拉洛水利樞紐高落差截流技術措施

宋 洋，郭俊波，李 彬

（中國人民武裝警察部隊水電第三總隊，610036，成都）

拉洛水利樞紐高落差截流技術措施

宋 洋，郭俊波，李 彬

（中國人民武裝警察部隊水電第三總隊，610036，成都）

截流；高落差；措施；拉洛水利樞紐

截流是水利工程建設中的關鍵項目，截流的成敗對工程建設有舉足輕重的作用。截流中往往會遇到各種技術難題和突發(fā)情況，因此事前預計到各種困難并采取充分的技術措施，是截流成功的重要環(huán)節(jié)。

一、拉洛水利樞紐截流水力學參數(shù)概況

根據(jù)龍口截流計算成果表明，截流流量Q＝45 m3/s時，截流戧堤龍口合龍后，上游水位約為4 268.76 m，龍口最大平均流速為3.73 m/s，龍口最大流速（戧堤軸線水面上）約為5.60 m/s，相應于龍口寬30 m；龍口最大單寬功率68.42（t·m）/（s·m），截流最終總龍口落差為10.71 m。龍口水力學計算成果見表1。計算水力學參數(shù)可以衡量合龍過程中截流難度，以確定相應技術措施。

表1 截流龍口水力特性參數(shù)表(Q=45m3/s）

二、拉洛水利樞紐高落差截流采取的技術措施

1.根據(jù)水力學參數(shù)對拋投料進行詳細分析計算

以截流水力學模型試驗成果為依據(jù)，參考水利水電施工手冊及類似工程施工經(jīng)驗，結(jié)合本工程截流水力學計算成果進行備料。備料場地以滿足運距短、方便截流施工組織與管理、滿足備料容量和防洪要求、不影響現(xiàn)場施工布置為原則進行選擇。同時考慮備料系數(shù)1.3。

2.龍口保護及龍口護底

截流時，為減小水流對河床的沖刷，減小龍口合龍時截流難度，減小龍口及龍口下游側(cè)拋投料流失，對左、右岸堤頭拋投大塊石、預制塊（或鋼筋石籠）形成裹頭保護，并考慮在截流前合適時機 （非龍口進占完成前，流量較小、河床水位較低時），利用挖掘機拋投大粒徑塊石料結(jié)合部分鋼筋石籠，對河床進行保護并適當墊高龍口河床。

龍口河床護底方案是利用河床流量小進行龍口護底的機會，將龍口底高程抬高，將原來一次落差（導流洞分流）改為先由河床抬高的龍口分流（人為增加下游水深，減小落差）、再由導流洞分流，以減小截流難度。

根據(jù)《水利水電工程施工組織設計手冊》中所述：“當河床有深厚的易沖刷的覆蓋層時，為避免沖刷，常在龍口部位平拋護底，護底通常用大塊石……初步設計時，可參照以下經(jīng)驗：護底長度在龍口下游約為最大水深的3～4倍，上游護底長度約為相應水深的2倍，即上下游護底總長度約為最大水深的5～6倍?！苯Y(jié)合龍口布置設計，初步擬定龍口河床護底圍：上游段寬15 m，下游段寬30 m，順水流方向長約28 m，護底高度2 m，護底材料采用直徑1 m左右的大塊石。

3.采用寬戧堤分散龍口落差

由于截流最大落差達到10.71 m，龍口表面最大流速達到5.6 m/s。截流時總落差太大，原設計戧堤頂寬為6 m，加寬戧堤至13 m寬，寬戧堤可以分散龍口落差，同時能增大龍口的沿程阻力，減緩龍口的水力坡降。截流時實測龍口最困難段流速由5.6 m/s降至4.8 m/s。

4.增加拋投強度

增加拋投強度對順利截流有重要作用。2016年9月30日進行戧堤龍口段合龍施工。截流戧堤龍口寬度30 m，當截流流量Q=45m3/h時，設計截流合龍歷時20小時，龍口段總拋投工程量為5 779 m3，經(jīng)計算，平均拋投強度為300 m3/h，考慮不均勻系數(shù)（按1.6考慮）最大拋投強度達480m3/h。而現(xiàn)場條件所能達到的平均最大拋投強度約為800 m3/h，可以滿足拋投強度要求，即在20 h內(nèi)可以實現(xiàn)龍口合龍。

施工中實際拋投強度達1000m3/h，主要采取如下措施增加拋投強度：

①增加投料車道。將堤頭寬度由6 m增加至13m，增加了兩個投料車道。

②合理規(guī)劃交通。對戧堤上、取料場內(nèi)、取料場至戧堤的交通進行合理規(guī)劃并派專人指揮，提高運輸效率。

③復核取料強度。對石渣料、塊石料、特殊料取料場的強度進行復核，并備足設備，滿足拋投強度需要。

④備足運輸車輛。根據(jù)計算，左岸進占所需車數(shù)為12輛，按1.2富裕系數(shù)考慮，左岸進占需要25t自卸汽車共14輛。綜上，按合龍期間最大拋投強度考慮，并充分考慮備用及富裕，需自卸車共計45輛，實際準備了54輛。對于鋼筋石龍、混凝土預制塊的運輸車輛采取預先裝載準備，處于隨時待命狀態(tài)。

5.防堤頭塌滑施工措施

①在條件允許的情況下，盡量采取全斷面整體推進，在采取上挑角進占時，一方面要盡量減少挑出的長度，另一方面要注意跟進補拋。

②采用自卸汽車直接拋填時，控制大型自卸汽車距堤頭不少于2.5 m。采用堤頭集料、推土機趕料回填時，自卸車距堤頭前沿邊線5 m卸料。

③戧堤兩側(cè)邊2.5 m為安全警戒距離，此范圍內(nèi)不允許停放任何機械設備，堤頭指揮人員也不允許在此范圍內(nèi)滯留。

④在堤頭、堤側(cè)以及各危險部位分別設置安全警示牌，堤頭指揮人員穿救生衣，現(xiàn)場準備救生圈，加強專職安全員巡視工作。

6.應急預案

本次截流通過加大備料量、加大設備的強度保證系數(shù)等方法使截流順利進行。但由于截流期間準確預測水情有很大難度，有可能發(fā)生超過戧堤抵御標準的洪水，對戧堤造成一定損壞。在龍口合龍時，由于車流量大，工作強度高，持續(xù)時間長，有可能造成人員或設備險情，特別是其他不可預見的不利截流的因素，如截流實際流量比設計流量偏大，將影響截流的順利進行。故制定以下預案：

（1）超設計流量截流預案

截流合龍，當截流流量持續(xù)居高不下時，采取如下措施保證截流順利進行：

①對已形成的截流戧堤堤頭采用加大裹頭保護范圍，必要時對戧堤頂部也采用大塊石保護，防止超標流量對戧堤的沖蝕。

②堤頭實在難以推進或即使大塊石也難以保護堤頭時，可將準備好的裝滿大塊石、鋼筋石籠的自卸車由推土機直接推入龍口，以保護堤頭，防止堤頭繼續(xù)塌滑。

③根據(jù)水文情況，減緩進占速度，擇機合龍。

（2）截流搶險預案

①成立搶險組織機構(gòu)，確定截流工作組即搶險工作組，發(fā)生險情時組織成立搶險突擊隊。

②派專人巡視，一旦發(fā)生險情應通過電話或?qū)χv機，及時向搶險工作組報告。

③截流過程中，建議開展中長期水情預報工作，加密短期預報頻率。中長期預報至少應有3天預警時間，以便發(fā)生超設計標準洪水時有時間做好預進占戧堤的保護工作（建議視流量的大小，由截流領導小組做出搶險決策），短期預報每3小時通報一次，便于戧堤進占工作的開展。

④截流期間，由業(yè)主將截流時間通報給其他承包商，發(fā)生超標洪水時，在必要的情況下應由截流領導小組做出支援命令。

⑤搶險方式為拋投塊石或鋼筋石籠。

⑥準備好救生艇、救生衣等設備，并在截流期間安排2名醫(yī)護人員常駐現(xiàn)場，以便人員掉入河中時或發(fā)生其他人身傷害事故時能及時救護。

7.截流演習

在戧堤非龍口段進占過程中，選擇適當時機，于計劃截流前一天即2016年9月29日按8小時截流高峰強度模擬組織實戰(zhàn)拋投演習，以檢查機械設備、運輸車輛、道路通行能力、交通指揮、通信聯(lián)絡、施工組織、現(xiàn)場指揮、戧堤進占速度和安全保障措施等能否適應高強度施工要求，并根據(jù)實戰(zhàn)演習暴露的薄弱環(huán)節(jié)，及時采取對策迅速整改，然后再組織演習，直至達到截流所需的施工強度。

三、結(jié) 語

拉洛水利樞紐在截流落差大、缺少水情預報等困難下，為確保截流一次成功，采取對拋投料進行仔細規(guī)劃計算、龍口護底、寬戧截流、增加拋投強度、進行截流演習等措施，由于準備充分，截流圓滿完成。

[1]肖煥雄.施工水力學[M].北京：水利電力出版社，1992.

[2]水利水電施工組織設計手冊[M].北京：中國水利水電出版社，1996.

責任編輯 張瑜洪

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1000-1123（2016）20-0054-02

2016-10-18

宋洋，工程師。