大壩截流戧堤施工技術探討

羅清湖

（中國水利水電第八工程局有限公司　長沙市　410004）

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大壩截流戧堤施工技術探討

羅清湖

（中國水利水電第八工程局有限公司長沙市410004）

【摘要】文章通過結合班谷大壩工程實例，提出截流方案采取上游單戧立堵截流方案，結合工程特點，提出合理的截流戧堤設計思路，同時系統探討截流戧堤施工過程，可為同類工程提供參考實例。

【關鍵詞】大壩工程截流戧堤設計

1　項目概況

班谷大壩壩址處于深切橫向河谷，兩岸山體雄厚、基本成“U”型對稱分布。兩岸山高（100～200）m，枯水期河面寬（20～40）m，深2余米。本工程采用圍堰擋水、箱涵導流的導流方式，上游RCC圍堰、下游土石圍堰均采用過水圍堰，由于當地水文資料不足，且結合上年的降雨量資料，前期采用修建縱向臨時圍堰，河床束窄導流的導流方式，中期采用過水圍堰箱涵泄流的枯期導流方式，后期采用在壩體上預留缺口，主汛期洪水由箱涵、壩體缺口聯合導流方式。

2　截流戧堤設計

2.1截流方案

按選定的截流方案——上游單戧立堵截流方案，截流戧堤布置在上游圍堰的上游側，結合上游RCC圍堰布置，以不影響上游圍堰的施工為原則，截流戧堤軸線和上游圍堰軸線平行，兩軸線相距8.5m。

截流龍口寬度定為12m，根據拋投材料分為預進占區、I區、II區、Ⅲ區、和Ⅳ區。戧堤設計斷面為梯形，戧堤堤頂寬度3m，可以滿足1輛（20～32）t自卸汽車在堤頭拋投。按流量50m3/s計算，截流戧堤閉氣后擋水高程為EL.30.00m，同時考慮戧堤能擋四月的最大流量120m3/s，以此確定戧堤堤頂高程EL. 32.00m，戧堤的上游邊坡為1∶1.2，下游為1∶1.2，進占方向堤頭邊坡為1∶1.2，可滿足戧堤穩定要求，戧堤總長28.85m。

戧堤上游邊坡為1∶1.2，下游邊坡為1∶1.2，進占方向堤頭推進坡比為1∶1.2。截流龍口寬度定為12m，設計龍口分為4個區，將龍口從左至右按3m依次分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區，分別對龍口寬度為12m、9m、6m、3m時進行水力計算，經計算得截流戧堤龍口處各水力要素詳見表1。

表1　龍口水力學參數成果表

根據伊茲巴什公式計算截流過程中拋投塊石的穩定性及當量直徑。拋石塊徑計算公式為：塊石當量粒徑d=（v/K）2/｛2g（rs-r）/r｝。

2.2龍口分區

龍口拋投材料粒徑（或重量）按照伊茲巴什公式的計算成果，并參照國內外水電工程截流的實際資料，綜合分析確定。針對各進占拋投材料的特性，把截流龍口分成預進占區、Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區和Ⅳ區，各區的布置、控制水力指標及進占拋投材料確定如下：預進占區，右岸戧堤進占長度11m，在右岸進占區形成20m×10m的回車場。龍口水面寬度12m，龍口的最大落差0.38m，平均流速3.49m/s，單寬流量4.34m3/s·m，單寬功率1.65 t·m/s·m。拋投石料采用小石和中石和普通石渣，該區拋投量為500m3。

Ⅰ區：戧堤進占長度3m，龍口水面寬度（12～9）m，龍口的落差0.38m，平均流速3.49m/s，單寬流量4.34m3/s·m，單寬功率1.65 t·m/s·m。拋投石料采用大石、中石，該區拋投量為135m3。Ⅱ區：戧堤進占長度3m，龍口水面寬度（9～6）m，龍口的落差0.8m，平均流速3.81m/s，單寬流量5.64m3/s.m，單寬功率4.51 t·m/s·m。拋投材料采用大石、中石、石渣，該區拋投量為135m3。Ⅲ區：戧堤進占長度3m，龍口水面寬度（6～3）m，龍口的落差0.95m，平均流速3.92m/s，單寬流量6.13m3/s·m，單寬功率5.82 t·m/s·m。拋投石料采用大石、中石、石渣，為135m3。Ⅳ區：戧堤進占長度3m，龍口水面寬度（3～0）m，龍口的落差1.44m，平均流速3.92m/s，單寬流量6.13m3/s·m，單寬功率8.83 t·m/s·m。拋投石料采用大石、中石，該區拋投量為80m3。根據計算出的龍口水力指標，截流時的最困難區為寬度（6～0）m時，因此此段拋投材料需要以大石為主進行拋投。大石的選料按照計算出的龍口最大平均流速3.92m/s作為控制抗沖流速來確定，選取容易制備的大塊石作為拋投體主料，塊石為粒徑d=（0.6～1.0）m、重量約（0.3～1）t。

表2　拋投塊石化引直徑計算成果表

3　截流戧堤施工

3.1截流施工準備工作

（1）截流水情預報及水文觀測。截流前期要求主承包商作壩址以上流域的氣象預報。預報出截流期間壩址的來水量，并要求預報有無后期洪水發生。水位觀測主要在箱涵進口、導流明渠出口，設置標尺進行流量、水位觀測。龍口測速用簡易方法進行，利用浮標測速。

（2）截流施工場地及交通管理。截流前應對所有截流施工場地進行整平，滿足機械設備施工要求，對河床危險地帶設置警戒線。對截流施工公路應進行清理，保障交通順暢。在截流施工前，對截流備料場、截流施工道路、回車場等進行全面檢查，包括排水、照明設施等。

（3）截流料場管理。對截流材料應按截流設計分區堆放，規劃好進出堆料場的道路，以便截流時根據進占實際情況供料。

（4）截流指揮調度。加強截流施工的組織指揮工作，提前組建高效、精干、反應快捷的截流組織指揮系統，成立統一的截流指揮機構，結合現場生產性試驗檢閱系統動作的高效性及反應快捷性，使所有命令得到切實執行，確保截流目標圓滿實現。

3.2預進占施工

根據截流戧堤設計和截流施工道路的布置等條件，本工程截流單向預進占，預留龍口寬12m，預進占采用挖掘機裝渣，自卸汽車運輸至戧堤端部，端進法卸料，推土機推趕，戧堤行車路線擬布置單車道，堤頭全面拋投。預進占至設計位置后，采用大塊石作裹頭保護，保護水位以下預進占戧堤不被水流沖刷淘空。

戧堤預進占前需對圍堰岸坡進行修整，以保證施工質量。戧堤預進占施工時，龍口落差和流速相對較小，一般開挖石渣或毛料即可穩定，堤頭呈流線型進占，即在戧堤前沿全線均勻拋投，全面推進，來車不論石渣大小，有空位即可卸料。同時適當加寬堤頭寬度，以備下一步龍口合龍高強度施工。

3.3護底施工

上游圍堰龍口采用粒徑不小于1.0m的普通塊體護底，下游塊石護底寬度10m，上游塊石護底寬度3m；平拋護底工作須于截流后3天內完成。水下平拋護底材料在右岸渣場備料，然后運至龍口定點拋投，采用推土機進行平拋。水下護底材料在箱涵進口圍堰拆除前，在右岸進行部分護底材料的平拋工作，其余部分護底材料在戧堤預進占完成后進行。同時平拋護底施工可根據截流前水文情況和施工設備的具體情況進行調整，但必須保證護底材料能夠準確就位。

3.4龍口裹頭施工

截流戧堤預進占完成后，用大塊石堤頭進行妥善保護，大塊石采用20 t自卸汽車運至堤頭工作面，推土機直接沿堤頭坡面推趕，形成龍口裹頭的保護。

3.5龍口施工

（1）截流采用單戧堤雙向立堵截流的方式。堤上車輛運行線路擬布置為單車道，堤頭行車區域分3個區布置，即“卸料區，回車區，編隊區”。截流戧堤龍口段主要采用全斷面推進進占方式。堤頭拋投擬采用直接拋投（即自卸汽車運料至堤頭后直接卸料入水中，少量渣場由推土機配合推入水中）的方法。龍口拋投方式與方法根據現場堤頭推進實際情況及時進行調整。

（2）根據水力學計算成果表，在戧堤進占過程中，根據水情預報在截流前2～5天完成戧堤的進占工作，然后用大塊石對堤頭進行妥善保護，為最后的龍口合龍作好準備。進占時可根據實際情況在戧堤前沿全線均勻拋投，全面推進，當拋投料流失量過大，全線進占較為困難時，采用“上游挑角拋投法”—形成上游角凸出的進占方法，即在上游角拋投大塊石，在戧堤中部和下游側形成流速較小的回流區，拋投粒徑較小的材料。龍口過流缺口呈三角形斷面后，全斷面拋投大、中塊體，直至合龍。龍口進占合龍過程中，壓低堤頭，緊貼水面進行進占，隨著戧堤的推進，對戧堤后部進行適當加高。

（3）按龍口進占先后順序，分為龍口Ⅰ區→龍口Ⅱ區→龍口Ⅲ區→龍口Ⅳ區。截流過程中應根據龍口落差、流速測量資料，隨時調整拋投時的材料。另外，施工時應密切關注中期、短期流域降雨量、流量和可能發生超過截流流量的預報，根據水情預報作好必要的度汛準備。截流材料集中堆放于圍堰上游左右岸兩個棄渣場，并按截流進占分區、塊石粒徑大小進行集中堆放，設置專人管理、調度。除截流施工道路上的違章建筑、以及影響截流的臨時設施，封閉施工作業場地，維護截流施工道路，確保道路暢通，并且設置警戒區，與截流施工無關的一切外來車輛、人員等不得進入。確保截流時的人員施工安全，在上、下游面截流戧堤設2～3個救生員，地面上配備救護車及醫務人員。

4　結　語

文章通過結合班谷大壩工程，系統地總結了該大壩截流工程施工設計方案、截流戧堤龍口分區的優化，以及截流戧堤的具體施工過程，總結出可行的施工控制技術措施。從本工程實施效果表明，本工程所采用的截流戧堤方案可行，其施工技術措施是有效安全的。

參考文獻

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［3］沙曉玲，孫周輝.長河壩水電站截流戧堤合龍上游水位預測［J］.水電站設計，2011，（03）：112-114.

作者簡介：羅清湖（1984-），男，湖南桂陽人，大學本科，工程師，從事水電施工管理工作。

收稿日期：（2016-01-29）