新華網消息:已經啟動的三峽導流明渠截流施工舉世矚目。長江水利委員會三峽工程代表局副局長林文亮日前詳細解析了即將開創多項人類江河截流史之最的這一工程的三大施工難點。
導流明渠截流總功率為41.02萬千瓦,其截流難度為世界之最。按設計,導流明渠截流將在上、下游形成兩道戧堤並同時進佔,上、下游戧堤填築量分別為36萬立方米和42萬立方米,形成截流龍口,並視水情情況用3至5天時間實現龍口合龍。
戧堤就是在水中修築的、有一定長度的土石防水建築物,是石碴材料沿圍堰軸線倒入江中後形成的。戧堤不斷向江河中部進發,即所謂的進佔。當進佔到一定程度,就在江中形成了龍口。當戧堤最後進佔到將龍口截斷的時候,截流施工就完成了。
林文亮説:“導流明渠截流的施工難點主要包括三個方面。首先是加糙攔石壩施工。由於導流明渠為人工河床,底部光滑,為防止拋投石料隨水流漂走,建設者先進行墊底加糙攔石壩施工,即在截流前,在明渠底部築一道坎,將拋投石料攔住。”
據介紹,上遊加糙攔石坎施工是將數百個重25噸的鋼架石籠水運至拋投區停靠定位船,自上遊向下游推進吊拋,水下自動脫鉤。下游加糙攔石坎施工是用合金網石兜裝填中小石料,用GPS全站儀檢測調整完全就位後直接拋投。
戧堤龍口段施工是截流的第二個施工難點。林文亮説:“龍口段施工採用上遊雙向、下游單向的立堵截流方式。目前施工方案是利用1天時間進行龍口預進佔,然後根據水情預報,利用3天時間進行龍口段合龍施工,分區段採用全斷面推進和凸出上挑角兩種進佔方式。考慮上下游圍堰跟進施工,截流期間總拋投量約為每天15萬立方米。”
龍口合龍後,要進行防滲墻及灌漿帷幕施工,這是第三個難點。林文亮説:“工期短、強度高是其顯著特點。上、下游圍堰的高噴施工要在12月中旬完工。上、下游帷幕均計劃于11月15日開始施工,12月20日完成。”
根據土石圍堰防滲工程施工進度計劃,上遊圍堰施工高峰期平均日施工強度約450平方米,下游圍堰施工高峰期平均日施工強度約630平方米。
林文亮説:“三峽工程導流明渠截流的規模,雖不及19997年的三峽工程大江截流,但由於其水位落差大、水流流速高,加之工期、強度等指標均為世界罕見,這就使三峽工程導流明渠截流施工必將開創多項世界之最。”
林文亮分析,大江截流是截斷900多米的主河床,把壩址上游來水逼到從人工開挖的350米寬的導流明渠通過,其過流斷面是5600平方米。明渠截流則是截斷350米寬的導流明渠,把壩址上游來水逼到從22個寬6米、高8.5米的導流底孔通過。而22個導流底孔的過流斷面只有1122平方米,只是導流明渠的五分之一。江水在被逼改道時,江水通過導流底孔不像通過導流明渠那樣暢通。截流過程中將會出現截流戧堤上游水位上漲幅度大、江水通過龍口的流速加快的情況。
根據模型試驗和水力學計算,明渠截流設計流量為每秒10300立方米,截流時上下游的最大落差有4.11米,截流龍口最大平均流速每秒7米左右。加之導流明渠係由人工開挖而成,明渠底部是平整、光滑的混凝土面或基岩面,要使拋投物料站穩更加困難。這樣的落差、流速及渠底形態,使明渠截流的難度和風險極大。
林文亮還指出,導流明渠截流的難度還在於施工條件受到許多制約。導流明渠截流的左岸是二期工程的混凝土縱向圍堰,有如孤島,沒有陸路交通,截流進佔只能以從右岸進佔為主。
他説,雖然在左岸混凝土縱向圍堰上遊,已開闢了一個左岸截流基地,但只能存儲5萬方備料。這5萬方備料只能在上遊戧堤合龍時用,以盡可能地增大拋投強度,降低截流風險。而下游戧堤則是完完全全的單向進佔。另外,長江是黃金水道,截流施工需兼顧通航。這就使截流戧堤預進佔的長度受到制約,給準備工作增加了難度。
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