三峽工程的施工導(dǎo)流方案文檔

1、三峽工程的施工導(dǎo)流方案在江河上修建水利水電工程，施工導(dǎo)流是工程施工必須研究的重大技 術(shù)問題之一。由于受江河來水周期性控制，工程施工進度往往是和洪水賽 跑。又由于施工導(dǎo)流建筑物屬于大型臨時工程，在工期緊、任務(wù)重的情況 下，往往采用施工技術(shù)超前、大膽、靈活多變的處理方案，在實踐中取得 了豐富的施工方法和經(jīng)驗。三峽工程也不例外，在施工導(dǎo)流各階段都遇到 不少技術(shù)難題，但都得到妥善的解決，為水電工程施工做出了新的貢獻。1、一期圍堰施工一期土石圍堰布置經(jīng)過中堡島左側(cè)，束窄河床30，軸線長度2502 .36 m，堰頂高程為80 m,圍堰高度為3040 m,渡汛標準P=5%,Q=72 300m3/s，渡汛水位

2、為78.3m,土石方填筑工程量為328 . 5萬m3, 開挖29.9萬m3,混凝土防滲墻4.9萬m2，帷幕灌漿0.41萬m，土 工膜4.92萬m2,旋噴墻0.45萬m2,1993年10月24日開工，1994年6月完成施工任務(wù)。該工程技術(shù)難點是,工期緊、強度高、施工技術(shù)復(fù) 雜,為保證在一個枯水期內(nèi)完成一期圍堰工程施工,除加大圍堰施工拋填 設(shè)備外，還在圍堰軸線的70m平臺布置鉆機打先導(dǎo)孔，探知圍堰軸線的地質(zhì)變化情況。根據(jù)探測資料研究和修改圍堰防滲結(jié)構(gòu)型式,選用和 加大施工設(shè)備的投入,以適應(yīng)變化了的設(shè)計方案。在砂礫石覆蓋層內(nèi)含有0.52.5m的花崗巖風(fēng)化塊球體的地段，堅硬塊球體除對沖擊鉆施工帶來困難

3、外， 還容易把塊球體誤認為是基巖， 既影響施工進度， 也影響質(zhì)量。 在這種地段，就改用混凝土防滲墻下接雙排高壓旋噴墻，既加快了進度， 又保證了質(zhì)量。在堰基強風(fēng)化巖層較厚地段、巖脈和斷層帶的強透水層地 段，就改為混凝土防滲墻下接磨細水泥灌漿的施工方案，同樣加快了施工 進度，滿足了設(shè)計要求。由于所采取的施工措施得力，技術(shù)可靠，使一期圍堰按預(yù)定工期完成了任務(wù)，滿足了渡汛要求。圍堰防滲體系的總滲水量在85115 m3/h之 間，滿足了明渠干地施工的要求。所以，一期圍堰防滲形式有3種：混凝土防滲墻頂接土工膜；防滲墻頂接土工膜，墻下接雙排旋噴墻；防滲墻頂接土工膜，墻下接磨細 水泥灌漿。根據(jù)實際地質(zhì)條件，靈

4、活的變更處理方案，為水電工程施工提 供了成功的經(jīng)驗。2、明渠通航長江是黃金水道，三峽工程建設(shè)必須解決施工期通航問題。經(jīng)多方研 究，根據(jù)三峽壩址地形和水文特性，制定了三期通航的導(dǎo)流方案：即一期 導(dǎo)流為大江通航；二期為明渠加臨時船閘通航；三期為永久船閘通航。臨 時船閘和永久船閘都是按船隊通航要求設(shè)計的過船建筑物，但明渠是以過水為目標兼顧過船的建筑物，所以體型和水力學(xué)條件要求高。當來水ms以下，可通過長航船隊；當來水流量超過20 000m3s時，所有船隊從 臨時船閘通過；當來水流量超過45 000 m3s時，實行長江斷航，與天然河道通航情況無太大區(qū)別。為滿足通航和導(dǎo)流要求，導(dǎo)流明渠設(shè)計成新月狀，伏臥

5、在長江右岸，明渠軸線長度3 950 m，其中上游引航道長1 050 m，渠身長1 700 m, 下游引航道長1 200 m。明渠設(shè)計成復(fù)式斷面，最小底寬為350 m，右側(cè)渠底寬100 m的底高程為85 m，左側(cè)渠底寬250 m的渠底高程，從上引 航道到下航道沿流程分5級， 即上引航道底高程59m、 8m、 渠身段 為50m、N5m出口段53m于三峽壩址處在葛洲壩水庫回水區(qū)，根據(jù) 渠身變化渠底高程也有所變化，使明渠水面線保持為均勻坡降，以滿足通 航要求。經(jīng)過幾年的運行，導(dǎo)流明渠實際通航情況為，來水流量在10 00025000 m3s時，各類船隊均能通過明渠，隨著來水量的增大，船舶有所減少，當Q=

6、30 000 m3/s時，只有大型客、貨輪通過明渠，且下水多上水 少；當Q=35000 m3/s時，水翼船仍可通過。實踐證明，明渠實際通航水流條件優(yōu)于設(shè)計情況。3、明渠分流由于導(dǎo)流明渠的體型是在不同流量情況下滿足通航條件進行設(shè)計的， 明渠進出口高程和水面線與大江連接平順，所以過流量大，可以降低二期 上游圍堰的高度，分流條件好，可減輕大江截流的難度。明渠分流條件的 好壞，除渠身體型按設(shè)計要求施工外，明渠進出口底坎的挖除也是個關(guān)鍵 問題，必須滿足設(shè)計要求。為解決這個問題，三峽工程提前一個枯水期在 主圍堰外修筑了低水圍堰，將明渠進口段用干地開挖的方法，提前挖到設(shè) 計高程，使明渠破堰進水時間提前5個月

7、，為明渠進出口圍堰的水下拆除 贏得了時間，并保證了圍堰拆除質(zhì)量。所以在截流圍堰預(yù)進占龍口寬度為280 m時，實現(xiàn)了大江斷航，全部船隊經(jīng)導(dǎo)流明渠通過，為減少截流龍口 施工干擾創(chuàng)造了條件。1997年11月8日，龍口最終合攏前夕，明渠過水 面積已達設(shè)計斷面的81.3%97.6%，分流比為94.22%，已達到設(shè) 計要求。由于導(dǎo)流明渠分流條件好，為確保大江截流的順利合攏提供了可 靠的條件。4、截流龍口護底三峽工程大江截流的難點是江水深、 流量大， 經(jīng)水工模型試驗， 當水 深大于30 m時，截浪戧堤堤頭拋料一次不能滾到底， 在堤頂下57 m水深處形成堆料陡坡，當坡度達到1:或更陡時，就出現(xiàn)堤頭失穩(wěn)坍塌，在

8、1015 m處拋投料又形成暫時穩(wěn)定坡，當受到擾動就形成第二次坍塌，對戧堤進占和施工機械及人員安全造成威脅。為解決截流水深這個難題， 參考國內(nèi)外施工截流經(jīng)驗，結(jié)合三峽實際情況，決定采取分期拋料墊底的 施工措施，即沿截流圍堰軸線低于40m的深槽部位寬180 m，順水流方向長140 m的范圍進行平拋墊底至40m于河床流速小于3 m/s，在截流 前的一個枯水期用底開式駁船拋填砂礫料和中小塊石進行河床墊底。經(jīng)過 一個汛期的沖刷，墊底高程無大的變化，汛后又將墊底高程提高到45m墊底拋投量達74萬m3。使龍口水深降至2123 m，這對保證截流成功 起到了重要作用，既可減少截流水深又可減少截流龍口合攏工程量。

9、5、二期圍堰預(yù)進占三峽工程由于截流水深、流量大，相應(yīng)的圍堰工程量也大。為降低截 流拋填強度和施工難度，采用分期預(yù)進占的施工措施，從上下游圍堰預(yù)進 占到截流戧堤合攏，整個圍堰工程分2個枯水期拋填完成。1996年汛后 至1997年汛前，上下游圍堰從兩岸同時預(yù)進占到龍口寬度為460 m和480 m，又同時進行龍口河床墊底至40 m高程， 以滿足20年一遇流量72 300 m3/s的渡汛和通航要求，相應(yīng)流速為34 m/s。1997年910月， 上游截流戧堤預(yù)進占到龍口寬度為130 m，下游圍堰龍口寬度202 m。上游截流戧堤預(yù)進占拋投量達122.3萬m3,龍口合攏段只剩下20.3萬m3的拋投量，這說明

10、截流戧堤分期預(yù)進占的措施，給削減龍口合攏工程量、降低截流難度起到關(guān)鍵的作用。6、截流合攏由于葛洲壩水利樞紐的興建，使三峽壩址水位抬高2227 m，致使三峽大江截流水深達60 m。但事物總是有兩面性， 由于葛洲壩水庫水位壅 高，盡管三峽工程截流流量達11 600 m3/s,但截流龍口落差只有0.66m，又由于龍口落差小，相應(yīng)的流速也只有4.2 m/s，這樣就減少了三峽工程截流的難度。1997年汛后截流戧堤繼續(xù)進占,從9月12日至10月23日形成130 m寬的龍口，實測龍口流速3.33m/s,落差0.28 m。又從10月26日開始分2個階段進行合攏進占， 第一階段為10月26日至10月27日，使龍

11、口縮窄至40 m暫停進占，實測流量11 600 m3/s， 龍口最大流速4.22 m/s，落差0.66m。第二階段從11月8日上午9時，中央領(lǐng)導(dǎo)宣布截流合攏開始至11月8日下午3點30分，歷時65h， 截流戧堤合攏成功。實測長江來水流量為 /s。8 480m3/s，龍口流速2.6 m三峽工程截流戧堤頂寬30 m，施工中可3輛大型自卸汽車并排同時 拋料，單戧堤進占的小時拋投強度可達03萬m3以上。據(jù)統(tǒng)計上下游戧堤和圍堰進占最大日拋填量達19.4萬m3，小時拋投強度1.71萬m3,共用施工設(shè)備為2077 t大型自卸汽車300多輛，大型挖掘機60多臺， 大馬力推土機29臺。由于有以上施工措施和有利因

12、素，使三峽工程大江 截流合攏順利完成。7、二期圍堰施工三峽工程二期圍堰按百年一遇洪水設(shè)計，設(shè)計流量為83 700 m3s，相應(yīng)最高水位85m;用二百年一遇洪水保堰，流量為88 400 m3/s,相應(yīng)最高水位86.2m。二期上游圍堰軸線長度為1 439.6 m，堰頂高程為885 m，最大堰高為825 m。下游圍堰軸線長度9985 m，堰 頂高程為81.5 m,最大堰高為73 m。二期圍堰土石方填筑量為1 128.4萬m3,混凝土防滲墻為9. 6萬m3, 土工膜7.67萬m2,帷幕灌漿11 790 m，高壓旋噴墻8 570 m2。上游圍堰混凝土防滲墻厚1.0 m，在作用水頭超過50 m的部位采用雙

13、排混凝土防滲墻，墻中心間距為6 m，墻頂高 程73 m，墻頂接土工膜至86.2m混凝土防滲墻底部進行帷幕灌漿。下游 圍堰70m高程以下為一排混凝土防滲墻，墻頂接土工膜至79m進制同高程,墻底進行帷幕灌漿,當作用水頭超過50 m時,在混凝土防 滲墻背水側(cè)1 m距離設(shè)一排高壓旋噴墻，施工中為趕工期，把下游圍堰混凝土防滲墻厚度由1m改為12 m，取消高壓旋噴墻，縮短了施工時間。二期土石圍堰，除圍堰軸線上下游拋填塊石和石渣棱體外，沿圍堰軸線防 滲墻部位拋填風(fēng)化砂。深水中拋填風(fēng)化砂靠自重密實度低，對防滲墻造孔 孔壁穩(wěn)定性差，所以在防滲墻軸線上下游4 m范圍內(nèi)采用振沖加密措施， 用540 mm碎石充填，最

14、深可加密30 m深，振沖加密后風(fēng)化砂干容重 可達18tm3。三峽二期圍堰，1997年11月8日截流合攏，1998年6月22日上下 游防滲墻單墻封閉， 基坑開始抽水，8月6日上游圍堰第二道防滲墻完工，9月12日基坑抽水按計劃抽干，實測最大滲水量為90L/s，低于設(shè)計值600 Ls的要求。 二期圍堰防滲墻施工，用液壓雙輪銑槽機、 鋼絲繩抓斗、液壓抓斗、多頭長墻鉆機、沖擊鉆和沖擊反循環(huán)鉆機等，這些設(shè)備對三峽 二期深水圍堰防滲墻的施工適應(yīng)性強，工程質(zhì)量有保證，可靠度高。防滲 墻施工中，用先導(dǎo)孔對圍堰拋填料形成架空的部位進行投入堵漏料和水泥 膨潤土濃砂漿充填，保證防滲墻造孔施工安全，創(chuàng)成墻6 600 m

15、2月的施 工記錄，確保近10萬m2防滲墻以高質(zhì)量的按期完成任務(wù)。經(jīng)觀測儀器測知，上游圍堰第一道防滲墻最大變位05 914 m。但變位曲線平滑，防滲 墻最大壓應(yīng)力為273 MPa，最大拉應(yīng)力為0045 MPa。均在墻體材料 允許范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。8、三期截流三峽工程三期截流即是用低水土石圍堰封堵導(dǎo)流明渠，江水由22個 導(dǎo)流底孔通過，客、貨船從臨時船閘通過。由于截流時段選擇和二期大江 截流同期，仍是11月至12月，截流流量也是按9 000 m3/s至12 000 m3s之間設(shè)計，但三期截流的分流條件比二期截流條件相差懸殊。導(dǎo)流明 渠底寬為350 m，進口底高程為50 m，而22個導(dǎo)流底孔的總寬

16、度也只22 X6 m=132 m,且底孔進口高程為56 m。由這些基本條件比較就可知，三期截流遠比二期截流困難。 截流落差達5.79 m，截流總功率為689.9 MW， 是二期截流總功率75 MW的9倍，也是葛洲壩大江截流的45倍，施工 難度相當大。但三峽工程有一流的施工隊伍和設(shè)備，有在長江上2次截流的實踐經(jīng)驗（三峽二期截流和葛洲壩大江截流），只要施工設(shè)備和拋投材 料準備充分，取得三期截流的成功是有把握的，亦可用葛洲壩水庫進行反 調(diào)節(jié)，提高三期截流龍口的淹沒度，以降低明渠截流的難度。9、三期碾壓混凝土圍堰三期截流時， 是在明渠進出口修筑低水土石圍堰， 并在壩軸線以上114m處修筑一道碾壓混凝土

17、高水圍堰，與縱向圍堰堰內(nèi)段共同攔擋135m的 初期發(fā)電水位。并與三期下游土石圍堰（堰頂高程815 m）形成三期基坑，保護右岸廠房和壩段施工。三期碾壓混凝土圍堰按20年一遇洪水設(shè) 計，百年一遇洪水保壩。三期碾壓混凝土圍堰軸線長度572 m，最大堰高121 m，總混凝土量168萬m3。圍堰頂寬8 m,迎水面為垂直，在7060 m高程以下為1 0.3的斜坡。下游坡為10.75，最大堰底寬度為106 m。堰體碾壓混凝土為3級配R90=150#，抗?jié)B標號為S4，迎水面設(shè)48 m厚的二級配只9。=200#、S8的富漿混凝土。明渠底板高程58 m、50 m以下40萬m3混凝土已先期澆筑，待明渠斷流后45個月

18、內(nèi)，要從50 m、58 m高程澆筑 碾壓混凝土至140 m高程。堰體升高達90 m，最大升高23 m/日，最高 月澆筑強度達到39.8萬m3/月。工期緊、強度高而且是背水一戰(zhàn)。需 要有嚴密的施工組織和詳細的網(wǎng)絡(luò)計劃控制，才能完成這一攻堅任務(wù)，確 保當年6月中旬蓄水，實現(xiàn)三期圍堰擋水發(fā)電目標。10、導(dǎo)流底孔渡汛三峽工程布置有23個泄洪壩段，壩段分縫間距為21 m（大壩最大底 寬126 m） ，在23個壩段中共布置67個泄水孔口，即在158 m高程布 置8 m X18 m表孔22個，在90 m高程布置7 m X9 m深孔23孔，在高程56 m布置6 m Xm導(dǎo)流底孔22孔。其中除深孔布置在壩段中間外，表孔和導(dǎo)流底孔均為跨壩段布置。導(dǎo)流底孔主要承擔(dān)三期導(dǎo)流和渡汛任務(wù)，其 進