(中國水利水電第七工程局有限公司，成都，610213)

1 工程概況

1.1 樞紐布置

楊房溝水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)的雅礱江中游河段上(部分工程區(qū)域位于甘孜州九龍縣境內(nèi))，是雅礱江中游河段一庫七級開發(fā)的第六級水電站。該電站為Ⅰ等大(1)型工程，總裝機容量1500MW。工程采用全年圍堰一次攔斷河床擋水，隧洞過流的導(dǎo)流方式。導(dǎo)流隧洞布置于壩址右岸，共2條，斷面尺寸為13m×16m，進口底板高程1985m，出口底板高程1981m。大壩上、下游圍堰擋水標(biāo)準(zhǔn)為全年20年重現(xiàn)期洪水，流量為6460m3/s，相應(yīng)上、下游水位分別為2023.87m、1994.87m，考慮浪高及安全加高，堰頂高程分別為2027m、1997m。

1.2 水文條件

楊房溝水電站壩址10月份、11月份旬平均流量成果見表1。

表1楊房溝水電站壩址10月、11月旬平均流量成果

月份10月11月上旬中旬下旬上旬中旬下旬P=5% 旬平均流量(m3/s)223017401280961765627P=10%旬平均流量(m3/s)200015701170892713586

1.3 地質(zhì)條件

上游圍堰河床部位地面高程約1979m～1984m，覆蓋層厚度19m～25m，為混合土卵石層，結(jié)構(gòu)中密，呈強透水性。堰址處覆蓋層碎石(200m～60mm)平均含量7.6%，礫石(60mm～20mm)平均含量68.1%，其表層見漂(塊)石，中細(xì)砂充填，局部架空狀，漂石粒徑以數(shù)十厘米至數(shù)百厘米為主。

2 截流設(shè)計

2.1 模型試驗

在進行截流設(shè)計之前，楊房溝總承包項目部委托四川大學(xué)進行了截流模型試驗，試驗?zāi)Ｐ捅壤?∶60，分別模擬了雙戧堤、單戧堤、導(dǎo)流洞進口留有2m殘坎及不同截流時間等多種工況，并取得了相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。

2.2 截流方式及時段的選取

根據(jù)截流模型試驗成果，結(jié)合上游圍堰的實際地形條件，截流戧堤軸線總長約103m，與雙戧堤截流方案相比，采用單戧堤截流時各項水力學(xué)指標(biāo)仍在可控范圍內(nèi)，且施工組織簡單，有利于后期防滲墻的施工，故選擇單戧堤截流方案。由于右岸山體陡峭，布設(shè)道路不便，而左岸地形相對較緩，交通條件相對較優(yōu)，因此，采用單戧堤單向(自左岸向右岸進占)立堵截流方式。

考慮到楊房溝水電站實際情況，選擇截流標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇11月中旬平均流量，相應(yīng)流量為713m3/s。其主要水力學(xué)指標(biāo)：最大流速6.66m/s，平均流速4.72m/s，最大落差4.85m，與國內(nèi)同類工程相比，指標(biāo)適中。

2.3 截流設(shè)計

2.3.1戧堤設(shè)計

戧堤上游水位理論計算值為1992.06m，模型試驗值為1991.27m，兩者取較大者，考慮安全超高后，戧堤頂高程取1993.5m。為了創(chuàng)造有利施工條件，參考其它類似工程經(jīng)驗，預(yù)進占段戧堤的頂部寬度設(shè)為30m(現(xiàn)場可根據(jù)需要盡量加寬)，預(yù)進占段長約39m，預(yù)留龍口寬度為60m。

龍口段分區(qū)材料及工程量見表2。

表2龍口段分區(qū)材料及工程量

2.3.2 裹頭設(shè)計

因右岸導(dǎo)流洞進口施工場地布置，右岸實際已形成預(yù)進占地形條件，只需做好臨江側(cè)裹頭保護即可，考慮堤頭4m～5m范圍采用鋼筋石籠進行防護，鋼筋石籠頂部高程高于戧堤頂高程2m。左岸裹頭設(shè)置在左岸預(yù)進占堤頭5m范圍，采用合金網(wǎng)兜及鋼筋石籠保護，裹頭頂部高程與戧堤同高。

2.3.3 截流施工強度

戧堤龍口寬60m，頂寬20m，同時考慮3個卸車點，運輸設(shè)備為25t(10m3)自卸汽車，單車卸料循環(huán)時間平均按3.5min考慮，一個卸車點的循環(huán)車輛數(shù)為17輛/h，則戧堤單向進占平均拋投強度為500m3/h，最大拋投強度為750m3/h。流失系數(shù)按1.3計，龍口合龍時間為60h。

3 施工布置

3.1 道路布置

結(jié)合現(xiàn)場既有的交通條件和地形條件，提前形成環(huán)線道路，道路寬度不低于7m，主備料場與戧堤之間的道路不低于12m，至少保證三車道。重車路線與空車返回路線提前制定好，并做好交底。在預(yù)進占的同時，盡量加寬戧堤寬度，以作為回車平臺，供重車排隊、空車調(diào)頭及設(shè)備停放等需要。

3.2 分流平臺布置

結(jié)合現(xiàn)場地形，雅礱江河道剛好在導(dǎo)流洞進口處向左拐彎，河道左岸臨江側(cè)剛好有一塊灘地，位于截流戧堤上游。為降低截流合龍難度，提高導(dǎo)流隧洞的分流能力(類似于雙戧堤作用)，將該灘地改建成分流平臺，分流平臺順導(dǎo)流洞方向延伸，其端部至右岸的距離約80m。分流平臺頂部高程為1993.5m，上下游方向長度約90m，寬約50m，采用石渣堆填，臨江側(cè)采用鋼筋石籠防護，可以作為設(shè)備和物料中轉(zhuǎn)平臺。

3.3 料場布置

根據(jù)截流設(shè)計，考慮流失、損耗及備用系數(shù)，分別在附近布置石渣場地、塊石場地(含塊石串)、四面體制作及堆場、鋼筋籠制作及堆場、合金網(wǎng)兜制作及堆場等。場地規(guī)劃要便于機械取料，便于交通流轉(zhuǎn)。

3.4 其它布置

(1)提前做好施工用電規(guī)劃，并做好現(xiàn)場照明，重點包括戧堤、料場、交通等部位。

(2)截流現(xiàn)場指揮中心、設(shè)備停放及修理場地、截流儀式等場地布置在右岸，盡量避免對左岸的影響。

圖1 楊房溝水電站截流布置示意

4 截流準(zhǔn)備工作

4.1 組織準(zhǔn)備

總承包項目部成立了截流領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組，具體涉及現(xiàn)場指揮(具體某個點只能由一人單線指揮)、技術(shù)供應(yīng)、安全質(zhì)量及后勤保障等。

4.2 技術(shù)準(zhǔn)備

提前報批截流實施規(guī)劃、方案、措施及應(yīng)急預(yù)案等，并做好技術(shù)交底工作。

4.3 物料準(zhǔn)備

楊房溝截流石渣料前期其它標(biāo)段已經(jīng)準(zhǔn)備完成，特殊物料實際準(zhǔn)備完成情況見表3。

表3特殊物料實際準(zhǔn)備完成情況

4.4 資源準(zhǔn)備

楊房溝截流準(zhǔn)備了反鏟10臺，總斗容20m3，挖裝能力合計1120m3/h；推土機2臺，裝載機5臺，推裝能力合計1100m3/h；20t振動碾2臺；25t自卸汽車80輛；25t汽車吊2臺。

截流之前，準(zhǔn)備了救護車、救生衣、救生圈、反光背心等安全保障設(shè)備及用品。

安排了各級管理及生產(chǎn)人員375人。

5 截流實施

5.1 水文測報

截流期間的水文測報工作主要包括水文預(yù)報、氣象預(yù)報與現(xiàn)場水文測驗，以及相關(guān)信息的報送。水文預(yù)報、氣象預(yù)報可利用業(yè)主、政府等水文、氣象部門發(fā)布的信息，現(xiàn)場水文測驗包括導(dǎo)流洞進出口及戧堤上下游水位觀測、龍口流速測驗等，由截流單位現(xiàn)場實施。水位觀測可采用人工水尺讀數(shù)，也可采用水位站自動讀數(shù)；流速采用電波流速儀人工測量；總流量由水文站測讀，再根據(jù)導(dǎo)流洞泄流曲線推算，得出龍口流量。水文測驗超前于預(yù)進占12h開始，直至截流完成。

5.2 預(yù)進占施工

5.2.1 右岸預(yù)進占

2016年10月5日，導(dǎo)流洞進口圍堰開始拆除，其渣料直接用于右岸預(yù)進占，至2016年10月18日，右岸預(yù)進占(共完成戧堤長度約25m)結(jié)束，右岸鋼筋石籠裹頭施工完成。右岸預(yù)進占拋投強度最大達到360m3/h。

5.2.2 左岸預(yù)進占

2016年10月19日，左岸預(yù)進占開始，2016年10月23日預(yù)進占完成，主要從左岸壩肩下部集料點、上游備料場等取料，最大拋投強度為270m3/h。左岸分流平臺也同時在此期間完成填筑。

5.3 截流實戰(zhàn)演習(xí)

2016年10月26日，在截流戧堤開展了截流實戰(zhàn)演習(xí)活動，共投入施工設(shè)備60臺套。演習(xí)按截流高峰強度模擬組織實戰(zhàn)拋投，檢查了機械設(shè)備挖裝效率和機械配合熟練程度、運輸車輛、道路通行能力、交通指揮、通信聯(lián)絡(luò)、施工組織、現(xiàn)場指揮、戧堤拋投效果和進占速度和安全應(yīng)急保障措施等。并根據(jù)實戰(zhàn)演習(xí)暴露的薄弱環(huán)節(jié)，及時采取對策和迅速整改，達到截流的施工需要。

演習(xí)時河道實測流量1030m3/s，最大實測流速7.39m/s，最大落差3.04m，龍口寬度填筑至剩余25.7m，龍口分流量590.3m3/s，拋投材料流失系數(shù)達到2.2，由于來水流量大于設(shè)計流量，所以各參數(shù)指標(biāo)均大于設(shè)計參數(shù)。演習(xí)拋投強度參數(shù)見表4。

表4截流實戰(zhàn)演習(xí)拋投強度參數(shù)

5.4 截流實施

2016年10月28日，現(xiàn)場開始選擇戧堤進占施工，由于來水流量達到960m3/s，平均流速達到5.44m/s，落差達到3.5m，截流實施效果不佳，龍口合龍至20m處，再無進展。

2016年10月29日，由于戧堤合龍較為困難，開始嘗試選擇從上游分流平臺進占(將分流平臺當(dāng)成戧提)，實測來水流量達到942m3/s，平均流速達到4.56m/s，分流平臺落差3.62m，效果較好，當(dāng)晚分流平臺龍口合龍至13.4m寬。

2016年11月1日，經(jīng)過1d的精心準(zhǔn)備，一舉從分流平臺合龍。實測來水流量達到851m3/s，平均流速達到5.49m/s，分流平臺最終落差5.1m。分流平臺合龍后，迅速對原戧堤進行了合龍。

5.5 截流實施關(guān)鍵技術(shù)

將上游分流平臺變?yōu)閷嶋H截流戧堤，采用凸出上游挑角、全斷面推進的進占方式。其中，龍口36m～15m段是合龍最困難區(qū)段，采用凸出上游挑角的進占方法，在上游角(與戧堤軸線成20°～30°)集中拋填塊石串、四面體串和合金網(wǎng)兜串，將水流自堤頭前上游角挑出一部分，形成防沖磯頭，待防沖磯頭下游側(cè)出現(xiàn)回流區(qū)后，迅速用大塊石、鋼筋石籠、中小塊石拋投跟進。進占施工視堤頭穩(wěn)定情況選擇拋投方法，主要采用堤頭集料、推土機推入龍口的方式實現(xiàn)進占，堤頭穩(wěn)定性較好時，采用自卸汽車直接拋投。

龍口流失量較大時，采用鋼桁架石籠進行防沖護底，再拋填其他材料實現(xiàn)進占。鋼桁架用工字鋼、槽鋼焊接而成，采用直角梯形斷面，梯形底長7.5m、頂長4.5m、高度為2.5m，桁架寬度為3m，重約6t，容量約45m3。鋼桁架運至堤頭，塊石裝填后用推土機推入龍口。實踐表明，鋼桁架石籠具有很好的抗沖能力。

5.6 截流安全措施

(1)在戧堤備料場及截流施工道路部位設(shè)置警戒、哨卡及交通指揮人員，所有非截流設(shè)備、車輛及人員嚴(yán)禁入內(nèi)。

(2)進入戧堤現(xiàn)場的所有運輸車輛(截流專用)必須聽從現(xiàn)場指揮人員的指揮；所有車輛嚴(yán)禁超載、超速行駛；車輛嚴(yán)禁搭載他人，裝載填料的車輛不許關(guān)閉車窗。

(3)堤頭處明確每班指揮汽車和推土機人員，汽車在卸料時專人指揮，汽車倒車入堤，必須距離堤頭有一定的距離，或留有擋車物，嚴(yán)禁車輛靠邊行駛、停放。拋投材料時，應(yīng)依坡度確定倒車位置，防止邊坡失穩(wěn)后車輛墜入水中。

(4)所有在堤頭指揮的人員必須身穿救生衣。

(5)夜間施工必須配備良好的照明條件，在截流各備料場、上下游截流施工道路，左岸堤頭平臺及龍口等部位均需設(shè)置足夠的照明。

(6)戧堤填筑時，安排專人負(fù)責(zé)監(jiān)測戧堤上下游邊坡和戧堤端頭的穩(wěn)定，及時觀測河流流態(tài)及河床沖刷情況和拋投體被沖動的情況。

(7)配置足夠的救護設(shè)備、設(shè)施及人員。

6 截流總結(jié)

6.1 截流實施經(jīng)驗

(1)分流平臺的實施對楊房溝水電站截流起到了至關(guān)重要的作用。

(2)鋼桁架石籠在合龍過程中發(fā)揮了重要作用，具有很好的抗沖能力。

(3)截流指揮系統(tǒng)運行良好，指令采用單線傳遞，指令傳輸通暢，執(zhí)行力強。

(4)進入龍口困難區(qū)段后，單個塊體拋投的流失量很大。當(dāng)流速達到或超過7m/s時，出現(xiàn)了5個四面體串聯(lián)拋投、其中2個因鋼絲繩拉斷而流失的現(xiàn)象。因此，需要多個四面體串聯(lián)、大塊石串聯(lián)后同步拋投，才能形成有效進占。

(5)用于塊石串的大塊石(提前鉆孔)，與其他大塊石應(yīng)隔離堆存，避免取料時混裝。

(6)因演習(xí)流量1030m3/s遠大于設(shè)計流量713m3/s，實際截流將戧堤高程加高1.5m是必要的。

(7)當(dāng)來水流量超過1000m3/s時，各截流備料系數(shù)要相應(yīng)提高至2.2～2.5。

6.2 截流實施教訓(xùn)

(1)科學(xué)掌握截流時機，充分重視技術(shù)的作用至關(guān)重要，截流實施過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照報批的方案來組織現(xiàn)場施工。截流設(shè)計選擇10年一遇11月中旬平均流量713m3/s，實際截流為10月下旬開始，至11月1日合龍，實際流量851m3/s～1030m3/s，難度大大提高。

(2)截流設(shè)計方案中，右岸只進行裹頭防護，預(yù)進占、進占均從左岸單向進行。實際實施時，為了利用導(dǎo)流洞進口圍堰拆除渣料，右岸預(yù)進占了約25m，同時戧堤向上游延伸，完成了右岸防滲墻施工平臺填筑。但是，間接導(dǎo)致了左岸截流道路及戧堤難以加寬，增大了截流難度。

(3)左岸截流道路局部寬度7m僅滿足雙車道通行、戧堤場地狹窄，是造成拋投強度低的主要原因，應(yīng)進占道路寬度不得小于12m，戧堤寬度不得小于20m，有條件時加寬為好。

(4)截流進占采用的鋼筋石籠應(yīng)全部為可吊裝的鋼筋石籠，其龍骨鋼筋直徑、焊接質(zhì)量均應(yīng)確保推土機推籠時不散架。

(5)鋼筋石籠及四面體的串聯(lián)工作耗時較長，應(yīng)在堤頭附近區(qū)域提前準(zhǔn)備完成。

7 結(jié)語

楊房溝水電站是我國首個以設(shè)計施工總承包模式建設(shè)的百萬千瓦級大型水電工程，大江截流是本工程建設(shè)的里程碑式節(jié)點，對工程推進具有重要意義。本次大江截流實施過程雖然艱難曲折，但在全體參建者的共同努力下，終于取得圓滿成功。這份成功來之不易，也必將激勵著所有參建人員，繼續(xù)發(fā)揚“特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能奉獻”的水電“鐵軍”精神。為將楊房溝水電站建設(shè)成為水電工程建設(shè)行業(yè)總承包模式的典范工程、為中國水電建設(shè)事業(yè)改革探索出一條“楊房溝道路”而不懈努力！