深厚軟基河床截流技術(shù)總結(jié)摘要：在水電工程施工過程中，河床截流是水電工程施工項目的重要里程碑。在不同流域中，截流的特點(diǎn)和難度往往也不一樣，山區(qū)河流由于其覆蓋層淺或存在巨大漂石，盡管流量小，落差大，但拋投的強(qiáng)度低，比較容易截流；平原河流盡管流速小，但由于龍口覆蓋層厚，拋投強(qiáng)度高。本文就長洲水利水紐外江截流施工進(jìn)行總結(jié)，歸納施工過程出現(xiàn)的技術(shù)問題及解決結(jié)果，為類似工程提供借鑒。關(guān)鍵詞：深厚軟基河床截流廣西長洲水利樞紐工程位于西江水系干流潯江下游河段，其壩址座落在梧州市上游12Km處的長洲島端部。樞紐壩軸線跨兩島（長洲島、泗化洲島）三江（外江、中江、內(nèi)江）。本工程屬低水頭徑流式水利樞紐,本工程截流主要為外江河床截流，施工期由中江天然河床通航，中江、內(nèi)江天然河道導(dǎo)流。一、工程水文氣象及地質(zhì)條件1.1、工程水文氣象1.1.1、壩址天然流量～水位關(guān)系表頻率（％）102050流量（m3/s）4070034500281004200水位25.723.821.68.01.1.2、不同頻率各旬平均流量不同頻率各旬平均流量表頻率（％）11月12月1月上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬10602054604420388029402540272023702160204850428036803140247021602210197018201.2、工程地質(zhì)根據(jù)設(shè)計地質(zhì)資料和截流后開挖揭露的地質(zhì)狀況，龍口段河床地面高程為3.7m~8.8m，上覆全新統(tǒng)河流沖擊層厚度為2.95m~15.0m，主要為泥質(zhì)粉細(xì)砂eq\o\ac(○,2)、泥質(zhì)砂礫石eq\o\ac(○,13)。龍口左側(cè)的泗化洲島地面高程為22.5m，全新統(tǒng)河流沖擊層厚度23.6m~27.0m，自上而下有5層：粉質(zhì)粘土eq\o\ac(○,5)、粉土eq\o\ac(○,6)、粉質(zhì)粘土eq\o\ac(○,10)－1、粉土eq\o\ac(○,11)、泥質(zhì)砂礫石eq\o\ac(○,13)。二、外江導(dǎo)截流設(shè)計2.1、外江導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)：長洲水利樞紐屬一等工程，按照圍堰的使用年限及工程規(guī)模等，相應(yīng)施工導(dǎo)流建筑物應(yīng)為Ⅳ級。一期導(dǎo)流建筑物主要有一期外江全年不過水土石圍堰（包括上、下游及泗化洲島縱向圍堰），一期圍堰布置見附圖。其導(dǎo)流設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)如下：外江導(dǎo)流建筑物設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)流建筑物導(dǎo)流時段導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)P(%)流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）上游土石圍堰全年104070026.33下游土石圍堰25.61縱向土石圍堰26.3325.612.2、外江截流標(biāo)準(zhǔn)及工程量根據(jù)壩址水文資料和施工進(jìn)度安排，截流標(biāo)準(zhǔn)選用p=20%，Q＝4850m3根據(jù)《水電水利工程施工導(dǎo)流設(shè)計導(dǎo)則》（DL/T5114-2000）中有關(guān)規(guī)定及本工程特點(diǎn)，本工程設(shè)計一期外江截流采用下游戧堤預(yù)留龍口，上、下游雙戧立堵截流方式。上游戧堤全長460.0m，龍口長度150m（Ⅰ區(qū):90m、Ⅱ區(qū)：40m、Ⅲ區(qū)：20m）(龍口布置見附圖)。長州水利樞紐外江第一次截流設(shè)計方案為：從右至左單向進(jìn)占，龍口位于左岸泗化洲島河灘處。龍口設(shè)計寬度為120m（分三區(qū)進(jìn)行），龍口左側(cè)僅設(shè)計單層鋼筋石籠護(hù)坡，厚度僅為1.2m，護(hù)坡范圍為戧堤軸線上下游各20m，高程為EL5.0—EL8.0，龍口戧堤頂寬為20m。在實(shí)施過程中，上游戧堤開始進(jìn)占非常順利，僅用5天進(jìn)占420m。但在進(jìn)入龍口三區(qū)階段時，左岸護(hù)坡被水流切割沖刷破壞，由于截流前有關(guān)各方對截流備用料物的數(shù)量和質(zhì)量重視不夠，當(dāng)進(jìn)占到龍口三區(qū)時已無大塊石（圍堰工程為單價合同，業(yè)主從經(jīng)濟(jì)角度考慮，未同意準(zhǔn)備砼特殊料物），左岸護(hù)坡不能有效保護(hù)，被水流全部沖毀，截流進(jìn)占被迫中斷。在經(jīng)過各方仔細(xì)研究分析截流失敗的原因后，外江截流方案重新被修正，在改變左岸護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式、增加護(hù)坡范圍和加強(qiáng)截流特殊料物的準(zhǔn)備的情況下，進(jìn)行外江第二次截流，截流工程順利快速實(shí)施。本次截流龍口水利特性參數(shù)見附圖。三、經(jīng)驗總結(jié)3.1截流備料的質(zhì)量和數(shù)量是截流成敗的重要因素。2004年9月13～14日，工程局主持召開了外江截流技術(shù)專家會議，與會專家一致同意采用龍口不護(hù)底方案，需準(zhǔn)備一定數(shù)量的砼四面體或榪槎體等特殊料物供截流使用。在實(shí)際施工時由于有關(guān)單位所備料物質(zhì)量很差，塊石料物風(fēng)化嚴(yán)重，含泥量超標(biāo)，強(qiáng)度低，存在水解現(xiàn)象；并且料物未按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)分類堆放，特別大石含量極少，易造成料物沖失量增大；另一方面，第一次截流料物嚴(yán)重不足，特別是特殊料物，截流龍口僅計劃140個鋼筋石籠。截流時平均流量為3140m3/s（P=20%），雖然實(shí)際截流流量遠(yuǎn)小于設(shè)計流量，但仍然是國內(nèi)水電站截流中較大的項目，并且河床地的質(zhì)情況也決定了截流難度較大，必須備用大量的特殊料物。但在截流準(zhǔn)備工作中有關(guān)方面未予以重視，合理建議未被采納，在左岸征地未提前解決情況下開始截流施工。料物的質(zhì)量和數(shù)量無法滿足各項設(shè)計指標(biāo)是導(dǎo)致第一次截流失敗的主要原因在第二次截流方案中，增加的截流材料有：eq\o\ac(○,1)四面體，90個；eq\o\ac(○,2)鋼筋石籠，700個；eq\o\ac(○,3)塊石串，500m3；eq\o\ac(○,4)塊石：5.0萬m3(粒徑大于0.6m)。由上可知，第二次截流時不僅保證了左岸交通，同時各項特殊料物備料量明顯增大。第二次截流中特殊料物的起到了非常重要的作用。3.2龍口段左側(cè)護(hù)坡長度、高度不足，壅水切割護(hù)坡，護(hù)坡失穩(wěn)導(dǎo)致邊坡跨塌，是導(dǎo)致截流失敗的重要技術(shù)原因。根據(jù)龍口區(qū)域水力特性，由于河床被束窄，水流出現(xiàn)：壅水段、束窄段、擴(kuò)散段和恢復(fù)段四個明顯現(xiàn)象。壅水段位于圍堰上游坡腳以上一定距離，該距離隨龍口的寬度縮小而變短，該段流速較小，將部分動能轉(zhuǎn)化為勢能儲存，壅水段比較明顯的位置是在與戧堤中心線的夾角а∈(300,750)；束窄段從壅水區(qū)的末段開始直至龍口最大收縮斷面處，稱為束窄段。該段流速最大，極易沖刷圍堰、河床和岸坡，在圍堰坡腳、岸坡連接段附近產(chǎn)生回流區(qū)、和渦流區(qū)，該部位是保護(hù)關(guān)鍵區(qū)域。第一次的設(shè)計截流方案中龍口左岸護(hù)坡寬度為戧堤上下各游20m的范圍（總計40m），高度僅為3m（EL5.0~8.0）。在截流進(jìn)占過程中，由于護(hù)坡上游長度未深入壅水段，導(dǎo)致水流繞過護(hù)坡鋼筋籠背后淘刷岸坡，使護(hù)坡結(jié)構(gòu)逐漸削弱形成孤島，基礎(chǔ)跨塌全部被沖刷。另一方面，由于護(hù)坡高度不足，在龍口推進(jìn)時，水流將覆蓋層全部沖刷，直至基巖，護(hù)坡下沉