù)，若要對排水洞進(jìn)行定期檢修，可在枯期進(jìn)行，首先在洞口修筑擋水圍堰，使得水流全部引入排水涵管，然后對排水洞進(jìn)行檢查或修復(fù)；若排水涵管發(fā)生堵塞或破壞，也可在枯期對其進(jìn)行修復(fù)，首先在洞口修筑擋水圍堰，使得水流全部引入排水洞，然后對排水涵管進(jìn)行修復(fù)。相對于傳統(tǒng)的只具備一種排水功能的溝水處理系統(tǒng)，本系統(tǒng)更加靈活，運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠，維護(hù)也更方便。