李智書(shū)

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程公司 湖北宜昌 443002）

論圍堰戧堤進(jìn)占技術(shù)與安全措施

李智書(shū)

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽建設(shè)工程公司 湖北宜昌 443002）

圍堰工程施工的關(guān)鍵在于截流戧堤的合龍。在較寬的大江大河及流速較大的河流中，戧堤的進(jìn)占技術(shù)及安全性是整個(gè)圍堰截流施工的核心和難點(diǎn)。通過(guò)以往大江大河截流經(jīng)驗(yàn)不斷的積累，如今對(duì)截流戧堤的進(jìn)占、合龍形成了一套成熟有效的施工技術(shù)及安全防范措施。

截流；戧堤；合龍；安全措施

1 水利水電工程截流戧堤的特點(diǎn)

河道截流是大中型水利水電工程施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。截流的成敗直接關(guān)系到工程的進(jìn)度和造價(jià)，設(shè)計(jì)方案必須穩(wěn)妥可靠，保證截流成功。

戧堤是水利水電工程截流施工中，采用進(jìn)占方式向流水中拋投混凝土預(yù)制塊、就地取材的填筑料形成的橫跨江河的透水堰體。由于戧堤具有機(jī)械化強(qiáng)度高、取材便利的特點(diǎn)，非常有利于在短時(shí)間內(nèi)貫通江河兩岸，形成有利的施工通道，因此水利水電工程圍堰施工一般都是在戧堤的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。戧堤在合龍時(shí)，由于龍口單寬流量大、流速高，場(chǎng)地狹窄，因此戧堤端部在合龍時(shí)易被沖刷毀壞，合龍前需對(duì)戧堤端部進(jìn)行防沖加固處理。戧堤按照進(jìn)占方式的不同分為：采用立堵進(jìn)占由一端向另一端進(jìn)占的單戧堤；和從上、下游同時(shí)立堵進(jìn)占的雙戧堤、多戧堤；還有采用平堵方式均勻布料一次形成攔斷江河的全斷面戧堤等型式。

2 截流拋投材料選擇原則

（1）預(yù)進(jìn)占段填料盡可能利用開(kāi)挖渣料和當(dāng)?shù)靥烊涣稀?/p>

（2）龍口段拋投的大塊石、石串或混凝土四面體等人工制備材料數(shù)量應(yīng)慎重研究確定。

（3）截流備料總量應(yīng)根據(jù)截流料物堆存、運(yùn)輸條件、可能流失量及戧堤沉陷等因素綜合分析，并留適當(dāng)備用量。

（4）戧堤拋投物應(yīng)具有較強(qiáng)的透水能力，且易于起吊運(yùn)輸。

3 截流戧堤施工主要技術(shù)

投拋塊料截流是目前國(guó)內(nèi)外最常用的截流方法，適用于各種情況，特別適用于大流量、大落差的河道上的截流。戧堤非龍口段進(jìn)占拋投材料，一般用石渣料全斷面拋投施工。進(jìn)占過(guò)程中，隨著河道的變窄，水流加速，如發(fā)現(xiàn)堤頭拋投材料有流失現(xiàn)象，應(yīng)該先在堤頭進(jìn)占前沿的上游挑角先拋投一部分大塊石，形成保護(hù)作用，使堤頭水流在下游側(cè)形成回流緩流區(qū)，再將中小石及石渣拋填在戧堤軸線的下游側(cè)。截流拋投材料規(guī)格及備料數(shù)量須滿足設(shè)計(jì)要求，并留有一定的富余。在進(jìn)占過(guò)程中，拋投料出水面后，及時(shí)采用石渣加高，戧堤頂用碎石進(jìn)行鋪筑施工，形成臨時(shí)施工路面，并安排專人養(yǎng)護(hù)，確保截流施工道路滿足施工車輛通行要求。拋投進(jìn)占過(guò)程中，視堤頭邊坡穩(wěn)定情況，自卸汽車將特大塊石、大塊石盡量直接拋入水中，堤頭穩(wěn)定度不夠時(shí)，將大石、特大石卸在堤頭前沿，并用大馬力推土機(jī)推入水中。戧堤截流示意圖如圖1所示。

4 防堤頭塌滑與安全進(jìn)占措施

堤頭塌滑是在施工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，其帶來(lái)的危害和安全隱患也是巨大的，因此必須高度重視。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，從塌滑的現(xiàn)象看，堤頭塌滑具有時(shí)間短、無(wú)規(guī)律、頻率高、突發(fā)性等特性。根據(jù)以往截流的實(shí)際情況分析，引起坍塌的主要原因有：①河床基面平整光滑，摩擦力小，比較容易造成拋投料的流失。②拋填區(qū)域水深，進(jìn)占拋投料沿坡面不能一次滾落至坡腳，隨著后繼填料不斷堆壓，當(dāng)堆壓要一定程度時(shí)，超過(guò)邊坡穩(wěn)定極限，在外力的擾動(dòng)下，即發(fā)生群體下滑滾動(dòng)造成塌滑。③當(dāng)進(jìn)占到一定程度，河道收窄導(dǎo)致流速過(guò)大，部分拋投材料在水流沖刷下流失，如流失量過(guò)大，底腳被掏空，就會(huì)引起邊坡失穩(wěn)，發(fā)生塌滑現(xiàn)象。④拋投料的均勻程度也是引起塌滑的原因之一，連續(xù)級(jí)配的填料可減小水下的架空現(xiàn)象，對(duì)堤頭穩(wěn)定有利，如果架空嚴(yán)重，隨著拋投材料的增加，架空的塊體會(huì)突然失穩(wěn)，造成坍落，從而引起局部的塌滑。⑤細(xì)粒含量較大的石渣混合料，浸水自重壓實(shí)后其孔隙率降低，發(fā)生“沉陷”而產(chǎn)生局部塌滑。

圖1 戧堤截流布置示意圖

為了避免滑塌造成安全事故，造成生命和財(cái)產(chǎn)損失，在塌滑多發(fā)段，通過(guò)提前預(yù)判來(lái)保證截流工作的安全進(jìn)行。判斷拋投料的穩(wěn)定性十分重要，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行判斷：①?gòu)牡填^縱向邊坡的坡比變化判斷拋投料的穩(wěn)定性。堤頭縱向坡度在正常無(wú)流失的情況下約為1∶1.3～1∶1.5左右，當(dāng)縱向坡比逐漸變陡達(dá)到1∶1或更陡時(shí)，將有可能發(fā)生坍塌。②從水流形態(tài)變化判斷拋投料的穩(wěn)定性。采用上挑角進(jìn)占，拋投料在水中穩(wěn)定和被水流沖走流失，形成的水流形態(tài)是不一樣的。穩(wěn)定時(shí)會(huì)形成回流，跌水現(xiàn)象比較明顯。當(dāng)?shù)F(xiàn)象不明顯且順?biāo)饔缮隙乱苿?dòng)，則說(shuō)明拋投的塊體正被急流沖走。③從進(jìn)占速度判斷拋投料的穩(wěn)定性。按戧堤的實(shí)際斷面計(jì)算，每進(jìn)占1m，達(dá)到設(shè)計(jì)拋投量，堤頭向前延伸的距離比較小或沒(méi)有向前延伸，可說(shuō)明拋投料在急速流失，繼續(xù)沖刷可能造成坡頭失穩(wěn)。④從堤頭的狀態(tài)判斷堤頭穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)填^附近出現(xiàn)裂縫，并且不斷擴(kuò)大甚至堤頭出現(xiàn)沉陷，說(shuō)明下部拋投料在不斷流失，應(yīng)及時(shí)改變拋投方式。

截流前，必須保證設(shè)備的數(shù)量能夠滿足填筑強(qiáng)度，所有投入的各種大型機(jī)械設(shè)備（自卸汽車、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)、吊車等）必須檢修、保養(yǎng)，以保證設(shè)備的性能完好，操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)后持證上崗。對(duì)拋投同一種材料的汽車作上相同標(biāo)記，并分隊(duì)編號(hào)，以便于指揮。一個(gè)車隊(duì)的車輛盡量裝運(yùn)固定料場(chǎng)的拋投料。水文觀測(cè)設(shè)備齊全，觀測(cè)手段落實(shí)，觀測(cè)條件可靠，尤其是龍口段截流進(jìn)占過(guò)程中水文測(cè)驗(yàn)資料須及整理分析，以便于根據(jù)龍口水力學(xué)指標(biāo)調(diào)整拋投材料，確保截流龍口合龍成功。

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，另一方面要注意跟緊補(bǔ)拋。采用自卸汽車直接拋填時(shí)，控制自卸汽車距堤頭不少于2.5m卸料；采用堤頭集料，推土機(jī)趕料填筑時(shí)，自卸車距堤頭前沿邊線6～8m卸料。戧堤側(cè)邊2.5m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。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)專職安全員巡視工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著施工技術(shù)和施工機(jī)械的不斷更新、進(jìn)步，施工經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越豐富，在以后的圍堰戧堤截流施工過(guò)程中，必將更加高效、安全。

[1]水利電力部水利水電建設(shè)總局.《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)》.中國(guó)水利水電出版社，1987（2007重?。?

[2]肖煥雄.施工導(dǎo)截流與圍堰工程研究.中國(guó)電力出版社，2002.

[3]中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公司三峽工程施工技術(shù).中國(guó)水利水電出版社，2003.

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2016-2-20

李智書(shū)（1984-），男，工程師，本科，主要從事水電工程工作。