三峽工程的施工導(dǎo)流方案文檔

1、三峽大學(xué)機(jī)錢與材料學(xué)R7三峽工程的施工導(dǎo)流方案在江河上修建水利水電工程，施工導(dǎo)流是工程施工必須研究的重大技 術(shù)問題之一。由于受江河來水周期性控制，工程施工進(jìn)度往往是和洪水賽 跑。又由于施工導(dǎo)流建筑物屬于大型臨時(shí)工程，在工期緊、任務(wù)重的情況 下，往往采用施工技術(shù)超前、大膽、靈活多變的處理方案，在實(shí)踐中取得 了豐富的施工方法和經(jīng)驗(yàn)。三峽工程也不例外，在施工導(dǎo)流齊階段都遇到 不少技術(shù)難題，但都得到妥善的解決，為水電工程施工做出了新的貢獻(xiàn)。1. 一期用堰施工一期上石圍堰布置經(jīng)過中堡島左側(cè)，束窄河床30%,軸線長(zhǎng)度2502. 36m.堰頂高程為80 m,囤堰髙度為3040m渡汛標(biāo)準(zhǔn)P = 5%,Q=72

2、 300n?/$,渡汛水位為 78.3m,石方填筑工程量為32& 5萬計(jì),上工開挖299萬m，,混凝丄防滲墻4. 9萬m2,帷幕灌漿041萬m膜4. 92萬m2,旋噴墻0. 45萬mS 1993年10月24日開工，1994年6月完成施工任務(wù)。該工程技術(shù)難點(diǎn)是，工期緊、強(qiáng)度高、施工技術(shù)復(fù)雜, 為保證在一個(gè)枯水期內(nèi)完成一期圍堰工程施工，除加大圍堰施工拋填設(shè)備外，還在帀堰軸線的70m平臺(tái)布置鉆機(jī)打先導(dǎo)孔，探知圍堰軸線的 地質(zhì)變化情況。根據(jù)探測(cè)資料研究和修改圍堰防滲結(jié)構(gòu)型式，選用和加大 施工設(shè)備的投入，以適應(yīng)變化了的設(shè)i|方案。在砂礫石覆蓋層內(nèi)含有0.525m的花崗巖風(fēng)化塊球體的地段，堅(jiān)硬塊球體除對(duì)沖

3、擊鉆施工帶來困琳外，還容易把塊球體誤認(rèn)為是基巖，既影響施工進(jìn)度，也影響質(zhì)量。在這 種地段，就改用混凝丄防滲墻下接雙排高壓旋噴墻，既加快了進(jìn)度，又保 證了質(zhì)量。在堰基強(qiáng)風(fēng)化巖層較厚地段、巖脈和斷層帶的強(qiáng)透水層地段.就改為混凝上防滲墻下接磨細(xì)水泥灌漿的施工方案，同樣加快了施工進(jìn)度, 滿足了設(shè)計(jì)要求。由于所采取的施工描施得力，技術(shù)可靠，使一期圍堰按預(yù);工期完成了任務(wù)，滿足了渡汛要求。圍堰防滲體系的總滲水量在85-115 m/ hZ間，滿足了明渠干地施工的要求。所以，一期圍堰防滲形式有3種：混凝上防滲墻頂接止工膜:防滲墻頂接土工膜，墻下接雙排旋噴墻：防滲墻頂接土工膜墻下接 磨細(xì)水泥灌漿。根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條

4、件，靈活的變更處理方案，為水電工程施 工提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。2、明渠通航長(zhǎng)江是黃金水道，三峽工程建設(shè)必須解決施工期通航問題。經(jīng)多方研究，根據(jù)三峽壩址地形和水文特性，制；了三期通航的導(dǎo)流方案：即 一期導(dǎo)流為大江通航：二期為明渠加臨時(shí)船閘通航：三期為永久船閘通航。臨時(shí)船閘和永久船閘都是按船隊(duì)通航要求設(shè)計(jì)的過船建筑物，但明渠是以 過水為目標(biāo)兼顧過船的建筑物，所以體型和水力學(xué)條件要求高。當(dāng)來水m/S以下可通過長(zhǎng)航船隊(duì)；當(dāng)來水流量超過20 000rn3/s時(shí)，所有船隊(duì)從臨時(shí)船閘通過：當(dāng)來水流量超過45 000ri?/s時(shí)，實(shí)行長(zhǎng)江斷航，與天然河道通航情況無太大區(qū)別。為滿足通航和導(dǎo)流要求，導(dǎo)流明渠設(shè)il成新

5、月狀.伏臥在長(zhǎng)江右岸，明渠軸線長(zhǎng)度3 950m,幷中上游引航道長(zhǎng)1050 m.渠身長(zhǎng)1700rn下游引航道長(zhǎng)1 200 m.明渠設(shè)il成復(fù)式斷而，最小底寬為350 m.右側(cè)渠底寬100 m的底高程為85 rru左側(cè)渠底寬250 m的渠底奇程，從上引航逍到下航道沿流程分5級(jí)，即上引航道底高程為59m. V58m.渠身段為 50m、V45m出口段為于三峽壩址處在葛洲壩水庫(kù)回水區(qū)，根據(jù)渠身變化渠底高程也有所變化，使明渠水而線保持為均勻坡降，以滿足通 航要求。經(jīng)過幾年的運(yùn)行，導(dǎo)流明渠實(shí)際通航情況為，來水流量在10 000-25 000/ S時(shí)，各類船隊(duì)均能通過明渠，隨著來水量的增大，船舶有所減少，當(dāng)0

6、=30 000 mVs時(shí)，只有大型客、貨輪通過明渠，且下水多上水少：當(dāng)Q=35 000 mVs時(shí)，水翼船仍可通過。實(shí)踐證明，明渠實(shí)際通航水流條件優(yōu)于設(shè)計(jì)情況。3、明渠分流由于導(dǎo)流明渠的體型是在不同流量情況下滿足通航條件進(jìn)行設(shè)汁的，明渠進(jìn)出口高程和水而線與大江連接平順，所以過流量大，可以降低 二期上游用堰的高度，分流條件好，可減輕大江截流的難度。明渠分流條 件的好壞，除渠自體型按設(shè)計(jì)要求施工外，明渠進(jìn)出口底坎的挖除也是個(gè) 關(guān)鍵問題，必須滿足設(shè)i|要求。為解決這個(gè)問題，三峽工程提前一個(gè)枯水 期在主用堰外修筑了低水用堰，將明渠進(jìn)口段用干地開挖的方法，提前挖 到設(shè)計(jì)高程，使明渠破堰進(jìn)水時(shí)間提前5個(gè)月，

7、為明渠進(jìn)出口圍堰的水下 拆除贏得了時(shí)間，并保證了用堰拆除質(zhì)量。所以在截流用堰預(yù)進(jìn)占龍口寬 度為280m時(shí).實(shí)現(xiàn)了大江斷航.全部船隊(duì)經(jīng)導(dǎo)流明渠通過，為減少截流 龍口施工干擾創(chuàng)造了條件。1997年M月8日，龍口最終合攏前夕，明渠 過水而積已達(dá)設(shè)汁斷而的813%97. 6%,分流比為9422%,已達(dá)到設(shè)il要求。由于導(dǎo)流明渠分流條件好，為確保大江截流的順利合攏提供 了可靠的條件。4、截流龍口護(hù)底三峽工程大江截流的難點(diǎn)是江水深、流量大，經(jīng)水工模型試驗(yàn),當(dāng)水深大于30 m時(shí)，截浪飲堤堤頭拋料一次不能滾到底，在堤頂下57 m水深處形成堆料陡坡，當(dāng)坡度達(dá)到1 ： 1或更陡時(shí)，就出現(xiàn)堤頭失穩(wěn)坍塌,在10-15

8、 m處拋投料又形成暫時(shí)穩(wěn)定坡，當(dāng)受到擾動(dòng)就形成第二次坍塌,對(duì)錢堤進(jìn)占和施工機(jī)械及人員安全造成威脅0為解決截流水深這個(gè)堆題, 參考國(guó)內(nèi)外施工截流經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合三峽實(shí)際情況，決世采取分期拋料墊底的 施工措施，即沿截流圍堰軸線低于40m的深槽部位寬180 m,順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)140 m的范用進(jìn)行平拋墊底至40m于河床流速小于3m/s,在截流前的一個(gè)枯水期用底開式駁船拋填砂礫料和中小塊石進(jìn)行河床墊底。經(jīng)過 一個(gè)汛期的沖刷，墊底高程無大的變化，汛后又將墊底高程提高到 墊底拋投量達(dá)74萬n?。使龍口水深降至2123 m,這對(duì)保證截流成功起到了重要作用，既可減少截流水深又可減少截流龍口合攏工程量。5、二期用堰預(yù)進(jìn)占

9、三峽工程由于截流水深、流量大，相應(yīng)的用堰工程量也大。為降低截流拋填強(qiáng)度和施工難度，采用分期預(yù)謹(jǐn)占的施工措施，從上下游帀堰 預(yù)謹(jǐn)占到截流飲堤合攏整個(gè)圍堰工程分2個(gè)枯水期拋填完成。1996年汛 后至1997年汛前，上下游圍堰從兩岸同時(shí)預(yù)進(jìn)占到龍口寬度為460 m和 480 rm又同時(shí)進(jìn)行龍口河床墊底至40 m高程,以滿足20年一遇流量72 300 n? / S的渡汛和通航要求，柑應(yīng)流速為34m ,/so 1997年910月，上游截流鍛堤預(yù)進(jìn)占到龍口寬度為130m,卜游用堰龍口寬度202 mo上游截流徴堤預(yù)進(jìn)占拋投量達(dá)1223萬龍口合攏段只剩卜JO. 3萬計(jì)三峽工程二期困堰按百年一遇洪水設(shè)ih設(shè)訃流

10、量為83 700 m3/s,柑應(yīng)最高水位為85m；用二百年一遇洪水保堰，流量為88400 m3 /s,相應(yīng)最高水位為862m。二期上游用堰軸線長(zhǎng)度為1439. 6g 堰 頂高程為885m,最大堰高為825 m。下游圍堰軸線長(zhǎng)度99& 5m,堰頂髙程為81. 5 e最大堰高為73 mo二期圍堰上石方填筑量為1128. 473混凝土防滲墻為9. 6 7J 上工膜7. 67帷幕灌漿11 790 m.奇壓旋噴墻8 570 012。上游圍堰混凝上防滲墻厚1Om,在作用水頭超過50m的部位采用雙排混凝土防滲增，墻中心間距為6 m,墻頂高程 73 g墻頂接土工膜至862m混凝土防滲墻底部進(jìn)行帷幕灌漿。下游圍

11、堰70m高程以下為一排混凝土防滲墻，墻頂接土工膜至79ni進(jìn)制同m 高程，墻底進(jìn)行帷幕灌漿，當(dāng)作用水頭超過50 m時(shí)，在混凝上防滲墻背水側(cè)Im距離設(shè)一排高壓旋噴墻，施工中為趕工期，把下游闈堰混凝土防 滲墻厚度由Im改為 2m取消高壓旋噴墻，縮短了施工時(shí)間。二期土右用堰，除囤堰軸線上下游拋填塊石和石渣棱體外，沿用堰軸 線防滲墻部位拋填風(fēng)化砂。深水中拋填風(fēng)化砂靠自重密實(shí)度低，對(duì)防滲墻 造孔孔壁穩(wěn)定性差，所以在防滲墻軸線上下游4 m范圉內(nèi)采用振沖加密措施，用540 mm碎石充填，最深可加密30 m深，振沖加密后風(fēng)化砂干容重可達(dá)1. 8t /m，三峽二期圍堰，1997年11月8日截流合攏，1998年6

12、月22日上下游防滲墻單墻封閉，基坑開始抽水，8月6日上游用堰第二逍防滲墻 完工，9月12日基坑抽水按訃劃抽干，實(shí)測(cè)最大滲水量為90L/S.低于設(shè) 訃值600L/S的要求.二期帀堰防滲墻施工，用液壓雙輪銃槽機(jī)、鋼絲繩 抓斗、液壓抓斗、多頭長(zhǎng)墻鉆機(jī)、沖擊鉆和沖擊反循環(huán)鉆機(jī)等，這些設(shè)備 對(duì)三峽二期深水I科堰防滲墻的施工適應(yīng)性強(qiáng)，工程質(zhì)量有保證，可靠度高。防滲墻施工中，用先導(dǎo)孔對(duì)用堰拋填料形成架空的部位進(jìn)行投入堵漏料和水泥膨潤(rùn)丄濃砂漿充填，保證防滲墻造孔施工安全，創(chuàng)成墻6 600/月 的施工記錄，確保近10萬m2防滲墻以高質(zhì)量的按期完成任務(wù)。經(jīng)觀測(cè)儀 器測(cè)知，上游圍堰第一道防滲墻最大變位05 914

13、mo但變位曲線平滑,防滲墻最大壓應(yīng)力為2. 73 MPa.最大拉應(yīng)力為0. 045 MPa。均在墻體材料允許范用內(nèi)，滿足設(shè)計(jì)要求。8、三期截流三峽工程三期截流即是用低水上石帀堰封堵導(dǎo)流明渠，江水由22個(gè)導(dǎo)流底孔通過，客、貨船從臨時(shí)船閘通過0由于截流時(shí)段選擇和二期大 江截流同期，仍是11月至12月，截流流量也是按9 000 m/s至12 000訊 /s之間設(shè)計(jì)，但三期截流的分流條件比二期截流條件相差懸殊。導(dǎo)流明渠底寬為350 m,進(jìn)口底高程為50 rm而22個(gè)導(dǎo)流底孔的總寬度也只22X6m = 132m,且底孔進(jìn)口奇程為56m.由這些基本條件比較就可知，三期截流遠(yuǎn)比二期截流困難。截流落差達(dá)5.7

14、9 m.截流總功率為689. 9 MW,是二期截流總功率75 MW的9倍，也是葛洲壩大江截流的45倍，施工堆度柑當(dāng)大。但三峽工程有一流的施工隊(duì)伍和設(shè)備，有在長(zhǎng)江上2次截流 的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（三峽二期截流和葛洲壩大江截流，只要施工設(shè)備和拋投材 料準(zhǔn)備充分，取得三期截流的成功是有把握的，亦可用葛洲壩水庫(kù)進(jìn)行反 調(diào)節(jié)，提高三期截流龍口的淹沒度.以降低明渠截流的難度。9、三期碾壓混凝上用堰三期截流時(shí)，是在明渠進(jìn)出口修筑低水上石囤堰.并在壩軸線以上114 m處修筑一道碾壓混凝土高水堰，與縱向用堰堰內(nèi)段共同攔擋 135m的初期發(fā)電水位。并與三期下游土石圍堰（堰頂高程815m）形成三期基坑，保護(hù)右岸廠房和壩段施工

15、。三期碾壓混凝上圍堰按20年一遇 洪水設(shè)計(jì)，百年一遇洪水保壩。三期碾圧混凝上圍堰軸線長(zhǎng)度572 m.最大堰髙121 m,總混凝土量168萬圍堰頂寬8 rrir迎水而為垂直在7060 m高程以下為1 : 0. 3的斜坡。下游坡為1：075.最大堰底寬度為106 mo堰體碾壓混凝土為3級(jí)配R9o=150抗?jié)B標(biāo)號(hào)為Ss迎水而設(shè)48 m厚的二級(jí)配R為 =200 Ss的富漿混凝土。明渠底板高程58 m. 50 m以下40萬丹混凝土已先期澆筑，待明渠斷流后45個(gè)月內(nèi)，要從50 m、58 m高程澆筑碾壓混凝上至140miS5程0堰體升高達(dá)90m,最大升髙23m /日，最高月澆筑強(qiáng)度達(dá)到39. 8萬n?/月。

16、工期緊、強(qiáng)度高而且是背水一戰(zhàn)。需要有嚴(yán)密的施工組織和詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)訃劃控制，才能完成這一攻堅(jiān)任務(wù)，確保當(dāng) 年6月中旬蓄水，實(shí)現(xiàn)三期用堰擋水發(fā)電目標(biāo)。10、導(dǎo)流底孔渡汛三峽工程布置有23個(gè)泄洪壩段，壩段分縫間距為21 m （大壩最大底寬126 m） 在23個(gè)壩段中共布置67個(gè)?ftt水孔口，即在158 m高程布8 mX 18 m表孔22個(gè)，在90 m高程布置7 mX9 m深孔23孔，在高程56 m布置6mX8m導(dǎo)流底孔22孔。其中除深孔布置在壩段中間外,表孔和導(dǎo)流底孔均為跨壩段布置。導(dǎo)流底孔主要承擔(dān)三期導(dǎo)流和渡汛任務(wù), 英進(jìn)口高程主要是根據(jù)三期截流的分流條件、碾壓混凝上用堰施工進(jìn)度、 初期著水發(fā)電階段的流量調(diào)節(jié)，保證下泄流量滿足通航要求、導(dǎo)流底孔和 深孔聯(lián)合運(yùn)用承擔(dān)囤堰擋水發(fā)電期間的渡汛任務(wù)等條件確定的。三期碾壓 混凝土用堰頂高程140 m,按20年一遇洪水設(shè)ih百年一遇洪水不漫碾壓混凝土用堰頂校核。導(dǎo)流底孔軸線長(zhǎng)度115 m.進(jìn)口髙程56m,出口高程55m 孔口斷而為6mX8m.由于導(dǎo)流底孔實(shí)際是導(dǎo)流泄洪孔，運(yùn)行條件特殊，在壩 軸線下游15. 3 m的孔身設(shè)平板檢修閘門，在壩軸線下游77m處設(shè)弧形工作門，并在底孔進(jìn)出口設(shè)反鉤疊梁檢修閘門，以滿足泄洪和封堵底孔的要 求。由于導(dǎo)流底孔為跨縫布置，發(fā)電渡汛最高水頭可達(dá)80 m,匸作門出口流速達(dá)32m /s的含沙水流，