论围堰戗堤进占技术与安全措施

2016-08-08李智书

大科技 2016年7期

关键词：石渣龙口投料

李智书

（中国葛洲坝集团三峡建设工程公司湖北宜昌 443002）

论围堰戗堤进占技术与安全措施

李智书

（中国葛洲坝集团三峡建设工程公司湖北宜昌 443002）

围堰工程施工的关键在于截流戗堤的合龙。在较宽的大江大河及流速较大的河流中，戗堤的进占技术及安全性是整个围堰截流施工的核心和难点。通过以往大江大河截流经验不断的积累，如今对截流戗堤的进占、合龙形成了一套成熟有效的施工技术及安全防范措施。

截流；戗堤；合龙；安全措施

1 水利水电工程截流戗堤的特点

河道截流是大中型水利水电工程施工中的一个重要环节。截流的成败直接关系到工程的进度和造价，设计方案必须稳妥可靠，保证截流成功。

戗堤是水利水电工程截流施工中，采用进占方式向流水中抛投混凝土预制块、就地取材的填筑料形成的横跨江河的透水堰体。由于戗堤具有机械化强度高、取材便利的特点，非常有利于在短时间内贯通江河两岸，形成有利的施工通道，因此水利水电工程围堰施工一般都是在戗堤的基础上进行的。戗堤在合龙时，由于龙口单宽流量大、流速高，场地狭窄，因此戗堤端部在合龙时易被冲刷毁坏，合龙前需对戗堤端部进行防冲加固处理。戗堤按照进占方式的不同分为：采用立堵进占由一端向另一端进占的单戗堤；和从上、下游同时立堵进占的双戗堤、多戗堤；还有采用平堵方式均匀布料一次形成拦断江河的全断面戗堤等型式。

2 截流抛投材料选择原则

（1）预进占段填料尽可能利用开挖渣料和当地天然料。

（2）龙口段抛投的大块石、石串或混凝土四面体等人工制备材料数量应慎重研究确定。

（3）截流备料总量应根据截流料物堆存、运输条件、可能流失量及戗堤沉陷等因素综合分析，并留适当备用量。

（4）戗堤抛投物应具有较强的透水能力，且易于起吊运输。

3 截流戗堤施工主要技术

投抛块料截流是目前国内外最常用的截流方法，适用于各种情况，特别适用于大流量、大落差的河道上的截流。戗堤非龙口段进占抛投材料，一般用石渣料全断面抛投施工。进占过程中，随着河道的变窄，水流加速，如发现堤头抛投材料有流失现象，应该先在堤头进占前沿的上游挑角先抛投一部分大块石，形成保护作用，使堤头水流在下游侧形成回流缓流区，再将中小石及石渣抛填在戗堤轴线的下游侧。截流抛投材料规格及备料数量须满足设计要求，并留有一定的富余。在进占过程中，抛投料出水面后，及时采用石渣加高，戗堤顶用碎石进行铺筑施工，形成临时施工路面，并安排专人养护，确保截流施工道路满足施工车辆通行要求。抛投进占过程中，视堤头边坡稳定情况，自卸汽车将特大块石、大块石尽量直接抛入水中，堤头稳定度不够时，将大石、特大石卸在堤头前沿，并用大马力推土机推入水中。戗堤截流示意图如图1所示。

4 防堤头塌滑与安全进占措施

堤头塌滑是在施工过程中经常出现的现象，其带来的危害和安全隐患也是巨大的，因此必须高度重视。根据以往施工经验，从塌滑的现象看，堤头塌滑具有时间短、无规律、频率高、突发性等特性。根据以往截流的实际情况分析，引起坍塌的主要原因有：①河床基面平整光滑，摩擦力小，比较容易造成抛投料的流失。②抛填区域水深，进占抛投料沿坡面不能一次滚落至坡脚，随着后继填料不断堆压，当堆压要一定程度时，超过边坡稳定极限，在外力的扰动下，即发生群体下滑滚动造成塌滑。③当进占到一定程度，河道收窄导致流速过大，部分抛投材料在水流冲刷下流失，如流失量过大，底脚被掏空，就会引起边坡失稳，发生塌滑现象。④抛投料的均匀程度也是引起塌滑的原因之一，连续级配的填料可减小水下的架空现象，对堤头稳定有利，如果架空严重，随着抛投材料的增加，架空的块体会突然失稳，造成坍落，从而引起局部的塌滑。⑤细粒含量较大的石渣混合料，浸水自重压实后其孔隙率降低，发生“沉陷”而产生局部塌滑。

图1 戗堤截流布置示意图

为了避免滑塌造成安全事故，造成生命和财产损失，在塌滑多发段，通过提前预判来保证截流工作的安全进行。判断抛投料的稳定性十分重要，从以下几个方面进行判断：①从堤头纵向边坡的坡比变化判断抛投料的稳定性。堤头纵向坡度在正常无流失的情况下约为1∶1.3～1∶1.5左右，当纵向坡比逐渐变陡达到1∶1或更陡时，将有可能发生坍塌。②从水流形态变化判断抛投料的稳定性。采用上挑角进占，抛投料在水中稳定和被水流冲走流失，形成的水流形态是不一样的。稳定时会形成回流，跌水现象比较明显。当跌水现象不明显且顺水流由上而下移动，则说明抛投的块体正被急流冲走。③从进占速度判断抛投料的稳定性。按戗堤的实际断面计算，每进占1m，达到设计抛投量，堤头向前延伸的距离比较小或没有向前延伸，可说明抛投料在急速流失，继续冲刷可能造成坡头失稳。④从堤头的状态判断堤头稳定性。当堤头附近出现裂缝，并且不断扩大甚至堤头出现沉陷，说明下部抛投料在不断流失，应及时改变抛投方式。

截流前，必须保证设备的数量能够满足填筑强度，所有投入的各种大型机械设备（自卸汽车、挖掘机、装载机、推土机、吊车等）必须检修、保养，以保证设备的性能完好，操作人员必须经过培训后持证上岗。对抛投同一种材料的汽车作上相同标记，并分队编号，以便于指挥。一个车队的车辆尽量装运固定料场的抛投料。水文观测设备齐全，观测手段落实，观测条件可靠，尤其是龙口段截流进占过程中水文测验资料须及整理分析，以便于根据龙口水力学指标调整抛投材料，确保截流龙口合龙成功。

在条件允许的情况下，尽量采取全断面整体推进，在采取上挑角进占时，一方面要尽量减少挑出的长度，另一方面要注意跟紧补抛。采用自卸汽车直接抛填时，控制自卸汽车距堤头不少于2.5m卸料；采用堤头集料，推土机赶料填筑时，自卸车距堤头前沿边线6～8m卸料。戗堤侧边2.5m为安全警戒距离，此范围内不允许停放任何机械设备，堤头指挥人员也不允许在此范围内滞留。在堤头、堤侧以及各危险部位分别设置安全警示牌，堤头指挥人员穿救生衣，现场准备救生圈，加强专职安全员巡视工作。