谢 谊

(新疆海天工程监理有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 问题的提出

莫莫克水利枢纽是修建于新疆叶城县柯克亚乡境内提孜那甫河中游的控制性水利工程，工程主要承担着区域防洪、农业灌溉以及水力发电等任务。总库容0.927×108m3，水库正常蓄水位1894.0 m，死水位1873.0 m，电站总装机容量26.0 MW，装机年利用小时数2988 h，年均发电量0.777×108kW·h。

该水利枢纽截流借助上游围堰前段截流堤进行，在就地取材、经济合理施工原则的指导下，截流堤主要按照土石围堰结构形式布置。截流堤与上游围堰轴线相距101 m，堤顶高程为1850.5 m，顶宽12 m，堤顶轴线长204 m。上游截流戗堤处河床在枯水期内宽度为16.8 m，截流施工具体采用左岸和右岸戗堤分别同时进行预进占的“双戗堤”立堵施工技术，并将截流龙口主要设置于主河床处，龙口宽度初步确定为10 m。

莫莫克水利枢纽所在流域水流湍急，模型试验结果所得到的戗堤落差最大可达到6.5 m，截流难度相当大;受两岸地形限制，截流施工场地狭窄，存在较大的施工布置难度，枢纽左岸岩壁陡峭而无法实施进占，截流所用石料主要堆积在右岸，所以右岸进占道路必须同时满足石料运输及进占施工两方面的要求。结合类似水利工程截流施工经验来看，堤头抛投强度、备料场装料强度及道路运输条件是确保水利工程截流成功的必要条件[1]，而该工程道路条件和场地条件均十分不利。

2 截流方案

结合该水利枢纽工程整体进度安排，将截流施工时间确定在2020 年9 月下旬，截流标准为10 年一遇。由于该水利枢纽上戗堤左岸岸坡陡峭，水流湍急，无法修建进占道路，下戗堤左岸设置有应急备料场，也不具备进占条件。结合工程现场条件及水力模型试验结果，该工程应当采用岸边堆渣、由右岸向左岸的双戗单向进占立堵截流施工方案。结合岸坡堆渣实际情况、导流隧洞泄流曲线及地形资料等进行截流设计流量836 m3/s 时该水利枢纽截流龙口水力学计算，结果见表1。

表1 水利枢纽截流龙口水力学计算结果

上、下游戗堤顶高程分别为1850.5 m 和1838 m，顶宽均为12 m，上、下游坡度均按照1∶1.5 设计。上游围堰的上下趾处则设置有截流戗堤，所对应的戗堤轴线分别设置在上游围堰轴线上游65.5 m 及下游57.6 m 位置。龙口进行选择时必须避开深坑陡坡，尽可能选择基岩裸露或覆盖层较浅等硬质地段进行设置。结合该水利枢纽地形及现场条件，河道右岸存在施工道路，应将截流龙口设置在河道所在的左岸位置，以右岸为截流进占起点，依次向左岸进行截流进占施工次序的推进。

为节省工程投资，就地取材，进占抛投料主要选用当地现有的花岗岩石材，并将大块石料前后串首尾相连后制成抗冲能力强的特大超长块石串。增强抛投进占效果。截流进占抛投料用量及工程量具体见表2。

表2 截流进占抛投料用量及工程量

3 截流施工

3.1 施工准备

结合该水利枢纽工程地形条件，为保证截流施工过程中抛投强度和效率，将截流材料储备场全部设置在上下游围堰施工区域周围，所确定的截流备料系数具体见表3。

表3 截流备料系数

在施工准备阶段，除按施工要求配备截流材料外，还必须根据截流特点及龙口抛投强度，配备施工机械及人员，施工机械情况具体见表4。根据施工机械的配置情况安排施工人员，按两班安排，全部施工人员包括140 名汽车驾驶员、12 名推土机司机、18 名挖掘机司机、4 名吊车司机、6 名施工技术人员、4 名质检员和6 名安全员、4 名测量工和6 名机械设备维护人员、30 名道路维护及后勤保障普工。

表4 施工机械配备情况

结合施工方案，在该水利枢纽左右岸分别设置1 条截流施工主干道。莫莫克水利枢纽截流采用双戗单向立堵方式，由左至右推进，应保证截流施工的主干道宽度不得小于15 m～20 m 的范围，以保证抛投施工强度和效率。

3.2 前期实施

结合施工现场实际，出于截流施工难度降低考虑，在上戗堤轴线上下25 m 处堆渣填筑形成宽度10 m 左右的施工平台，并在上游1#导流洞进口处填筑石渣挑流丁坝，这样操作的目的主要在于导流洞分流施工效果的增强。该枢纽工程主要于2020 年8 月20 日～9 月20 日期间进行截流戗堤非龙口段进占施工，右岸则通过抛洒小石料的方式进占10 m，并按照40 m 预留龙口宽度;裹头设置于下游戗堤左岸，并在其裹头前5 m 通过石渣料进占，裹头后10 m 则通过大石料进占;则通过抛投石渣料预进占右岸宽度为10 m 后，必须预留出至少45 m 的龙口宽度。

上戗堤龙口段进占施工正式开始于2020 年9 月20 日上午8∶00，此后持续进行24 h 的高强度抛投，到9 月21 日上午8∶00，上戗堤龙口宽度已经达到16 m，所对应的水流流速为5.7 m/s，上下游水位差为2.49 m，上下戗堤水位落差为1.20 m。按照施工方案，此时此刻转而抛投大块特长石串、中石料和小石料以达到跟进抛填进占的目的。到9 月21 日18∶00 时，上戗堤龙口宽度仅为9.8 m，所对应的水流流速6.7 m/s，在此之后持续抛投大块特长石串，持续6 h 后仍无法进占。

下戗堤龙口段进占施工开始时间与上戗堤一致，到9 月21 日上午8∶00，下戗堤龙口段宽度为26.8 m。上下游水位差0.24 m，上下戗堤水位差1.13 m。此后改用大块石料铺底，中石料和小石料跟进填铺的进占方式。直至9 月21 日11∶00，下戗堤龙口段宽度达到23.9 m，上下戗堤水位差0.20 m。上戗堤水流流速较为湍急的情况下，导致下戗堤始终无法进占。

3.3 截流方案调整

以上操作表明，莫莫克水利枢纽工程原设计的双戗堤截流进占施工方案并未充分考虑截流施工期间所在流域水流湍急且流域水深较大的客观实际，故而按原方案截流进占施工后也并未取得所预期的进占截流效果。而在充分考虑上游戗堤左岸山体所具有的独特形式后，充分利用山体及工程周围现有的地形地貌优势，充分起到缓冲上游水流流速，降低高壅水以及分担湍急水流较大落差[2]的工程效果。可以说这种充分利用周围有利地势条件调整并优化截流方案的做法是本枢纽工程截流进占施工能取得成功的关键。

双戗堤截流施工方案调整并实施后，上游丁坝处水流流速及落差均较小，上挑角抛投大块石，中石料和小石料跟进进占，持续9 h 后成功合龙。下戗堤因为原上戗堤，水流流速快且落差大，待上游丁坝进占施工使导流洞分流比明显增大且丁坝基本合龙后，再抛投大块石和中石料合龙。

3.4 成功截流经验

莫莫克水利枢纽工程双戗堤截流施工取得成功除前期准备充分、合理组织外，最主要的原因还在于因地制宜，结合截流进占水力条件适时调整施工方案[3]。根据对上戗堤龙口宽和流速关系曲线(图1)以及龙口宽和水位落差关系曲线(图2)的分析表明，在原截流方案下戗堤始终无法进占，且到9月21 日11∶00 时，原来所设计的左岸、右岸双戗堤同时进占的截流施工方案实际上已经演变为仅由上戗堤单戗堤立堵截流的操作，此后历时6 h 仍无法进占，充分说明，莫莫克水利枢纽工程因砂砾石覆盖河床层较为深厚，且施工期间水流较为湍急，故仅通过抛投特大块超长石串进行单戗堤截流进占施工实数不可取。调整截流施工方案后，充分利用上游丁坝、左岸山体特殊形式以及原方案中上戗堤龙口水力条件，最终顺利合龙。

图1 上戗堤龙口宽和流速关系曲线

图2 龙口宽和水位落差关系曲线

4 结论

莫莫克水利枢纽截流为峡谷河床地带流速快、上下游水位落差大的特殊河段，在采用双戗堤截流进占施工方案下虽严格按照施工方案实施，但并未取得截流进占施工的成功，而充分利用该枢纽岸坡独特的山体结构进行截流进占施工方案改进优化后，截流进占施工顺利完成。莫莫克水利枢纽双戗堤截流施工的成功经验也为类似工程提供了借鉴参考。