截流工程施工技术

第三章截流工程施工技术

第一节截流工程质量标准

一、截流工程施工概述

截流工程（图3－1)是指在泄水建筑物接近完工时,即以进占方式自两岸或一岸建筑戗堤(作为围堰的一部分）形成龙口，并将龙口防护起来，待曳水建筑物完工以后，在有利时机,全力以最短时间将龙口堵住,截断河流。接着在围堰迎水面投抛防渗材料闭气,水即全部经泄水道下泄.与闭气同时,为使围堰能挡住当时可能出现的洪水，必须立即加高培厚围堰，使之迅速达到相应设计水位的高程以上.

截流工程是整个水利枢纽施工的关键,它的成败直接影响工程进度.如失败了,就可能使进度推迟一年.截流工程的难易程度取决于：河道流量、泄水条件；龙口的落差、流速、地形地质条件；材料供应情况及施工方法、施工设备等因素.因此事先必须经过充分的分析研究,采取适当措施，才能保证截流施工中争取主动,顺利完成截流任务。

河道截流工程在我国已有千年以上的历史。在黄河防汛、海塘工程和灌溉工程上积累了丰富的经验，如利用捆厢帚、柴石枕、柴土枕、杩杈、排桩填帚截流，不仅施工方便速度快，而且就地取材，因地制宜经济适用。解放后，我国水利建设发展很快,江淮平原和黄河流域的不少截流堵口、导流堰工程多是采用这些传统方法完成的。此外，还广泛采用了高度机械化投块料截流的方法.

最早研究有关流水中石块运动的是杜布阿特(Dubaut 1786 )。1885 年艾里（ Airy )证明,水流将砂粒沿河底推动的输移能力为水流流速6 次方的函数，享利( Henry ）曾进行

立方体的冲动实验，证实了艾里的论断.1896 年胡克（Hooker ）又通过球体试块证实艾里的理论。自1932 年到1936 年伊兹巴什(Isbach ）在这基础上发展了流水中抛石筑坝的理论，提出了水流中抛石的稳定系数；1949 年又对平堵截流提出了有指导意义的设计理论和计算方法。这个时期的特点是大多以平堵完成截流。投抛料由普通的块石发展到使用20—30t 重的混凝土四面体、六面体、导形体和构架等。

从20 世纪50 年代开始，由于水利建设逐步转到大河流，山区狭谷落差大（4—l0cm ）、流量大，加上重型施工机械的发展，立堵截流开始有了发展；与之相应,世界上对立堵水力学的研究也普遍开展.所以从、20世纪二60年代以来,立堵截流在世界各国河道截流中已成为主要方式。截流落差大5m 为常见，更高有达10m的由于高落差下进行立堵截流于是就出现了双俄堤三俄堤宽俄堤的截流方法以后立堵不仅用于岩石河床而且也向可冲刷基床推广.如法国塞纳河截流( 1963 年)，流量9000—l000om3 /s,落差1 。 6m ，是在粗沙基床上立堵成功的例子，对于落差较大的可冲河床截流，可用平堵先垫高龙口或护底,或用多戗堤分和龙口落差，借以减轻大流量高落差下可冲刷河床上立堵的难度。

我国在继承了传统的立堵截流经验的基础上,根据我国实际情

况，绝大多数河道截流工程都是用立堵法完成的。

我国在海河、射阳、新洋港等潮汐口修建断流坝时，采用柴石枕护底,继而用梢捆进占压束河床至100～200m ，再在平潮时用船投重型柴石枕加厚护底，抬高潜堤高度，最后用捆帚进占合龙,在软基帚工截流上用平立堵结合方法取得了成功的经验。

国内外主要的截流工程及其主要参数见表3 -1 和表3 —2 .

二、流工程质量标准

（１)河道截流是大中型水利水电工程施工中的一个重要环节。截流的成败直接关系到工程的进度和造价，设计方案必须稳妥可靠，保证截流成功。

（２）选择截流方式应充分分析水利学参数、施工条件和难度、抛投物数量和性质，并进行技术经济比较。

①单戗立堵截流简单易行，辅助设备少，较经济，使用于截流落

差不超过3。5m。但龙口水流能量相对较大,流速较高，需制备

重大抛投物料相对较多。

②双戗和双戗立堵截流，可分担总落差，改善截流难度，使用于

落差大于3。5m。

③建造浮桥或栈桥平堵截流,水力学条件相对较好，但造价高，技术复杂，一般不常选用.

④定向爆破、建闸等方式只有在条件特殊、充分论证后方宜选用。

（ 3 )河道截流前，泄水道内围堰或其他障碍物应予清除；因水下部分障碍物不易清除干净,会影响泄流能力增大截流难度,设计中

宜留有余地。

( 4 )戗堤轴线应根据河床和两岸地形、地质、交通条件、主流流向、通航、过木要求等因素综合分析选定，戗堤宜为围堰堰体组成部分.

( 5 ）确定胧口宽度及位置应考虑：

①龙口工程量小，应何证预进占段裹头不遭致冲刷破坏。

②河床水深较浅、覆盖层较薄或基岩部位，有利于截流工程施工。

( 6 ）若龙口段河床覆盖层抗冲能力低，可预先在龙口抛石或抛铅丝笼护底，增大糙率为抗冲能力，减少合龙工作量,降低截流难度。护底范围通过水工模型试验或参照类似工程经验拟定。一般立堵截流的护底长度与龙口水跃特性有关，轴线下游护底长度可按水深的3～4 倍取值，轴线以上可按最大水深的两倍取值.护底顶面高程在分析水力学条件、流速、能量等参数.以及护底材料后确定护底度根据最大可能冲刷宽度加一定富裕值确定.

（ 7 ）截流抛投材料选择原则：

①预进占段填料尽可能利用开挖渣料和当地天然料.

②龙口段抛投的大块石、石串或混凝土四面体等人工制备材料数量应慎重研究确定。

③截流备料总量应根据截流料物堆存、运输条件、可能流失量及戗堤沉陷等因素综合分析，并留适当备用量。

④戗堤抛投物应具有较强的透水能力，且易于起吊运输。

（ 8 )重要截流工程的截流设计应通过水工模型试验验证并提

出截流期间相应的观测设施。

第二节截流方法的选择

一、投抛块料截流施工方法

投抛块料截流是目前国内外最常用的截流方法,适用于各种情况,特别适用于大流量、大落差的河道上的截流。该法是在龙口投抛石块或人工块体（混凝土方块、混凝土四面体、铅丝笼、竹笼、柳石枕、串石等）堵截水流，迫使河水经导流建筑物下泄。采用投抛块料截流，按不同的投抛合龙方法，截流可分为平堵、立堵、混合堵三种方法。

１。平堵（图3—2 ）

先在龙口建造浮桥或栈桥，由自卸汽车或其他运输工具运来块料，沿龙口前沿投抛，先下小料，随着流速增加，逐渐投抛大块料，使堆筑戗堤均匀地在水下上升,直至高出水面.一般说来，平堵比立堵法的单宽流量为小,最大流速也小，水流条件较好，可以减小对龙口基床的冲刷。所以特别适用于易冲刷的地基上截流。由于平堵架设浮桥及栈桥，对机械化施工有利，因而投抛强度大，容易截流施工；但