（一）工程概况

二期围堰是三峡二期工程施工的屏障，是重要的临时建筑物之一，在二期导流期间，由上、下游横向围堰和先期建成的混凝土纵向围堰共同围护二期基坑，为泄洪坝段、左岸厂房坝段和电站厂房施工提供施工条件。

二期上游横向围堰按Ⅱ级临时建筑物设计，设计洪水标准按百年一遇流量83700 m3/s，围堰轴线呈突向上游的折线，位于大坝轴线上游200～450m。围堰轴线全长1439.6m，左端接牛场子山坡，跨越长江河床左漫滩、深槽、右漫滩、右端与混凝土纵向围堰相接。堰体材料主要由风化砂、石渣料、石渣混合料、块石料过渡料等组成。堰顶高程88.5m，堰顶宽15m，在高程69.0m有一平台，平台宽临水侧10m，背水侧约60m。临水侧坡度平台上1∶2.5，平台以下1∶1.5。临水侧坡度平台以上1∶2.0，平台以下至高程40.0m为1∶1.5，高程40.0m以下为1∶2。围堰堰体内（围堰桩0+443.00～0+655.00）高程73.5～78.5m设有预制混凝土块与加筋带复合结构的加筋土挡土墙，加筋土体宽12m，筋带间排距0.5m，呈梅花形布置。上游围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙上接土工膜合成材料组成复合防渗心墙，深槽段为双排塑性混凝土防渗墙，其他部位为单排塑性混凝土防渗墙。左、右岸接头段、左右岸预进占段防渗墙墙顶高程79.0m，墙厚0.8m；河床段包括深槽双排防渗墙段，墙顶高程73.0m，墙厚1.0m。防渗墙上接土工膜至高程86.2m。双墙间设有5道厚1.0m的塑性混凝土横隔墙。

二期上游围堰拆除范围为自Y坐标48+645.50以右的部分堰体、堰压部位及堰外部位除岩石外拆除至高程57.0m（防渗墙拆除至高程56.5m）。右端紧靠混凝土围堰预留三期截流基地，基地堰体拆除高程71.5m，高程71.5～56.5m之间开挖边坡1∶1.5。Y坐标48+645.50以左拆除边坡为1∶5。上游围堰堰体下压及堰外岩石不开挖。

截流基地顶部采用块石护面至高程72.0m，护层厚0.5m，块石粒径30～50cm。边坡采用块石护坡，护层厚1.0m，块石粒径大于40cm。对混凝土纵向围堰上纵堰内段左边线（轴线坐标49+195.598）以左500m范围，高程57m的围堰顶下游侧20m，下游坡面设有块石护面，粒径大于40cm，护面厚1.0m。

二期下游横向围堰按Ⅲ级临时建筑物设计，设计洪水标准按50年一遇流量79000m3/s，平面上呈突向下游的折线形式，位于三峡大坝轴线下游400～600m。围堰轴线全长1075.9m，左端接白虎岭南坡，跨越长江河床左侧漫滩、河床深槽；右侧以史经滩漫滩和中堡岛下游边滩，跨过一期围堰与混凝土纵向围堰相接。堰体材料主要由风化砂、石渣料，石渣混合料、块石料、过渡料等组成。堰顶高程为81.5m，堰顶宽15m，在高程68m处有一平台，平台宽临水侧28m，背水侧50m。临水侧坡度平台以上1∶2.5，平台以下1∶1.5，背水侧坡度平台以上1∶1.2，平台以下1∶1.5。下游围堰防渗墙采用混凝土防渗墙上接土工合成材料组成的复合防渗心墙形式。混凝土防渗墙左岸段、右岸段墙墙顶高程79.0m，墙厚0.8m，河床段混凝土防渗墙墙顶高程70m，墙厚1.1m，上接土工膜至79m。

1999年12月，二期下游围堰工程通过了竣工验收。

三峡工程三期截流时需截断导流明渠，迫使长江水流改道从大坝泄洪坝段中的底孔及深孔宣泄，明渠截流前需拆除二期下游土石围堰，故二期下游围堰拆除必须满足三期导流明渠截流要求，电站厂房机组运行要求和导流底孔泄流运行要求。开挖拆除堰压和堰外部位至设计要求。

二期下游围堰拆除分二段：①自左导墙（Y坐标48+696.5）以右全部拆除至高程53m；②左导墙以左X坐标20+600上游拆除至高程50m（防渗墙拆除至高程52.5m），X坐标20+600上、下游之间以1∶3的边坡相接，左导墙左右侧之间按1∶3拆除边坡连接。下游围堰左堰头结合长江护岸和尾水渠边坡平顺连接。下游围堰左肩覃家沱护岸工程本标段施工范围段K0+010.74～K0+250m，其坡顶高程为82m，高程68.0m以下为大块石护坡，抛投块石边坡段1∶1.5，高程82.0～68.0m段混凝土护坡，边坡1∶2，对于围堰下压部分原地面高于拆除高程时，要求挖除。迎水侧围堰拆除底边线下游以1∶8的边坡挖除淤沙。

二期围堰右端预留三期下游截流基地紧贴混凝土纵向围堰下纵段尾部。备料基地长约（顺水流方向）270m，宽（垂直水流方向）约110m。备料基地高程为69.0m，堆料高程至75.0m，堆置边坡1∶1.5，预计分区堆放石渣料，中小石和大石共8万m3。布置有机械设备停放场，基地左侧设20m宽道路，三期下游围堰填筑完成后，基地及其下压部位全部拆除至高程53.0m。

二期上游围堰拆除工程2001年11月18日正式开工，2002年4月20日形成经济断面，2002年4月25日开始上游基坑充水，2002年5月1日防渗墙爆破一次成功，同日破堰进水，2002年6月25日整个工程完工。

二期下游围堰拆除工程2002年1月16日正式开工，2002年5月31日经济断面全线贯通，2002年6月24日下游基坑开始充水，2002年7月1日防渗墙一次爆破成功，2002年7月2日破堰进水，2003年4月8日整个工程完工。

（二）主要工程量

主要工程量见表4-20和表4-21。

表4-20　二期上游围堰拆除工程量表

表4-21　二期下游围堰拆除工程量表

（三）水文条件

（1）宜昌站分月及时段最大日平均流量频率计算成果见表4-22。

（2）各月日平均流量频率计算见表4-23。

（3）10～5月分旬最大平均流量频率计算成果见表4-24。

表4-22　宜昌站分月及时段最大日平均流量频率计算成果表　单位：m3/s

表4-23　各月平均流量频率计算成果表

表4-24　10～5月分旬最大日平均流量频率计算成果表　单位：m3/s

续表

（四）工程施工特性

（1）二期上游围堰拆除工程量大，施工工期紧，施工强度高。为确保三期截流成功，必须按时完成拆除工程

（2）本工程水下开挖工程量大，施工区域面积小，强度高。需组织生产能力大的施工设备进行施工，同时对施工组织管理要求高。

（3）二期下游围堰水下岩石钻爆工程量大，而且与混凝土纵向围堰距离较近，需进行控制爆破。

（4）在汛期拆除围堰，特别要注意围堰度汛安全，以及施工设备、人员的安全。

（5）二期下游围堰水下拆除部位基本上被陆上开挖部位占压，受陆上开挖进度制约。

（五）施工经历

1.施工布置

（1）上游围堰拆除工程施工布置。

1）区块划分。根据合同文件2002年5月1日破堰进水的安排及施工图所指示，经济断面在2002年5月1日前不能拆除，以保证基坑内施工安全。区块划分也是按此原则即经济断面与经济断面外分界线来划分A、B两个区块。

A区为经济断面以外迎水面水下拆除部位，主要为石渣混合料和河床覆盖层，工程量约为573900m3。

B区为经济断面部位，工程量约为354100m3。

2）施工布置。根据施工图和现场的水域条件，为满足阶段性工期要求，5月1日破堰进水前，对A区拆除开挖投入了两艘抓斗式挖泥船，5月1日破堰进水后，B区拆除开挖陆续投入了四艘抓斗式挖泥船。

A区施工以Y轴48+900为界，以右布置抓扬14号进行施工，以左布置抓扬10号进行施工。因河床覆盖层和原始基岩部位施工难度较大，工效较低，通过对计划工期和实际进度的比较分析，水域工作面条件允许时，又增加抓扬11号投入施工。

B区工期短，工程量大，自左向右依次布置了航工起2号、抓扬14号、抓扬10号、抓扬11号进行分段施工。

（2）下游围堰拆除工程施工布置。破堰前，布置二艘铲扬船先开挖经济断面以外的区域，破堰后，布置1艘750m3/h链斗船抢410m最小拆除范围的开挖，截流基地次之，最后开挖最小拆除范围以左部分。对围堰下游由于长期回淤形成水浅区、航道窄的部位，先由一艘铲扬船清宽施工航道，形成较宽的施工水域。迎水侧经济断面以外部位，施工区水域基本为静水状态，铲扬、抓斗船自下游向上游，呈扇形或横向开挖。最小拆除范围内经济断面，在破堰进水之初，利用铲扬船迅速挖断围堰，形成上下游贯通的航道，进而形成上、下游同时施工的作业区。

2.堰体拆除施工

（1）施工程序。施工程序见图4-11。

水下开挖部位共6个施工部位：

1）堰外开挖。

2）最小拆除范围经济断面以外堰体开挖。

3）最小拆除范围经济断面开挖。

4）最小拆除范围以外堰体及堰压开挖。

5）截流基地开挖。

6）覃家沱护岸水下开挖。

经济断面以外堰体在2002年3月陆上开挖后陆续交施工部位，2002年7月1日破堰进水的控制工期，经济断面以外的堰外、堰体全部在2002年6月底全部完成。

图4-11　施工程序图

2002年7月1日破堰进水后，开挖经济断面和堰压部位及截流基地。覃家沱护岸工程水下清淤、开挖于2002年9月中旬开始。

（2）施工方法。

1）开挖船布置。2002年2月～6月底之前，先用一条铲扬、一台8m3抓斗配合2台钻爆船完成最小拆除范围、经济断面以外的堰外和堰体（含基岩部分）开挖，共完成堰外覆盖层开挖18.05万m3，堰体及堰压部分19.84万m3，基岩开挖5.87万m3。

2002年7月1日破堰进水用铲扬2号、8m3抓斗、750链斗式挖泥船共三条船集中7月、8月、9月三个月完成最小拆除范围经济断面回填料的拆除。

2002年10月～2003年3月，集中铲扬挖泥船、750m3/h挖泥船和抓斗船，开挖最小拆除范围外堰体和堰压部位。

2002年12月～2003年4月底，用铲扬船1号、2号和8m3抓斗船共三条配2台钻爆船、完成截流基地的开挖。

覃家沱护岸工程水下清淤、开挖，用铲扬船（浅水部位）、抓斗船（深水部位）于2002年9～11月挖完。

2）布置原则：

①在破堰进水前，施工区水域基本为静水状态，故开挖船铲扬、抓斗、链斗式均可自下游向上游，呈扇形或横向分层开挖。

②根据开挖船型特点，铲扬船、抓斗船开挖覆盖层、堰体迎水面块石、石渣料及配合钻爆船出渣，链斗船挖除堰内风化砂、碎石料，使设备配置达到最佳施工状态。

③链斗式挖泥船进入现场后，直接在围堰下游迎水面自截流基地左侧向左底宽410m范围一次到位开挖。(www.daowen.com)

④在堰压部位的覆盖层开挖一定范围后进行水下岩石爆破，爆破、钻孔和水下开挖同时进行，但在爆破时施工船要采取可靠的避炮防范措施，基岩爆破后由抓斗船完成石渣开挖。

（3）开挖船定位和移位。

1）所有开挖船用GPS全球定位仪监控，准确定位在规划好的开挖条块处，施工中用六分仪跟踪监控开挖船每次移位的范围。

2）铲扬船定位有三个定位桩，定位移位靠铲斗伸缩。左右摆动和定位桩起降控制。

3）抓斗船及链斗船靠5条锚链定位，并配有压缆装置。移位靠前后左右缆伸缩完成左右平移或斜移；前移靠前方主缆锚收紧完成。

（4）开挖船施工。

1）水下开挖分条分层施工，铲扬船和抓斗船以40m宽分条；链斗式船以60m宽分条；块石料石渣料分层厚度为2m；风化砂分层厚为4m。在两条之间要保证1～2m以上的重叠部分，以免漏挖。

2）在施工区设固定水位尺，根据当天实测水位及船上测得的水深求得实际开挖高程。当实测达不到规划挖深或设计高程、不得移位。

3）堰压部和截流基地均有部分基岩需挖除至设计高程53m，施工中需爆破或松动后再行开挖，水下岩石爆破其孔径、孔深、排距、孔距、装药量、起爆方式均在现场试验后确定。

4）开挖船每次移动长度的要搭接1～2m，以防留有门坎造成局部欠挖。

5）当条块或区段完成后，即用GPS全球定位仪和测深仪自测验收。对欠挖部位用抓斗船清除直至完全合格。

（5）水上弃渣。

1）由于开挖区距7号渣场较近，拖轮单拖装载船运输。

2）500m3和280m3泥驳原则上配链斗式挖泥船装载物料粒径较小的碎石料或风化砂，在渣场自动卸料。

3）围堰下游迎水面块石料及岩石爆破块石料直径大于1m的用460t甲板驳装料运至渣场后，由甲板驳上的小型反铲卸料。集团公司在长江堤防工程中，已多次成功应用。

3.堰外部分拆除施工

（1）河床覆盖层开挖施工程序。河床覆盖层开挖施工程序见图4-12。

（2）施工方法。

1）开挖船布置。

①开工初期先进一条铲扬船，结合疏通施工区至渣场航道开挖外，其余船集中堰体开挖。

②河床覆盖层开挖用铲扬、抓斗船进行，浅水方量由铲扬船开挖，深水及岩石爆破石渣料由抓斗船完成。

③河床覆盖层开挖与覃家沱护岸清淤协调进行。

图4-12　河床覆盖层开挖施工程序图

④河床部位及堰压开挖中，遇有基岩需进行水下岩石爆破，水下爆破时，除所有施工船避让防范外，要合理穿插进行。尽量少占用进度的直线工期。

2）开挖船定位移位（同堰体拆除施工）。

3）开挖船施工（同堰体拆除施工）。

4）水上弃渣（同堰体拆除施工）。

4.围堰下压部分岩石开挖及淤砂清理工程

（1）施工特点。

1）水下岩石爆破开挖工程量大，施工工期短，强度高。

2）下压部分基岩离混凝土纵向围堰较近，爆破安全措施要求高。

3）施工船舶多，对施工组织管理要求高。

（2）爆破开挖施工方法说明。水下爆破钻孔采用二条钻爆船（钻爆平台），钻爆船由400t的平板驳改装而成，每条钻爆船上布置4台CQ100型潜孔钻机，配4台20m3/min空压机。钻机固定在平板驳的右弦，间距2.5m。动力由一台150kW柴油发电机提供。

图4-13　岩石爆破开挖施工程序图

1）施工程序。施工程序见图4-13。

2）施工方法。岩石爆破开挖采用一次性钻爆至设计高程。当清除完基岩面上的回填料及覆盖层后，进行水下岩石钻孔爆破。钻爆时由下游侧向上游侧沿混凝土纵向围堰方向推进。钻孔爆破时，严格控制单段起爆药量，在靠近混凝土纵向堰附近爆破时，利用加密钻孔，减小单孔装药量、单孔单段起爆。

①水下岩石钻爆施工方法。水下岩石钻爆前先用挖泥船清挖施工区域的覆盖层，根据施工图纸进行钻孔布置设计。爆破参数初步拟定为：钻孔孔径100mm，孔距2.5m，排距2.5m，钻孔采用CQ100型潜孔钻机垂直钻孔，平均深6.0m。

钻孔时先在混凝土纵向围堰上测设平面控制点，作为施工放样使用。根据设计孔网用两台全站仪交会指挥钻爆船定位到施工设计的钻孔点上，做到钻孔准确，防止漏钻和叠钻。定好位后开始钻孔，钻孔时根据施工当天的水位和钻孔点的设计要求、清炸的底部高程以及炮孔超深值计算钻孔深度，施工中要求一定要钻至该深度，以避免二次爆破。当钻孔深度达到设计要求后，即可装药，最大段起爆药量由爆破试验确定。炸药采用抗水防冻的乳化药，药卷直径为φ95mm，长度L为400mm。药包用竹条绑好后沿套管自沉入孔底，装药一定要装到孔底。第一排孔装药完成后钻爆船移位进行下排孔的施工。

当各排炮孔装药完成后，由炮工检查炮线数量，若相符即接上起爆雷管，检测线路导通后，将钻爆船移到安全区域，同时由安全员进行水上和陆上的警戒，发出预备放炮的信号，待各路警戒人员回答警戒完毕后，由爆破现场指挥员发出爆破信号，炮工随即起爆。每日的爆破严格遵守三峡工程对放炮时间的有关规定。

爆破采用微差爆破技术，用毫秒延期分段非电雷管引爆，严格控制一次起爆装药量，避免爆破对纵向围堰造成危害。白天钻爆，晚上清挖。

②爆破后石渣采用一条8m3抓斗船和一条铲扬船配两条500m3开体驳进行施工。开挖采取分条分层的方法开挖。施工中抓斗船顺流作业，采用5锚定位。为了保证抓斗船开挖范围准确，在纵向围堰上设置导标，利用GPS实时跟踪校核船位，以保证不漏挖。施工中严格控制挖深，以保证不欠挖。

（3）施工强度分析。

1）钻爆强度分析。两条钻爆船上共有CQ100型潜孔钻机8台。钻孔平均进尺为6.0m/h，岩层平均厚度为4.5m，超深1.5m，钻孔平均深度为6.0m，装药及钻爆船移位约需30min，这样完成钻孔、装药及移位一个循环需1.5h。一天钻爆时间按12h计算，一台钻机一天可以钻8个孔，8台钻机一天可以钻64个孔。一天的爆破方量为：64×2.5×2.5×4.5=1800m3

一个月按25天计算，则一个月的钻爆工程量为：1800×25=45000m3，可以满足月最大强度39100m3的要求。

另外在清挖覆盖层的同时，部分全风化岩石可以直接用铲扬挖泥船清挖，这部分全风化岩石按总量的20%计算，需要钻爆的岩石剩下119760m3，岩石钻爆为4个月，月均强度为29940m3，所配备的钻爆设备完全可以满足需要。

2）清挖强度分析。8m3抓斗船的生产能力为6m3/月，铲扬船生产能力亦为6m3/月，考虑爆破石渣挖掘的难度，二条船月生产能力为7万m3/月，可满足最大强度3.9万m3/月的要求。

5.淤沙清理

（1）施工程序。施工程序见图4-14。

图4-14　淤沙清理施工程序图

（2）施工方法。开挖水深在14m以内时用铲扬式挖泥船开挖，开挖水深超过14m以上用抓斗式挖泥船开挖，用泥驳装料弃料。严格控制淤沙清理自围堰下游侧拆除底边线按1∶8边坡开挖。根据检测的回淤情况控制一定的超挖，以防止因回淤而欠挖。

（3）开挖船定位移位（同堰体拆除施工）。

（4）开挖船施工（同堰体拆除施工）。

（5）水上弃渣（同堰体拆除施工）。

（六）施工进度

1.上游围堰

2001年11月18日上游围堰拆除工程正式开工，2001年12月20日堰体开挖至经济断面顶高程70.3m，截流基地开挖至高程71.5m；2002年3月5日开始防渗墙爆破孔造孔，2002年4月10日完成围堰护面施工和截流基地块石护坡；2002年4月20日完成经济断面、上游基坑清理开挖和防渗墙爆破造孔；通过四方现场联合验收签证，2002年4月25日开始上游基坑充水；2002年5月1日防渗墙爆破一次成功，同日破堰进水；2002年6月25日完成合同项目施工，较合同工期提前5天完工。

2.下游围堰

2002年1月16日下游围堰拆除工程正式开工；2002年3月22日开始堰顶拆除；2002年5月25日完成防渗墙爆破孔钻孔；2002年5月31日经济断面全线贯通；2002年6月23日完成大坝下游基坑清挖和经济断面以外水上开挖并通过基坑充水前四方联合验收签证；2002年6月24日开始基坑充水；2002年7月1日防渗墙一次爆破成功；2002年7月2日破堰进水；2002年7月15日完成经济断面堰体水上开挖；2002年10月31日基本完成410m最小拆除范围水下开挖并通过四方联合验收签证；2003年3月31日完成全部水下开挖和覃家沱护岸施工。

（七）主要机械设备及劳动组合

主要机械设备及劳动组合见表4-25。

表4-25　施工设备及人员配置表

续表

注　1马力=735.5W。