芻議減少截流難度的措施

姜 靈，金澤龍

(五常市水務(wù)局，黑龍江五常150200)

截流就是在擋水建筑物接近完工時(shí)，以進(jìn)占方式自兩岸或一岸建筑戧堤(作為圍堰的一部分)形成龍口，并將龍口防護(hù)起來，待泄水建筑物完工以后，在有利時(shí)機(jī)，全力以最短時(shí)間將龍口堵住，截?cái)嗪恿?。截流是整個(gè)水利工程施工的重要關(guān)鍵，它的成敗直接影響工程進(jìn)度。

1 截流難度指標(biāo)的分析

對(duì)于截流，一般常以流量Q、落差Z、流速υ、單寬流量q和單寬水流能量N作為截流的難度指標(biāo)。

Q值大小，不僅直接決定截流工程的規(guī)模，而且直接決定龍口的水力條件對(duì)堆石潛堤穩(wěn)定有明顯影響。所以當(dāng)泄水條件相同時(shí)流量越大，截流越困難。決定堆石溢流潛堤上石塊穩(wěn)定的主要水力指標(biāo)是流速υ，υ越大所需石塊尺寸越大。對(duì)于自由式溢流，不能單用潛堤頂部流速來作為衡量難度的指標(biāo)。落差z對(duì)淹沒式溢流決定了潛堤頂部流速的大小。對(duì)自由式溢流，密集斷面截流時(shí)，溢流面下游段最大流速(除考慮局部能量損耗)仍可以認(rèn)為與上下游落差有關(guān)。但是在自由式溢流擴(kuò)展斷面截流時(shí)，下游溢流面的流速主要決定于堆石的穩(wěn)定坡度，也就是取決于石塊尺寸的大小，而落差卻轉(zhuǎn)化為與擴(kuò)展的坡面長(zhǎng)度有密切的關(guān)系。我們認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)具體水流特性和潛堤穩(wěn)定條件來決定衡量堵口難度的指標(biāo)，即在淹沒溢流時(shí)，以潛堤頂部流速υ為衡量難度指標(biāo)。在自由溢流時(shí)，以潛堤斷面的擴(kuò)展指標(biāo)p=q4/3(z－z0)為難度指標(biāo)。

2 減少截流難度的措施

2.1 加大分流量，改善分流條件

1)合理確定導(dǎo)流建筑物尺寸，斷面形式和底高程。

2)重視泄水建筑物上下游引渠開挖和上下游圍堰拆除的質(zhì)量是改善分流條件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。工程實(shí)踐證明，由于水下開挖的困難，常使上下游引渠尺寸不足，或是殘留圍堰的壅水作用，使截流落差大大增加，工作遇到不少困難。

3)在永久泄水建筑物尺寸不足的情況下，可以專門修建截流分水閘或其他型式泄水道幫助分流，待截流完成以后，借助于閘門封堵泄水閘，最后完成截流任務(wù)。

2.2 改善龍口水力條件

在截流施工中，落差在3 m以內(nèi)，一般問題不大。當(dāng)落差4 m以上用單戧堤截流，大多是在流量較小的情況下完成的;如果流量很大，采用單戧堤截流難度就大了，所以多數(shù)工程采用雙戧堤、三戧堤或?qū)拺甑虂矸稚⒙洳罡纳讫埧谒l件完成截流任務(wù)。

2.2.1 雙戧堤截流

采用上下游二道戧堤，同時(shí)進(jìn)行截流，以分散落差。雙戧堤截流，若上戧用立堵，下戧用平堵，總落差不能由雙戧堤均攤，且來自上戧龍口的集中水流還可能將下戧已建成部分潛堤沖垮，故不宜采用。若上戧平堵，下戧用立堵，或上、下戧都用平堵，雖然落差可以均攤，但施工組織復(fù)雜，尤其雙戧線架橋，造價(jià)高，且易受航運(yùn)、水文(如水流)、場(chǎng)地布置等條件限制，故除可沖刷土基河床外，一般不宜采用。從工程實(shí)踐來看，雙戧截流以采用上下戧都立堵較為普遍，落差均攤?cè)菀卓刂?，施工方便，也較經(jīng)濟(jì)。常見的進(jìn)占方式有上下戧輪換進(jìn)占、雙戧固定進(jìn)占和以上兩種進(jìn)占方式混合使用。也有以上戧進(jìn)占為主，由下戧配合進(jìn)占一定距離，局部壅高上戧下游水位，減少上戧進(jìn)占的龍口落差和流速。在可沖刷地基上采用立堵法截流，為了不使過分沖刷地基，也有在落差不太大時(shí)采用雙戧進(jìn)占截流的。

2.2.2 三戧截流

三戧截流所考慮的問題基本上和雙戧堤截流是一樣的，只是程度不同。由于有第三戧堤分擔(dān)落差，所以可以在更大的落差下用來完成截流任務(wù)。第三戧任務(wù)可以是輔戧，也可以是主戧。

2.2.3 寬戧截流

增大戧堤寬度，工程量也大為增加，和上述擴(kuò)展斷面一樣可以分散水流落差，從而改善龍口水流條件。但是進(jìn)占前線寬，要求投拋強(qiáng)度大，所以只有當(dāng)戧堤可以作為壩體(土石壩)的一部分時(shí)，才宜采用，否則用料太多，過于浪費(fèi)。

除了用雙戧、三戧、寬戧來改善龍口的水流條件以外，在立堵進(jìn)占中還應(yīng)注意采用不同的進(jìn)占方式來改善進(jìn)占拋石面上的流態(tài)。立堵施工中多采用上挑角進(jìn)占方式。這種進(jìn)占方式水流為大塊料所形成的上挑角挑離進(jìn)占面，使得有可能用較小塊料在進(jìn)占面投拋進(jìn)占。

2.3 增大投拋料的穩(wěn)定性，減少塊料流失

主要措施有采用葡萄串石、大型構(gòu)架和異型人式投拋體;或投拋鋼構(gòu)架和比重大的礦石為骨料做成的混凝土塊體等來提高投拋體的本身穩(wěn)定;也有在龍口下游平行于戧堤軸線設(shè)置一排攔石坎來保證投拋料的穩(wěn)定防止塊料的流失。攔石坎可以是特大的塊石、人工塊體、或是伸到基礎(chǔ)中的攔石樁。

2.4 加大截流施工強(qiáng)度，加速施工速度

施工速度加快，一方面可以增大上游河床的攔蓄，從而減少龍口的流量和落差，起到降低截流難度的作用;另一方面，可以減少投拋料的流失。這就是可能采用較小塊料來完成截流的任務(wù)。

［1］水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局.GB50179－93河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，1993.