4.2　上下游围堰工程

上下游围堰由中国水电顾问集团成都勘测设计研究院设计，由中国葛洲坝集团公司和中国水利水电第七工程局有限公司分别中标承建上、下游围堰工程。

4.2.1　上游围堰工程

上游围堰为土石围堰，Ⅲ级建筑物，堰顶轴线距大坝上游约250m处，围堰挡水标准为30年重现期洪水。

围堰堰顶高程1691.50m，最大堰高64.50m，围堰顶宽10.00m，最大底宽312.00m，堰顶轴线长约186m；迎水面坡度为1：2.5，背水面坡度为1：1.75；防渗土工膜坡比为1 ：2.5，堰体最大防渗高度44.00m，土工膜下层设有砂砾石垫层，上层设有混凝土面板；堰基防渗采用混凝土防渗墙，防渗墙施工平台高程1647.50m，设计成墙厚度1.0m，最大处理深度约为53.15m；两岸堰肩基岩和防渗墙下设有帷幕灌浆，其间、排距为2.00m，帷幕灌浆长度约8000m，最大处理深度为49.00m。

4.2.2　下游围堰工程

4.2.2.1　工程概况

下游围堰为Ⅲ级建筑物，围堰挡水标准为30年重现期洪水，围堰堰顶轴线距大坝约550m处。下游围堰堰顶高程1659.00m，最大堰高26m，围堰顶宽10.00m，堰顶轴线长约107.7m；迎水面坡度为1：2.0，背水面坡度为1：1.75；防渗土工膜心墙最大防渗高度16.0m，上、下游均设有砂砾石垫层；堰基防渗采用混凝土防渗墙，防渗墙施工平台高程1644.50m，设计成墙厚度0.8m，最大处理深度约为52.5m；两岸堰肩基岩和防渗墙下设有帷幕灌浆，其间、排距为2.00m，帷幕灌浆长度约3800m，最大处理深度为29.00m。

下游围堰石渣填筑98000m3，围堰碎土填筑19000m3，过渡料填筑10000m3，钢筋石笼1000m3，粗砂垫层填筑3000m3，干砌块石护坡6800m3，厚0.8m塑性混凝土防渗墙3200m2，“两布一膜”复合土工膜2800m2，防渗墙墙下帷幕灌浆2300m，下游围堰设计标准断面见图4.2-1。

下游围堰于2006年10月20日开工，2006年11月中旬开始右岸10m，高程1644.50m水面以下堰体填筑，并开始防渗墙施工平台及防渗墙基础施工，2006年12月底全部防渗墙施工平台完工，2007年3月底下游围堰基础防渗墙施工全部完成，2007年5月31日下游围堰填筑完成，2007年6月底工程完工，总工期8个月零10天。

4.2.2.2　下游围堰施工

（1）施工程序。下游围堰施工流程见图4.2-2。

（2）堰体堆石料填筑。堰体填筑主要集中在2006年12月大江截流前和截流后的2007年4月、5月，高峰强度达6.7万m3/月。

河道截流之前的水下部分填筑采用自卸汽车自右岸单头抛投进占，推土机平整铺18t振动碾压实料，控制堰面高出水面1.5m左右。截流后迅速加宽围堰堰体形成防渗墙施工平台，全面展开防渗墙施工。

防渗墙施工完成后进行堰体水上部分填筑。填筑采用分段分区进行，分段长度40.0m，填筑分为质检区、碾压区、铺料区及卸料区，采用“先粗后细”的填筑顺序流水作业。堆石料尽量大面积平层铺筑，以减少接缝；铺料厚度80～100cm，铺筑一层堆石料，同时铺筑两层过渡料及垫层料。上下游坡面采用反铲削坡。取消坡面碾压工序，将围堰坡面向上下游各扩展50cm。

（3）塑性混凝土防渗墙及灌浆帷幕施工。下游围堰堰基防渗采用塑性混凝土防渗墙和墙下帷幕灌浆相结合的方式，防渗墙轴线长92.0m，防渗墙施工平台高程1644.50m，高出下游围堰枯水期水位（高程1641.60m）2.00m，设计成墙厚度0.8m，最大处理深度约为52.5m，墙体为塑性混凝土（C10W10），工程量为3200m2。

混凝土防渗墙主要采用“两钻一劈法”成槽，“直升导管法”浇筑混凝土的方法施工。墙下帷幕在防渗墙浇筑开始按设计孔位在槽孔内预埋DN80钢管，钢管底部直抵基岩，上端高出墙顶面0.1m，并作好孔口防护。预埋管作为墙下帷幕的钻孔灌浆孔。采用孔口封闭全孔不分段一次灌浆。防渗墙下帷幕灌浆在混凝土防渗墙达到一定强度后进行。

塑性混凝土防渗墙3200m2，施工时段为2006年12月至2007年3月，投入了14台冲击反循环钻机，月高峰强度达1400m2/月。

（4）复合土工膜心墙施工。土工膜和土工布一次热压成型。土工膜间接缝采用双面焊接，搭接长度10cm。焊接工具采用自动调温（调速）电热模式热熔挤压焊接机。选用宽幅的土工合成材料，以减少现场接缝和搭接工作量。

复合土工膜按“之”字形铺设，其折皱高度及折皱角度满足施工图纸的要求，铺设时适当放松，以适应变形，并避免人为硬折和损伤。

复合土工膜与基础及支持层之间压平贴紧，避免架空，膜块之间形成的节点应为T字形，不得做成十字形。

（5）下游围堰拆除。根据建设单位的要求，在2012年上半年水垫塘完工具备充水条件后即拆除下游围堰，据此要求在2012年3月将围堰拆除至水面以上高程1648.00m。根据专家委员会意见，2012年汛期坝前充水，下游水垫塘不充水，以降低大坝下游面的拉应力水平，改善施工中坝体应力状况，在2012年5月又将围堰恢复，恢复断面堰顶高程1655.00m，堰顶宽度7m，迎水面坡度为1：2.0，背水面坡度为1：1.75。堰顶以上采用高2.0m的袋装石粉子堰加高至高程1657.00m，具备抵挡5年一遇洪水能力。

下游围堰拆除安排在2012年10月下旬导流洞出口水下混凝土围堰施工完成后开始。左岸导流洞临时堵头施工完后，右岸导流洞下闸，此前完成围堰水上部分拆除，并尽可能拆除临时挡水断面上游部分堰体以减小右岸导流洞下闸河道短暂断流期间的拆除量。

右岸导流洞下闸后，在锦屏一级大坝上游蓄水至高程1700.00m导流底孔过流前，无下泄流量的情况下，拆除水下部分。

围堰水上部分拆除自上而下分区进行。1648m高程以上大面整体下挖、背坡Ⅱ区形成多工作面开挖，高程1643.00～1647.00m由右到左后退开挖。右岸导流洞下闸后的Ⅲ区开挖强度最高，达9000m3/d，工作面长约90m、上下游宽约80m，采用大斗容液压反铲后退开挖。防渗墙采用液压破碎锤破碎和局部松动爆破的方法挖除。下游围堰拆除分区见图4.2-3。

由于开挖强度在不同时段相差很大，难以实现均衡施工。最后剩余的水下开挖工作面狭小，道路坡陡路面窄，拆除强度高，配置设备数量多，效率较低。

4.2.3　小结

（1）左右岸导流洞出口轴线斜交河床，相互对冲，且出口距离下游围堰坡脚仅30余 m，汛期泄洪在堰前形成了巨大漩涡、回水区。水下抛投的钢筋石笼护坡相互间没有连接在一起，且沉降不均后形成了较大的空隙极易造成坡脚掏空失稳，因此，在抛投钢筋石笼后仍抛投大块石对坡脚进行加固。

（2）下游围堰拆除后又恢复，导致围堰拆除设备闲置长达9个月之久，部分退场资源重新组织进场，尤其是大型设备，市场配置少，组织难度大。

（3）下游围堰在施工阶段取消了坡面碾压工序，将围堰设计断面上下游面各加宽50cm保证围堰的有效压实断面，这种施工优化简化了围堰填筑工序，大大加快了围堰进度，节约了施工成本。

（4）围堰挡水水位在洪水期和枯水期的差别非常大，下游围堰堰顶高程1659.00m，水垫塘基坑高程1590.00m，相差近60m，因此，经常性排水通过堰顶管路排至下游河道，绝大多数时间排水泵维持在不必要的高扬程运行，极不经济，能耗大。为了节约能耗，应该区别一般时段和洪水时段的排水管路布置，在一般水位情况下，通过埋设在堰体较低高程位置管路排水，洪水水位时通过堰顶管道排水，两套管路在围堰背坡合并为一套管路，在低位水管上设置逆止阀，通过高位水管排水时，将低位水管逆止阀关闭，防止倒灌。