三峽導(dǎo)流明渠截流施工


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摘要：??三峽工程導(dǎo)流明渠截流具有流量大、落差大、流速高等特點，其截流綜合難度位居世界前列，明渠截流已于2002年11月6日順利合攏。詳細介紹了導(dǎo)流明渠截流進占的施工準備、施工過程及方法、上下游戧堤協(xié)調(diào)及安全進占措施。
關(guān)鍵詞：導(dǎo)流明渠截流； 進占； 施工中圖分類號：TV 551.2???????? 文獻標識碼：B三期土石圍堰堰體及截流戧堤填料主要由風(fēng)化砂、反濾料、石渣、石渣混合料和塊石組成，上下游圍堰填筑工程量分別為154.59萬m3、169.94萬m3，其中上下游截流戧堤分別為42.17萬m3、46.88萬m3。導(dǎo)流明渠截流，采用雙戧雙向立堵截流方式，上游雙向進占，下游單向右岸進占，上下游戧堤各承擔2/3和1/3落差，設(shè)計截流合攏時段選在2002年11月下半月（實施為2002年11月6日），截流設(shè)計流量為10300m3/s，相應(yīng)截流總落差為4.11m，計算最大平均流速達5～6m/s。上、下游截流龍口寬分別為150m和125m，上、下游龍口部位均設(shè)置墊底加糙攔石坎。1 施工準備1.1 截流備料2002年8月9日開始截流備料，截止10月15日，上游圍堰完成石渣料、石渣混合料、風(fēng)化砂、特大塊石備料，備料量分別為19.4萬m3、49.6萬m3、2.7萬m3、0.91萬m3，加上業(yè)主備料數(shù)量，上游備料總量已達到245.13萬m3，與水下填筑設(shè)計工程量133.04萬m3比較，實際備料系數(shù)達到1.84。?下游圍堰業(yè)主備料總量188.6萬m3，與水下填筑設(shè)計工程量131萬m3比較，實際備料系數(shù)達到1.44。同時，為能有效地加大大塊體拋投強度，將下游5#、6#料場1400塊四面體轉(zhuǎn)運1044塊至上游7#備料場，并澆筑52塊30t四面體（3.25t/m3）。1.2 道路碼頭準備上、下游料場布置環(huán)形通道，取料工作面布置避免相互干擾。上、下游截流大道于9月16日開始施工，10月8日完工，路面寬33~35 m，滿足截流運輸車輛四車道通行要求。用于上游左側(cè)截流基地及左堤頭施工車輛、人員過渡的臨時碼頭于9月初形成并投入運行，共投入1臺汽渡船和1臺登陸艇，滿足施工要求，并保證了截流期間水文及其水情、水下地形測量船舶的?？俊?為滿足上游圍堰雙向進占要求，將混凝土縱向圍堰上縱頭部由高程83.5 m爆破拆除至高程72 m。9月14日爆破試驗成功，9月25日正式爆破，爆破效果良好，保留體完整，爆破殘渣約1.5萬m3基本未落入江中，并作為截流左側(cè)戧堤非龍口段進占用料。1.3 上下游加糙攔石坎及平拋墊底施工上游鋼架石籠攔石坎2002年10月6日布設(shè)定位船并正式拋投，10月16日完成346個石籠拋投任務(wù)。下游合金鋼網(wǎng)石兜攔石坎9月15日進行網(wǎng)石兜底開駁實船拋投試驗，實測漂距2 m（相應(yīng)來流量10 900 m3/s）。9月20日正式拋投，9月29日完成了沿設(shè)計軸線長度范圍內(nèi)的拋投，共37船次，約4 000 m3。10月6日至14日進行補拋，從水下地形測量結(jié)果看，預(yù)定區(qū)域攔石坎高度已基本達到設(shè)計要求。前后共拋投鋼網(wǎng)石兜6 514 m3(設(shè)計6 000 m3)。為補充上游左側(cè)截流基地備料不足，擬用二期下游圍堰拆除料6萬m3對上游左側(cè)非龍口段進行平拋墊底。實施中由于右側(cè)非龍口進占比預(yù)期提前，在10月16日完成上游攔石坎施工后，口門流速已達3m/s，平拋船難以上行、定位，僅在10月17日至22日進行6天，實際平拋量約3萬m3?？紤]提前到11月上旬截流的困難和風(fēng)險，將原用于下游堤頭防沖的1.2萬m3鋼網(wǎng)石兜改為在下游進行平拋墊底施工。從10月26日至29日，用兩條底開駁、兩臺港吊緊急進行平拋施工，4天中完成了0.8萬m3（2 630個）的鋼網(wǎng)石兜平拋量。通過平拋后下龍口段全線底高程從高程45 m墊高到高程50 m左右。1.4 設(shè)備準備為保證截流拋投強度，上下游圍堰共準備各類土石方設(shè)備399臺套，上游206臺套（其中自卸汽車155臺、裝載容量5 673 m3）；下游193臺套（其中自卸汽車140臺、裝載容量4 840 m3）。2 施工程序（1）2002年9月20日后確保通航的前提下，進行上下游墊底加糙施工，實際于10月16日完成。（2）10月16日在上下游圍堰截流進占道路跨堰體段施工完畢后,上、下游戧堤非龍口段按設(shè)計寬度進行第二、三階段填筑，形成上游龍口寬度150m，下游龍口寬度125m，再相機進行上下游龍口段施工。上下游截流戧堤進占程序見圖1、圖2。（3）截流戧堤開始進占填筑后堰體水下部分尾隨截流戧堤進行拋填，并滯后于截流戧堤30~40 m。導(dǎo)流明渠截流后，為加快堰體填筑進度，盡早提供左岸防滲墻施工平臺，上下游圍堰堰體從左右岸雙向進占拋填。3 非龍口段施工在上下游分別于10月10日、8日形成截流大道后，結(jié)合堰體防滲設(shè)備安裝平臺施工，開始非龍口段進占。上游圍堰10月22日組織進行了高強度進占演習(xí)，實測右側(cè)單堤頭拋投強度為2 400 m3/h，左側(cè)單堤頭拋投強度為900 m3/h，基本滿足龍口段施工要求。10月28日形成144 m龍口（設(shè)計龍口寬度150 m），非龍口段進占過程中，未出現(xiàn)堤頭塌滑現(xiàn)象。下游圍堰10月21日組織進行了高強度進占演習(xí)，實測堤頭拋投強度為1 400 m3/h。10月30日形成100 m龍口（設(shè)計龍口125 m）。非龍口段進占過程中，共出現(xiàn)6次堤頭塌滑現(xiàn)象，上游側(cè)2次、下游側(cè)4次（其中3次為沿邊線塌滑），塌滑長度2～5 m、寬度1～3 m（沿邊線塌滑最長達15 m）。4 龍口段施工根據(jù)10月上旬末及中旬長江上游來水較小，壩址流量為11 000 m3/s左右的情況，下游截流進占道路和上游截流進占道路跨堰體段先后于10月8日、10月10日開始施工，并于10月16日完成。至10月底，壩址流量為10 000 m3/s左右，與設(shè)計截流流量相符，大大低于10月多年月平均流量19 800 m3/s，且預(yù)報11月上旬來水較小，根據(jù)業(yè)主要求，果斷選擇在10月31日開始龍口段進占，11月6日順利實現(xiàn)截流目標，為后續(xù)工程項目贏得了保貴的時間。10月31日~6日，壩址實測流量為9 050~7 970 m3/s，長江上游來水非常有利于截流，截流時機把握很好。從10月31日8∶00開始，上、下游戧堤分別從144 m、100 m口門同時開始高強度、不間斷進占施工，上下戧堤統(tǒng)一協(xié)調(diào)進占，至11月5日形成上游20 m、下游18 m的小龍口。采用特大塊石、混凝土四面體等進行了堤頭防護。11月6日9∶10，隨著吳邦國副總理一聲令下，上下游戧堤三個堤頭及跟進堰體同時啟動，上游戧堤在38 min內(nèi)安全合攏，下游戧堤亦在隨后7 min內(nèi)合攏。導(dǎo)流明渠截流宣告成功！龍口段進占過程中，大塊石、混凝土四面體、鋼筋石籠等特種拋投材料用于最困難段，形成上挑角，有效減少了堤頭坍塌及拋投材料的流失。龍口段上戧堤堤頭坍塌僅7次（左堤頭6次，右堤頭僅1次），下戧堤12次（大型坍塌7次），遠低于大江截流中大型坍塌達40多次的情況。龍口段進占中，每1個小時測報一次流速和落差，每2個小時測報一次底孔分流比和水面口門寬，施工中根據(jù)以上信息及時調(diào)整拋投物料種類、比例和上下游拋投強度。由于實際來水量低于設(shè)計截流流量，加上明渠截流的分流建筑物左岸泄洪壩段設(shè)置的22個導(dǎo)流底孔的分流比在各個階段均達到或超過設(shè)計分流比（在形成上游20 m小龍口時，底孔分流比已達98%以上），為了降低了上游戧堤進占的綜合難度，實施中下游圍堰超前填筑，在其可承擔的范圍內(nèi)盡可能多地分擔落差，并在上游戧堤最困難段承擔主要落差。從10月31日8∶00開始高強度進占到11月2日15∶00（此時上下游戧堤均已基本形成三角堰，渡過了最困難段）,下游承擔落差均比上游大，其中11月2日8∶00～10∶00,下戧堤承擔落差達到1.12 m，相應(yīng)上戧堤承擔落差為0.54～0.60 m）。在上游龍口寬度進占到140m之前，主要由上戧承擔截流落差；進占到140 m與50 m之間時，由上、下戧共同承擔落；進占到50 m以后，主要由上戧承擔截流落差。上下游戧堤實際配合情況見表1。5 堰體填筑跟進施工上游圍堰?72.0 m及下游圍堰?69.0 m以下，堰體采用拋填法施工，20~85 t自卸汽車運輸，戧堤合攏前從右岸端進拋填，推土機平料壓實；為盡早提供右岸防滲墻施工平臺，截流戧堤合攏后，采用左右岸雙向進占拋填施工，左岸拋填料從右岸料場取料，經(jīng)截流戧堤向左岸運輸至拋填部位。各種填筑料區(qū)均在地面上按堰體設(shè)計斷面定出測量標志，嚴格按測量標志控制填筑，不得超欠或混填。各類填料分別設(shè)專職人員負責施工。圍堰填筑堰面高程始終保持高于水面1.0 m以上。6 截流施工進度及主要施工指標9月28日，開始下游截流進占道路施工，10月8日開始跨堰體段填筑，10月16日完成；9月30日開始上游截流進占道路施工，10月10日開始跨堰體段填筑，10月16日完成；10月17日，開始上下游土石圍堰截流戧堤及圍堰跟進填筑施工，至10月28日上下游非龍段施工完畢；10月31日，上下游龍口段開始施工，11月6日上午上下游戧堤合攏；11月11日，上游圍堰水下填筑全部完成，11月13日下游圍堰水下填筑全部完成。截流的各項實際指標見表2，龍口段戧堤及堰體拋投強度見表3，表2、表3中拋投強度為實際斷面填筑強度。表3 導(dǎo)流明渠截流龍口段戧堤及堰體拋投強度表7 結(jié)論三峽工程導(dǎo)流明渠截流強度高、難度大，截流施工在充分總結(jié)國內(nèi)外大江大河截流經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，充分準備，科學(xué)組織，精心管理，質(zhì)量、安全實現(xiàn)零事故。在龍口段進占施工過程中，上下游戧堤科學(xué)調(diào)度，統(tǒng)一協(xié)調(diào)進占，降低了綜合難度，成功地實現(xiàn)了科學(xué)化、信息化截流