浅谈大坝截流设计施工方案

浅谈大坝截流设计施工方案

摘要: 大坝立堵截流的方式，结合工程的地形位置、地质条件，龙口位置选择在河床右岸，龙口合龙双向进占，以左岸为主。

关键词:大坝；立堵；截流；施工方案

肯斯瓦特水利枢纽工程位于玛河流域,由拦河坝、右岸溢洪道、泄洪洞、发电引水系统及电站厂房等主要建筑物组成。大坝为混凝土面板砂砾石坝，最大坝高129.40m，坝顶长475m，坝顶宽10m。水库正常蓄水位990m，总库容1.88亿立方米，电站装机容量100Mw，设计年发电量2.723亿千瓦时，本工程的工程等级为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。现就该工程截流方案进行阐述。

1导流程序及截流建筑物的布置

1.1导流程序

根据工程施工进度安排，在整个施工期内，坝体共经历三个汛期。综合考虑枢纽水文条件、坝体填筑强度等因素，大坝施工导流程序分为三个阶段。

第一阶段：汛期上游围堰挡水，挡水标准为P＝10%，导流洞泄洪。主要进行河床基础开挖、趾板混凝土浇筑及坝体填筑。

第二阶段：坝体填筑高程超过围堰顶高程，坝体临时断面挡水，挡水库容0.57亿立方米，度汛标准P＝1%，导流洞泄洪；该年汛末9月中旬，导流洞下闸，泄洪洞限泄，保证生态基流3.87m3/s流量，待库水位至引水发电洞后由发电洞过水，第1台机组发电，导流洞封堵。

第三阶段：随着坝体的继续升高，库容增大，汛前坝体挡水库容1.58亿立方米，度汛标准0.50%，水位987.85m，此时坝体临时断面顶高程要求993m以上，水位高于泄洪洞(底高程920m)和溢洪道(底高程976m)，泄洪洞及溢洪道联合泄流，此阶段坝体继续施工至坝顶高程。

施工导流标准特性表

1.2导流建筑物布置

导流洞采用“龙抬头”的方式与泄洪洞结合右岸布置。导流洞洞身段为城门洞形，底宽6m，直墙高4.97m，拱高为1.73m，圆心角120°，洞身长903.50m，纵坡为0.095。

本期导流时段采用河床一次断流由围堰挡水，导流隧洞过流，具备10年一遇拦洪度汛标准。

2截流戗堤设计

2.1截流时间及截流流量确定

依据总进度计划安排，截流时间安排在2010年9月20日前，故预进占开始时间初步确定在2010年9月1日，截流时间初步确定为9月20日，截流流量采用9月下旬10年一遇月平均流量39.50m3/s。

9月、10月各旬平均流量表

2.2截流戗堤断面

截流堤设计为土石堤，堤顶设计高程885m，轴线长度约70.80m，堤顶宽12m，上游坡比1：2，下游坡比1：1.50，上游面采用黏土斜墙闭气防渗，坡比1:3。

2.3截流方式及戗堤布置

本工程采用立堵截流的方式，结合本工程的地形位置、地质条件，考虑河床右岸岩基裸露、抗冲刷能力强，右岸原修筑2#路时已进占且已做好裹头，左岸道路布置及备料料场条件较好，抛投备料主要集中在左岸，故龙口位置选择在河床右岸，龙口合龙双向进占，以左岸为主。

3截流水力计算

截流流量Q=39.50m3/s，戗堤段河床底部高程876.20m和导流洞进口底板高程880m，及已确定的截流方式，按《水利水电工程施工组织设计手册》（1）的有关规定，按宽顶堰计算。

依据立堵水力计算有关公式，并根据导流洞泄流曲线进行简化计算，计算成果见下表。

根据截流计算成果分析，当龙口上口宽度为25m时，龙口流速3.65m/s单宽流量9.87m3/s，是截流难度最大时段。

4截流施工

4.1截流施工程序

施工准备→左岸预进占→龙口合拢→闭气。

4.2截流前的准备工作

4.2.1组织准备

为确保截流施工的顺利进行，在截流前成立截流施工现场指挥部，并将组织机构的设置报监理工程师，主要内容包括截流施工组织机构设置、成员分工和责任范围、信息交换方式等。在截流施工前，由截流施工指挥部组织对截流施工的人员、材料、设备进行检查，达到要求后申请监理工程师验收。截流施工现场指挥部负责保持与监理工程师、业主方的联系。

4.2.2备料准备及截流措施

备料准备：根据截流水利计算及本工程实际情况，将截流划分为两个区：非龙口Ⅰ区（左岸）、非龙口Ⅱ区（右岸），龙口Ⅲ区，各区工程量见下表（戗堤填筑料非龙口区考虑10%流失量，龙口区考虑25%流失量，闭气未考虑流失量）

截流措施：根据水力计算和以往截流经验，在龙口左右岸附近制作钢筋石笼15个和铅丝笼（2m3）50个，当进占到龙口时，将2个钢筋笼事前用钢丝绳连好（用钢丝卡卡死），并固定在两岸预先埋设的地锚上，然后用320推土机送入龙口，自卸汽车及50铲车将钢筋笼、铅丝笼及块石等运至戗堤上，320推土机推入上游龙口边坡上，1.60m3的反铲将各种截流料推至河内直至截流成功。

4.2.3截流施工平面布置

道路布置：截流工程施工主要利用S101省道、2#道路、3#道路、7#道路作为施工主干道，左岸3#路到达趾点4后，沿河岸边进占修筑7#路，路修至戗堤处，路宽12m，左岸戗堤填筑机械设备均走此路，右岸机械设备利用已修好的2#路通行，本截流工程合拢时双向进占，在左右岸戗堤入口处修筑倒车平台，满足自卸汽车倒车进占要求。

运输道路走向：

①备料区→7#道路→支线道路→截流戗堤左岸。

②备料区→2#道路→截流戗堤右岸。

③C2土料场→S101省道→2#道路→7#道路→截流戗堤左岸。

④C2土料场→S101省道→2#道路→截流戗堤右岸。

抛投料布置：左岸非龙口区石渣采用左岸坝体削坡及趾板开挖料，集中堆放在利用料场L2内，约占地面积1 500m2，块石派人从砂石筛分系统及河坝内采集，块石、钢筋笼、铅丝笼存放在戗堤岸边及7#路侧。

右岸非龙口区石渣采用戗堤至导流洞2#路路基石碴，退占法施工，该段平

均路宽7m，长100m，深约4m，工程量约为2 800m3，可以满足右岸进占需要，块石派人从砂石筛分系统及河坝内采集，块石、钢筋笼、铅丝笼及四面体存放在戗堤岸边及2#路侧。各种石料分类标码堆放。

闭气用料为黏土料及砂砾石料，采用C2堆土场的土料及砂砾石料。

4.3戗堤预进占

戗堤顶部高程为885m，顶部宽度12m，根据现场河床的位置及右岸原修2#路时已进占且已做好裹头，采用单戗立堵法进占抛填石渣，从左岸向右岸进占30m左右，预留龙口30m。左岸L1石渣料场至戗堤运输距离140m，计划布设2台1.60m3反铲装车，8辆20t自卸汽车运料至戗堤,卸至戗堤上，2台50铲车及1台320推土机平料。

预进占完成后，戗堤龙口采用铅丝石笼顺水流裹头防护，裹头防护严禁在上游迎水面防护以免影响后续闭气工作，铅丝石笼采用人工现场装石，封口，50铲车铲至戗堤上，320推土机推至河床内。

4.4龙口施工

截流拟先从左岸宽戗立堵进占，右岸同时进占，以左岸为主。戗堤顶高程885m，龙口靠近右岸。截流时，左右岸各配有20t吊车1辆；左岸配2台3m3装载机，1台320推土机，2台1.60m3的反铲；右岸配3m3装载机， 320推土机各1台，2台1.60m3的反铲。龙口合拢过程中，块石、石渣采用1.60m3反铲和2台3m3装载机装车。20t自卸汽车运输至戗堤抛投；钢筋笼采用20t汽车吊装，20t自卸汽车运输，320推土机推入龙口，铅丝笼采用50铲车运至龙口。

龙口合拢前先完成Ⅰ区、Ⅱ区进占准备，龙口（Ⅲ区）合拢计划总历时10h，计划抛投强度500m3/h。龙口施工先行填筑钢筋笼，再填筑铅丝笼及块石，最后填筑石渣，块石及石渣填筑时考虑到水流的冲刷，自卸汽车将块石及石渣卸在戗堤上，320推土机推至上游龙口边坡上，反铲推入龙口，直至龙口合拢。

4.5戗堤闭气

龙口合拢后进行闭气施工，黏土填筑前，在戗堤迎水面铺设30cm砂砾石料，该层砂砾石料起到过滤作用，砂砾石采用C2堆土场的土料，1.60m3反铲装土，20t自卸汽车运输至堤顶，后退法卸料填筑，反铲及推土机将砂砾石平铺在堤前，砂砾石反滤铺完后，及时铺设黏土闭气层，黏土闭气层铺设完后，再在黏土层前铺设30cm砂砾石保护层，闭气及保护层施工方法同过滤层。

5配置人员及设备（见下表）

6施工进度计划

截流戗堤：拟定施工计划2010年9月5日至2010年9月20日。

7施工渡汛措施

在截流时，遇到实际来流量超过截流设计流量的情况，在超出不大时，可根据实际来流量，考虑安全加高，重新确定截流进占戗堤顶高程，进行合拢、闭气施工。若实际流量远大于设计流量时，可采用推迟截流日期来解决。

在截流成功后，围堰施工期为枯水期，整个围堰施工期较短，约1.50个月施工期的渡汛，应根据水情预报，考虑采用在截流围堰顶临时填筑草袋（编织袋）进行渡汛，保证堰顶不过水，确保围堰的正常施工。

8安全保证措施

8.1运输车辆

截流运输道路为4车道12m宽，重车靠右行驶，空车靠左行驶，在行驶中如若空车与重车碰面，空车必须给重车让位，严禁司机疲劳驾驶，无证驾驶。

8.2保护戗堤措施

预进占完成后，及时用钢筋笼及铅丝笼裹头，并在上游侧用铅丝石笼挑流以保护戗堤，截流前每天了解河床流量，选择小流量时截流。