刘 华，牟小玲

众所周知，大多数工程的围堰填筑均在枯水期进行，以利于围堰填筑及方便施工，汛期进行基坑开挖及混凝土浇筑施工，可以保证工程全年施工，节约工期，提前发电以创造效益。而新疆塔勒德萨依水电站于2010年3月30日开工，其基坑开挖及围堰填筑均在汛期进行，围堰填筑难度非常大。如何按时完成围堰填筑，保证汛期基坑安全成为工程的一个难点。

1 工程概况

塔勒德萨依水电站装机容量为80 MW，引水设计流量140 m3/s，冬季最小流量9.75 m3/s，引水渠全长7.4 km;保证出力5.26 MW，装机年利用小时数为3 500 h，多年平均发电量2.8亿kW·h。塔勒德萨依水电站为Ⅲ等中型工程，其中拦河枢纽、引水渠、输水隧洞、前池及压力管道、厂房、排洪及交叉建筑物为3级建筑物;泄水陡坡、尾水渠为4级建筑物。水工建筑物抗震设防烈度为8度。

塔勒德萨依水电站承担的主要任务为发电，主要建筑物由拦河引水枢纽、引水渠、输水隧洞、压力前池、泄水陡坡、压力管道、厂房、尾水渠及渠系建筑物等组成。

2 导流方式

根据工程特点，厂房施工采用填筑围堰、束窄河道进行导流。

3 围堰填筑方案的选定

3.1 原设计围堰方案

根据投标方案，围堰采用全年围堰(使用时段为2010年3月～2011年11月)，围堰占用小部分河道。围堰采用高喷防渗墙+土工膜防渗的土石围堰结构形式。厂房施工围堰挡水标准为10年一遇洪水，流量Q=633.6 m3/s，相应河床水位高程1 711.66 m;确定围堰顶高程为:上游段1 713.5 m，下游段1 713 m，中间段高程过渡连接，堰顶宽度为4.5 m，长度约为200 m。围堰迎水面边坡坡度为1∶2，背水面边坡坡度为1∶1.5，迎水面采用钢筋笼大块石护坡。围堰堰体采用高喷防渗墙+土工膜防渗。为保护施工期土工膜不被破坏，土工膜周围采用细料保护层。根据施工进度安排，围堰高喷施工安排在2010年4～5月，高喷平台设计按10月～次年5月5年一遇洪水454.5 m3/s，相应厂址水位为高程 1 711.3 m。考虑安全超高，高喷平台高程定为1 711.8 m。

新疆伊犁地区气候复杂，虽然在4、5月份雨水较少，但由于其天气较好，流域内山上积雪纷纷溶化，均汇入喀什河，使得其河水流量比汛期流量还大，而拟填筑的围堰刚好在主河床内，采用普通砂砾料等填筑围堰根本无法实行，只有抛填大块石结合钢筋笼、棱体(混凝土制品)等才能进行围堰填筑。但采用该方法，围堰防渗又成为一个难题，必须采取高喷防渗墙的方案进行防渗。由于其基础为大块石及棱体等，高喷防渗墙效果并不明显，仍可能出现大量渗水，届时，其抽水费用将成为一笔不小的数目，围堰的功能发挥并不大。

3.2 围堰轴线的重新选定

在厂房开挖过程中，发现1 707 m高程以下均为泥岩，其防渗效果非常好，但遇水后易软化。通过对现场进行勘察，发现原河堤经常年水流冲刷等非常结实，完全可以作为围堰挡水;同时，结合厂房平面布置图，原围堰方案又保证了尾水反坡及边墙的浇筑，如果将围堰移至河堤部位，则将占用部分尾水反坡及边墙位置，但此并不是工程的关键，完全可以在枯水期填筑枯期围堰。通过对工期及工程本身进行分析，决定将围堰轴线内移至原河堤上(图1)。新选定的围堰轴线方案分为一期、二期导流。一期围堰为全年围堰，使用时段为2010年5月～2011年10月，此段时间施工厂房及尾水未被占用的部分。二期围堰为枯期围堰，使用时段仅一个月(2011年10～11月)，此段时间施工一期围堰占用的尾水底板及边墙。

3.3 两种围堰方案的对比

图1 一期、二期围堰布置平面图

原围堰设计方案需花费大量人力、物力在河道中进行围堰填筑施工，虽然为枯水期填筑围堰，但其冰水融水的来水相当大，不亚于在汛期填筑围堰，其难度可想而知，同时在花费大量的人力物力后，围堰质量也得不到保证，存大较大风险。

新选定的围堰方案虽然分为两次施工(一、二期围堰的填筑及拆除)，但施工形式简单，所用资源较少，同时围堰的质量有保证，能充分保证基坑安全，相比原方案，不但节约了大量人力物力，又能保证正常施工，不影响正常工期，方案优势不言而喻。

4 围堰施工方案

4.1 导流方式及标准

一期围堰利用原河堤，预留岩坎加土石围堰挡水;二期围堰采用土石围堰挡水束窄主河道过流。

厂房一期围堰的设计洪水标准为10年一遇洪水(P=10%)，导流设计流量Q=633.6 m3/s。

二期围堰的设计洪水标准为枯水期5年一遇洪水，导流设计流量Q=66.9 m3/s。

一期导流围堰为全年围堰，需满足厂房开挖、混凝土浇筑及金属结构安装等工程施工，经历两个汛期和一个枯水期，汛期围堰安全是本工程的重点。

二期导流围堰为枯水期围堰，需满足尾水反坡混凝土浇筑施工。

4.2 围堰设计

根据水位观察，喀什河水流量非常大，不利于围堰填筑。同时根据技术、安全及经济分析比较，取消了原设计的全断面进占汛期围堰。通过现场考察，原河堤结构稳定，可直接作为围堰，其侵占部分尾水反坡段结构物，从施工总进度计划及已收到的图纸看，尾水反坡仅有底板和部分边墙留待枯水期施工，并不影响整个工程工期。枯水期喀什河水流量非常小，仅施工枯水期围堰即可。

围堰分两期导流。

导流建筑物采用厂房开挖砂砾料填筑，心墙采用厂房或引水渠道开挖出的砂砾料。

一期围堰为全年围堰。围堰挡水标准为全年10年一遇洪水，导流设计流量 Q=663.6 m3/s时，相应河床上水位高程为1 711.8 m左右，上游堰顶高程为1 713.5 m，下游堰顶高程为1 713 m。围堰轴线长142.46 m，堰顶宽4.5 m，迎水面边坡为自然坡比，背水侧边坡为1∶1.5。围堰堰基采用黏土截水槽防渗，堰体采用黏土心墙防渗。为防止施工期河床水流对堰体的冲刷破坏，在堰体迎水面侧铺设铅丝石笼及加铺草袋进行防护(图2)。

图2 一期围堰结构图(单位:cm)

二期围堰为枯期围堰。围堰挡水标准为枯水期5年一遇洪水，导流设计流量Q=66.9 m3/s时，相应水位高程为1 709.6 m左右，围堰上游堰顶高程设为1 711 m，围堰下游堰顶高程设为1 711 m。围堰轴线长192.46 m，堰顶宽4.5 m，迎水面边坡为1∶2，背水侧边坡为1∶1.5。围堰填筑完成后，根据渗水情况确定是否采取防渗方案，围堰防渗为堰基采用黏土截水槽防渗，堰体采用黏土心墙防渗(图3)。

措施围堰为汛期围堰，围堰堰顶宽4.5 m，边坡坡度均为1∶1左右。

图3 二期围堰结构图(单位:cm)

子堰在汛期时根据施工实际情况确定是否实施，子堰采用编织袋内装黄土施工，子堰高1.5 m，顶宽 50 cm，两侧坡比为1∶0.75。

4.3 围堰施工

4.3.1 施工中的难点

(1)围堰的防渗处理。

围堰建筑在砂砾石地基上，具有强透水性，虽其下部基础已沉陷密实，但在基坑排水完成后产生了堰体内外水位压力差，极有可能出现管涌等现象，对堰体稳定极为不利，故施工期围堰防渗处理的好坏直接影响到基坑的施工安全。

(2)一期围堰与原河堤结合处理。

一期围堰座落于原河堤之上，与原河堤之间形成一道通缝，该通缝防渗问题是一期围堰处理的关键所在。

(3)围堰下游段水流回旋造成的淘刷影响。

在围堰下游0+110～0+142.46段由于河道突然变宽，在围堰转角位置会出现水流回旋现象，掏刷围堰。在此段必须加强围堰堰体的防护工作，以确保围堰安全。

4.3.2 围堰施工

(1)料源。

主要物料来源:

砂砾料:主要从5#渣场回采利用。

防渗土料:引水渠道开挖出的黄土(或厂房强风化泥岩)，主要从4#渣场(5#渣场)回采利用。

铅丝石笼块石:从5#渣场渣料及沿河砂卵石中选取。

大块石:从5#渣场渣料及河床中选取。

(2)施工程序。

表层腐植土清理→黏土截水槽施工→堰体砂砾料和防渗土料填筑→碾压→堰体填筑到设计高程(块石护脚同步进行)。

(3)表层腐植土的清理。

首先采用反铲配合自卸汽车将原河堤腐植土清理干净，并运至5#渣场分类堆放。河堤清理必须清至砂砾石层，以确保新填筑料与下层结合紧密，堰体整体稳定。

由于原河堤不能完成碾压夯实，故在原河堤预留宽度为8 m，以避免预留过薄而造成堰体基础不稳定。

(4)截水槽施工。

采用反铲开挖一底宽1.5 m的深截水槽，截水槽必须挖至泥岩强风化层，以保证防渗效果。截水槽开挖过程中，由于深度较大，宽度较窄，槽内两侧易发生垮塌，故应开挖一段，回填一段黏土防渗材料，并用反铲拍实，使黏土密实，达到防渗效果。

(5)围堰填筑。

在截水槽施工完成后即进行堰体填筑施工。

堰体与防渗土料心墙同步施工，砂砾料采用细料(或砂卵石料)分层铺填，防渗心墙每层铺料厚度为0.3 m(填筑前，清除截水槽上的保护材料，露出黏土，采取刨毛措施后进行防渗体填筑)，采用进占法填筑，砂料混合料每层铺料厚0.6 m，铺料时不得发生粗颗粒集中现象，应力求做到粗细颗粒级配均匀，靠近岸边地带应以细料铺填，以防出现架空现象。防渗土料与岸坡接触部分在填筑前应涂浓泥浆，并应保持湿润状态;采用TY220推土机平料，18 t自行式振动碾振压5～7遍，振动碾的行驶方向应平行于堰轴线方向;对于靠岸边碾压不到的地方，可以顺坡方向行驶，同时采用HZR70振动平板夯辅助夯实，最后利用日立230型液压反铲修坡。

(6)堰体的防护。

在堰体临河侧底部抛填大块石进行护脚，防止河水底部涌流掏刷坡脚。

在常水位线部位，采用铅丝石笼护坡，铅丝石笼块石料从开挖弃料中由人工选取，不足部分从岸边河滩砂卵石料中选取，铅丝笼在加工厂提前编织加工，石料利用20 t自卸汽车运至现场，人工装笼，笼与笼之间采用8#铅丝绑扎成一整体，施工结束后清理施工场面，保证水流畅通。

4.3.3 围堰与岸坡接头处的防渗处理

截水槽开挖至岸坡内不少于2 m，同时黏土心墙随填筑同步跟进，深入岸坡不少于2 m，以延长渗径，达到防渗要求。

4.3.4 围堰的防渗措施

一期围堰为全年围堰，二期围堰为枯水期围堰。二期围堰使用时段为1个月左右，时间较短，采用强排水方式，除截水槽及黏土心墙外，不考虑其它防渗措施。一期围堰使用时段为2010年6月～2011年10月，时段较长，需采取其它防渗措施。

针对一期围堰，拟采取设置措施围堰，措施围堰顶宽4.5 m，坡比1∶1左右，堰顶高程与一期围堰同高，设置措施围堰主要有两方面作用:

(1)截水防渗，缓解基坑排水压力。

在措施围堰与一期围堰之间，开挖3～4处截水井，井深5 m左右，直径50 cm，采用预制涵管作为井壁，井壁钻梅花型孔，间排距50 cm，每座井内放置一台 4″(1″=2.54 cm)污水泵排水。

(2)防洪度汛，保证基坑安全。

喀什河水文条件较为复杂，由于唐布拉上游常年积雪，雨季温度较高，融雪水较多，导致河内水量较大，如遇暴雨天气，河水猛涨，极有可能发生超标洪水而淹没基坑。设置措施围堰，可在超标洪水发生时采用大型水泵进行强排水，为基坑设备转移和防护提供保障时间，将损失降到最低程度。

5 结语

通过对工程施工顺序及关键线路进行分析，调整了围堰轴线位置，比原设计方案节约资金90多万元，同时，在围堰填筑极其不利的情况下，完成了围堰填筑施工，保证了基坑完整，同时也保证了关键线路工程的施工顺利进行，为类似工程的施工提供了有效的借鉴经验。