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明渠截流與土石圍堰工程施工關鍵技術

摘要：三峽三期截流與土石圍堰工程關鍵技術主要有料源平衡與確定備料量，解決墊底加糙施工受安全通航制約的影響，安全進占與龍口段施工以及上、下游土石圍堰防滲工程快速施工等等。通過對施工重點、難點及可能出現的各種情況進行深入細致研究，制定了周密、可靠的施工計劃和措施，確保三期截流工程成功。

關鍵詞：明渠截流； 土石圍堰； 關鍵技術； 措施及對策； 預案； 三峽工程

三期上、下游土石圍堰分別為Ⅳ、Ⅲ級臨時建筑物，圍堰頂高程分別為83.0m、81.5m，圍堰軸線全長分別為441.28m、447.45m，頂寬15m.圍堰主要由風化砂、反濾料、石渣、石渣混合料和塊石填筑而成。上下游圍堰填筑工程量分別為154.59萬m3、169.94萬m3.圍堰防滲采用高壓旋噴灌漿上接土石合成材料心墻型式，高壓旋噴墻上游為單排，下游雙排，上下游墻厚分別為0.8m、1.0m，上下游高壓旋噴墻面積分別為1.02m2、0.99m2，高壓旋噴防滲墻下部設帷幕灌漿鉆灌至巖體透水率q≤50lu止。三期導流明渠截流，采用雙戧雙向立堵截流方式，截流合攏時段選在2002年11月下半月，截流設計流量為10300m3/s，相應截流總落差為4.11m.上、下游截流龍口寬分別為150m和125m，上、下游龍口部位均設置墊底加糙攔石坎。

1 三期截流與土石圍堰工程關鍵技術的主要內容

1.1 料源平衡與備料量的確定

供三期截流和圍堰填筑施工的料場有18個，分布在導流明渠左、右側，需要根據工程進展，對各料場料源的調用做好規劃。規劃既要滿足導流明渠截流進占強度與拋投料種類和規格，并留有余地，又要滿足土石圍堰填筑的施工進度要求；因此要求其運輸距離最短、耗用時間最少。

1.2 墊底加糙攔石坎施工與安全通航

明渠截流進占前需進行水下墊底加糙攔石坎施工，上游拋投25t重的鋼架石籠，下游拋投8t重的合金鋼網石兜。拋石加糙施工于2002年9月下旬開始，在2000年11月1日明渠斷航前的通航條件下進行，這樣勢必增大加糙攔石坎水上作業難度。

1.3 安全進占與龍口段施工

三峽工程大江截流非龍口段和龍口段施工中，多次發生堤頭塌滑，且范圍大，由于采取了綜合性防止堤頭塌滑事故的措施，未造成任何安全事故。三期圍堰施工水深達22-24m，且流速大，需在借鑒三峽大江截流成功經驗的基礎上，采取各種措施進行堤頭防護，確保安全進占。

三期截流采用雙戧立堵截流方案，上游雙向進占，下游單向從右端進占，按上游戧堤承擔2/3落差，下游戧堤承擔1/3落差控制上、下游口門進占寬度，嚴格同步控制。上下游戧堤進占的口門寬度是達到分擔截流落差的關鍵，實施中雙戧進占適時配合難度很大，涉及信息、決策、指揮、反饋等諸方面的組織管理和技術手段，加大了截流施工組織和協調難度。

1.4 上、下游圍堰防滲工程快速施工

三期上、下游土石圍堰要實現2002年12月20日閉氣目標，必須在1個月左右完成2.01萬m2的高壓旋噴防滲墻和0.3萬m的帷幕灌漿施工。高壓旋噴墻施工強度在同類工程中沒有先例，其最大深度達35.5m，在同類工程中最深實例僅22m；且上游圍堰為單排墻，堰體填筑水下風化砂限于工期固結時間短，要在滿足質量要求前提下，保證施工進度是該項目的重點。其機具選型、施工工藝選擇都必須慎重考慮。

2 主要施工措施及對策

2.1 合理進行料源的時空平衡

為確保施工強度，節省運距，基本按“上游備料運至上游圍堰，下游備料運至下游圍堰”的原則進行平衡，并盡量利用現有備料，減少新開采備料量。將各堤頭需要的各種填料細化到每一天，每一個料場。確定備料量時，根據不同的料種在不同填筑部位的流失情況，備料轉運的損失情況，堰體填料壓實方與堆存松散方的比例關系，采用不同的備料系數。堰體填筑部分考慮10%損耗量，非龍口段考慮10%流失量，龍口段考慮20%流失量，在充分考慮截流風險的前提下，戧堤備料系數取1.8，四面體為2.0，堰體填筑料取值1.3-1.5.

2.2 確保墊底加糙攔石坎施工質量

9月下旬進場開始進行拋投試驗，包括鋼架石籠、合金鋼網石兜吊拋物在不同流量、流速等情況下的漂距參數、流失損耗等項目。拋投試驗時，上游用抓斗船定位，GPS定位系統配合定點吊拋鋼架石籠，下游用鏈斗船定位，拖輪拖底開駁投合金鋼網石兜。定位船的水下錨，均設有水深4m以下的壓纜裝置，便于航行安全。試驗完成后，10月11日開始從左向右施工，10月25日前上、下龍口段加糙攔石坎施工完畢。

2.3 確保龍口段拋投強度

2.3.1 設備選型

優先選用大容量、高效率、機動性好的設備。挖裝主要選用4-9.6m3的挖掘設備及9.6m3以上的裝載機，特大石、大石選用1.8m3反鏟和H135正鏟挖裝，鋼架石籠、合金鋼網石兜、混凝土四面體選用16t、40t的汽車吊吊裝。運輸主要選用45-85t的大型載重自卸汽車，上游左岸截流基地則因場地限制，采用20-32t的自卸汽車，鋼架石籠、混凝土四面體采用32t經過改裝的自卸汽車。推運主要選用大馬力的推土機。

2.3.2 拋投演習

在上、下游戧堤非龍口段進占過程中，選擇適當時機，按截流高峰強度模擬組織實戰拋投演習，以檢查機械設備、運輸車輛、道路通行能力、交通指揮、通訊聯絡、施工組織、現場指揮、戧堤進占速度和安全保障措施等。

2.3.3 戧堤堤頭車輛行駛線路布置

預先做好截流拋投車輛行車線路規劃。拋投車輛在戧堤堤頭分成三路縱隊，其中靠上游側一路，下游側一路，中間留一條空車退場道。堤頭線路布置共分為三個區：拋投區長10-20m，編隊區長20-25m和回車區。為減少倒車距離，加快拋填速度，右岸利用跟進填筑的堰體部分進行回車。在單戧堤堤頭布置3個卸料點，戧堤軸線及上、下游側各1個。另根據不同部位填料的要求，采用不同的編隊方式。一路（85t、77t）靠上游側拋填四面體、特大石、大石，另一路（77t、45t、32t、20t）在中間及靠下游側拋填中小石、石渣。上游左岸考慮場地道路比較狹窄，使用20t、32t自卸汽車作為運輸設備。

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