三峡工程的施工导流方案文档

1、三峡工程的施工导流方案在江河上修建水利水电工程，施工导流是工程施工必须研究的重大技 术问题之一。由于受江河来水周期性控制，工程施工进度往往是和洪水赛 跑。又由于施工导流建筑物属于大型临时工程，在工期紧、任务重的情况 下，往往采用施工技术超前、大胆、灵活多变的处理方案，在实践中取得 了丰富的施工方法和经验。三峡工程也不例外，在施工导流各阶段都遇到 不少技术难题，但都得到妥善的解决，为水电工程施工做岀了新的贡献。l、一期围堰施工一期土石用堰布置经过中堡岛左侧，束窄河床3。,轴线长度2502.36m,堰顶高程为8o m,围堰高度为3。4。m,渡汛标准P = 5%, Q=72 3。丹/ s,渡汛水位为

2、 783口上石方填筑工程量为32& 5万口片开挖29. 9 万丹，混凝土防渗墙49万帷幕灌浆o. 41万，上工膜492 万m2,旋喷墙0. 45万丹，1993年io月24日开工，丄994年6月完成施 工任务。该工程技术难点是，工期紧、强度高、施工技术复杂，为保证在 一个枯水期内完成一期用堰工程施工，除加大囤堰施工抛填设备外，还在 用堰轴线的7om平台布巻钻机打先导孔，探知用堰轴线的地质变化情况。根据探测资料研究和修改用堰防渗结构型式，选用和加大施工设备 的投入，以适应变化了的设计方案。在砂砾石覆盖层内含有o. 52. 5m 的花岗岩风化块球体的地段，坚硬块球体除对冲击钻施工带来困难外，

3、还 容易把块球体误认为是基岩，既影响施工进度，也影响质量。在这种地段, 就改用混凝上防渗墙下接双排高压旋喷墙，既加快了进度，又保证了质量。 在堰基强风化岩层较厚地段、岩脉和断层带的强透水层地段，就改为混凝 上防渗墙下接磨细水泥灌浆的施工方案，同样加快了施工进度，满足了设 计要求。由于所采取的施工措施得力，技术可靠，使一期由堰按预左工期完成 了任务，满足了渡汛要求。围堰防渗体系的总渗水量在85115m3 / h之 间，满足了明渠干地施工的要求。所以，一期用堰防渗形式有3种：混凝上防渗墙顶接上工膜；防 渗墙顶接土工膜，墙下接双排旋喷墙：防渗墙顶接上工膜，墙下接磨细 水泥灌浆。根据实际地质条件，灵活

4、的变更处理方案，为水电工程施工提 供了成功的经验。2、明渠通航长江是黄金水道，三峡工程建设必须解决施工期通航问题。经多方研 究，根据三峡坝址地形和水文特性，制泄了三期通航的导流方案：即一期 导流为大江通航；二期为明渠加临时船闸通航；三期为永久船闸通航。临 时船闸和永久船闸都是按船队通航要求设讣的过船建筑物，但明渠是以过 水为目标兼顾过船的建筑物，所以体型和水力学条件要求高。当来水m/ s以下，可通过长航船队；当来水流量超过2°ooom3/s时，所有船队从临 时船闸通过：当来水流量超过450。口=/5时，实行长江断航，与天然河 道通航情况无太大区别。为满足通航和导流要求，导流明渠设计成

5、新月状，伏卧在长江右岸， 明渠轴线长度3 95° m»苴中上游引航道长1050 m,渠身长1700 m,下游 引航道长i2ooma明渠设计成复式断而，最小底宽为350 m,右侧渠底宽 loom的底髙程为85 m,左侧渠底宽250 m的渠底奇程，从上引航道到下 航道沿流程分5级，即上引航道底髙程为59、58m、渠身段为50m、 45m出口段为于三峡坝址处在葛洲坝水库回水区，根据渠身变化 渠底高程也有所变化，使明渠水面线保持为均匀坡降，以满足通航要求。经过几年的运行，导流明渠实际通航情况为，来水流量在丄。25 ooo m3 / s时，各类船队均能通过明渠，随着来水疑的增大，船舶

6、有所减 少，当Q=3o 000 m3/s时，只有大型客、货轮通过明渠，且下水多上水 少：当Q=35 ooo mVs时，水翼船仍可通过。实践证明，明渠实际通航 水流条件优于设计情况。3、明渠分流由于导流明渠的体型是在不同流量情况下满足通航条件进行设讣的， 明渠进出口髙程和水而线与大江连接平顺，所以过流量大，可以降低二期 上游用堰的高度，分流条件好，可减轻大江截流的难度。明渠分流条件的 好坏，除渠身体型按设计要求施工外，明渠进岀口底坎的挖除也是个关键 问题，必须满足设计要求。为解决这个问题，三峡工程提前一个枯水期在 主围堰外修筑了低水用堰，将明渠进口段用干地开挖的方法，提前挖到设 计高程，使明渠破

7、堰进水时间提前5个月，为明渠进出口帀堰的水下拆除 贏得了时间，并保证了用堰拆除质量。所以在截流用堰预进占龙口宽度为 28om时，实现了大江断航，全部船队经导流明渠通过，为减少截流龙口 施工干扰创造了条件。1997年口月8日，龙口最终合拢前夕，明渠过水 面积已达设计断而的81. 3%976%,分流比为9422%,已达到设计 要求。由于导流明渠分流条件好，为确保大江截流的顺利合拢提供了可靠 的条件。4、截流龙口护底三峡工程大江截流的难点是江水深、流量大，经水工模型试验，当水 深大于3om时，截浪儀堤堤头抛料一次不能滚到底，在堤顶下57水 深处形成堆料陡坡，当坡度达到1： 1或更陡时，就出现堤头失稳

8、坍塌，在 1。巧m处抛投料又形成暂时稳左坡，当受到扰动就形成第二次坍塌，对 儀堤进占和施工机械及人员安全造成威胁。为解决截流水深这个难题，参 考国内外施工截流经验，结合三峡实际情况，决泄采取分期抛料垫底的施 工措施，即沿截流羽堰轴线低于的深槽部位宽18。m,顺水流方向 长坏。m的范用进行平抛垫底至于河床流速小于3 m / s，在截流前 的一个枯水期用底开式驳船抛填砂砾料和中小块石进行河床垫底。经过一 个汛期的冲刷，垫底髙程无大的变化，汛后又将垫底髙程提高到45垫 底抛投量达74万m3。使龙口水深降至2123 m,这对保证截流成功起到 了重要作用，既可减少截流水深又可减少截流龙口合拢工程量。5、

9、二期帀堰预进占三峡工程由于截流水深、流量大，相应的弗1堰工程量也大。为降低截 流抛填强度和施工难度，采用分期预进占的施工措施，从上下游围堰预进 占到截流锻堤合拢，整个国堰工程分2个枯水期抛填完成。1996年汛后至 1997年汛前，上下游用堰从两岸同时预进占到龙口宽度为46。m和480 m, 又同时进行龙口河床垫底至4。m髙程，以满足20年一遇流量72 300 m3 /s的渡汛和通航要求，相应流速为34m/so 1997年91。月，上游截 流俄堤预进占到龙口宽度为130 m,下游囤堰龙口宽度202 m上游截流儀 堤预进占抛投量达122. 3万m3,龙口合拢段只剩下203万丹的抛投量, 这说明截流

10、俄堤分期预进占的措施，给削减龙口合拢工程量、降低截流难 度起到关键的作用。6、截流合拢由于葛洲坝水利枢纽的兴建，使三峡坝址水位抬高2227m,致使三 峡大江截流水深达6om.但事物总是有两而性，由于葛洲坝水库水位壅髙, 尽管三峡工程截流流量达ii6oo m3/s,但截流龙口落差只有0. 66 m,又 由于龙口落差小，相应的流速也只有42m/s,这样就减少了三峡工程 截流的难度。1997年汛后截流儀堤继续进占，从9月】2日至io月23日 形成】3。m宽的龙口，实测龙口流速33m / s»落差o. 28 m。又从10 月26日开始分2个阶段进行合拢进占，第一阶段为10月26日至10月 2

11、7日，使龙口缩窄至4。m暂停进占，实测流11600 m3 / s,龙口最大流 速422m/s,落差o. 66m0第二阶段从月8日上午9时，中央领导 宣布截流合拢开始至11月8日下午3点3。分，历时6. 5h，截流俄堤合 拢成功。实测长江来水流虽:为8 480m3 / s»龙口流速2. 6 m / So三峡工程截流钱堤顶宽3om,施工中可3辆大型自卸汽车并排同时抛 料，单俄堤进占的小时抛投强度可达。.3万皿3以上。据统计上下游儀堤 和用堰进占最大日抛填量达丄94万口彳，小时抛投强度7】万，共 用施工设备为20771大型自卸汽车3。多辆，大型挖掘机6。多台，大马 力推上机29台。由于有以

12、上施工措施和有利因素，使三峡工程大江截流 合拢顺利完成。7、二期围堰施工三峡工程二期围堰按百年一遇洪水设计，设计流量为83 7oo m3 / s, 相应最高水位为85m：用二百年一遇洪水保堰，流量为88 4。0 m3/s, 相应最髙水位为86.2m。二期上游用堰轴线长度为“39 6 m,堰顶高 程为88. 5m,最大堰髙为82. 5口。下游围堰轴线长度998. 5口，堰顶 高程为81. 5m,最大堰髙为73 m.二期用堰上石方填筑量为112& 4万 rrP,混凝上防渗墙为/ 6万m3,上工膜7. 67万rrP,帷幕灌浆1179° 髙压旋喷墙8 57。口2。上游用堰混凝上防渗墙

13、厚1. om,在作用水头超过 5。m的部位采用双排混凝上防渗墙，墙中心间距为6 m,墙顶高程73 口， 墙顶接上工膜至86.2m混凝上防渗墙底部进行帷幕灌浆。下游用堰貯 7om髙程以下为一排混凝上防渗墙，墙顶接土工膜至厂:口进制同m髙程，墙底进行帷幕灌浆，当作用水头超过5。口时，在混凝上防渗墙背 水侧im距离设一排高压旋喷墙，施工中为赶工期，把下游围堰混凝上防 渗墙厚度由im改为2m,取消髙压族喷墙，缩短了施工时间。二期丄石国堰，除用堰轴线上下游抛填块石和石渣棱体外，沿围堰轴线防 渗墙部位抛填风化砂。深水中抛填风化砂靠自重密实度低，对防渗墙造孔 孔壁稳N性差，所以在防渗墙轴线上下游4口范帀内采

14、用振冲加密措施， 用54。mm碎右充填，最深可加密3。m深，振冲加密后风化砂容重可 达 n. 8t / m3三峡二期围堰，1997年1】月8日截流合拢，1998年6月22日上下游 防渗墙单墙封闭，基坑开始抽水，8月6日上游围堰第二道防渗墙完工，9 月12日基坑抽水按计划抽干，实测最大渗水量为”L/s,低于设计值6oo L/s的要求。二期由堰防渗墙施工，用液压双轮铳槽机、钢丝绳抓斗、液 压抓斗、多头长墙钻机、冲击钻和冲击反循环钻机等，这些设备对三峡二 期深水用堰防渗墙的施工适应性强，工程质量有保证，可靠度髙。防渗墙 施工中，用先导孔对用堰抛填料形成架空的部位进行投入堵漏料和水泥膨 润丄浓砂浆充填

15、，保证防渗墙造孔施工安全，创成墙6 6oom2/月的施工 记录，确保近io万防渗墙以髙质量的按期完成任务。经观测仪器测知, 上游用堰第一道防渗墙最大变位o. 5 914m.但变位曲线平滑，防渗墙最 大压应力为2. 73 MPa最大拉应力为o. 045MPau均在墙体材料允许范 囤内，满足设计要求。8、三期截流三峡工程三期截流即是用低水上石囤堰封堵导流明渠，江水由22个 导流底孔通过，客、货船从临时船闸通过。由于截流时段选择和二期大江 截流同期，仍是口月至12月，截流流量也是按9 000 mVs至12。m3 /s之间设计，但三期截流的分流条件比二期截流条件相差悬殊。导流明 渠底宽为350 m,进

16、口底高程为50 m,而22个导流底孔的总宽度也只22 X6m = i32m,且底孔进口髙程为56m。由这些基本条件比较就可知，三 期截流远比二期截流困难。截流落差达5- 79 m,截流总功率为689. 9 MW, 是二期截流总功率75 MW的9倍，也是葛洲坝大江截流的45倍，施工 难度相当大。但三峡工程有一流的施工队伍和设备，有在长江上2次截流 的实践经验（三峡二期截流和葛洲坝大江截流），只要施工设备和抛投材 料准备充分，取得三期截流的成功是有把握的，亦可用葛洲坝水库进行反 调节，提髙三期截流龙口的淹没度，以降低明渠截流的难度。9、三期碾压混凝上围堰三期截流时，是在明渠进岀口修筑低水土石用堰，

17、并在坝轴线以上114 m处修筑一道碾压混凝丄髙水国堰,与纵向用堰堰内段共同拦挡135m的 初期发电水位。并与三期下游上石国堰（堰顶髙程81. 5m）形成三期基 坑，保护右岸厂房和坝段施工。三期碾压混凝上囤堰按2。年一遇洪水设 计，百年一遇洪水保坝。三期碾压混凝土围堰轴线长度572 m,最大堰高121m,总混凝上量 168万m?。用堰顶宽8 m,迎水面为垂直，在7。6o m髙程以卜为1 : o. 3 的斜坡。下游坡为1： o. 75,最大堰底宽度为io6 mo堰体碾压混凝丄为 3级配R9O = 15O，抗渗标号为S4,迎水而设48m厚的二级配Rgo=200 9的富浆混凝上。明渠底板髙程58m.

18、5。m以下4。万H混凝上已先 期浇筑，待明渠断流后45个月内，要从50 m. 58 m高程浇筑碾压混凝 上至14。m高程。堰体升高达9。m,最大升髙23 m /日，最高月浇筑强 度达到398万m3/月。工期紧、强度高而且是背水一战。需要有严密的 施工组织和详细的网络汁划控制，才能完成这一攻坚任务，确保当年6月 中旬蓄水，实现三期围堰挡水发电目标。1。、导流底孔渡汛三峡工程布這有23个泄洪坝段，坝段分缝间距为2im （大坝最大底 宽126 m）,在23个坝段中共布置67个泄水孔口，即在巧8 m高程布苣8 mX 18 m表孔22个，在9。m髙程布巻7m9 m深孔23孑L,在高程56 m 布6mX8m导流底孔22孔。英中除深孔布置在坝段中间外，表孔和导 流底孔均为跨坝段布宜。导流底孔主要承担三期导流和渡汛任务，其进口 髙程