宋 洋，郭俊波，李 彬

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第三總隊(duì)，610036，成都）

拉洛水利樞紐高落差截流技術(shù)措施

宋 洋，郭俊波，李 彬

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第三總隊(duì)，610036，成都）

截流；高落差；措施；拉洛水利樞紐

截流是水利工程建設(shè)中的關(guān)鍵項(xiàng)目，截流的成敗對(duì)工程建設(shè)有舉足輕重的作用。截流中往往會(huì)遇到各種技術(shù)難題和突發(fā)情況，因此事前預(yù)計(jì)到各種困難并采取充分的技術(shù)措施，是截流成功的重要環(huán)節(jié)。

一、拉洛水利樞紐截流水力學(xué)參數(shù)概況

根據(jù)龍口截流計(jì)算成果表明，截流流量Q＝45 m3/s時(shí)，截流戧堤龍口合龍后，上游水位約為4 268.76 m，龍口最大平均流速為3.73 m/s，龍口最大流速（戧堤軸線(xiàn)水面上）約為5.60 m/s，相應(yīng)于龍口寬30 m；龍口最大單寬功率68.42（t·m）/（s·m），截流最終總龍口落差為10.71 m。龍口水力學(xué)計(jì)算成果見(jiàn)表1。計(jì)算水力學(xué)參數(shù)可以衡量合龍過(guò)程中截流難度，以確定相應(yīng)技術(shù)措施。

表1 截流龍口水力特性參數(shù)表(Q=45m3/s）

二、拉洛水利樞紐高落差截流采取的技術(shù)措施

1.根據(jù)水力學(xué)參數(shù)對(duì)拋投料進(jìn)行詳細(xì)分析計(jì)算

以截流水力學(xué)模型試驗(yàn)成果為依據(jù)，參考水利水電施工手冊(cè)及類(lèi)似工程施工經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本工程截流水力學(xué)計(jì)算成果進(jìn)行備料。備料場(chǎng)地以滿(mǎn)足運(yùn)距短、方便截流施工組織與管理、滿(mǎn)足備料容量和防洪要求、不影響現(xiàn)場(chǎng)施工布置為原則進(jìn)行選擇。同時(shí)考慮備料系數(shù)1.3。

2.龍口保護(hù)及龍口護(hù)底

截流時(shí)，為減小水流對(duì)河床的沖刷，減小龍口合龍時(shí)截流難度，減小龍口及龍口下游側(cè)拋投料流失，對(duì)左、右岸堤頭拋投大塊石、預(yù)制塊（或鋼筋石籠）形成裹頭保護(hù)，并考慮在截流前合適時(shí)機(jī) （非龍口進(jìn)占完成前，流量較小、河床水位較低時(shí)），利用挖掘機(jī)拋投大粒徑塊石料結(jié)合部分鋼筋石籠，對(duì)河床進(jìn)行保護(hù)并適當(dāng)墊高龍口河床。

龍口河床護(hù)底方案是利用河床流量小進(jìn)行龍口護(hù)底的機(jī)會(huì)，將龍口底高程抬高，將原來(lái)一次落差（導(dǎo)流洞分流）改為先由河床抬高的龍口分流（人為增加下游水深，減小落差）、再由導(dǎo)流洞分流，以減小截流難度。

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)》中所述：“當(dāng)河床有深厚的易沖刷的覆蓋層時(shí)，為避免沖刷，常在龍口部位平拋?zhàn)o(hù)底，護(hù)底通常用大塊石……初步設(shè)計(jì)時(shí)，可參照以下經(jīng)驗(yàn)：護(hù)底長(zhǎng)度在龍口下游約為最大水深的3～4倍，上游護(hù)底長(zhǎng)度約為相應(yīng)水深的2倍，即上下游護(hù)底總長(zhǎng)度約為最大水深的5～6倍。”結(jié)合龍口布置設(shè)計(jì)，初步擬定龍口河床護(hù)底圍：上游段寬15 m，下游段寬30 m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)約28 m，護(hù)底高度2 m，護(hù)底材料采用直徑1 m左右的大塊石。

3.采用寬戧堤分散龍口落差

由于截流最大落差達(dá)到10.71 m，龍口表面最大流速達(dá)到5.6 m/s。截流時(shí)總落差太大，原設(shè)計(jì)戧堤頂寬為6 m，加寬戧堤至13 m寬，寬戧堤可以分散龍口落差，同時(shí)能增大龍口的沿程阻力，減緩龍口的水力坡降。截流時(shí)實(shí)測(cè)龍口最困難段流速由5.6 m/s降至4.8 m/s。

4.增加拋投強(qiáng)度

增加拋投強(qiáng)度對(duì)順利截流有重要作用。2016年9月30日進(jìn)行戧堤龍口段合龍施工。截流戧堤龍口寬度30 m，當(dāng)截流流量Q=45m3/h時(shí)，設(shè)計(jì)截流合龍歷時(shí)20小時(shí)，龍口段總拋投工程量為5 779 m3，經(jīng)計(jì)算，平均拋投強(qiáng)度為300 m3/h，考慮不均勻系數(shù)（按1.6考慮）最大拋投強(qiáng)度達(dá)480m3/h。而現(xiàn)場(chǎng)條件所能達(dá)到的平均最大拋投強(qiáng)度約為800 m3/h，可以滿(mǎn)足拋投強(qiáng)度要求，即在20 h內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)龍口合龍。

施工中實(shí)際拋投強(qiáng)度達(dá)1000m3/h，主要采取如下措施增加拋投強(qiáng)度：

①增加投料車(chē)道。將堤頭寬度由6 m增加至13m，增加了兩個(gè)投料車(chē)道。

②合理規(guī)劃交通。對(duì)戧堤上、取料場(chǎng)內(nèi)、取料場(chǎng)至戧堤的交通進(jìn)行合理規(guī)劃并派專(zhuān)人指揮，提高運(yùn)輸效率。

③復(fù)核取料強(qiáng)度。對(duì)石渣料、塊石料、特殊料取料場(chǎng)的強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核，并備足設(shè)備，滿(mǎn)足拋投強(qiáng)度需要。

④備足運(yùn)輸車(chē)輛。根據(jù)計(jì)算，左岸進(jìn)占所需車(chē)數(shù)為12輛，按1.2富裕系數(shù)考慮，左岸進(jìn)占需要25t自卸汽車(chē)共14輛。綜上，按合龍期間最大拋投強(qiáng)度考慮，并充分考慮備用及富裕，需自卸車(chē)共計(jì)45輛，實(shí)際準(zhǔn)備了54輛。對(duì)于鋼筋石龍、混凝土預(yù)制塊的運(yùn)輸車(chē)輛采取預(yù)先裝載準(zhǔn)備，處于隨時(shí)待命狀態(tài)。

5.防堤頭塌滑施工措施

①在條件允許的情況下，盡量采取全斷面整體推進(jìn)，在采取上挑角進(jìn)占時(shí)，一方面要盡量減少挑出的長(zhǎng)度，另一方面要注意跟進(jìn)補(bǔ)拋。

②采用自卸汽車(chē)直接拋填時(shí)，控制大型自卸汽車(chē)距堤頭不少于2.5 m。采用堤頭集料、推土機(jī)趕料回填時(shí)，自卸車(chē)距堤頭前沿邊線(xiàn)5 m卸料。

③戧堤兩側(cè)邊2.5 m為安全警戒距離，此范圍內(nèi)不允許停放任何機(jī)械設(shè)備，堤頭指揮人員也不允許在此范圍內(nèi)滯留。

④在堤頭、堤側(cè)以及各危險(xiǎn)部位分別設(shè)置安全警示牌，堤頭指揮人員穿救生衣，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備救生圈，加強(qiáng)專(zhuān)職安全員巡視工作。

6.應(yīng)急預(yù)案

本次截流通過(guò)加大備料量、加大設(shè)備的強(qiáng)度保證系數(shù)等方法使截流順利進(jìn)行。但由于截流期間準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水情有很大難度，有可能發(fā)生超過(guò)戧堤抵御標(biāo)準(zhǔn)的洪水，對(duì)戧堤造成一定損壞。在龍口合龍時(shí)，由于車(chē)流量大，工作強(qiáng)度高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有可能造成人員或設(shè)備險(xiǎn)情，特別是其他不可預(yù)見(jiàn)的不利截流的因素，如截流實(shí)際流量比設(shè)計(jì)流量偏大，將影響截流的順利進(jìn)行。故制定以下預(yù)案：

（1）超設(shè)計(jì)流量截流預(yù)案

截流合龍，當(dāng)截流流量持續(xù)居高不下時(shí)，采取如下措施保證截流順利進(jìn)行：

①對(duì)已形成的截流戧堤堤頭采用加大裹頭保護(hù)范圍，必要時(shí)對(duì)戧堤頂部也采用大塊石保護(hù)，防止超標(biāo)流量對(duì)戧堤的沖蝕。

②堤頭實(shí)在難以推進(jìn)或即使大塊石也難以保護(hù)堤頭時(shí)，可將準(zhǔn)備好的裝滿(mǎn)大塊石、鋼筋石籠的自卸車(chē)由推土機(jī)直接推入龍口，以保護(hù)堤頭，防止堤頭繼續(xù)塌滑。

③根據(jù)水文情況，減緩進(jìn)占速度，擇機(jī)合龍。

（2）截流搶險(xiǎn)預(yù)案

①成立搶險(xiǎn)組織機(jī)構(gòu)，確定截流工作組即搶險(xiǎn)工作組，發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)組織成立搶險(xiǎn)突擊隊(duì)。

②派專(zhuān)人巡視，一旦發(fā)生險(xiǎn)情應(yīng)通過(guò)電話(huà)或?qū)χv機(jī)，及時(shí)向搶險(xiǎn)工作組報(bào)告。

③截流過(guò)程中，建議開(kāi)展中長(zhǎng)期水情預(yù)報(bào)工作，加密短期預(yù)報(bào)頻率。中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)至少應(yīng)有3天預(yù)警時(shí)間，以便發(fā)生超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)有時(shí)間做好預(yù)進(jìn)占戧堤的保護(hù)工作（建議視流量的大小，由截流領(lǐng)導(dǎo)小組做出搶險(xiǎn)決策），短期預(yù)報(bào)每3小時(shí)通報(bào)一次，便于戧堤進(jìn)占工作的開(kāi)展。

④截流期間，由業(yè)主將截流時(shí)間通報(bào)給其他承包商，發(fā)生超標(biāo)洪水時(shí)，在必要的情況下應(yīng)由截流領(lǐng)導(dǎo)小組做出支援命令。

⑤搶險(xiǎn)方式為拋投塊石或鋼筋石籠。

⑥準(zhǔn)備好救生艇、救生衣等設(shè)備，并在截流期間安排2名醫(yī)護(hù)人員常駐現(xiàn)場(chǎng)，以便人員掉入河中時(shí)或發(fā)生其他人身傷害事故時(shí)能及時(shí)救護(hù)。

7.截流演習(xí)

在戧堤非龍口段進(jìn)占過(guò)程中，選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)，于計(jì)劃截流前一天即2016年9月29日按8小時(shí)截流高峰強(qiáng)度模擬組織實(shí)戰(zhàn)拋投演習(xí)，以檢查機(jī)械設(shè)備、運(yùn)輸車(chē)輛、道路通行能力、交通指揮、通信聯(lián)絡(luò)、施工組織、現(xiàn)場(chǎng)指揮、戧堤進(jìn)占速度和安全保障措施等能否適應(yīng)高強(qiáng)度施工要求，并根據(jù)實(shí)戰(zhàn)演習(xí)暴露的薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)采取對(duì)策迅速整改，然后再組織演習(xí)，直至達(dá)到截流所需的施工強(qiáng)度。

三、結(jié) 語(yǔ)

拉洛水利樞紐在截流落差大、缺少水情預(yù)報(bào)等困難下，為確保截流一次成功，采取對(duì)拋投料進(jìn)行仔細(xì)規(guī)劃計(jì)算、龍口護(hù)底、寬戧截流、增加拋投強(qiáng)度、進(jìn)行截流演習(xí)等措施，由于準(zhǔn)備充分，截流圓滿(mǎn)完成。

[1]肖煥雄.施工水力學(xué)[M].北京：水利電力出版社，1992.

[2]水利水電施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，1996.

責(zé)任編輯 張瑜洪

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1000-1123（2016）20-0054-02

2016-10-18

宋洋，工程師。