水利工程論文-明渠截流與土石圍堰工程施工關(guān)鍵技術(shù).doc

水利工程論文-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(guò)對(duì)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(jì)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(duì)策預(yù)案三峽工程三期上、下游土石圍堰分別為、級(jí)臨時(shí)建筑物，圍堰頂高程分別為83.0m、81.5m，圍堰軸線全長(zhǎng)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(wàn)m3、169.94萬(wàn)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q50lu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(shí)段選在2002年11月下半月，截流設(shè)計(jì)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(chǎng)有18個(gè)，分布在導(dǎo)流明渠左、右側(cè)，需要根據(jù)工程進(jìn)展，對(duì)各料場(chǎng)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(shí)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(kāi)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(shì)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(shí)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(gè)月左右完成2.01萬(wàn)m2的高壓旋噴防滲墻和0.3萬(wàn)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(méi)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(shí)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(duì)策2.1合理進(jìn)行料源的時(shí)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(kāi)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(gè)料場(chǎng)。確定備料量時(shí)，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(xiǎn)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(chǎng)開(kāi)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(shí)，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(kāi)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(kāi)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(dòng)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(chǎng)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(guò)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(guò)程中，選擇適當(dāng)時(shí)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(chǎng)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(duì)，其中靠上游側(cè)一路，下游側(cè)一路，中間留一條空車退場(chǎng)道。堤頭線路布置共分為三個(gè)區(qū)：拋投區(qū)長(zhǎng)10-20m，編隊(duì)區(qū)長(zhǎng)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(gè)卸料點(diǎn)，戧堤軸線及上、下游側(cè)各1個(gè)。另根據(jù)不同部位填料的要求，采用不同的編隊(duì)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(chǎng)地道路比較狹窄，使用20t、32t自卸汽車作為運(yùn)輸設(shè)備。2.3.4戧堤穩(wěn)定情況的判斷為了確保安全施工，避免發(fā)生大規(guī)模的塌滑，造成人、車落水事故，特別是在塌滑多發(fā)段，正確地判斷拋投料的穩(wěn)定性十分重要，結(jié)合三峽二期大江截流和葛洲壩大江截流經(jīng)驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行判斷：（1）堤頭縱向邊坡的坡比變化：堤頭縱向坡度在正常無(wú)流失的情況下約為1:1.3左右，當(dāng)縱向坡比逐漸變陡達(dá)到1:1或更陡時(shí)，將會(huì)發(fā)生坍塌。（2）流態(tài)變化：采用上挑角進(jìn)占，若拋投料能在水中站穩(wěn)，這時(shí)必然形成急流并挑出去，在挑角下游形成回流區(qū)，而且有小跌水現(xiàn)象，當(dāng)拋投料粒徑較大而水深