芻議減少截流難度的措施

姜 靈，金澤龍

(五常市水務(wù)局，黑龍江五常150200)

截流就是在擋水建筑物接近完工時(shí)，以進(jìn)占方式自兩岸或一岸建筑戧堤(作為圍堰的一部分)形成龍口，并將龍口防護(hù)起來(lái)，待泄水建筑物完工以后，在有利時(shí)機(jī)，全力以最短時(shí)間將龍口堵住，截?cái)嗪恿鳌＝亓魇钦麄€(gè)水利工程施工的重要關(guān)鍵，它的成敗直接影響工程進(jìn)度。

1 截流難度指標(biāo)的分析

對(duì)于截流，一般常以流量Q、落差Z、流速υ、單寬流量q和單寬水流能量N作為截流的難度指標(biāo)。

Q值大小，不僅直接決定截流工程的規(guī)模，而且直接決定龍口的水力條件對(duì)堆石潛堤穩(wěn)定有明顯影響。所以當(dāng)泄水條件相同時(shí)流量越大，截流越困難。決定堆石溢流潛堤上石塊穩(wěn)定的主要水力指標(biāo)是流速υ，υ越大所需石塊尺寸越大。對(duì)于自由式溢流，不能單用潛堤頂部流速來(lái)作為衡量難度的指標(biāo)。落差z對(duì)淹沒(méi)式溢流決定了潛堤頂部流速的大小。對(duì)自由式溢流，密集斷面截流時(shí)，溢流面下游段最大流速(除考慮局部能量損耗)仍可以認(rèn)為與上下游落差有關(guān)。但是在自由式溢流擴(kuò)展斷面截流時(shí)，下游溢流面的流速主要決定于堆石的穩(wěn)定坡度，也就是取決于石塊尺寸的大小，而落差卻轉(zhuǎn)化為與擴(kuò)展的坡面長(zhǎng)度有密切的關(guān)系。我們認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)具體水流特性和潛堤穩(wěn)定條件來(lái)決定衡量堵口難度的指標(biāo)，即在淹沒(méi)溢流時(shí)，以潛堤頂部流速υ為衡量難度指標(biāo)。在自由溢流時(shí)，以潛堤斷面的擴(kuò)展指標(biāo)p=q4/3(z－z0)為難度指標(biāo)。

2 減少截流難度的措施

2.1 加大分流量，改善分流條件

1)合理確定導(dǎo)流建筑物尺寸，斷面形式和底高程。

2)重視泄水建筑物上下游引渠開(kāi)挖和上下游圍堰拆除的質(zhì)量是改善分流條件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程實(shí)踐證明，由于水下開(kāi)挖的困難，常使上下游引渠尺寸不足，或是殘留圍堰的壅水作用，使截流落差大大增加，工作遇到不少困難。

3)在永久泄水建筑物尺寸不足的情況下，可以專門修建截流分水閘或其他型式泄水道幫助分流，待截流完成以后，借助于閘門封堵泄水閘，最后完成截流任務(wù)。

2.2 改善龍口水力條件

在截流施工中，落差在3 m以內(nèi)，一般問(wèn)題不大。當(dāng)落差4 m以上用單戧堤截流，大多是在流量較小的情況下完成的;如果流量很大，采用單戧堤截流難度就大了，所以多數(shù)工程采用雙戧堤、三戧堤或?qū)拺甑虂?lái)分散落差改善龍口水力條件完成截流任務(wù)。

2.2.1 雙戧堤截流

采用上下游二道戧堤，同時(shí)進(jìn)行截流，以分散落差。雙戧堤截流，若上戧用立堵，下戧用平堵，總落差不能由雙戧堤均攤，且來(lái)自上戧龍口的集中水流還可能將下戧已建成部分潛堤沖垮，故不宜采用。若上戧平堵，下戧用立堵，或上、下戧都用平堵，雖然落差可以均攤，但施工組織復(fù)雜，尤其雙戧線架橋，造價(jià)高，且易受航運(yùn)、水文(如水流)、場(chǎng)地布置等條件限制，故除可沖刷土基河床外，一般不宜采用。從工程實(shí)踐來(lái)看，雙戧截流以采用上下戧都立堵較為普遍，落差均攤?cè)菀卓刂疲┕し奖悖草^經(jīng)濟(jì)。常見(jiàn)的進(jìn)占方式有上下戧輪換進(jìn)占、雙戧固定進(jìn)占和以上兩種進(jìn)占方式混合使用。也有以上戧進(jìn)占為主，由下戧配合進(jìn)占一定距離，局部壅高上戧下游水位，減少上戧進(jìn)占的龍口落差和流速。在可沖刷地基上采用立堵法截流，為了不使過(guò)分沖刷地基，也有在落差不太大時(shí)采用雙戧進(jìn)占截流的。

2.2.2 三戧截流

三戧截流所考慮的問(wèn)題基本上和雙戧堤截流是一樣的，只是程度不同。由于有第三戧堤分擔(dān)落差，所以可以在更大的落差下用來(lái)完成截流任務(wù)。第三戧任務(wù)可以是輔戧，也可以是主戧。

2.2.3 寬戧截流

增大戧堤寬度，工程量也大為增加，和上述擴(kuò)展斷面一樣可以分散水流落差，從而改善龍口水流條件。但是進(jìn)占前線寬，要求投拋強(qiáng)度大，所以只有當(dāng)戧堤可以作為壩體(土石壩)的一部分時(shí)，才宜采用，否則用料太多，過(guò)于浪費(fèi)。

除了用雙戧、三戧、寬戧來(lái)改善龍口的水流條件以外，在立堵進(jìn)占中還應(yīng)注意采用不同的進(jìn)占方式來(lái)改善進(jìn)占拋石面上的流態(tài)。立堵施工中多采用上挑角進(jìn)占方式。這種進(jìn)占方式水流為大塊料所形成的上挑角挑離進(jìn)占面，使得有可能用較小塊料在進(jìn)占面投拋進(jìn)占。

2.3 增大投拋料的穩(wěn)定性，減少塊料流失

主要措施有采用葡萄串石、大型構(gòu)架和異型人式投拋體;或投拋鋼構(gòu)架和比重大的礦石為骨料做成的混凝土塊體等來(lái)提高投拋體的本身穩(wěn)定;也有在龍口下游平行于戧堤軸線設(shè)置一排攔石坎來(lái)保證投拋料的穩(wěn)定防止塊料的流失。攔石坎可以是特大的塊石、人工塊體、或是伸到基礎(chǔ)中的攔石樁。

2.4 加大截流施工強(qiáng)度，加速施工速度

施工速度加快，一方面可以增大上游河床的攔蓄，從而減少龍口的流量和落差，起到降低截流難度的作用;另一方面，可以減少投拋料的流失。這就是可能采用較小塊料來(lái)完成截流的任務(wù)。

［1］水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局.GB50179－93河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，1993.