摘要:在水利水電工程截流施工中，一般都先填筑戧堤，再閉氣，最后對(duì)戧堤進(jìn)行加高培厚修成圍堰，這種方法適用于絕大多數(shù)工程，但對(duì)流量小、坡降大、水流急、滲水量大的山區(qū)性河流來說，技術(shù)難度大、成本高、可行性小，因此，在緬甸密松其培電源電站導(dǎo)截流施工中，根據(jù)壩址處地形、地質(zhì)和工程布置的特點(diǎn),采用了戧堤與圍堰分開施工、圍堰預(yù)埋涵管導(dǎo)流戧堤大量滲水的新方法，成功地解決了防滲的施工難題，節(jié)約了成本和工期，值得山區(qū)性河流導(dǎo)截流施工參考與借鑒。
　　
　　關(guān)鍵詞:電源電站；截流；技術(shù)；探索
　　1工程概況
　　緬甸密松其培電源電站位于恩梅開江左岸支流的其培河上，是密松和其培水電站施工的電源電站。電站由混凝土重力壩、隧洞引水系統(tǒng)和地面廠房組成，正常蓄水位740m，最大壩高47.5m，裝機(jī)容量99MW。
　　壩址以上控制流域面積552.3km2，河長(zhǎng)42.1km，比降為54‰。該流域多年平均流量為40.1m3/s，多年平均徑流量為12.6億m3，多年平均徑流深為2288mm，6～10月為雨季。流域洪水主要由暴雨形成，且與暴雨發(fā)生時(shí)間相對(duì)應(yīng)，以6～9月出現(xiàn)最為頻繁。
　　壩址處河谷呈“V”字形,兩岸山坡坡度30～50，河床寬60～90m,枯水期水深約0.5～3m,覆蓋層厚度5.5～11.5m,為砂卵礫石層，滲透系數(shù)為K=10-1cm/s～10-2cm/s。
　　本工程為Ⅲ等工程，永久建筑物按3級(jí)設(shè)計(jì)，臨時(shí)建筑物按5級(jí)設(shè)計(jì)，具體布置見圖一。截流設(shè)計(jì)與施工是在導(dǎo)流洞具備過流條件的情況下進(jìn)行的。
　　 2導(dǎo)截流設(shè)計(jì)

　　圖一：圍堰施工布置圖
　　2.1導(dǎo)流規(guī)劃
　　該流域洪水期流量大、歷時(shí)短，枯水期流量小，水位變幅大。根據(jù)這一特點(diǎn)，工程采用了允許基坑淹沒的導(dǎo)流方案，即2009年11月至2010年5月之間圍堰擋水，導(dǎo)流洞泄流；汛期洪水淹沒基坑，部分壩體擋水，導(dǎo)流洞、泄洪排砂孔及壩段預(yù)留缺口聯(lián)合泄流；汛后恢復(fù)圍堰擋水后繼續(xù)施工。
　　根據(jù)壩址處地形、地質(zhì)、水文條件及工程布置特點(diǎn),采取全段圍堰法導(dǎo)流方式，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用11～4月10年一遇標(biāo)準(zhǔn)，洪峰流量為167m3/s。
　　2.2截流設(shè)計(jì)
　　截流時(shí)間2009年11月初，截標(biāo)準(zhǔn)采用11月份10％月平均流量40.7m3/s，截流方法為單戧立堵法。據(jù)設(shè)計(jì)截流流量Q=40.7m3/s及對(duì)導(dǎo)流洞泄流能力的復(fù)核計(jì)算，確定上游截流戧堤頂高程為718.00m；由于河床坡降大、水流淺，下游圍堰無需進(jìn)行截流戧堤的施工。
　　戧堤布置在廢棄壩左側(cè)缺口處，與廢壩交角155.2°，頂寬5.2m。戧堤靠近導(dǎo)流洞進(jìn)口，為防止進(jìn)口河水沖刷戧堤上游邊坡，上游側(cè)考慮與永久攔沙坎鋼筋石籠結(jié)構(gòu)相結(jié)合，采用鋼筋石籠堆碼護(hù)坡。戧堤預(yù)進(jìn)占用砂土與塊石的混合料填筑，龍口用塊石拋填。
　　2.3圍堰設(shè)計(jì)
　　2.3.1方案比較
　　根據(jù)壩址特點(diǎn)并考慮充分利用開挖廢棄料，圍堰定為不過水枯水期擋水土石圍堰，結(jié)合實(shí)際，擬定粘土斜墻帶水平鋪蓋和粘土芯墻兩個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比分析。
　　方案一，粘土斜墻帶水平鋪蓋的特點(diǎn)：水中拋填粘土，粘土站立困難，斷面尺寸大，占用面積多，圍堰填筑量多，基坑施工場(chǎng)地狹小，施工布置困難；截水槽水下開挖困難，水中孤石處理更難，同時(shí)水中拋填粘土易形成泥糊，斜墻密實(shí)度低，止水效果差，后期基坑排水量大。
　　方案二，粘土芯墻的特點(diǎn)：基本上干地施工粘土芯墻，斷面較小，圍堰填筑量少，基坑場(chǎng)面較寬，方便施工布置；粘土芯墻經(jīng)碾壓后，密實(shí)度大大提高，可通過檢測(cè)手段控制施工質(zhì)量；增加了導(dǎo)水涵管，帶來涵管封堵及安裝難度等問題。
　　通過以上對(duì)比分析，方案二優(yōu)點(diǎn)顯著，特別是截水芯墻施工質(zhì)量控制有保障，基坑場(chǎng)地相對(duì)較寬，施工干擾小，對(duì)加快施工進(jìn)度有利，故推薦粘土芯墻方案，且后續(xù)文字均以粘土芯墻方案為基礎(chǔ)。
　　2.3.2圍堰布置
　　上游堰軸線與壩軸線平行，位于壩上樁號(hào)0-60.0m，為粘土芯墻式土石圍堰。下游圍堰因水頭較低，滲透壓力小，故采用粘土斜墻帶水平鋪蓋，軸線位于壩下樁號(hào)0＋100.0m。
　　2.3.3圍堰斷面設(shè)計(jì)
　　上下游圍堰堰頂高程由11～4月10年一遇導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)洪峰流量為167m3/s。根據(jù)導(dǎo)流隧洞泄洪能力表、流域比降值，考慮浪高及安全超高，擬定上游圍堰頂高為EL722.Om，下游圍堰頂高為EL708.Om，上游圍堰不考慮交通，頂寬取5m，兩側(cè)邊坡均為1:1.5；下游圍堰考慮雙向通車要求，頂寬取7m，背水邊坡為1:1.5，迎水坡為1:3。
　　3導(dǎo)截流施工
　　3.1截流戧堤填筑
　　戧堤填筑按以下步驟進(jìn)行:戧堤進(jìn)占、龍口加固與合龍、止漏閉氣。
　　截流采用自左向右單戧立堵法，用15～20t自卸汽車，取運(yùn)石碴進(jìn)行填筑，上游側(cè)及時(shí)跟進(jìn)大塊石護(hù)面；當(dāng)寬度達(dá)到8～10m時(shí)進(jìn)入龍口合龍，全部用大塊石填筑；合龍后及時(shí)在上游面拋填碎石和砂質(zhì)土，直至戧堤全線閉氣，隨后用鋼筋石籠進(jìn)行護(hù)坡。
　　3.2縱向?qū)�水槽開挖
　　縱向?qū)�水槽主要為上游圍堰粘土芯墻�?chuàng)造一個(gè)干地施工環(huán)境，其開挖分兩步：截流戧堤未完成前先行樁號(hào)0－060.0m以下部分開挖，待戧堤合龍閉氣后調(diào)集反鏟搶挖剩余部分，為上游圍堰體及時(shí)填筑創(chuàng)造條件。
　　3.3上游圍堰施工
　　當(dāng)戧堤閉氣、導(dǎo)水槽開挖完成后，開始圍堰體施工。用反鏟清除芯墻處的透水層，大孤石采用鉆爆開挖，心墻槽體開挖原則上開挖至基巖面。槽體開挖完成后，在導(dǎo)水槽圍堰體范圍內(nèi)，用碎石碴找平基面，安裝排水涵管，修集水坑等，將心墻槽體滲水導(dǎo)過堰體，保證芯墻能在干地上施工。粘土芯墻按40cm厚分層填筑碾壓；過了透水層后堰體與芯墻同步上升，到達(dá)EL717m以后開始涵管封口，先用方木攔擋上游管口，再用粘土將管口包裹，并確保不漏水。隨后圍堰繼續(xù)升至設(shè)計(jì)高程722.00m。
　　3.4排水涵管的選擇
　　戧堤長(zhǎng)約24m，估計(jì)該處透水層厚10m，對(duì)應(yīng)面積為240m2，透水系數(shù)取為10－1cm/s，則滲水量＝240×10－1＝0.24m3/s，初選涵管直徑為100cm，若滿管流速為0.5m/s，則過流量＝0.52×3.14×0.5=0.393m3/s＞0.24m3/s，故φ100cm的涵管滿足要求。
　　3.5下游圍堰施工
　　下游圍堰在截流前可先預(yù)進(jìn)占，當(dāng)龍口寬度只有10m時(shí)停止填筑，等待上游截流完成后繼續(xù)填筑。為解決進(jìn)基坑的道路，當(dāng)截流戧堤閉氣，基坑的水排除后，在下游堰體上側(cè)，河床的低洼處，埋φ100涵管填石碴，修筑一條寬5m的臨時(shí)進(jìn)基坑道路，為基坑開挖出碴和上游圍堰雙向進(jìn)占創(chuàng)造條件，當(dāng)上游圍堰全線達(dá)到EL717m后，開始下游堰繼續(xù)施工。堰體填筑完成后在圍堰迎水面進(jìn)行防滲層及護(hù)坡料施工。
　　3.6施工方法
　　堰體水上填筑，采用分層攤鋪碾壓。石渣體分層厚度不大于1.0m，原則上按80cm控制，粘土分層厚度不大于50cm，原則上按40cm控制。碾壓遍數(shù)初擬4～6遍，具體碾壓數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)確定。粘土料含水量按18％～22%控制為宜，碾壓干密度按1.55g/cm3,干密度合格率大于90%。圍堰施工采用端進(jìn)法進(jìn)料，15～20t自卸汽車運(yùn)輸，推土機(jī)按要求的鋪料厚度攤鋪，鋪筑完畢后采用20t振動(dòng)碾碾壓，局部邊腳采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，碾壓滯后于填筑10～20m，碾壓條帶搭接寬度不小于20cm。下游圍堰填筑完成后，進(jìn)行堰面碎石鋪蓋碾壓硬化，形成堰頂交通道路。
　　4基坑排水
　　4.1基坑初期排水
　　當(dāng)截流戧堤合龍后，下游圍堰仍為開啟；由于坡降大，所以基坑內(nèi)的積水能夠迅速自然排除，基本不考慮初期排水問題。
　　4.2基坑經(jīng)常性排水
　　基坑開挖過程中在基坑的中部布置上下游方向的排水干溝，隨著基坑開挖工作的進(jìn)展，逐漸加深排水干溝和支溝，通常保持干溝深度為1.0～1.5m，支溝深度為0.3～0.5m；在靠近下游圍堰的較低位置布置集水坑，水經(jīng)排水溝流入集水坑，在集水坑邊設(shè)置水泵站，將水抽排至下游圍堰以外。
　　建筑物施工時(shí)，

排水系統(tǒng)布置在基坑的四周，排水溝布置在建筑物輪廓線外側(cè)，距基坑邊坡坡腳距離不小于0.3～0.5m，上下游各布置一個(gè)集水井，水經(jīng)排水溝流入集水坑，在集水坑邊設(shè)置水泵站，將水從集水坑中抽出并排至上下游圍堰之外。
　　經(jīng)常性排水主要包括上下游圍堰滲水、雨水、其它外來水及施工廢水。上下游圍堰滲透系數(shù)取10-4cm/s，滲水量估算為6m3/h，施工用水按60m3/h考慮，岸坡外來水量考慮20m3/h，枯水期雨水量考慮150m3/h，合計(jì)估算最大積水量為236m3/h。在大壩上游側(cè)，布置1臺(tái)揚(yáng)程為30m、排量為160m3/h的離心式水泵，負(fù)責(zé)上游基坑內(nèi)積水排除；在大壩下游基坑內(nèi)，布置2臺(tái)揚(yáng)程為20m、排量為100m3/h的離心式水泵，負(fù)責(zé)下游基坑內(nèi)積水排除。另配置4臺(tái)小型潛水泵，將局部積水抽排匯入集水坑。
　　5結(jié)語
　　電源電站建在洪枯水位變化大、地形狹窄的“V”字山區(qū)河流上,流量小、坡降大、水流急、滲水量大，如果按照常規(guī)的導(dǎo)截流方法，先填筑戧堤，然后進(jìn)行閉氣，再對(duì)戧堤進(jìn)行加高培厚修成圍堰，技術(shù)難度大、成本高、可行性小，但施工過程中上述方案避其鋒芒，從反面思考，根據(jù)壩址處地形、地質(zhì)和工程布置的特點(diǎn),化敝為利，充分利用河床的坡降，采用了戧堤與圍堰分開施工，先不進(jìn)行水中防滲而采用圍堰預(yù)埋涵管導(dǎo)流戧堤大量滲水的新方法，成功地解決了砂礫石水中防滲這個(gè)施工難題。
　　從以上分析中可以看出，該新方法適用于具有以下特點(diǎn)的工程導(dǎo)截流施工：
　�。�1）工程位于地形狹窄的“V”字山區(qū)河流上，河水流量小、水流急，河床坡降大，土料容易被水沖走，一次性修筑圍堰比較困難；
　�。�2）河床地質(zhì)情況一般為砂礫石，滲透系數(shù)極大，防滲要求高，水中鋪設(shè)防滲材料效果差。
　　電源電站導(dǎo)截流的成功實(shí)施，不僅節(jié)省了工程投資,更重要的是增加了基坑作業(yè)的寶貴時(shí)間,為實(shí)現(xiàn)總工期奠定了基礎(chǔ)，為山區(qū)性河流導(dǎo)截流工程施工積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，值得參考與借鑒。
　　

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