工程资料深厚软基河床截流技术总结

深厚软基河床截流技术总结摘要：在水电工程施工过程中，河床截流是水电工程施工项目的重要里程碑。在不同流域中，截流的特点和难度往往也不一样，山区河流由于其覆盖层浅或存在巨大漂石，尽管流量小，落差大，但抛投的强度低，比较容易截流；平原河流尽管流速小，但由于龙口覆盖层厚，抛投强度高。本文就长洲水利水纽外江截流施工进行总结，归纳施工过程出现的技术问题及解决结果，为类似工程提供借鉴。关键词：深厚软基河床截流广西长洲水利枢纽工程位于西江水系干流浔江下游河段，其坝址座落在梧州市上游12Km处的长洲岛端部。枢纽坝轴线跨两岛（长洲岛、泗化洲岛）三江（外江、中江、内江）。本工程属低水头径流式水利枢纽,本工程截流主要为外江河床截流，施工期由中江天然河床通航，中江、内江天然河道导流。一、工程水文气象及地质条件1.1、工程水文气象1.1.1、坝址天然流量～水位关系表频率（％）102050流量（m3/s）4070034500281004200水位25.723.821.68.01.1.2、不同频率各旬平均流量不同频率各旬平均流量表频率（％）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、工程地质根据设计地质资料和截流后开挖揭露的地质状况，龙口段河床地面高程为3.7m~8.8m，上覆全新统河流冲击层厚度为2.95m~15.0m，主要为泥质粉细砂eq\o\ac(○,2)、泥质砂砾石eq\o\ac(○,13)。龙口左侧的泗化洲岛地面高程为22.5m，全新统河流冲击层厚度23.6m~27.0m，自上而下有5层：粉质粘土eq\o\ac(○,5)、粉土eq\o\ac(○,6)、粉质粘土eq\o\ac(○,10)－1、粉土eq\o\ac(○,11)、泥质砂砾石eq\o\ac(○,13)。二、外江导截流设计2.1、外江导流标准：长洲水利枢纽属一等工程，按照围堰的使用年限及工程规模等，相应施工导流建筑物应为Ⅳ级。一期导流建筑物主要有一期外江全年不过水土石围堰（包括上、下游及泗化洲岛纵向围堰），一期围堰布置见附图。其导流设计标准如下：外江导流建筑物设计洪水标准导流建筑物导流时段导流标准P(%)流量（m3/s）上游水位（m）下游水位（m）上游土石围堰全年104070026.33下游土石围堰25.61纵向土石围堰26.3325.612.2、外江截流标准及工程量根据坝址水文资料和施工进度安排，截流标准选用p=20%，Q＝4850m3根据《水电水利工程施工导流设计导则》（DL/T5114-2000）中有关规定及本工程特点，本工程设计一期外江截流采用下游戗堤预留龙口，上、下游双戗立堵截流方式。上游戗堤全长460.0m，龙口长度150m（Ⅰ区:90m、Ⅱ区：40m、Ⅲ区：20m）(龙口布置见附图)。长州水利枢纽外江第一次截流设计方案为：从右至左单向进占，龙口位于左岸泗化洲岛河滩处。龙口设计宽度为120m（分三区进行），龙口左侧仅设计单层钢筋石笼护坡，厚度仅为1.2m，护坡范围为戗堤轴线上下游各20m，高程为EL5.0—EL8.0，龙口戗堤顶宽为20m。在实施过程中，上游戗堤开始进占非常顺利，仅用5天进占420m。但在进入龙口三区阶段时，左岸护坡被水流切割冲刷破坏，由于截流前有关各方对截流备用料物的数量和质量重视不够，当进占到龙口三区时已无大块石（围堰工程为单价合同，业主从经济角度考虑，未同意准备砼特殊料物），左岸护坡不能有效保护，被水流全部冲毁，截流进占被迫中断。在经过各方仔细研究分析截流失败的原因后，外江截流方案重新被修正，在改变左岸护坡结构形式、增加护坡范围和加强截流特殊料物的准备的情况下，进行外江第二次截流，截流工程顺利快速实施。本次截流龙口水利特性参数见附图。三、经验总结3.1截流备料的质量和数量是截流成败的重要因素。2004年9月13～14日，工程局主持召开了外江截流技术专家会议，与会专家一致同意采用龙口不护底方案，需准备一定数量的砼四面体或杩槎体等特殊料物供截流使用。在实际施工时由于有关单位所备料物质量很差，块石料物风化严重，含泥量超标，强度低，存在水解现象；并且料物未按照设计标准分类堆放，特别大石含量极少，易造成料物冲失量增大；另一方面，第一次截流料物严重不足，特别是特殊料物，截流龙口仅计划140个钢筋石笼。截流时平均流量为3140m3/s（P=20%），虽然实际截流流量远小于设计流量，但仍然是国内水电站截流中较大的项目，并且河床地的质情况也决定了截流难度较大，必须备用大量的特殊料物。但在截流准备工作中有关方面未予以重视，合理建议未被采纳，在左岸征地未提前解决情况下开始截流施工。料物的质量和数量无法满足各项设计指标是导致第一次截流失败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)四面体，90个；eq\o\ac(○,2)钢筋石笼，700个；eq\o\ac(○,3)块石串，500m3；eq\o\ac(○,4)块石：5.0万m3(粒径大于0.6m)。由上可知，第二次截流时不仅保证了左岸交通，同时各项特殊料物备料量明显增大。第二次截流中特殊料物的起到了非常重要的作用。3.2龙口段左侧护坡长度、高度不足，壅水切割护坡，护坡失稳导致边坡跨塌，是导致截流失败的重要技术原因。根据龙口区域水力特性，由于河床被束窄，水流出现：壅水段、束窄段、扩散段和恢复段四个明显现象。壅水段位于围堰上游坡脚以上一定距离，该距离随龙口的宽度缩小而变短，该段流速较小，将部分动能转化为势能储存，壅水段比较明显的位置是在与戗堤中心线的夹角а∈(300,750)；束窄段从壅水区的末段开始直至龙口最大收缩断面处，称为束窄段。该段流速最大，极易冲刷围堰、河床和岸坡，在围堰坡脚、岸坡连接段附近产生回流区、和涡流区，该部位是保护关键区域。第一次的设计截流方案中龙口左岸护坡宽度为戗堤上下各游20m的范围（总计40m），高度仅为3m（EL5.0~8.0）。在截流进占过程中，由于护坡上游长度未深入壅水段，导致水流绕过护坡钢筋笼背后淘刷岸坡，使护坡结构逐渐削弱形成孤岛，基础跨塌全部被冲刷。另一方面，由于护坡高度不足，在龙口推进时，水流将覆盖层全部冲刷，直至基岩，护坡下沉