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減少截流難度措施的探討
摘要：截流工程是整個水利施工的關(guān)鍵，它的成敗直接影響工程進(jìn)度。截流工程的難易程度取決于河道流量、泄水條件、龍口的落差、流速、地形地質(zhì)條件、材料供應(yīng)情況及施工方法、施工設(shè)備等因素。減少截流難度的主要技術(shù)措施包括加大分流量，改善分流條件;改善龍口水力條件;增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失;加大截流施工強(qiáng)度等。
關(guān)鍵詞：截流工程;減少措施;截流難度
國內(nèi)外對河道截流一般常以流量、落差、流速、單寬流量和單寬水流能量作為截流的難度指標(biāo)，也就是說流量、落差、流速、單寬流量或單寬水流能量值越大，截流合龍?jiān)嚼щy。流量值大小，不僅直接決定截流工程的規(guī)模，而且直接決定龍口的水力條件對堆石潛堤穩(wěn)定有明顯影響。所以當(dāng)泄水條件相同時流量越大，截流越困難。決定堆石溢流潛堤上石塊穩(wěn)定的主要水力指標(biāo)是流速，流速越大所需石塊尺寸越大。但是根據(jù)水力計(jì)算，只能知道潛堤頂不的平均流速，而水流越過堆石潛堤頂以后，在自由溢流時流速有可能斷續(xù)增大，直至在溢流坡面上達(dá)到石塊臨界穩(wěn)定流速為止。所以對于自由式溢流，不能單用潛堤頂部流速來作為衡量難度的指標(biāo)。落差對淹沒式溢流決定了潛堤頂部流速的大小。對自由式溢流，密集斷面截流時，溢流面下游段最大流速(除考慮局部能量損耗)仍可以認(rèn)為與上下游落差有關(guān)。但是在自由式溢流擴(kuò)展斷面截流時，下游溢流面的流速主要決定于堆石的穩(wěn)定坡度，也就是取決石塊尺寸的大小，而落差卻轉(zhuǎn)化為與擴(kuò)展的坡面長度有密切的關(guān)系。依茲巴什認(rèn)為在平堵時，截流的難度應(yīng)以單寬水流能量指標(biāo)來衡量，因?yàn)閱螌捤髂芰勘硎玖怂髟竭^截流潛堤所具有的活動能力。但根據(jù)上述越過堆石潛堤的水流特性分析，可以知道，越過潛堤的水流能量只有一部分在越過潛堤時損耗了，另一部分則以水流動能形式流向下游(其中一部分成為沖刷下游河床的能量)，所以單寬水流能量不能作為正確反映截流難度的指標(biāo)。我們認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)具體水流特性和潛堤穩(wěn)定條件來決定衡量堵口難度的指標(biāo)，即在淹沒溢流時，以潛堤頂部流速為衡量難度指標(biāo)。在自由溢流時，潛堤斷面的擴(kuò)展指標(biāo)為難度指標(biāo)。
實(shí)際上，截流堵口工程中，喪失堆石潛堤的穩(wěn)定性多在自由溢流時，所以我們建議用作為衡量難度指標(biāo)，比較切合實(shí)際，能夠正確反映堆石溢流堤最危險(xiǎn)的水流條件和它的出現(xiàn)時刻。根據(jù)以上分析和水力計(jì)算成果得知，減少截流難度可以采用以下措施。
1、加大分流量，改善分流條件
分流條件好壞直接影響到截流過程中龍口的流量、落差和流速。分流條件好，截流就容易，反之就困難。改善分流條件的主要措施有：
1.1合理確定導(dǎo)流建筑物尺寸，斷面形式和底高程。導(dǎo)流建筑物不僅要滿足導(dǎo)流要求，容易且應(yīng)滿足截流的需要。
1.2確保泄水建筑物上下游引渠開挖和上下游圍堰拆除的質(zhì)量。這是改善分流條件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不然泄水建筑物雖然尺寸很大，但分流卻受上下游引渠或上下游圍堰殘留部分控制，泄水能力受到限制，增加截流工作的難度。
1.3在永久泄水建筑物泄流能力不足時，可以專門修建截流分水閘或其他形式泄水道幫助分流，特截流完成后，借助于閘門封堵泄水閘，最后完成截流任務(wù)。
1.4增大截流建筑物的泄水能力。當(dāng)采用木籠、鋼板樁格式圍堰時，也可以間隔一定距離安防木籠或鋼板樁格體，在其中間孔口宜泄河水，然后以閘板截?cái)嘀虚g孔口，完成截流任務(wù)。另外也可以再進(jìn)占戧堤中埋設(shè)泄水管幫助泄水，或者采用投拋構(gòu)架塊體增大戧堤的滲流量等辦法減少龍口溢流量和溢流落差，從而減輕截流的困難程度。
2、改善龍口水力條件
龍口水力條件是影響截流的重要因素，改善龍口水力條件的措施有雙戧截流、三戧截流、寬戧截流、寬戧截流、平拋墊底等。
(1)雙戧堤截流
雙戧堤截流采取上下游兩道戧堤，協(xié)同進(jìn)行截流，一分擔(dān)落差。同常采取上下戧堤立堵。常見的進(jìn)占、雙戧固定進(jìn)占和以上兩種進(jìn)占方式混合使用。也有以上戧進(jìn)占為主，由下戧配合進(jìn)占一定距離，局部壅高上戧下游水位，減少上戧進(jìn)占的龍口落差和流速。
雙戧進(jìn)占，可以起到分?jǐn)偮洳�，減輕截流難度，便于就地取材，避免使用或少使用大塊料、人工塊料的好處。但兩線施工，施工組織較單戧截流復(fù)雜;雙戧堤進(jìn)度要求格，指揮不易;軟基截流，若雙線進(jìn)占龍口均要求護(hù)底，則大大增加了護(hù)底的工程量;在通航河道，航只需要經(jīng)過兩個龍口，困難較多，因此雙戧截流應(yīng)謹(jǐn)慎采用。
(2)三戧截流
三戧截流是利用第三戧堤份擔(dān)落差，可以在更大的落差下用來完成截流任務(wù)。
(3)寬戧截流
寬戧截流是增大戧堤寬度，一分散水流落差，從而改善龍口水流條件。
但是進(jìn)占前線寬，要求投拋強(qiáng)度大，工程來那個也大為增加，所以只有當(dāng)戧堤可以作為壩體(土石壩)的一部分時，才宜采用，否則用料太多，過于浪費(fèi)。
(4)平拋墊底
對于水位較深，流量較大，河床基礎(chǔ)覆蓋層較厚的河道，常采取在龍口部位一定范圍拋投設(shè)宜填料，抬高河床底部高程，以減少截流拋投強(qiáng)度，降低龍口流速，達(dá)到降低截流難度的目的。
3、增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失
增大拋投料的穩(wěn)定性，減少塊料流失的主要措施有采用特大塊石、葡萄串石、鋼構(gòu)架石籠、混凝土塊體等來提高拋投體的本身穩(wěn)定。也可在龍口下游平行于戧堤軸線設(shè)置一排攔石坎來保證拋投料的穩(wěn)定，防止拋投料的流失、
4、加大截流施工強(qiáng)度
加大截流施工強(qiáng)度，加快施工速度，可減少龍口的流量和落差，起到降低截流難度的作用，并可減少投拋料的流失。加大截流施工強(qiáng)度的主要措施有加大材料供應(yīng)量、改進(jìn)施工方法、增加施工設(shè)備投入等。
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