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明渠截流與土石圍堰工程施工關(guān)鍵技術(shù)

摘要：三峽三期截流與土石圍堰工程關(guān)鍵技術(shù)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(jìn)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(diǎn)、難點(diǎn)及可能出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行深入細(xì)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(guān)鍵詞：明渠截流； 土石圍堰； 關(guān)鍵技術(shù)； 措施及對策； 預(yù)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(fēng)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(shè)帷幕灌漿鉆灌至巖體透水率q≤50lu止。三期導(dǎo)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(shè)計流量為10300m3/s，相應(yīng)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(shè)置墊底加糙攔石坎。

1 三期截流與土石圍堰工程關(guān)鍵技術(shù)的主要內(nèi)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(dǎo)流明渠左、右側(cè)，需要根據(jù)工程進(jìn)展，對各料場料源的調(diào)用做好規(guī)劃。規(guī)劃既要滿足導(dǎo)流明渠截流進(jìn)占強(qiáng)度與拋投料種類和規(guī)格，并留有余地，又要滿足土石圍堰填筑的施工進(jìn)度要求；因此要求其運(yùn)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(jìn)占前需進(jìn)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(wǎng)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(jìn)行，這樣勢必增大加糙攔石坎水上作業(yè)難度。

1.3 安全進(jìn)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(fā)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(dá)22-24m，且流速大，需在借鑒三峽大江截流成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采取各種措施進(jìn)行堤頭防護(hù)，確保安全進(jìn)占。

三期截流采用雙戧立堵截流方案，上游雙向進(jìn)占，下游單向從右端進(jìn)占，按上游戧堤承擔(dān)2/3落差，下游戧堤承擔(dān)1/3落差控制上、下游口門進(jìn)占寬度，嚴(yán)格同步控制。上下游戧堤進(jìn)占的口門寬度是達(dá)到分擔(dān)截流落差的關(guān)鍵，實(shí)施中雙戧進(jìn)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(shù)手段，加大了截流施工組織和協(xié)調(diào)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(shí)現(xiàn)2002年12月20日閉氣目標(biāo)，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(qiáng)度在同類工程中沒有先例，其最大深度達(dá)35.5m，在同類工程中最深實(shí)例僅22m；且上游圍堰為單排墻，堰體填筑水下風(fēng)化砂限于工期固結(jié)時間短，要在滿足質(zhì)量要求前提下，保證施工進(jìn)度是該項(xiàng)目的重點(diǎn)。其機(jī)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(jìn)行料源的時空平衡

為確保施工強(qiáng)度，節(jié)省運(yùn)距，基本按“上游備料運(yùn)至上游圍堰，下游備料運(yùn)至下游圍堰”的原則進(jìn)行平衡，并盡量利用現(xiàn)有備料，減少新開采備料量。將各堤頭需要的各種填料細(xì)化到每一天，每一個料場。確定備料量時，根據(jù)不同的料種在不同填筑部位的流失情況，備料轉(zhuǎn)運(yùn)的損失情況，堰體填料壓實(shí)方與堆存松散方的比例關(guān)系，采用不同的備料系數(shù)。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(fēng)險的前提下，戧堤備料系數(shù)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(zhì)量

9月下旬進(jìn)場開始進(jìn)行拋投試驗(yàn)，包括鋼架石籠、合金鋼網(wǎng)石兜吊拋物在不同流量、流速等情況下的漂距參數(shù)、流失損耗等項(xiàng)目。拋投試驗(yàn)時，上游用抓斗船定位，GPS定位系統(tǒng)配合定點(diǎn)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(wǎng)石兜。定位船的水下錨，均設(shè)有水深4m以下的壓纜裝置，便于航行安全。試驗(yàn)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(qiáng)度

2.3.1 設(shè)備選型

優(yōu)先選用大容量、高效率、機(jī)動性好的設(shè)備。挖裝主要選用4-9.6m3的挖掘設(shè)備及9.6m3以上的裝載機(jī)，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(wǎng)石兜、混凝土四面體選用16t、40t的汽車吊吊裝。運(yùn)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(jīng)過改裝的自卸汽車。推運(yùn)主要選用大馬力的推土機(jī)。

2.3.2 拋投演習(xí)

在上、下游戧堤非龍口段進(jìn)占過程中，選擇適當(dāng)時機(jī)，按截流高峰強(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)輸車輛、道路通行能力、交通指揮、通訊聯(lián)絡(luò)、施工組織、現(xiàn)場指揮、戧堤進(jìn)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(yù)先做好截流拋投車輛行車線路規(guī)劃。拋投車輛在戧堤堤頭分成三路縱隊，其中靠上游側(cè)一路，下游側(cè)一路，中間留一條空車退場道。堤頭線路布置共分為三個區(qū)：拋投區(qū)長10-20m，編隊區(qū)長20-25m和回車區(qū)。為減少倒車距離，加快拋填速度，右岸利用跟進(jìn)填筑的堰體部分進(jìn)行回車。在單戧堤堤頭布置3個卸料點(diǎn)，戧堤軸線及上、下游側(cè)各1個。另根據(jù)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(cè)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(cè)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(yùn)輸設(shè)備。

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