摘要：苏丹麦洛维工程二期截流是整个工程的关键,工期紧、任务重,为减轻程二期截流期间的难度,避免工期的延误,先后对截流方案进行了优化。文章以苏丹麦洛维电站为例，分析了二期截流方案，经过反复论证讨论,最终形成一套完整的施工方案。
关键词：苏丹；麦洛维；二期截流方案
1．麦洛维电站二期截流施工总体规划
苏丹麦洛维电站二期截流采用龙口预先平抛护底、上游单戗堤双向立堵截流，龙口布置在河床中央偏左侧。根据粘土心墙坝最新修改设计，上下游围堰将形成封闭的旱地基坑，坝体基础处理工作将在旱地进行。为尽快形成围堰闭气条件，下游戗堤在上游戗堤完成预进占后适当跟进。同时截流时应加大截流抛投强度，加快戗堤进占速度，可以减少抛投料的流失。截流戗堤应左右戗堤同时进占，当龙口流速较小时，采用抛投中石及石渣，戗堤全断面推进；当龙口流速较大时，采用大块石或(和)特大块石抛于戗堤上游角挑开水流，中石及石渣跟进。截流料物抛投主要采用自卸汽车直接抛投入水，辅以堤头集料、推土机赶料方式抛填。同时，为提高右河道的分流能力，降低截流难度，右河道上下游围堰应拆除至设计高程，导流明渠的开挖范围和底高程也应按设计要求完成。
料物来源：截流料物主要来自主体工程基坑开挖料、石料场开挖料以及围堰拆除石渣料。同时为了加大截流合龙时的抛投强度以及减少运距，预先在左右岸戗堤附近平整若干场地，布置截流备料场，用以分类堆存部分截流抛投料物(包括铅丝石笼、大块石等特殊料物)。
截流施工道路布置：分别在左右岸布置临时施工道路至戗堤，并与麦罗维工程总布置中的场内主干道相连接。左右岸交通通过浮桥相连接。路面为泥结碎石路面，路面纵坡不大于8%。
2．截流时段及截流流量选择
2.1 截流时段选择
根据1933～1998年水文基础数据统计可以看出，10月份尚处于汛期，11月开始退水，但流量仍较大。12月退水较快，月均流量显著变小，属汛后期。1月更小，但减幅变缓，且截流后的后续工程量大而复杂，也需留较充分的工期。因此，12月截流较为合理。
2.2 截流流量选择
从中国规范规定看，《水利水电工程施工导流设计导则》第4.0.18条规定：“截流标准可采用截流时段重现期(5～10)年的月或旬平均流量，也可采用其它方法分析确定。”根据过去相关工程统计表明，通常选用(5～20)年一遇月或旬平均流量作为截流标准，往往偏高。如果设计截流流量过大，则备料必然增多，带来备料的浪费。中国多数电站采用5～10年一遇当月或当旬平均流量，少数采用10～20年一遇最大日平均流量作为设计流量标准。如三峡采用20年一遇最大日平均流量。综上所述，推荐采用截流流量为2000 m3/s。(约相当于15年一遇12月平均流量)。
3．戗堤布置与龙口位置
3.1戗堤布置
双戗堤(分别布置坝轴在线的上游和下游)立堵进占(让上、下戗堤分担落差)，有利于削减龙口每个戗堤落差，从而减小合拢难度。但双戗堤抛投强度很大需准备大量的截流料物及施工机具，施工组织难度很大。故采用单戗上游进占截流，下戗堤在上戗堤完成预进占后适当跟进。
根据河床地质地貌分析，左河道主流方向在河道中部，截流龙口应选择在主流位置，这样可有效避免龙口位置与主流方向偏离而造成水流对戗堤端头抛投料的折向冲刷影响戗堤稳定。因此龙口位置宜布置河床中部，截流戗堤采用左右两岸同时预进占。
根据场地布置情况及截流备料情况，截流特殊料物主要取至右岸，在龙口合龙时应以右岸向左岸进占为主，左岸向右岸进占为辅。
从抛投石料的抗冲能力看，把开挖料分为：一般石碴(为主)，块石()，大块石()，特大块石()共四类，这四类料均可备足。在予进占段可以一般石碴为主；在非龙口段以一般石碴和块石进占为主，辅以大块石；在龙口段四类料全用上，最困难时段再辅以特殊料物
根据水力学计算成果看：戗堤自预进占至口门宽度为300m时，平均流速均在1.5m/s以下，相应计算抛投粒径不超过0.1m，此时用一般石渣即可满足抛投料抗冲稳定要求；进占至口门宽度为135m左右时，平均流速达到2.5m/s，计算抛投粒径达到0.3m，此时可认为进入龙口段，抛投料物应采用块石或大块石。135m～300m之间为非龙口段，抛投料物采用一般石渣辅以块石。综上所述，初定龙口位置位于河床中央，龙口宽度为135m。
3.2下戗堤适时跟进
在予进占阶段，水力指标尚不太差(流速、落差尚不高时)可上、下戗堤同时进占。非龙口段进占以后，水力指标增高时，下戗堤可滞后上戗堤一定距离，至龙口段停下，由上戗堤单独进占合拢后，下戗堤再进占合拢。下戗堤滞后距离初定为50m。
在予进占段和非龙口段上、下戗堤推进后，坝体其余部分可根据机械设备富余情况酌情进行戗堤防渗体填筑工作，以尽快形成基坑闭气抽水条件。
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3.3戗堤高度和宽度
戗堤高度，根据截流设计标准计算及截流模型试验确定上下戗堤顶部高程均为252m(最小高程)：通常戗堤一般布置匹配于地形情况及水情(汛后流量按旬逐渐减小)，都是两端高、中间低，纵坡一般不大于5％，施工中应充分利用水情预报，适时降低堤顶高程，减小合龙时龙口抛投量及抛投强度。
戗堤宽度，主要与抛投强度有关，而设计抛投强度跟预定的合龙时间有很大关系。根据我方施工经验立堵截流的戗堤顶宽一般不超过25m，达30m以上者，可称为宽戗堤。从水力学观点看，戗堤加宽后，增加了龙口水流沿程损失，可以降低龙口水流流速，增大龙口前雍水高度，增大分流量，从而减少龙口流量，从水力条件上减小了龙口合拢难度，改善了截流条件。但相应增加了龙口抛投量，增大龙口抛投强度，施工组织协调工作量增加。从本工程的施工机械设备看，有足够的挖装设备和大吨位(32t)自卸汽车，截流时抛投料物亦主要用32t车。综上所述，上游戗堤定宽度拟定为b=28m，属宽戗堤截流，能满足4辆32t车同时卸料；下游戗堤宽度11m。
3.4戗堤边坡
根据施工经验，上游面及端坡面自然稳定坡面约为1:1.25（石碴料），下游面自然稳定坡面约为1:1.5，(石碴料)，因此戗堤设计断面上下游坡比采用1：2，进占端头坡比采用1:1.5，可满足戗堤稳定要求。
4．截流抛投料物的选择及戗堤工程量计算
4.1 抛投料物粒径
在求出龙口各项水力指标的基础上，根据龙口流速，利用伊兹巴什公式计算抛投料径。伊兹巴什公式表达如下：
v-龙口平均流速(m/s)；K-稳定系数，0.86～1.20；对块石，取K=0.86；g-重力加速度(m/s2)；-块石容重(t/m3),取2.6t/m3；γ-水的容重(t/m3)；d-石块化引为球体的当量粒径(m)。
4.2 截流工程量
进占及龙口段料物流失量假定为：预进占15%；非龙口段25%；龙口段35%。龙口段截流备料量按计算抛投量的1.5倍考虑，非龙口段备料量按计算量的1.2倍考虑，预进占段备料量按计算量的1.1倍考虑，特殊料物制备量按龙口段总工程量的25％考虑（一般不超过困难抛投区段工程量的1/3）。
4.3 截流方案
截流料物主要来自主体工程开挖料以及石料场开挖料，同时在左右岸戗堤附近布置截流备料场，左右岸布置施工道路至戗堤。根据合同文件“VOLUME Ⅴ PART 3 1.6.4.5 款”截流方式采用龙口预先平抛护底、下游单戗堤双向立堵截流。龙口布置在河床中央正对无名岛处。
截流时应加大截流施工强度，加速施工速度，一方面可以增大上流河床的拦蓄，从而减少龙口的流量的落差，起到降低截流难度的作用；另一方面，可以减少投抛料的流失。
下游左右戗堤同时进占，当龙口流速较小时，采用抛投中石及石渣，戗堤全断面进占，用特大块石和大块石抛于迎水侧抗冲；当龙口流速较大时，采用凸出上挑角法施工，主要采用自卸汽车堤头集料、推土机赶料方式抛填。
截流戗堤顶高程252.0m，戗堤顶宽30.0m，龙口宽135.0m，戗堤上游面坡比为1：1.25，戗堤下游面坡比为1：1.5，戗堤进占前沿坡度1：1.5。
平抛护底范围：沿戗堤轴线（垂直水流）方向长165m（两侧各伸入非龙口段15m），下戗堤轴线上游长度15m（相当于3倍水深），下戗堤轴线下游长度25m（相当于5倍水深），共长40m。
平抛护底高程初定为245.0m且不小于2.0m，实际护底高程将根据截流模型试验结果确定。
4.4龙口段抛投强度与机械设备配置
平均抛投强度R=W/T=47259/30=1575.3m3/h;W——龙口段抛投工程量；T——计划完成时间。
最大抛投强度Rmax=KR=1.5*1575.3=2363.0m3/h。假定32t自卸车12m3/车.次，比照铜街子经验：19h平均：563m3/h，铜街子用15t、20t自卸车8.25m3/车.次（平均），则麦洛维的平均小时抛投强度为：
单向：（m3/h）。
由于采用双向立堵进占，所以平均小时抛投强度可达到1638 m3/h（相当于136车/h，2.3车/min），满足要求。截流时施工机械需自卸汽车50辆，挖掘机5台，装载机3台，推土机4部。初步确定机械配置如下表，实际施工时可根据具体情况进行相应调整。
结束语
综上所述，本次截流采用龙口预先平抛护底、上游单戗堤双向立堵截流，龙口布置在河床中央偏左侧的方案，具有可行性，在实际工作中需要严格按照设计方案进行操作用，确保工程质量。
参考文献
[1]王捷.轩莱水电站导流方案选择和适宜性分析[J].陕西水利.2016(03)
[2]孙国红.浅析水利水电施工中导流方案的选择[J].科技创新与应用.2013(04)
论文作者:叶连奇
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/12/1
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