江西會昌白鵝水電站二期截流設計與施工
技術報告
編制：覃輝煌
審核：覃輝煌
批准：林斌
中國葛洲壩集團公司第六工程****
江西會昌白鵝水電站土建工程施工專案部
二00八年十一月十三日
江西會昌白鵝水電站二期截流設計與施工技術報告
中國葛洲壩集團公司第六工程****
覃輝煌摘要：江西會昌白鵝水電站施工採用二段二期導流方案。截流設計流量1150m3/s，採用單戧堤立堵截流，且龍口在深厚砂卵石覆蓋層上，截流存在較大的難度和風險。
但由於二期工程開工時間推遲近2個月，龍口段護底無法按期進行，同時受上游電站發電的影響，流量和流速極不穩定，駁船在龍口位置拋投護底材料無法達到預期效果，安全風險極大，通過調整護底方案，降低了截流難度，化解了施工安全風險。2023年11月底～12月初擇機實施截流，12月8日成功實現二期截流。
關鍵詞：江西會昌白鵝水電站截流單戧立堵龍口護底難度風險
1 工程概況
江西會昌白鵝水電站分兩期施工，採用二段二期常規施工導流方式，一期圍護右岸，束窄左岸河床導、洩流；二期圍護左岸，由一期已建成的五孔衝砂閘分流、導洩流。一期主要施工任務為五孔衝砂閘、電站主、副廠房、右儲門槽、安裝間、右岸接頭壩、尾水渠、公升壓站等土建及金屬結構安裝工程；二期主要施工五孔洩洪閘工程、左儲門槽、左岸非溢流壩（含基礎處理）、二期縱向圍堰加高、二期過水圍堰等的土建以及金屬結構裝置安裝。根據工程總工期要求，2023年3月底要實現首颱機組發電，二期上游圍堰必須具備擋水發電條件，所以二期截流至關重要，必須確保一次性成功。
同時由於江西會昌白鵝水電站河床為深厚的砂卵石覆蓋層，截流流量大，水流量變化大，石碴料缺乏，截流存在較大的難度和風險。
2 截流設計
2.1 截流時段及截流標準
根據截流時段選擇原則，經過諮詢業主、設計、監理等單位，最終確定在2023年10月下旬開始上、下游戧堤非龍口段預進占，11月底～12月初擇機進行戧堤截流合攏，具體時間可根據水文站水文預報及監測情況分析選擇後期小流量時間進行。
根據截流時間，取頻率p=10%，查表可得天然來水流量為981m3/s，實際操作時考慮協調上游電站水庫排程、調控發電機組數目來改變上游河床來水流量，使其更有利於截流施工，最終選擇上游電站兩台機組發電設計流量1150m3/s作為實際截流計算流量。
2.2截流水力學計算
通過相關水力學理論知識計算龍口不同寬度時落差及流速，以此作為選擇合理的截流方式、截流龍口段分割槽特性、截流材料粒徑及重量選擇，截流拋投材料備料等理論依據。
表1截流單戧堤立堵水力指標計算彙總表
2.3 戧堤設計
根據河床流量～水位曲線，結合擋水設計流量q=1780m3/s，並考慮一定超高值，考慮確定戧堤頂高程。上游圍堰戧堤頂面長度262.30m，根據水力計算，上游修築圍堰後其水位雍高6.
52m，確定上游截流戧堤頂高程：▽417.28+6.
52m=▽423.8m，考慮波浪爬高及安全超高，上游戧堤頂高程取▽424.70m，兼顧後期防滲牆施工操作平台，上游非龍口段寬戧堤預進占，頂寬按36.
8m設計；考慮截流拋投強度，龍口段戧堤頂寬按20m設計，上、下游邊坡坡面坡比設計為1：1.5。
下游圍堰戧堤頂面長度264.5m，下游圍堰戧堤頂高程：▽419.
5m+1.0m＝▽420.5m，堰高4.
0m，戧堤頂寬按11m，上、下游邊坡坡面坡比設計為1：1.5。
2.4 截流方案
經計算及分析比較，選用單戧單向立堵的截流方案，即先施工上、下游圍堰戧堤預進占（右岸預進占70m，左岸預進占140m），束窄原左岸河床，衝砂閘分流，上游圍堰缺口110m，下游圍堰缺口130m，立即進行上、下游左、右側戧堤裹頭防護及上游戧堤河床中部靠右岸50m段作截流龍口進行乾地施工護底，然後採用上游圍堰單戧堤單向從左至右截流合攏，右岸在截流戧堤進占困難時輔助左岸進占。
2.5 龍口位置及寬度b選擇
龍口段布置在靠近右岸、逼近分流區（距分流區40～50m），利於截流時改善分流效果；按照單戧單向立堵方式進占，考慮減小拋投強度，上游龍口寬度選擇截流合攏龍口寬度b為50m，平均速度3.61m/s，龍口分流量為377.64m3/s，下游戧堤龍口預留口門寬65m。
2.6 龍口段護底及裹頭
根據水力計算結果，龍口段流速高達4.0m/s以上，需作相應的護底施工，因主要選用單戧單向進占方式，則只對上游戧堤龍口段進行護底，採用鉛絲籠、麻袋裝卵石或大塊石平面護底。護底工作必須在戧堤進占度過深槽段前完成，其塊體尺寸需滿足拋投施工期間穩定及截流期間不被沖刷，截流最大流速高達4.
97m/s，計算得護底厚度1.0m，長度50m，寬度30m，工程量1500m3，選擇在龍口戧堤軸線上、下游側及靠近深槽側。
採用鉛絲石籠和大塊石對戧堤裹頭進行防護，裹頭防護範圍為上、下游戧堤龍口左右端部。上游裹頭迎水面寬5m，僅做戧堤部分裹頭；下游裹頭寬5m，僅做戧堤的上游半側，工程量1128m3。為減小後期防滲牆施工造成難度，防滲牆軸線位置端部不進行裹頭防護。
3 龍口段分割槽及材料選擇
3.1區段劃分及拋投料物數量
截流戧堤龍口從左岸向右岸單向立堵進占，為便於施工時控制拋投材料，根據合龍過程中不同龍口寬度的流速、落差等水力學指標，進占時將龍口劃分為三個區段：
第一區段：龍口寬50m～35m，龍口最大流速4.68m/s，最大落差1.
81m。拋投材料為直徑0.4m以下石碴和直徑 0.
4m～0.8m的石料，拋投量2502m3；
第二區段：龍口寬35m～18m，龍口最大流速4.97m/s，最大落差3.
25m。拋投材料為直徑0.4m以下石碴、直徑 0.
4m～1.1m石料、鉛絲石籠和砼榪槎體，以及鋼繩串石，拋投量2876m3；
第三區段：龍口寬18m～0m，龍口最大流速4.46m/s，最大落差3.
52m。拋投材料為直徑0.4m以下石碴、直徑 0.
4m～0.8m石料、鉛絲石籠和砼榪槎體，拋投量1594m3。
3.2 材料及備料
上游圍堰戧堤截流龍口段根據河床原始斷面計算出的淨拋投材料總量6972m3，儲備量13944m3（備料係數2.0）。拋投料物石碴（d≤0.
4m）、大石料（d=0.4m～0.8m）、超大塊石料（d=0.
8m～1.1m）、鉛絲籠、塊石鋼筋籠、砼榪槎體按富裕係數2.0備用，護底及裹頭鉛絲石籠按富裕係數1.
5備用，材料量見表2。
表2龍口段截流材料備料表
4 截流施工
4.1 一期圍堰拆除
一期圍堰拆除料主要用於二期圍堰上、下游右側戧堤兩個時間段的預進占： 9月中旬開始進行一期上、下游橫向圍堰內側**；11月中旬將一期圍堰剩餘拆除料直接用於二期上、下游圍堰右側戧堤預進占，進占具體長度以普通粒徑砂卵石不滿足進占要求後暫停。退挖拆除清理上游過流缺口寬度，形成「側堰」過流，引導水流通過已建的五孔衝砂閘分流，再高強度施工二期圍堰右側戧堤第二次預進占，完成戧堤預進占剩餘部分；考慮一期圍堰拆除工程量較大，且二期圍堰截流難度及風險較大，為確保二期截流一次性成功，除左岸高強度拋投材料進占截流外，還需考慮右側輔助拋投材料作為安全可靠儲備，將部分有用料堆存在縱向圍堰臨時堆存點，用於截流施工。
4.2 二期圍堰預進占施工
4.2.1 右側戧堤預進占施工
⑴ 道路布置：上下戧堤右側預進占從二期縱向圍堰開始推進進占；限於預進占期間一期上、下游圍堰通道基本被挖斷，無施工通道，因此布置一條從上壩公路橫穿壩頂公路，沿一期衝砂閘8#閘墩與導牆布置一條「手肘形」3#道路至一期縱向圍堰，分上、下游兩條通道至上、下游戧堤。
⑵ 施工方法：用一期圍堰拆除有用料直接進行上、下游戧堤預進占一定距離後暫停，其他剩餘有用料堆存在縱向圍堰上、下游端臨時有用料場地內，以備截流龍口段使用，多餘料運輸至棄碴場內；待衝砂閘分流後，河床流量減小，繼續右側戧堤預進占至設計龍口右戧堤位置，為戧堤端頭施工鋼筋鉛絲籠裹頭提供工作面。
⑶ 施工工藝：上、下游戧堤同時預進占，採用大塊石或鉛絲籠「上、下挑角法」將急流挑出一部分，然後中下部在回水緩流區拋投普通砂卵石料緊跟進占。
4.2.2 左側戧堤預進占施工
⑴ 道路布置：上、下戧堤左側預進占從左河岸開始進占，道路主要利用已形成的通往王壩子碴場的2#道路，在河岸邊各設定一卸料回車平台，並布置一條岸坡與戧堤連線的斜坡道路。
⑵ 施工方法：利用上挑角法進行施工，直到預進占形成龍口後停止進占，施工龍口戧堤臨時裹頭。
⑶ 施工工藝：上、下游戧堤同時預進占，採用大塊石或鉛絲籠「上、下挑角法」將水流挑出一部分急流，然後在回水緩流區拋投普通砂卵石料緊跟進占。
4.3 龍口護底及裹頭施工
4.3.1龍口護底施工
由於水情受上游電站發電的影響較大，流量和流速極不穩定，拋下的護底材料根本無法達到預期效果，施工難度極大，同時駁船在龍口位置難以保持平穩，安全風險極高。因此採用挖除右岸已填築戧堤採用長臂反鏟乾地施工護底的方式，即首先採用反鏟挖除戧堤水上部分，長臂反鏟盡量撈挖水下部分，然後反鏟布置在右岸的平台上拋投護底材料，護底頂高程控制在高程▽418m，中部為鉛絲籠或塊石，上下游迎水面為鋼筋籠防護。拋投和加固完成後，反鏟再次退挖，如下圖所示。
以上形成乙個迴圈，不斷向後延伸，直至完成50～60m的護底施工。
4.3.2 戧堤裹頭施工
右岸上、下游戧堤兩次預進占過程中做臨時裹頭及龍口戧堤裹頭各一次。裹頭保護採用進占過程中的「上挑角法」所用的大塊石或鉛絲籠直接施工。
4.4 截流施工布置
4.4.1 場地布置
共布置5個料場，運距均在1km以內。有用石碴料場位於左岸王壩子擋牆與圍堰之間；臨時備料場布置於左岸上、下游2#公路附近區域；一期圍堰拆除滿足條件的材料堆存在原一期縱向土石圍堰上或上游圍堰提前寬戧堤進占，用於截流龍口段不同分割槽的特殊材料；鉛絲籠加工場布置在河床左岸靠業主辦公樓外河邊空曠場地內；砼預製場布置在左岸上游王壩子碴場內，主要堆放截流期間特殊材料砼榪槎體、四面體及六面體。
4.4.2 截流道路布置
截流施工道路布置考慮與圍堰填築施工道路相結合，並盡量利用場內現有施工道路，因截流施工運輸車輛噸位大、數量多、車次流量大，故要求主要截流道路路基夯實堅固，路面平整，寬度滿足車流量要求，各施工道路特見下表。
表4截流施工道路布置特性表
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