第二章 二期截流与围堰闭气工程
第一节 二期截流与围堰闭气施工概况
一、施工导流规划
沙沱水电站工程采用河床分期导流方式导流，每年11月6日至翌年5月5日6个月作为枯期导流时段。
沙沱水电站主体工程施工期前期选用明渠导流的方式，中期、后期则采用在坝体上预留导流底孔、缺口，汛期洪水由坝体导流底孔及缺口联合下泄的导流方式。导流方式如下：
（一）2007年11月6日至2008年5月5日
右岸河道截流，堆筑上、下游围堰，同时进行纵向混凝土围堰Ⅱ区、右岸坝段（包括溢流坝第10、第11、第12坝段）和通航建筑物常枯水位以下部位的开挖及混凝土浇筑施工，选取枯期10年一遇洪水标准，流量为Q10%=4820m3/s，泄流通道为左岸导流明渠。本时段内必须形成导流底孔和缺口，且坝体临时断面高程不得低于307.00m。
（二）2008年5月6日至2008年11月5日
右岸坝段过水，右岸坝段、通航建筑物施工停止。泄流通道为左岸明渠、右岸坝段临时断面、缺口和导流底孔。度汛流量为全年10年一遇洪水标准，相应流量Q10%=14800m3/s。
（三）2008年11月6日至2009年5月5日
左岸河道截流，堆筑上、下游围堰，同时进行左岸坝段（包括溢流坝第9坝段）、引水坝段和厂房等常枯水位以下部位的开挖及混凝土浇筑施工，此间右岸坝段（包括溢流坝第10、第11、第12坝段）可继续施工。此时段左岸坝体、厂房及进水口临时断面高程应不低于307.00m。
（四）2009年5月6日至2009年11月5日
左岸坝段河床过水，左岸坝段施工停止。泄流通道为左岸坝段临时断面、右岸坝体缺口和导流底孔。
（五）2009年11月6日至2010年5月5日
左岸、右岸坝段、引水坝段及厂房继续施工。泄流通道为右岸导流底孔和坝体缺口。
（六）2010年5月6日至2010年10月1日
坝体整体碾压至336.80m高程以满足全年施工要求，此期间泄流通道为右岸导流底孔和坝体缺口。
（七）2010年10月1日至2011年11月30日
右岸坝体缺口封堵，泄流通道为右岸导流底孔。
（八）2010年11月1日至2010年12月1日
导流底孔开始封堵，先封两个导流底孔，由最后一个导流底孔导流。最后一个导流底孔于2010年12月初下闸。
（九）2010年12月1日至2010年12月31日
三期下游围堰及纵向混凝土围堰（除大坝上游部分）应全部拆除。2010年12月底通航流量孔下闸封堵。
（十）2011年1月1日至2011年5月5日
利用四期围堰挡水，进行通航系统的土建及金属结构的施工。
二、二期截流时段及截流标准
按照部颁标准《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ 338—89），截流标准采用截流时段重现期5～10年的月或旬平均流量。根据工程实际情况，如果截流标准太低，造成截流失败或推迟，对大坝的开挖、浇筑以及安全度汛有较大影响；截流标准太高，可能造成截流工程量太大，不经济。
根据工程施工进度情况，截流时间选择在2007年11月中旬，相应11月5年一遇、10年一遇的月平均流量分别为778m3/s、985m3/s。考虑到11月下旬流量应较月平均流量小，如按上限定为10年一遇，截流标准就偏高。因此综合考虑选定本工程截流标准采用5年一遇月平均流量，即为778m3/s。
三、二期围堰堰体结构
（一）上游围堰堰体结构
上游围堰为枯期（2007年11月21日至2008年5月5日）挡水土石围堰。
堰顶高程为307.0m，轴线长96.22m，最大堰高32m，堰顶宽10m，堰体迎水面边坡1∶1.5，背水面边坡1∶5，背水面296.0m高程各设一马道，马道平台为截流戗堤，顶宽15m。截流戗堤迎水面边坡1∶1.5，背水面边坡1∶1.5，堰体心墙为防渗黏土心墙，心墙两侧为石渣，心墙与石渣之间有0.6m厚的反滤料。堰体迎水面296.0m高程以上采用1.0m厚的块石（块石粒径不小于80cm）护坡和0.5m厚的反滤料（粒径小于2cm）保护，堰体迎水面296.0m高程以下采用1.9m厚的块石护坡和0.5m厚的反滤料保护。
堰体296.0m以下做灌浆帷幕防渗墙防渗，以上为黏土心墙防渗，灌浆帷幕防渗墙与黏土心墙采用混凝土帽连接；与混凝土纵向围堰采用混凝土刺墙连接。
（二）下游围堰堰体结构
下游围堰为枯期挡水土石围堰，负责2007年11月至2008年5月5日时段右岸基坑下游挡水。
下游围堰由于受下游引航道隔流墙的影响，考虑分两期填筑围堰，前期修筑低水围堰，堰顶高程295.0m，当下游引航道被高水围堰占压部位施工完成后，立即对低水围堰进行加高培厚，在2008年3月31日以前形成高水围堰。
（1）下游低水围堰。下游低水围堰轴线长113.2m，最大堰高30.00m。低水围堰填筑一次性填筑至295m高程，且围堰较长，为保证填筑强度，考虑堰顶宽15m，堰体迎水面边坡1∶1.75，背水面边坡1∶1.5。堰体结构同上游，心墙部分为防渗黏土，心墙两侧为土石混合料（混合料含石粒径不大于30cm）。
（2）下游高水围堰。在下游通航建筑物被占压部位施工完成后，加高培厚低水围堰，形成高水围堰。
高水围堰堰顶高程为301.0m，围堰轴线长116.8m，最大堰高36.00m。堰顶宽10m，堰体迎水面边坡1∶1.75，背水面边坡1∶1.5。高水围堰加高部位利用黏土心墙与下部的灌浆帷幕防渗墙连接防渗，连接利用混凝土帽进行连接，黏土心墙底宽3m，顶宽1.5m，其余填石渣料。
堰体迎水面采用1.5m左右厚的大块石护坡和0.5m厚的砂砾石反滤层保护。
四、工程地质条件
（一）地形地貌
沙沱水电站坝址位于沙沱大桥上游约600m处，河道平直，呈较开阔的V字形，流向N47°E。枯期河水位高程288.50m，河水面宽135m；坝顶高程371m处河谷宽580m。
河床主流线在右侧且为深槽，槽宽约28m，水深9m，槽底高程为279.50m；左侧河床为基岩礁滩，宽约109m，高程288.4～289.2m，枯期部分礁滩露出水面。河水面至330m高程为陡岸，左岸岸坡35°，右岸稍陡，坡角50°；330～340m高程为宽阔的Ⅰ级基座阶地，左、右岸阶地面宽分别为160m、60m；阶地后缘为斜坡，左岸山坡坡角28°～33°，右岸山坡坡角32°～37°，左缓右陡。
（二）地层岩性
坝址区出露基岩为奥陶系桐梓组（O1t）至志留系龙马溪群（S1Ln）地层，岩性包括灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、页岩、砂岩等，沉积韵律明显。第四系零星分布，以残坡积、冲积层为主，多见于Ⅰ级阶地和河床中。
从寒武系至志留系沉积环境由浅海相渐变为陆缘相，除奥陶系与志留系为平行不整合接触外，其余为整合接触。
根据钻探资料和物探成果，河床冲积物厚0.73～4.62m；左岸阶地残积物厚3～16.2m，右岸3.3～12.20m。
湄潭组第一段（O1m1）、桐梓组第一段（O1t1）泥页岩、泥岩泥质成分较多，Al2O3含量为12.2～16.6%，平均14.4%；桐梓组第二段第一层（O1t2-1）、第二层（O1t2-2）、第三层（O1t2-3）、红花园组（O1h）地层及桐梓组第一段（O1t1）灰岩地层主要为化学沉积，CaO+MgO含量为42%～54%，平均50.78%，Fe2O3+Al2O3平均占0.68%，SiO2平均为4.88%，烧失量平均为41.84%。泥岩地层中SiO2以石英砂为主，灰岩则以未结晶的蛋白石为主。
（三）地质构造
地质构造有铅厂背斜、NNE和NW向断层。
铅厂背斜轴部通过左岸Ⅰ级阶地后缘，坝址地层产状N19°E，SE∠20°，倾向下游偏右岸。断层以NNE和NW向占主导地位，NW向断层包括F57、F2、F88、F16，NNE向断层有F64、F198、F3、F9、F8、F7、f6、f10、f11、f22等，主要集中在左坝肩及其上游。
（四）物理地质现象
主要物理地质现象主要有卸荷、崩塌、岩石（体）风化及夹层夹泥。
由于河谷宽缓，坝址区重力作用所形成的物理地质现象不发育，局部陡坡存在卸荷和危岩体，无影响边坡稳定的大型崩塌体和滑坡体，仅在左岸山坡发育一处小滑坡体。风化深度因地层岩性、地形、溶蚀发育程度而异，I级阶地下的风化深度受溶蚀控制。
坝址区河床由红花园组（O1h）和桐梓组第二段（O1t2）中厚层、厚层灰岩、白云质灰岩组成，根据钻孔资料，冲积物厚0.73～4.62m，弱风化深3.0～8.0m。
285m高程至Ⅰ级阶地面均由红花园组（O1h）和桐梓组第二段（O1t2）地层组成，岩体风化与地形、溶蚀密切相关，主要表现为沿溶缝、溶槽的囊状风化，两岸阶地垂直弱风化深30～40m。由于左岸Ⅰ级阶地较右岸宽，因而其溶蚀影响范围也大于右岸，水平风化深度亦然。
（五）岩溶水文地质情况
坝址区地下水补给河水，属补给型河谷，地下水靠大气降水分散补给或洼地落水洞集中补给。两岸地下水位均高于或接近同期河水位，地下水以溶蚀裂隙水、岩溶泉等形式排向乌江。乌江为坝址区地表、地下水最低排泄基准面。
坝址区岩溶形态主要包括落水洞、水平溶洞、溶缝（隙）三类。落水洞24个，主要分布在Ⅰ级阶地台面，处于充填或半充填状态，消水功能极差。水平溶洞12个，高程300m左右，充填黏土和碎块石，规模大者洞口有石灰华，仅在暴雨时有水涌出，其余时间无水流。坝址区广泛分布的岩溶形态为溶蚀缝（隙），主要发育于Ⅰ级阶地面之下至290m高程（靠河边深至285m高程）之间，大部分沿NW向构造裂隙发育，宽0.5～50cm，最宽者达1.8m，完全充填或半充填黄色黏土，向上延伸至地面，坝址两岸Ⅰ级阶地位置地下水位低平，反映其溶蚀发育，地下水排泄畅通。暴雨后两岸边沿溶洞、溶蚀裂隙、平硐有多处出水点，枯水期干枯。