好的施工謀劃等于成功的一半——憶沐若圍堰和卡魯瑪龍口的謀劃歷程

彭運(yùn)河

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 沐若項目的圍堰變更

1.1 沐若項目工程介紹

沐若水電站工程地處馬來西亞婆羅洲島的沙撈越州，壩址位于拉讓江流域的沐若河上，距民都魯市約200km。

工程設(shè)計為引水式發(fā)電工程，由一座141m高的碾壓混凝土大壩攔洪蓄水，形成的總庫容120.43億m3，有效庫容54.75億m3，電站裝機(jī)共4臺225 MW。

工程所處地區(qū)為熱帶雨林的婆羅洲，是地球上為數(shù)不多的具有野性的原始森林，雨量充沛，降雨無征兆，洪水頻發(fā)。壩址以上集雨區(qū)域2750km2，年降雨量4456mm，雖月平均流量在217m3/s至326m3/s之間，但洪峰流量特別大，且具有不確定性。

1.2 沐若項目原圍堰設(shè)計和導(dǎo)流方案

沐若大壩位于一峽谷中，河床狹窄，兩岸山勢陡峭，經(jīng)設(shè)計分析比較，選擇兩條直徑為10.5m的導(dǎo)流隧洞導(dǎo)流，采用土石圍堰一次性攔斷河流進(jìn)行全年施工。

根據(jù)主體工程的等別和臨時工程的級別，圍堰的擋水標(biāo)準(zhǔn)為全年3.33%、相應(yīng)流量為3044m3/s。上游圍堰設(shè)計為土石圍堰，其堰頂高程446.5m，最大堰高36.50m，填筑方量約60萬m3。圍堰由截流戧堤、石渣堤和堰體組成，基礎(chǔ)采用高噴防滲墻防滲，堰體水面以上采用土工膜斜墻防滲。

導(dǎo)流洞設(shè)計的總過流標(biāo)準(zhǔn)為全年3.33%、相應(yīng)過流能力為3044m3/s。共布置2條，每條導(dǎo)流洞均為直徑10.5m的圓形洞，進(jìn)口底板高程均為412.50 m，出口底板高程均為401.50m，兩條導(dǎo)流洞的全長分別為602.14m和650.95m，底坡分別為-1.82%和-1.69%的陡坡。

1.3 沐若項目圍堰方案謀劃

在沐若項目決定實施前，技術(shù)人員就已經(jīng)在不同時段對壩址區(qū)域進(jìn)行了多次實地考察，不時遇見洪水，雖不在洪水季節(jié)，卻也能遇見高峰量洪水。

同時在沙撈越州有一在建項目——古晉的班谷項目，該項目也由我們實施，從洪水的歷程看，一是無影，即當(dāng)夜班沒有施工時，洪水已經(jīng)悄然過去；二是無痕，填筑的圍堰和立定的模板可能在一夜之間化為烏有。

該地區(qū)另外還有一個即將完工的大型水電項目，據(jù)該項目的早期施工人員和關(guān)鍵部位工程師介紹，該項目曾數(shù)次成功截流，圍堰卻被反復(fù)沖毀，我們不必去懷疑施工方的能力，而應(yīng)當(dāng)看到該地方洪水的野性。在沙撈越州的河流上截流，截流雖很容易，但難的是如何將圍堰在洪水暴發(fā)之前完成。

基于上述工程案例分析，沐若的圍堰將謀劃成步步為營的圍堰，允許圍堰在加高過程中漫頂。經(jīng)分析比較，認(rèn)為利用鋼筋石籠串護(hù)下游坡腳的矮戧堤可以在洪水中扎穩(wěn)腳跟，這種方法也是大多數(shù)土石壩過流的基本保護(hù)措施，采用預(yù)制混凝土塊作下游模板的混凝土壩經(jīng)洪水漫頂之后，只會沖刷沒有凝結(jié)的混凝土，一旦混凝土凝聚將不可能被洪水沖刷，這樣就實現(xiàn)了步步為營的謀劃。

基于上述分析，該謀劃可以總結(jié)為：由于壩址處河流天然流量洪枯差別大，在集雨面積內(nèi)沒有大范圍的強(qiáng)降雨時，徑流很少，可隨時截流，同時導(dǎo)流洞的進(jìn)口底板較低，小流量時，上游水位上升幅度不大，這樣很容易形成攔小流量的戧堤；當(dāng)戧堤形成后，可用鋼筋石籠護(hù)下游面，并用鋼絲繩將鋼筋石籠串起，形成過流的表面保護(hù)，一旦洪水來臨時，戧堤不致被沖毀。當(dāng)戧堤得到妥善的保護(hù)，可以進(jìn)行河床開挖準(zhǔn)備混凝土圍堰底板澆筑，由于碾壓混凝土具備快速施工條件，該混凝土圍堰優(yōu)先選擇碾壓混凝土圍堰、貧膠粗粒碾壓混凝土圍堰或者堆石混凝土圍堰，但不管選擇哪種混凝土圍堰，其下游邊坡均不得采用常規(guī)模板，必須采用預(yù)制混凝土塊模板，根據(jù)混凝土重力壩的常規(guī)做法，壩后坡可采用臺階形狀，并將預(yù)埋在預(yù)制塊中的錨筋與埋在已澆老混凝土內(nèi)的插筋連接，提高預(yù)制塊的抗沖能力。當(dāng)然該河床有天然的圍堰基礎(chǔ)，即豎向節(jié)理面的風(fēng)化巖石。

1.4 沐若項目圍堰謀劃的實施

沐若圍堰謀劃不是一經(jīng)提出就能被擁護(hù)的，由于混凝土是比土更貴的施工材料，成本相對較高，雖在總量上較土石圍堰方量少，但昂貴的單價即是推動謀劃的阻力。雖然在技術(shù)上是好的方案，但要讓大多數(shù)人接受土石圍堰的風(fēng)險也是很艱巨的，因為風(fēng)險總是存在的。

該謀劃經(jīng)有關(guān)人員向項目的技術(shù)代表進(jìn)行匯報，而該技術(shù)代表具備決策項目任何技術(shù)方案和措施的權(quán)力，該代表接收了該謀劃，從而使該謀劃得以推動，也在項目中嚴(yán)格執(zhí)行。從該謀劃的執(zhí)行過程中，可以總結(jié)出：好的施工謀劃只能等于成功的一半，項目決策核心的決策和嚴(yán)格的執(zhí)行均不可省缺。

1.5 沐若項目圍堰謀劃的實施總結(jié)

2010年5月1日，工程截流，按照謀劃進(jìn)行施工，在施工過程中并未發(fā)生過流漫頂現(xiàn)象。

圍堰在施工過程中沒有發(fā)生漫頂過流，并不意味著沒有發(fā)生大水，而造成沒有漫流過頂?shù)脑蚩赡苁窃趦蓷l導(dǎo)流洞的施工過程中，其中一條發(fā)生透頂而廢棄，為了爭取同樣的過流面積而將另一條已經(jīng)成型的導(dǎo)流洞的底板降低，變成平底斜墻高馬蹄形斷面，大大增加了低水位的過流能力。

2 卡魯瑪圍堰軸線和龍口位置的選擇

2.1 卡魯瑪項目工程介紹

卡魯瑪水電站位于非洲烏干達(dá)國家的基奧加尼羅河上，壩址距首都坎帕拉270km。工程部分位于國家野生動物園內(nèi)，該地區(qū)地勢平坦而河床縱坡大，多激流和險灘。為實現(xiàn)生態(tài)保護(hù)和資源利用的和諧發(fā)展，工程采取地下管線集中落差進(jìn)行發(fā)電，電站總裝機(jī)6×100MW。

2.2 卡魯瑪原圍堰設(shè)計和龍口位置的選擇

圍堰的設(shè)計與主體建筑物布置有關(guān)，由于卡魯瑪項目的徑流式電站，位于主河床的擋水建筑物僅14m高，布置有閘壩和重力式混凝土擋水壩段；進(jìn)水口布置在閘壩的左側(cè)岸邊，為滿足施工要求和現(xiàn)場的河床特點，導(dǎo)流建筑采用右岸明渠，上游圍堰采用拆線型布置以滿足擋水要求和縮短明渠的長度（附圖）。

攔斷主河床的圍堰俗稱二期圍堰，在此施工期內(nèi)，河流的水流將經(jīng)明渠排放，形成主河床內(nèi)建筑物施工條件。二期圍堰的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基于合同要求的全年25年一遇洪水，相應(yīng)洪峰流量 2500m3/s。上游圍堰堰頂高程為1033.00m，最大堰高10.0m。

附圖 卡魯瑪圍堰軸線和龍口位置謀劃圖

根據(jù)壩址區(qū)的水文資料分析以及施工進(jìn)度，二期截流選擇在2015年6月中旬，截流流量采用5年一遇旬平均流量1480m3/s。龍口選擇在靠近河床中部偏左的小島右側(cè)，擬計劃雙向立堵進(jìn)占。

2.3 卡魯瑪圍堰方案和龍口的謀劃

經(jīng)過認(rèn)真分析項目所在地區(qū)的水情、地勢情況和建筑物施工要求，認(rèn)為二期圍堰的軸線、大江截流的標(biāo)準(zhǔn)和龍口位置的選擇均需作調(diào)整。

2.3.1 截流標(biāo)準(zhǔn)的謀劃

卡魯瑪是非洲一條非季節(jié)性的國際河流，源自維多利亞湖。維多利亞湖位于東非高原，大部分在坦桑尼亞和烏干達(dá)兩國境內(nèi)，一小部分屬于肯尼亞。維多利亞湖系地面凹陷形成，面積69400km2，是非洲最大的湖泊，在世界上也是第二大淡水湖泊。由于表面積巨大，從而有巨大的調(diào)蓄能力，同時，周邊國家為了利用維多利亞湖的水源，簽署了水資源分配協(xié)議。

維多利亞湖距壩址相對較遠(yuǎn)，但卡魯瑪?shù)奈菜苯又粱鶌W加湖，該湖的湖面面積2590km2，即25億m3的調(diào)蓄能力，因此，基奧加湖的調(diào)蓄將直接影響壩址處的徑流情況。

由于有兩大湖泊的消減和調(diào)蓄作用，以及維多利亞湖周邊國家的約定，壩址處流量在年內(nèi)分配非常均勻，同時區(qū)域內(nèi)地勢平坦、植被好、降雨匯流時間長，區(qū)域洪水有限，因此，擬謀劃截流的流量標(biāo)準(zhǔn)采用截流時間段的多年月平均流量。雖然該建議沒有得到實現(xiàn)，但專家團(tuán)隊在基于上述的分析下將長系列洪水調(diào)整為短系列洪水，截流標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整為16年系列的5年一遇旬平均流量1240m3/s。

2.3.2 龍口位置的謀劃

由于壩址處水流湍急，設(shè)計上無法對水下地形進(jìn)行詳盡的探測，但根據(jù)出露的焦石、孤島進(jìn)行了測量和分析，從實測的地形圖上給出了壩址上游面三個明顯的孤島，其中最下游的孤島即為原設(shè)計方案的龍口標(biāo)志物。

根據(jù)實測的地形和對現(xiàn)場水流的分析，擬謀劃龍口應(yīng)該布置在最上游的小島上，因為從地形圖上分析，如果將龍口布置在上游小島上，龍口底部河床的高程將比原方案高出2m以上，從而在上游水位不變的情況下，龍口的落差將減少2m以上，無論是龍口的水力學(xué)參數(shù)還是龍口填筑量均將優(yōu)化。謀劃的合龍方式為單戧立堵單向進(jìn)占，利用小島的巖壁作為右岸預(yù)進(jìn)占的裹頭，全部設(shè)備投入到左岸進(jìn)行截流施工。

2.3.3 二期圍堰軸線的謀劃

為了滿足龍口布置的要求，必須調(diào)整圍堰軸線，謀劃的圍堰軸線，見附圖。

2.4 卡魯瑪圍堰方案和龍口位置謀劃的實施

相對于沐若圍堰的謀劃，從理論上講卡魯瑪圍堰方案及龍口位置的謀劃比較容易推動，因為作為項目的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為812聯(lián)系體，在812聯(lián)營體內(nèi)有很多有經(jīng)驗的專家，只要通過數(shù)據(jù)分析，很容易取得專家的認(rèn)同，同時，作為主辦方的總部必須對項目的實施方案進(jìn)行審批。

當(dāng)然，卡魯瑪圍堰方案及龍口位置的謀劃也不是一經(jīng)提出就能被采納，為了使謀劃得以接納，謀劃者必須進(jìn)行仔細(xì)分析、用詳盡的計算和參數(shù)說明方案的優(yōu)越性，再通過專家或?qū)＜倚皖I(lǐng)導(dǎo)到現(xiàn)場考察和論證，取得領(lǐng)導(dǎo)的支持，通過領(lǐng)導(dǎo)的決策讓項目進(jìn)行嚴(yán)格的執(zhí)行，這樣，謀劃才能成功。

2.5 卡魯瑪圍堰方案和龍口位置謀劃的實施總結(jié)

2015年5月19日，跨導(dǎo)流明渠的鋼棧橋具備通車條件。

5月27日，明渠過水，利用6天時間進(jìn)行明渠上游堵頭的全線清理。

6月2日開始對二期上游圍堰進(jìn)占，至6月7日到達(dá)預(yù)定的龍口右中心島。在預(yù)進(jìn)占過程中僅采用明渠開挖的石渣混合料，至6月8日具備截流條件。

6月8日專家組到達(dá)現(xiàn)場，對截流準(zhǔn)備情況進(jìn)行檢查，對截流方案進(jìn)行固化，并召開施工組織協(xié)調(diào)會議，強(qiáng)調(diào)截流的程序和方法以及組織措施與流程。

6月9日，龍口推進(jìn)，龍口縮窄至30m。

6月10日下午2點，截流開始，至晚8點開始下暴雨，11日零點雨歇，恢復(fù)施工至3點合龍成功，凈耗時9h，中途在高流速水流情況下停機(jī)4h。

經(jīng)過對實施情況分析，天河床的來水量約960 m3/s，與謀劃的采用月平均流量一致。選擇的龍口下游底板較高，特別是在龍口的下游有一道天然的石障，直接抬高了龍口的下游水位，使龍口在全落差為7.75m的情況下，龍口凈落差只有2.04m，使得卡魯瑪?shù)慕亓髟诘填^只有1臺大型推土機(jī)、30輛20t公路型自卸汽車的情況下，輕松、快速而順利地完成了合龍。合龍的順利進(jìn)行得益于龍口下游有一道天然石墻，也得益于施工方案的謀劃。在截流后，對暴露的河床進(jìn)行掃描，如果當(dāng)初不是這種堅持，本次截流的難度難以估算，但卡魯瑪?shù)慕亓髦皇且淮位顒?，無法按原方案進(jìn)行再一次演練來比較謀劃的優(yōu)越性。

3 結(jié) 語

通過上述沐若圍堰的謀劃和卡魯瑪龍口位置的調(diào)整以及圍堰軸線的選擇，深深感受到謀劃的重要性。沐若圍堰采取步步為營的策略和卡魯瑪采用分散截流難度的措施使兩個項目取得了成功，但這種成功得益于決策者的支持和項目的嚴(yán)格執(zhí)行，如果沒有決策者的支持，謀劃只能是紙上談兵，如果沒有嚴(yán)格的執(zhí)行，謀劃只能是空想，因此，好的施工謀劃只能等于成功的一半。