峽江水利樞紐工程三期施工截流方案探討

胡志堅，孫艾林

（江西省峽江水利樞紐工程管理局，江西 南昌 330046）

水利工程在防洪、蓄水、發(fā)電等方面發(fā)揮著重要作用，近年來，國家對水利工程建設(shè)的重視程度不斷增加，大量的新技術(shù)、新設(shè)備也得到了廣泛的應(yīng)用，水利施工過程中常見的導(dǎo)流技術(shù)主要有分段圍堰法以及全段圍堰法兩個類型，其中分段圍堰法主要指就水流方向束窄的河床下泄，最后在選用其他的建筑物進行下泄；全段圍堰法主要就是將水流全部的截斷，然后在利用相關(guān)的方法將流水繞過施工的區(qū)域直接下泄至下游。

1 工程概況

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣，控制流域面積約62710 km2，是贛江干流上一座以防洪、發(fā)電為主，兼具灌溉、航運、養(yǎng)殖等效益的控制性水利樞紐工程。

峽江水利樞紐工程等別為Ⅰ等工程，其船閘（上閘首）、砼泄水閘、砼重力壩、河床式廠房（擋水部分）為1級建筑物，相應(yīng)臨時建筑物為4級（土石圍堰邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)不小于1.20），對應(yīng)土石類導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年～20年一遇。

三期圍堰的中間河道11孔泄水閘，圍堰采用土石過水圍堰結(jié)構(gòu)形式，枯水期擋水、汛期過水，圍堰的擋水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，9月～次年2月時段的枯水期標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的洪峰流量為8490 m3/s，過水圍堰的過流保護設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的洪峰流量為17400 m3/s[1]。

2 截流方案及施工設(shè)計

2.1 截流方案

本工程的截流方案可采用由右向左上游圍堰單戧或上下游圍堰雙戧單向立堵截流，龍口設(shè)在明渠左側(cè)，選用單戧或雙戧截流方案，主要由截流時龍口最大流速區(qū)的水力計算結(jié)果確定。如果龍口有比較合適的水力條件，則優(yōu)先采用上游單戧單向立堵截流；如果龍口水力條件較差，采用單戧截流有困難，可考慮采用雙戧立堵截流，改善龍口的水力條件。

對截流備料場、截流施工道路、回車場等場地開展檢查，包括排水、夜間照明設(shè)施等。相關(guān)設(shè)備進行檢修、保養(yǎng)。在施工場地設(shè)置完整的監(jiān)測系統(tǒng)，采用監(jiān)測儀器對截流施工進行全方位監(jiān)測，同時在這一過程中對各種信息進行傳遞。

2.2 施工設(shè)計

2.2.1 截流預(yù)進占與裹頭

截流戧堤布置在圍堰軸線的下游側(cè)，戧堤頂高程按截流時P=10%月平均流量2310 m3/s試驗測定的上游水位36.8 m，加70 cm的安全超高值，確定截流戧堤頂高程為37.5 m，戧堤頂寬12 m，滿足兩輛汽車（20 t～32 t自卸汽車）同時卸料，戧堤上游及堤端坡度的坡面設(shè)計均為1∶1.25，下游坡度的坡面設(shè)計為1∶1.5。戧堤進占開展填筑工作時，位于上游的臨時小堤和土石壩繼續(xù)施工，以達到基坑順利閉氣的效果，需和截流戧堤中間相隔10 m～20 m。到達龍口時，按高出實際截流時上游水位30 cm～50 cm的標(biāo)準(zhǔn)，盡可能壓低龍口段戧堤的頂高程，使戧堤頂寬擴大到15 m左右，這樣可實現(xiàn)3臺車在同一時間開展卸料的工作，具體見圖1。

圖1 上游圍堰截流戧堤斷面圖

對于下游圍堰，選擇雙戧堤結(jié)構(gòu)形式，在中間部位加防滲粘土，下游戧堤的進占填筑工作于8月份開始進行，戧堤頂高程采用8月份10年一遇的平均流量2750 m3/s，相應(yīng)的下游水位為34.95 m，為防止水位壅高而導(dǎo)致漫水，需要加50 cm安全超高值，最終將其確定為35.45 m，戧堤橫截面中最大寬度為6 m，具體見圖2。

圖2 下游圍堰截流戧堤斷面圖

戧堤預(yù)進占填筑到位后，預(yù)留龍口寬70 m，堤頭采用50 cm～80 cm塊石料作裹頭保護，選擇合適時機進行龍口截流施工。

2.2.2 龍口合龍施工

龍口截流施工以上游圍堰戧堤為主，上游戧堤進占困難時，可考慮將下游圍堰戧堤跟進，加大上游戧堤與下游戧堤兩者的水位差，使上游戧堤龍口的工程條件及水文狀況調(diào)整到最佳狀態(tài)。主戧堤合龍完成施工后，再對子戧堤開展施工，對于粘土心墻清基不到位的地方，采用灌漿處理，盡快完成基坑閉氣。

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2.2.3 戧堤閉氣施工

戧堤閉氣施工重點是對左、右岸以及縱向圍堰接頭位置部位的處理以及一、二期縱向土石圍堰處大塊體殘留區(qū)的處理等。

1）右岸圍堰接頭處理

右岸與一期縱向圍堰的接頭部位，靠近廠房側(cè)，考慮在圍堰的接頭部位先圍成小基坑，外側(cè)采用長臂反鏟清基后填筑閉氣土，排干小基坑內(nèi)的積水，清理基底積渣，將接頭部位的防滲土體分層填筑碾壓密實，接頭部位的防滲體底部擴大到10m左右；接頭與縱向混凝土圍堰的接觸面，涂刷濃泥漿，加強接觸面的結(jié)合。

2）左岸圍堰接頭處理

左岸與三期縱向圍堰的接頭部位，靠近左側(cè)6孔泄水閘，繞過二期縱向圍堰的堰頭，與右岸處理一致。如果左岸接頭體在汛前形成，將較大程度地削弱中間河道明渠的汛期泄洪能力，對工程安全度汛不利。主汛期過后，二期上、下游圍堰都已拆除，施工道路無法解決。另外，左岸接頭考慮在主戧堤合龍圍堰閉氣后，排干基坑內(nèi)積水，挖開內(nèi)側(cè)戧堤石渣，護大左岸接頭部位的閉氣土填筑斷面，保證接頭部位的防滲質(zhì)量。

3）圍堰基礎(chǔ)覆蓋層清理

三期圍堰開始填筑前，先安排進行水下勘探調(diào)查，摸清圍堰基礎(chǔ)覆蓋層分布情況，圍堰的截流戧堤采用上下游石渣戧堤夾中間心墻粘土止水結(jié)構(gòu)，進行填筑工作時，需先對下游一旁的石渣戧堤進行清理，防止石渣在水流作用下受到?jīng)_擊，被沖到心墻位置，然后再將其掃除干凈，再進行填筑。戧堤進占到預(yù)定龍口位置后，為加快龍口閉合速度，考慮在龍口合龍后，再行上游側(cè)石渣戧堤及心墻粘土的填筑，完成基坑閉氣。

4）圍堰漏水處理

一、二期縱向土石圍堰拆除不完全或圍堰粘土心墻基礎(chǔ)清基不徹底都有可能造成圍堰漏水的問題，因此，要加強粘土心墻的質(zhì)量控制，盡量將基礎(chǔ)覆蓋層清除干凈，采用反鏟挖機適當(dāng)清除石渣戧堤內(nèi)側(cè)堤腳部位的石渣，盡可能擴大粘土心墻的基礎(chǔ)接觸斷面；另外，基坑降水后出現(xiàn)漏水點，可采用低壓灌漿等方式進行處理。

2.2.4 截流水力學(xué)原型觀測

截流施工過程中，地形較為復(fù)雜，邊界條件具有不確定性，水力條件等各種因素也較為復(fù)雜，理論分析計算往往不能完全反應(yīng)工程的實際情況。因此，必須在施工中進行原型觀測，對個助攻數(shù)據(jù)做好記錄。主要對監(jiān)測項目：1）上游和下游水位變化情況；2）流量在龍口和6孔泄水閘之間的分配變化情況；3）龍口水深、流速變化情況。

2.2.5 截流施工強度分析

上游龍口合龍段總拋投量21063 m3（已考慮了沖損量），根據(jù)水力學(xué)指標(biāo)及截流經(jīng)驗，計劃36小時合龍，平均拋投強度為585 m3/h。由于使用砂土比較均勻，不均勻系數(shù)為1.3，最大拋投強度為760 m3/h。采用20 t和32 t自卸汽車運輸，小時運輸強度為76車/h，即1.3車/min。

第Ⅰ區(qū)段按堤頭集料、推土機趕料占1/3，汽車直接拋填占2/3考慮。根據(jù)施工經(jīng)驗，堤頭安排兩臺車同時卸料，一個卸料點每卸料三車推土機趕料一次，卸車1車/min，平倉1次/min，循環(huán)時間約為4min，每次循環(huán)可卸料6車，即1.5車/min，Ⅰ區(qū)卸料和拋投能力滿足拋投強度要求。

第Ⅱ區(qū)段按堤頭集料、推土機趕料占2/3，汽車直接拋填占1/3考慮，推土機趕料占2/3，卸2車趕料一次，循環(huán)時間約為4min，每次循環(huán)可卸料4車，實際能達到的卸車密度為1車/min，Ⅱ區(qū)卸料和拋投能力小于平均拋投強度要求。

第Ⅲ區(qū)段按堤頭集料、推土機趕料和汽車直接拋填各占一半考慮，則實際能達到的卸車密度為1.2車/min，與要求的拋投強度基本接近。

綜合龍口三個區(qū)段的拋填強度分析，Ⅰ區(qū)的拋投能力與計劃相比有富余，Ⅱ區(qū)不足，Ⅲ區(qū)基本相當(dāng)，總體能夠滿足36小時完成龍口合龍的要求。

3 結(jié)語

綜上，在水利工程施工中，截流方案至關(guān)重要，不僅可以影響施工質(zhì)量和效果，而且也會影響施工工期。施工時如果不重視技術(shù)的重要性，不充分了解可能出現(xiàn)的問題，很有可能會出現(xiàn)質(zhì)量隱患。因此，作為水利施工管理人員，一定要提高自身業(yè)務(wù)水平，防止出現(xiàn)質(zhì)量問題。