截流工程应注意的问题及对策

□ 夏永生 吴秀荣

在施工导流中，当导流泄水建筑物（如明渠、隧洞、底孔及缺口等）完建后，抓住有利时机，用围堰堰体的一部分，迅速截断河床，迫使河水改道而经预定的泄水建筑物下泄，这就是河道截流。截流在施工导流中十分重要，如果截流不能按时完成，整个围堰内的主体工程都不能按时开工。一旦截流失败，造成的影响更大，甚至会拖延工期达一年之久。所以在施工中常把截流作为施工过程的关键问题及施工进度中的控制项目。为保证截流成功，必须事先作好周密设计，必要时，还须进行水工模型试验。在截流开始前，要作好器材、设备和组织上的充分准备，以便截流时能集中全力，一气呵成。

一、截流过程

先从河床的一侧或两侧向河床中填筑截流戗堤，这种向水中筑堤的工作也称进占。戗堤填筑到一定程度，河床被束窄，形成一个流速较大的临时过水缺口，这个缺口称为龙口。封堵龙口的工作叫做合龙，也称截流。在合龙开始以前，为了防止龙口处河床或戗堤两端被高速水流冲毁，应在龙口处及戗堤端头设防冲设备予以加固，这个工作称为裹头。合龙以后，戗堤本身仍是漏水的，需在迎水面设置防渗设备。在戗堤全线设置防渗设施的工作，叫做闭气。所以整个截流过程包括戗堤进占、裹头、合龙及闭气4个步骤。

二、截流日期与截流流量的确定

截流应在枯水期进行。河流中的流量越小，截流越容易取得成功。在确定具体截流日期时，应考虑下列条件：

（一）截流前泄水建筑物应建成供导流使用。截流后还要继续进行修建围堰、开挖基坑、基坑排水及修建永久建筑物等大量工作，应在汛期前把围堰或永久性建筑物修建到拦洪高程。为给以后工作创造条件，截流日期应尽量提前。

（二）截流时应考虑河流的综合利用，如对通航、过筏、供水等影响应最小。

（三）对北方有冰凌的河流，一般不在冰冻期截流。因为冰凌容易堵塞河床或泄水道，雍高上游水位，给截流造成很大困难。

根据以上所述，截流日期一般选在枯水初期，流量已有明显下降时进行，不一定选择在流量最小的时刻。在实际工作中，还应根据水文短期预报及施工进展情况，最后确定截流日期。

截流时间确定之后，设计流量即可确定。当截流日期选择在枯水初期，水势下跌时，截流流量值可适当定小一些；如选择在枯水末期，水势上涨时，流量值可适当定大一些。

在初步设计中，一般采用截流月份的5%或10%频率的月（旬）平均流量，也可用日平均流量。此外，还必须根据当时情况和水文气象预报加以修正，按修正后的流量进行各项截流的准备工作。

三、截流方式

按所用材料的不同，通常有抛石截流、埽工截流、杩杈截流、木笼截流等，另外还有爆破截流或闸门截流等方式。

抛石截流是应用广泛的一种截流方式。截流时，从上方或两侧向龙口抛投截流材料，当龙口流速较小时，可采用一般的土石块作为抛投材料，随着龙口前水位的升高，落差和流速相应增大，抛投体的直径和抛投强度也需相应增加，这时可采用大石块、块石串或铅丝笼等。如果流速过大，还可采用大型的混凝土四面体、六面体及各种不同形状的混凝土预制构架或钢构架，这种截流方式、施工强度可以很大，适应于各种不同的深水河槽及大流量、大流速的情况。

埽工截流及杩杈截流都属于我国传统的截流方式，在软基或岩基上均可适用。埽工截流使用的材料主要是埽柴草和土石。

爆破截流时采用定向爆破方法，把岸坡的岩体或岸边预制的混凝土柱体爆破，使之迅速倾入口门。在诸多截流方式中，由于抛石截流应用普遍，现介绍平堵和立堵两种截流方法，以供参考。

（一）平堵法与立堵法的特点

平堵法截流是沿龙口全线抛投截流材料，使抛投体从河底开始逐层上升，直至戗堤露出水面。由于龙口宽度在抛投过程中大体不变、水力条件较好，所以一般用自卸汽车，在架设好的浮桥或栈桥上卸料，也可用缆式起重机、开口驳船、自卸木船或窄轨机车进行抛料。

平堵截流的特点：龙口较宽，单宽流量较小，截流过程中出现的最大流速也较小。在龙口宽度与立堵法相同的情况下，平堵所要求的抛投体直径和重量都较小，加之平堵可以全线抛投，在较好机械设备条件下可以满足高强度抛投的需要。另外，平堵法对软基河床较为有利，但这种方法需要架设浮桥或栈桥，并保证全线同时抛投上升，不留空档。一般平堵截流的投资较立堵截流约高1～2倍。平堵截流多用在平原软基河流，架桥方便，通航影响不大的地区。

立堵法截流是从龙口的一端向对岸或两端向中间逐步抛筑戗堤进占，直至封堵龙口。截流材料的抛投通常采用大型自卸汽车卸料，个别巨大块体也可用起重机吊放。

立堵截流的特点：当龙口逐渐缩窄时，流速相应增大，为抵挡冲刷及防止抛投料流失过多，往往需用特制的巨型抛投体。立堵是从端部进占，抛投强度一般较平堵为小，但这种截流方法不需要架桥，设备条件限制小，施工准备工作简便。因此，立堵截流在我国一直作为一种主要的截流方法，立堵法同样可以用于大流量、软基河床的截流，这在我国已有不少成功的经验。

（二）截流戗堤轴线和龙口位置的选择

选择戗堤轴线的目的在于有利截流，方便施工。若戗堤为土石坝的组成部分，则轴线位置选择的灵活性较小。在大多数情况下，截流戗堤是围堰堰体的一部分，戗堤轴线可根据围堰的布置来考虑，截流轴线究竟是在围堰的上游侧还是在下游侧，则需考虑围堰的结构形式。对于斜墙围堰，有时为了结合防渗体，可使戗堤轴线略偏于围堰上游侧；对于心墙围堰，若在上游围堰处截流，为方便心墙的基础处理和填筑，也常将戗堤轴线布置在上游侧。

平堵截流戗堤轴线的确定，应以使架桥工作最省最方便为宜。立堵的截流戗堤轴线，在很大程度上取决于最后龙口位置的选择。

影响龙口位置选择的因素很多。就地质情况来看，龙口最后的位置应设在不易冲刷的岩基或覆盖层不厚的岩基上，以免过大的冲刷，增加截流材料的流失，甚至戗堤突然塌方失事。就地形条件来看，龙口周围应有比较宽阔的场地，便于截流交通运输及材料的堆放，应与岸边交通配合起来考虑。就水力条件来看，最后口门设在深槽是不利的，因为深槽部位水流相当集中，单宽流量较大，将增加截流的困难。但有时为了保证航运要求的吃水深度，又不得不把龙口设在深水河槽处。另外，龙口位置与施工导流总体布置的关系也十分密切，如分期导流，一期围堰先围了深水河槽，二期围堰截流龙口就必然在浅水河床，反之龙口就必然在深水河槽部位。

综上所述，龙口位置的确定，一方面受导流方案的控制，另一方面，还必须考虑龙口的地质、地形、水利条件及其他特殊需要。

（三）抛投材料尺寸的选择

在抛石截流中，合理的选择抛投材料的尺寸，尽可能充分利用当地天然材料，对于截流的成败和减少截流费用具有重大意义。实践证明，块石是最基本的截流材料，只是在当地材料不能满足截流需要的情况下，才考虑采用其他的各种预制抛投体。

截流用的石块或其他材料的尺寸取决于龙口的流速。

在截流过程中，龙口的流量和流速都是变化的。合龙开始时，龙口流量最大，流速相对较小，可用较小的抛投材料。此后，龙口断面逐渐减小，流速增大，上流水位逐渐雍高。此时由于一部分流量将通过导流泄水道宣泄，一部分流量由堆石戗堤中渗透，还有一部分被拦蓄在水库中，因而龙口流量相应减小。随着合龙的进展，龙口断面不断减小，上游水位不断雍高，龙口流速不断加大，所需要的抛投材料重量也不断增大。到合龙后期的某一时刻，龙口流速达到最大值，此时需要抛投抗冲力最大的材料，如块石笼、混凝土四面体等。

流量关系式为：Q来=Q龙+Q泄+Q渗+Q蓄（立方米/秒）

式中：Q来-河道天然来水流量，在设计中可用截流设计流量Q截设（立方米/秒），

Q泄-通过泄水道的泄流量（立方米/秒），

Q渗-通过戗堤堆石体的渗漏流量（立方米/秒），

Q蓄-水库内拦蓄的流量（立方米/秒）。

进行截流设计时，需把龙口分成许多区，根据各区施工时已完成的戗体尺寸、龙口过水断面及其他条件，按流量平衡的原理，计算出该区施工时的上游水位、龙口流量、龙口最大流速及相应的抛投材料种类和尺寸，作为施工时的依据。