刘倩

摘 要：截流工程是水利水电建设项目中至关重要的环节，它的成败直接影响着工程的工期和造价。越来越多的水利工程修建在深厚覆盖层上，深厚覆盖层河床截流的不确定因素较多，截流综合难度大，为了确保截流的顺利进行，降低截流难度措施的研究成为了工程的关键技术问题。文章在前人的研究之上，就国内深厚覆盖层截流施工进行了简略总结，归纳了施工过程出现的技术问题及解决措施，为同类地质条件下的截流施工提供指导。

关键词：水利工程；深厚覆盖层；截流；施工技术

引言

截流工程是水利水电建设项目中至关重要的环节，它的成败直接影响着工程的工期和造价。我国西南地区自然地质条件复杂，山高谷深，川流奔涌，水能资源丰富[1]。大量的河床钻孔资料显示，以云南-四川-河南一线为界以北地区河床深厚覆盖层问题尤为突出。其覆盖层基本特征各异，分布范围广泛，深度少则50余米，多则400余米[2]。目前针对深厚覆盖层河谷地段的开发和利用是我国水电事业发展的主要方向。深厚覆盖层截流的不确定因素较多，截流施工难度较大，稍有不慎就可能危及截流工程安全。文章在前人的研究之上，分析了深厚覆盖层河床截流工程遇到的问题及措施，为实现同类地址条件下的截流施工安全性与经济性的统一提供有效的指导。

1 深厚覆盖层河床截流施工技术难点

水利工程中深厚覆盖层是指经过各种地质作用堆积于河床基岩上，厚度大于30m的第四纪松散堆积物[3]。河床覆盖层一般由土、砂、卵石、碎石及块石混合组成，受地质和水文条件的影响，不同地区覆盖层的结构有所差异。深厚覆盖层截流的主要难点在于如何有效控制截流过程中的冲刷破坏，必须选择合理的导流方案、龙口位置、抛投材料等才能确保截流的顺利进行。围堰安全及边坡防护是覆盖层河床上导流工程关注的主要问题，导流方案的设计也直接影响到截流工程的安全性。

覆盖层河床截流主要涉及截流抛投料稳定、截流龙口覆盖层稳定、覆盖层河床降低截流难度措施等关键技术问题：（1）如何根据地形及原河床地质资料，选定合理的导流方案；（2）如何根据龙口覆盖层的类别确定龙口位置和护底方案；（3）如何根据河床地质情况确定截流采用方式（平堵、立堵、混合堵），及截流抛投料中人工混凝土块体的体型、重量及数量，以保证截流备料既经济又能满足施工要求。

2 深厚覆盖层河床截流施工技术

2.1 补充地质勘探

在深厚覆盖层上截流，地质勘查尤为重要。导流方案的拟定，需要依据覆盖层分布及其特性，综合考虑。只有准确的掌握河川的地质、地貌资料，才能确定合理的导流和护底方案、及截流方式。生产实践表明[4-5]应用EH4大地电磁测深反演电阻率剖面技术是解决深厚覆盖层的有效勘探方法，可为水利工程建设提供较为详尽的基础资料。

2.2 选定龙口位置

深厚覆盖层河床截流，戗堤的布置要综合考虑河床两岸地形、水流流向及施工交通条件等因素。龙口布置原则为：（1）尽量使截流戗堤用料合理、施工强度均衡；（2）尽可能选择覆盖层较薄、抗冲能力较好的部位，避免引起截流戗堤塌滑失稳；（3）选择河床地质横断面岩基较平缓的部位，尽量避开河床主河道“V”型槽及顺流向陡坡。

水工模型试验是确定护底范围和厚度的要方法[6]：（1）顺戗堤轴线的长度等于覆盖层刚开始受到冲刷破坏时所对应的龙口宽度；（2）护底范围顺水流方向应超出戗堤坡脚，戗堤轴线以上取水深的2倍，堤轴线以下取水深的2～4倍；（3）护底要尽量避免出现架空现象，抛石层最小厚度取最大抛石粒径的2倍。

2.3 截流备料

龙口合龙段施工强度高、时段紧迫、截流备料的科学性是保证截流快速、高效、有序、稳妥进行的关键。截流材料应优先考虑使用本工程建筑物石方开挖的石料。龙口流速和抛投材料的抗冲流速决定了截流材料的尺寸。考虑到流失量、损耗等因素，备料系数一般取1.2～1.8。截流戗堤抛投料种类和粒径的选择是根据模型试验计算结果，参考水工模型试验成果，并结合其他工程实践经验得出。截流材料应分类堆放，便于截流调度使用，截流施工期实行严格的交通管制确保截流备料场与截流戗堤间道路的畅通。

2.4 龙口护底

针对深厚覆盖层类型的护底，首先应优化导流方案，来减小护底的难度，进占时尽量采取全断面整体推进，在采取上挑角进占时，一方面要尽量减少挑出的长度，另一方面要注意跟紧补抛。避免使用块石直接直接抛填护底，可选用人工预制混凝土四面体、六面体、钢筋铅丝笼及抛投大块石进行护底。有利于增加龙口河床的糙度、提高龙口的抗冲能力，减少抛投材料的流失量。常见的护底材料有钢丝笼、四面体、杩杈体、透水六面体以及大石、特大石等。同时要根据河床的地址特征和截流河段的水力学参数，优化护底的平面布置。龙口护底的厚度及范围也要进行合理选择，尽量采用双层或多层铺护，有利于护底的稳定性。

由于深厚覆盖层河床截流施工时采用立堵方式对河床冲刷严重，不利于龙口合拢及整个堰体的稳定，故在实际施工中多选先平堵后立堵相结合的方式进行。“先进后退”护底法正是运用了该原理。“先进后退”[7-8]护底法是指从河床单侧戗堤预进占至设计龙口位置，并利用河床另一侧设计戗堤位置进行分流；之后对已进占完成龙口位置和戗堤上下游侧坡面进行防护；最后，采用倒退式挖除设计护底高程以上的预进占戗堤部分。该护底方法简单易行、便于操作和容易熟练掌握，降低了截流施工风险，保证了护底施工质量，对国内其他深厚覆盖层抵抗冲河床截流施工具有借鉴和推广意义。

3 结束语

随着中国水电行业的快速发展，水利工程正在向着地质条件更复杂、技术难度更高的方向发展。在深厚覆盖层上修建大坝，已成为水电行业的发展趋势之一。文章对深厚覆盖层河床截流施工技术的总结如下：（1）深厚覆盖层截流时，对河床的地质勘查是必要的，对河床地质实际情况的详细料了解，有利于提高截流计算的精度，以便结合工程的具体情况、因地制宜选取具有科学性、时效性、合理性、经济性的施工方案。（2）抛投材料的稳定性受覆盖层稳定性的影响极大。为了确保截流的顺利完成，深覆盖层截流护底尤为重要。“先进后退”护底的新方法有效地解决了低抗冲速粉细砂河床截流施工问题，对于抗冲流速低，覆盖层较厚的区域，值得推广。

参考文献

[1]覃礼貌.金沙江河谷深厚覆盖层成因及工程环境效应研究[J].学术动态，2012（1）：26-29.

[2]郭熙灵，黄国兵，李学海.深厚覆盖层条件下施工导截流关键技术问题研究[J].长江科学院院报，2011（6）：10-15.

[3]余波.水电工程河床深厚覆盖层分类[C]//会议/论文集缺失，2010：107-113.

[4]徐燕.新疆深厚覆盖层坝基防渗处理技术[J].水利水电技术，2012（4）：64-68.

[5]董晨，张吉振.EH4大地电磁技术的适用及应用效果[J].铁道建筑技术，2008（S1）：529-534+543.

[6]郝忠友，楚少义，杨嘉明.EH4在探测西藏某水电站坝址深厚覆盖层中的应用[J].水利规划与设计，2014（2）：24-26.

[7]陈小 ，崔佰奎.浅谈深覆盖层截流施工技术[J].陕西水利，2013（4）：67-68.

[8]王永刚，赵维刚.深厚粉细砂河床截流施工技术[J].水利水电技术，2013（7）：79-80.

[9]米振柱，符学鑫.低抗冲流速深厚覆盖层河床截流技术研究[C]//2013：31-32.