水利工程中截流施工工藝流程及實(shí)踐

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000）

截流是水利工程建設(shè)領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)，水利工程整體品質(zhì)與該處的施工質(zhì)量息息相關(guān)。置身于新時(shí)期發(fā)展背景下，施工單位應(yīng)對(duì)截流施工形成全新的認(rèn)識(shí)，采取切實(shí)可行的截流施工技術(shù)，將相關(guān)工作落實(shí)到位，助力于水利工程事業(yè)的發(fā)展。

1 工程概況

某水電站兼具擋水、泄洪、發(fā)電等多重功能，配套的各類永久結(jié)構(gòu)均按照1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)展開建設(shè)，次要結(jié)構(gòu)為3 級(jí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)電是該水電站的核心業(yè)務(wù)途徑，且能夠滿足下游的灌溉用水需求。水電站正常蓄水位1408.00m，死水位1398.00m，總裝機(jī)容量1400MW。歷史發(fā)展資料表明，其平均發(fā)電量達(dá)65.56 億kW。

2 截流施工的方案構(gòu)想

2.1 導(dǎo)流方式

大壩、廠房采取多重導(dǎo)流手段相結(jié)合的模式，包含全年斷流圍堰、隧道過流等。本水電站工程中，各永久建筑物均采取1 級(jí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，圍堰等次要建筑物為3 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以水電站所在區(qū)域的歷史水文資料為分析依據(jù)，按20年一遇洪水流量7180m3/s 展開圍堰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作。上游圍堰所處位置為壩軸線上游約450m處，頂高程1360.00m，頂寬15.0m，軸線長(zhǎng)338.57m。下游土石圍堰所處位置為壩軸線下游約800m 處，頂高程1319.50m，頂寬10.0m，軸線長(zhǎng)151.54m。水電站所配套的各圍堰均采取對(duì)稱的布置方式，邊坡均為1:1.8，取1311.50m高程，于該處分別設(shè)置馬道，寬度標(biāo)準(zhǔn)為8.0m。

2.3 上游圍堰截流施工工藝流程

截流是維持圍堰乃至水電站整體穩(wěn)定性的重要途徑，上游圍堰處以雙向進(jìn)占為主要方式，其中以左岸進(jìn)占最為核心，右岸進(jìn)占發(fā)揮出輔助作用。龍口寬度60m，左、右堤頭進(jìn)占長(zhǎng)度為1.5:1。

按照特定流程有序完成截流施工，主要有：測(cè)量放樣→預(yù)進(jìn)占→搭建施工平臺(tái)→戧堤裹頭保護(hù)→龍口合龍，具體如圖1所示。

圖1 截流施工程序圖

3 截流技術(shù)要點(diǎn)分析

戧堤進(jìn)占前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣，從而確定軸線、邊線、頂高程等相關(guān)結(jié)構(gòu)控制線，于該處插上彩旗以達(dá)到標(biāo)記的效果。

3.1 非龍口段進(jìn)占

截流左右岸同時(shí)預(yù)進(jìn)占，所用設(shè)備為挖掘機(jī)和裝載機(jī)，產(chǎn)生的棄渣通過自卸車轉(zhuǎn)運(yùn)，統(tǒng)一堆放在戧堤端部，全程均按照端進(jìn)法卸料，堤頭全面拋投。龍口落差相對(duì)較小，在戧堤前沿全線均勻拋投。此外，視實(shí)際情況合理增加堤頭寬度，目的在于給后續(xù)的龍口合龍大規(guī)模施工創(chuàng)設(shè)良好條件。

非龍口段進(jìn)占施工期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的觀測(cè)，若堤頭拋投料存在流失的情況，應(yīng)優(yōu)先處理堤頭進(jìn)占前沿的上游，于該處采取拋投處理措施，從而形成挑角，發(fā)揮出該部分的防護(hù)作用，在此條件下向戧堤軸線的下游側(cè)拋填適量石渣，若情況特殊還需采取防沖裹頭保護(hù)措施。考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的水文預(yù)報(bào)信息，對(duì)于流速≥4m/s 的情況，則以拋投塊石的方式較為合適，以達(dá)到裹頭保護(hù)的效果。進(jìn)占施工期間，戧堤頂部碎石尾隨鋪筑，安排專員做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管以及養(yǎng)護(hù)工作。密切關(guān)注截流戧堤臨時(shí)斷面堤頂高程情況，采取相適應(yīng)的防控措施，要求該處始終穩(wěn)定在水面高程上方1～1.5m 的范圍內(nèi)。

3.2 龍口裹頭施工

按上述流程將截流戧堤預(yù)進(jìn)占各項(xiàng)作業(yè)落實(shí)到位后，需通過鋼筋石籠有效防護(hù)堤頭，但在龍口束窄的條件下，流速將明顯提高，因此還需考慮實(shí)際沖刷情況，可增加拋投鋼筋石籠的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)堤頭的全方位防護(hù)。

3.3 龍口段施工

通過單戧堤雙向立堵的途徑以達(dá)到有效截流的效果，遵循左、右岸同時(shí)進(jìn)占的基本原則；龍口段施工中，分多個(gè)具體區(qū)域，均由左、右岸逐步向中間推進(jìn)。

堤上采取四車道形式，以便給車輛通行提供充足的空間，其中重車道主要服務(wù)于大規(guī)模物質(zhì)的運(yùn)輸，如大石、特殊截流材料等。為保證堤頭車輛行駛期間的安全性，需嚴(yán)格控制汽車輪緣與戧堤邊緣的間距，該值至少應(yīng)達(dá)到2.5m，且要做好標(biāo)識(shí)。各材料車隊(duì)有序行駛，分別賦予特定顏色的旗幟，由堤頭現(xiàn)場(chǎng)指揮員合理調(diào)度，高效完成卸料作業(yè)。大塊石以汽車拋投的方式為宜，考慮到工程建設(shè)對(duì)于拋投強(qiáng)度所提出的要求，需要以堤頭的穩(wěn)定性表現(xiàn)為主要依據(jù)，合理優(yōu)化堤頭集料的拋投方式，部分區(qū)段可利用推土機(jī)趕料拋投。

堤頭拋投施工集多種方法于一體，除常規(guī)的直接拋投外，還使用到集中推運(yùn)拋投和卸料沖砸拋投。戧堤進(jìn)占施工效果受現(xiàn)場(chǎng)水文條件的影響較大，需要以水情預(yù)報(bào)信息為準(zhǔn)，提前15～20d 組織預(yù)進(jìn)占作業(yè)，在此基礎(chǔ)上通過鋼筋石籠防護(hù)堤頭，給龍口合龍創(chuàng)設(shè)良好條件。進(jìn)占施工應(yīng)遵循沿全線均勻拋投的原則，若存在拋投料流失量偏大的情況，將嚴(yán)重阻礙全線進(jìn)占施工，甚至對(duì)工程整體質(zhì)量造成不良影響，此時(shí)宜轉(zhuǎn)為上游挑角拋投法，換言之，應(yīng)在上、下游角拋投鋼筋籠，改善戧堤中部和下游側(cè)的條件，于該處形成回流區(qū)，再向其中拋投適量小粒徑材料。龍口進(jìn)占合龍期間，必須做到緊貼水面進(jìn)占，且伴隨施工作業(yè)的逐步推進(jìn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理調(diào)整戧堤后部，可采取適當(dāng)增加高度的方式。截流施工現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

圖2 截流施工

3.4 戧堤閉氣

截流合龍且滿足施工要求后，應(yīng)在截流戧堤上游側(cè)拋投過渡料和礫質(zhì)土料，其目的在于達(dá)到有效閉氣的效果。拋投料時(shí)重點(diǎn)考慮的是自然坡度要求，具體采取1:1.5、1:2.0 兩種標(biāo)準(zhǔn)，但其施工難度相對(duì)較大，為保證閉氣效果，可適當(dāng)增加拋投量。對(duì)于滲流量較大的區(qū)域，其施工條件較為特殊，在完成拋投作業(yè)后的實(shí)際情況易偏離預(yù)期要求，此時(shí)可進(jìn)一步通過編織袋閉氣。

3.5 下游圍堰截流施工

為最大限度緩解水流沖刷作用，在上游戧堤合龍后應(yīng)隨即進(jìn)入到進(jìn)占施工環(huán)節(jié)，全程應(yīng)做到左、右岸同時(shí)進(jìn)占，高程按1311.50m 加以控制。根據(jù)下游圍堰的現(xiàn)場(chǎng)施工條件，在截流時(shí)不設(shè)截流戧堤，充分發(fā)揮出圍堰體型結(jié)構(gòu)的作用，以達(dá)到高效截流的效果。優(yōu)先完成圍堰下游側(cè)的填筑作業(yè)，待該處順利合龍后在最短時(shí)間內(nèi)將防滲墻的細(xì)石料回填到位，與此同時(shí)應(yīng)拋填下游護(hù)坡鋼絲籠，通過此方式可構(gòu)成完整的防滲墻施工平臺(tái)，圍堰迎水面也得到了有效的保護(hù)。

4 降低截流施工難度的措施

（1）密切關(guān)注水情預(yù)測(cè)信息，在工期許可的前提下，截流作業(yè)應(yīng)盡可能安排在小流量時(shí)期，視截流流量選擇相適應(yīng)的截流方式，將各項(xiàng)準(zhǔn)備工作落實(shí)到位。截流期間應(yīng)加強(qiáng)對(duì)區(qū)間流量的檢測(cè)，以便及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，盡可能在短時(shí)間內(nèi)保質(zhì)保量完成截流作業(yè)。

（2）提高導(dǎo)流洞的分流能力。對(duì)于導(dǎo)流洞進(jìn)口圍堰拆除不到位的情況，部分殘留的結(jié)構(gòu)將嚴(yán)重影響導(dǎo)流洞的泄流能力，在截流期間形成極為明顯的落差，流速也明顯快于正常狀態(tài)。針對(duì)此現(xiàn)象，應(yīng)將導(dǎo)流洞進(jìn)口圍堰徹底拆除，使其達(dá)到設(shè)計(jì)高程處，以便提高泄流能力，給截流創(chuàng)設(shè)良好的條件，快速完成截流作業(yè)。

5 結(jié)語

綜上所述，截流是水利工程建設(shè)領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)，該處施工質(zhì)量將直接影響到水利工程的整體品質(zhì)。截流施工需要以實(shí)際情況為立足點(diǎn)，依據(jù)規(guī)范采取相適應(yīng)的截流措施，以便快速完成截流作業(yè)，給水利工程其它環(huán)節(jié)的施工提供良好的條件。