堵截河道水流迫使其流向預定通道的工程措施。截流工程包括進佔、龍口範圍的加固、合龍和閉氣等項工作。為堵截河流,向流水中拋投料物,填築戧堤的工作稱進佔。進佔後預留的河道泄流口門稱龍口。為防止龍口河床和戧堤端部被沖刷或毀壞,需要對龍口範圍進行防沖加固。閉合龍口,最終攔斷水流的過程稱合龍。合龍後在戧堤迎水面採取防滲措施封堵滲流通道稱閉氣。截流是水利工程施工中的關鍵控制項目,並有一定風險,需周密計畫、充分準備,要有足夠的拋投強度。

  中國歷史上,曾利用土石、麥草、稻草、秸料、柳枝等當地材料,進行堤防堵口和截流工程,有豐富的傳統經驗。中華人民共和國成立後,又采用瞭新技術和新材料在許多工程中截流成功,取得瞭在巖基和軟基河床截流的經驗,尤以長江葛洲壩水利樞紐大江截流的規模最大。大江截流於1981年元月進行,截流流量為4400~4800m3/s,晝夜拋投強度為7.2萬m3,最大落差3.23m,最大流速7m/s,截流歷時僅36h23min。(見彩圖)

湖北宜昌葛洲壩水利樞紐大江截流

  截流時間和設計流量 截流時間的選擇:①宜選在枯水期。為使來年汛前對圍堰和基坑內水工建築物施工能有較充裕的期限,力爭在枯水期的前期截流。②盡量避開冰期和冰凌期。③對於有通航、漂木要求的河道,盡量選擇較少礙航和過木的時間。截流設計流量隨工程的重要性與可能造成的損失大小來選定設計頻率,通常參照截流期20年一遇或10年一遇的月或旬的平均流量作為標準,並據以進行截流施工準備。有的工程根據歷年實測資料采用統計分析法確定設計流量。

  截流方式 可分為兩類

  拋填戧堤截流 拋投塊石、梢料、密實粘土塊、石籠、竹籠、石串或混凝土四面體等材料(圖1),直接在流水中填築戧堤的截流方法。按拋投方式,可分為立堵、平堵和平立堵等。

  ①立堵:由龍口一端向另一端,或從兩端向中間同時拋投各種材料進占,逐漸束窄龍口直至合龍,最終截斷水流(圖2)。立堵法截流,不需要在龍口設浮橋或棧橋,施工較簡單,造價較低。在戧堤頂面進行拋投進占,有利於采取適宜的拋投技術,可利用自卸汽車、推土機等機械。但龍口縮窄後,單寬流量大,流速高,水流分佈不均,合龍階段需用較大的拋投材料,且施工場面狹窄,拋投強度受到限制,對大流量的江河截流,難度較大。對於截流流量和落差較大,采用單戧堤立堵進占有困難的情況下,可采用雙戧或多戧立堵,使落差分散,形成兩級或多級水位差,減少截流難度。巴西伊泰普水電站工程設計采用上下遊各以兩道戧堤進占的立堵方式,上下遊各承擔3.5m落差;設計截流流量17000m3/s,實際截流流量8000m3/s,上下遊落差均為1.5m,7天時間拋投量為77萬m3

  ②平堵:沿預留的截流龍口,架設浮橋、棧橋或其他跨河設備,沿龍口全線逐層均勻地拋投截流材料,直至戧堤露出水面(圖3)。平堵截流的水力學條件較好,所需拋投材料的重量較輕,施工場面寬闊,拋投強度大,進展快,但架橋設施需要投資多,準備工作量大。蘇聯斯大林格勒(現名伏爾加格勒)水電站工程,采用架設浮橋平堵截流的方法,截流流量4700m3/s,最大落差2.07m,拋投強度63000m3/d。

  ③平立堵:將平堵與立堵二者結合,根據具體條件采用不同的施工程序,稱為平立堵。例如為充分發揮平堵水力條件好的優點,同時降低架橋費用,采用先立堵、後架橋平堵的方式。羅馬尼亞與南斯拉夫合建的鐵門水電站,采用平立堵方式,最大截流流量3390m3/s,先用立堵方式進占67m,其餘有100m采用平堵方式截流,最大流速7.15m/s,最大落差3.72m。

  一次截流 適用於小規模的截流工程或做為輔助手段,常見的有:①岸邊豎起大體積預制混凝土塊,形狀按龍口情況確定,合龍時,炸除底撐,讓塊體倒下橫臥龍口,瞬時斷流;②將格形框架或多個框架群,浮運到龍口,截流時加載或打開閥門,使框架下沉;③將岸邊巖石用定向爆破的方法拋入河床斷流;④預先設置閘室,截流時下閘斷水等。

  

參考書目

 呂興祖、劉發權著:《施工截流與基坑排水》(水利水電施工叢書),水利電力出版社,北京,1987。