1、前言
水利水电工程建设中，截流是工程建设的重要里程碑，截流施工的成败直接影响到工程总体施工进度。截流方法的选择，是截流成功的重要先决条件。在截流工程施工实践中，以戗堤截流法最为常用，该法又可分为平堵、立堵和平立堵三类。其中立堵截流以其施工简单、便于就地取材和机械化施工、施工准备工作量小、较为安全可靠等特点，成为截流工程广泛采用的施工方法。当截流落差不是很大时，一般采用单戗立堵截流。
长江葛洲坝工程大江截流和三峡工程大江截流均采用单戗立堵截流法施工，针对截流施工中的关键技术，中国葛洲坝集团股份有限公司联合清华大学、武汉大学等单位开展科研攻关，在成功解决了葛洲坝工程大江截流高水力学难关的基础上，针对三峡工程深水截流堤头坍塌和稳定等新的技术难题，通过采取平抛垫底、防护性进占等技术措施，确保了截流高效、优质、安全地合龙。通过工程实践，总结形成了适用于大流量、大深水、高流速条件下的单戗立堵截流施工工法。在长江三峡大江截流工程施工中，创造了截流流量突破10000m3/s、龙口水深突破60m、日抛投强度突破194000m3等多项世界纪录，施工关键技术达到国际领先水平，并获得了1999年国家科技进步一等奖。
本工法此后又相继在大渡河瀑布沟水电站截流、深溪沟水电站截流、雅砻江锦屏一级水电站截流等工程施工中得到应用，并进一步优化完善，创造了巨大的经济效益和社会效益。
2、工法特点
2.1 对戗堤龙口段深水部位进行平抛垫底，抬高底部高程，减小戗堤抛填水深，降低戗堤相对高度，从而减小堤头坍塌规模。同时增加河床糙度，提高戗堤基础抗冲刷能力，减少抛投料流失。
2.2 在戗堤进占过程中，采取裹头防护、堤头挑流、高强度抛投进占等防护性进占措施，增加堤头的抗冲刷能力，防止堤头坍塌。
2.3 在戗堤进占的不同区段，采用不同粒径的抛投料和不同的抛投方式，增加堤头稳定性。
2.4 施工组织方便，能发挥机械化作业优势，受地形、水文条件等限制较少，安全可靠，适用范围广。
3、适用范围
适用于截流最大落差不超过3m（一般情况下）、具备高强度抛投条件的大江大河截流工程施工。
4、工艺原理
单戗立堵截流是在河道截流的设计戗堤，从一岸单向或两岸双向向河床抛投进占，逐渐缩窄河床直至全部断流的截流方式。在水深较大的情况下，可预先对截流戗堤龙口段深水部位进行水下平抛垫底，抬高底部高程，降低戗堤进占抛投水深；在水流流速、落差较大的情况下，可预先抛投拦石护底，抬高底部高程，增加糙度，减少抛投料的流失量。进占开始前，以预进占方式自两岸构筑戗堤进行非龙口段施工，形成龙口，并将预进占堤头防护起来。与此同时，完成导流泄水建筑物，具备导流条件，根据水文气象条件，选择龙口进占时机，从一岸单向或两岸双向进行龙口段高强度抛投进占，一鼓作气将龙口堵住，截断水流。
5、施工工艺流程及操作要点
5.1 施工工艺流程
截流准备→平抛垫底（护底）施工、预进占施工→非龙口段进占→龙口段进占→龙口合龙。在戗堤进占工程中，围堰堰体跟进填筑。
5.2 操作要点
5.2.1 截流准备
截流准备是保证截流施工顺利的前提，主要包括技术准备、组织准备、资源准备、安全准备、实战准备等。
1 技术准备
1）截流水力学仿真计算
建立截流水流数学模型，模拟不同截流流量不同龙口宽度时河段内的水流条件，计算得出龙口区域的水力学参数，包括流速、水位落差、单宽流量、单宽功率、龙口过流量等水力参数及其分布和变化规律，同时计算出不同区段截流抛投材料尺寸和重量，进行多方案对比分析。
2）截流模型试验
根据《水电水利工程施工导截流模型试验规程》（DL/T 5361-2006），考虑截流工程规模、河道特性、截流流量等因素，选择适宜的模型类型和比尺，制作截流试验模型。采用单戗堤立堵方法进占，进行截流龙口位置及龙口宽度试验、定床或动床试验、抛投强度试验，观测龙口各项水力要素：截流流量、龙口过水宽度、流态、龙口流速、戗堤的上游和下游水位、导流工程进口前水位及导流流量、截流抛投料流失量以及堤头坍塌规律等。
将试验成果与仿真计算成果进行对比，验证截流数学模型的科学性和合理性，并进行综合分析，为制定施工方案和指导截流施工提供科学的参考依据，确保截流高效、优质、安全地合龙。
2 组织准备
结合现场施工实际，组建高效、精干、反应快捷的截流组织指挥系统。截流组织指挥系统由上而下分四个层次设置。第一层为决策系统，是截流总指挥部；第二层为指挥系统，由各个进占工作面的指挥所组成；第三层为保障和服务系统，由专家顾问组、施工技术组、生产调度组、质量安全组、设备管理组、物资供应组、劳人财务组、通讯保障组、医疗救护组、宣传报道组、交通保卫组等十一个专业组组成；第四层为实施系统，由施工作业队伍组成。
每一层的各职能机构要有明确的岗位，人员有明确的职责。设置有线和无线通讯进行联络，使决策的意图能很快落实到现场施工中，得到认真实施。
3 资源准备
1）施工队伍准备。结合截流所需指挥员、质检员、各类司机、操作手及各种技术人员等的岗位要求，开展岗位培训，使每一个参加截流的上岗员工都训练有素。
2）施工设备准备。根据截流施工强度进行设备配置，对抛投不同规格的材料要准备相适应的装运设备。挖装设备选用液压挖掘机和装载机，运输设备选用大型自卸汽车，堤头推动设备选用大功率推土机。对投入截流施工的大型设备提前检修、保养，使每一台设备都以良好工作状态投入截流施工。
3）施工抛投料准备。根据截流施工组织设计安排，做好各个料场的规划工作和各种抛投料的储备工作，并留有较充分的储备系数，确保截流的需要。
4）施工道路和器材准备。施工前，对截流道路进行规划和维护，确保截流交通通畅。施工需要的各种物资器材均应提前备足，并放置在最方便存取的地方。
5）水、电供应及通讯准备。根据施工规划，提前将水、电供应管（线）路铺设到各工作面，将无线通信设施开通到各施工工作面。
6）施工监测和信息管理系统准备。截流施工前，建立施工监测和信息管理系统，对截流施工进行全过程的监测，通过信息管理系统及时把水情等信息传递给参加截流的各方，为截流施工决策提供依据，保障截流顺利进行。
4 安全准备
1）建立安全保障体系。实行安全责任人负责制，对安全人员进行系统的安全管理培训，对参与截流工程施工的全体人员开展安全知识培训，提高全员的安全意识。
2)安全措施准备。根据施工组织设计中有关安全的要求，制定详细的安全规定、安全措施和应急预案，并在截流施工中贯彻落实。
3）安全设施准备。根据施工安全规定和措施，提前配备陆上、水下施工所需的各种安全设施，包括：钢丝绳、防滑链、插销、手提式照明灯、指挥旗、口哨、望远镜、信号枪、灭火器、救生衣、救生圈、铁锚等等。
5.2.2 平抛垫底施工
1 平抛试验
在平抛垫底施工前，进行平抛试验，确定抛投料在不同水深、不同流速条件下的漂移距离以及水下分离情况，为平抛垫底定位抛投和料源控制提供依据。
2 施工方法
1）平抛区按垂直围堰轴线方向每40～50m分成一个作业条带，用一艘趸船在条带内定位。定位船五锚作业，定位、摆动、移位准确灵活，在作业条带范围内可左、右摆动，上、下移动。
2）抛投料采用对开驳或侧抛驳运至抛填部位，依托定位船准确按顺序抛填。
3）组织测量专班，对抛投起点、终点、边坡、转点等控制点严密监测。定位船每次移位、定位均用岸上经纬仪交会，定位后的摆动和上、下移动用六分仪校位，准确控制设计抛填断面。
4）抛填5～6d后，施测1/1000水下地形图，然后按间距20m画横断面图。超过20m水深用回声仪施测，20m以内用测绳施测，当抛填接近设计高程时，用回声仪检测。
5）对照设计断面，检查水下抛填地形，发现漏抛及时补抛。
5.2.3 预进占施工
对于抛填工程量较大的截流工程，为缓解进占施工压力，消减高峰施工强度，可提前进行预进占施工。
1）预进占的时间一般在截流的上一个枯水期。
2）进占前，清理围堰防渗墙轴线上、下侧各5.0m范围内的块石和两岸岸坡的覆盖层。
3）在预进占堤头形成回车场和码头，为非龙口段和龙口段进占创造条件。
4）预进占段施工完成后，对堤头做防冲裹头，裹头要能抵抗汛期的洪水冲刷。
5.2.4 非龙口段进占
1）非龙口段应尽量提前进占，为围堰抛填及防渗墙施工赢得时间。截流当年的汛期结束后即可开始非龙口段进占施工。
2）对于有通航要求的河道截流，需妥善解决进占施工与航运的矛盾，合理确定非龙口段的进占长度，避免进占施工与通航相互干扰。
3）非龙口段进占采取戗堤领先，围堰堰体填筑和防渗施工随后跟进的方式。各填料区保持滞后10m至20m跟进，防止各填料区相互侵占。
4）在进占过程中，抛投料出水面后，及时采用石渣加高，对戗堤顶面用碎石或粗颗粒风化砂尾随铺筑，并安排专人养护路面，确保施工道路满足大型截流车辆通行要求。
5）非龙口段戗堤进占顶高程，根据进占时段的水情，一般按照当月5%频率最大日平均流量不漫顶确定，其顶部可根据实际逐步降低，或形成斜坡道路，以增加戗堤顶面进占宽度和加大卸料点提高进占强度，减少抛投料流失。
6）选择适当时间，在非龙口段进占时，组织进行高强度抛投演习，全面检验截流施工的各项准备工作及施工方案的合理性，为龙口段进占施工积累经验。
7）在进占期间，如水情预报有较大流量来水时，应停止进占，对戗堤头部抛填大、中石形成防冲裹头。
8）非龙口段进占至龙口宽度时，对堤头做防冲裹头，等待时机进行龙口段进占合龙。
5.2.5 龙口段进占
1 进占时机的选择
根据水情预报分析和施工进度选择恰当的截流时机，要保证截流后能及时加高到初期挡水高程，防止漫顶。恰当的截流时机对争取围堰后续施工时间至关重要，为围堰防渗施工提供充裕的施工工期，使围堰尽快闭气，使下阶段施工尽早开始。
2 戗堤堤头车辆行驶线路布置
截流车辆行车线路是高强度抛投进占的关键，如果线路布局得当，可加大堤头抛投强度，提高运输设备的生产效率。根据围堰和戗堤宽度、运输车辆性能参数（长度、宽度和回转半径等）以及堰体跟进等情况对截流车辆的行驶路线作好规划。一般有以下三种方案：
1）方案一：自卸汽车在距堤头50m距离回车，然后在戗堤的上游侧排成两列纵队编队，倒车就位抛投，空车从戗堤的下游侧退出。见图5.2.5-1。
图5.2.5-1 戗堤堤头车辆行驶线路布置（方案一）
2）方案二：与方案一类似，自卸汽车倒车后，成单列编队，卸料后，空车从戗堤中间退出。见图5.2.5-2。
图5.2.5-2 戗堤堤头车辆行驶线路布置（方案二）
3）方案三：自卸汽车单列直接驶入戗堤头部回车，卸料抛填后，从戗堤中间退出。见图5.2.5-3。
图5.2.5-3 戗堤堤头车辆行驶线路布置（方案三）
实际施工中，可根据实际情况选择合适的行驶线路方案。
3 堤头抛投方式
1）龙口段戗堤堤头抛投主要采用全断面推进和凸出上挑角进占两种方式，根据不同口门宽度下的水深、流速特点分为不同区段，选择不同的进占方式。对高流速、堤头坍塌堤头，采取凸出上挑角进占方式。
2）混凝土四面体等大体积截流材料的抛投，均采用堤头集料，推土机赶料方式，石渣以直接抛投为主。特大石串采取在备料场将块石正中部位钻孔、吊装，在车上穿绳以加快进度，运到堤头卸料，用推土机赶料。
3）龙口段进占一般划分3个区段进行：
① 第一区段：口门尚宽，采用上游侧抛大石防冲，下游侧石渣、中石齐头并进，抛投方式视堤头的稳定、抛投强度和施工工期需要进行安排，部分采用自卸车全断面抛投，对易塌滑区全部采用堤头集料，推土机赶料抛投。
② 第二区段：为合龙最困难区段，采用凸出上游挑角进占，在堤头上游侧与戗堤成45°角用特大石或大中石等抛填形成凸出5～8m的防冲矶头，宽8～12m，在戗堤下游形成回流区，石渣尾随跟进。抛投方式主要采用堤头集料，推土机赶料抛投。
③ 第三区段：为流速最大区段，此时戗堤坡脚已开始逐渐合拢，水深变浅，戗堤已稳定，为减少抛投料被冲刷流失，仍需继续凸出上游挑角进占，挑角抛投材料采用特大石、四面体等，同时加宽防冲矶头宽度。抛投方式视堤头的稳定情况部分采用直接抛填，特大石等采用堤头集料，推土机赶料。
4 戗堤稳定情况判断
一般从以下几个方面进行判断：
1）堤头纵向边坡的坡比变化:堤头纵向坡度在正常无流失的情况下约为1：1.3左右，当纵向坡比逐渐变陡达到1：1或更陡时，将会发生坍塌；
2）流态变化:采用上挑角进占，若抛投料能在水中站稳，这时必然形成急流并挑出去，在挑角下游形成回流区，而且有小跌水现象。当抛投料粒径较大而水深较浅时，跌水现象更加明显。若填料抛投下去后，跌水顺水流由上而下移动，说明抛投的块体正被急流冲走；
3）进占速度:如抛下一定数量的填料不见堤头向前延伸，说明抛投的块体正被急流冲走；
4）堤头附近的情况:当堤头附近范围内出现裂缝，缝宽逐渐增大时，表明堤头有失稳现象；如果堤头部位高程在逐渐下降，说明堤头发生“沉陷”。
出现这些现象应引起高度重视，及时改换抛投方式。
5.2.6 龙口合龙
龙口段进占形成小龙口后，在导流条件完全具备的情况下，组织高强度进占抛投，一鼓作气将龙口合龙。
6、材料与设备
6.1 材料
单戗立堵截流的主要材料为：石渣、块石（d=0.4～0.6m）、中石（d=0.4～0.7m）、大石（d＞1.0m）、特大石（d＞1.3m）、20～30t混凝土四面体、6～8m3钢网石兜等。遇水力学难度高时，可采用特大石串、四面体串、钢筋石笼串等。
6.2 主要设备
截流设备的配备应根据不同工程的特点和要求具体分析确定，尽量选用容量大、效率高、机动性好的设备。包括备料开采钻爆设备、挖装设备、运输设备、推土机、起吊设备、平抛垫底船舶等。
7、质量控制
7.1 质量控制标准
7.1.1 截流模型试验执行DL/T 5361-2006《水电水利工程施工导截流模型试验规程》。
7.1.2 工程验收执行DL/T 5113-2005《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准》。
7.2 质量控制措施
7.2.1 施工中，遵循“千年大计，质量第一”和“质量管理，预防为主”的方针，采取主动控制、对隐蔽工程、关键工序实行旁站监督、重点盯防的措施，认真执行内控“三检制”，即班组自检、施工队复检、质量部门终检。对施工有关的质量标准和设计图纸、文件，实施全方位、全过程的跟踪检验和控制，做到上道工序未经检验合格，不得转入下道工序施工。
7.2.2 平抛垫底施工严格按照实测水位、流量、流速及漂距参数确定定位船位置，开工前在施工区域内加密GPS全站仪控制网点，每次抛投前对定位船船位进行复测检查，确定定位船舶无位移、漂流、锚链失控等现象。及时施测抛投后水下地形图，对欠抛位置进行补抛直至满足设计要求。
7.2.3 针对截流和围堰填筑工程量大、填料种类多、管理难度大的情况，依照技术要求和质量检测计划，对料源进行全面检查，分析料源分布情况，掌握料源质量情况，设置质量控制点，按照储量和要求进行检测，严格控制料源质量。
7.2.4 对风化砂填筑实行旁站监控。在料场和堤头安排专人负责分拣块石，在堤头安排质检员严格控制防渗墙轴线两侧5m范围来料风化砂质量，选用优质风化砂料超前填筑，5m范围以外风化砂跟进填筑，避免漏拣块石填至防渗区域，确保风化砂填筑质量。
7.2.5 加强现场监督，确保各种填筑料按照技术要求的先后顺序进行填筑，在验收过程中认真检查各种填筑料进占长度，确保各种填料之间的滞后长度满足施工技术要求。
7.2.6 加强现场测量放样和水下测量，填筑过程中要求测量队跟踪检查填筑边线和高程，对水下部分要求进行水下地形测绘，检查水下部分的边坡是否满足设计要求，对欠填部分及时补填。
7.2.7 龙口抛投强度大，不同材料的车辆多，为方便指挥防止混杂，对抛投同一材料的车辆作上相同标记，分队编号，一个车队的车辆尽量装运固定材料的抛投料。
8、安全措施
8.1 建立以项目经理为安全第一责任人的安全管理责任体系，明确各级人员的安全责任，形成自上而下的安全管理网络，做到“安全生产、人人有责”。
8.2 截流施工现场实行封闭管理，禁止无关人员不得进入截流施工现场，进入戗堤的施工及管理人员都必须穿救生衣。
8.3 截流施工所需的各种大型机械设备（自卸汽车、挖掘机、装载机、推土机、吊车等）必须检修，以保证设备的性能完好，操作人员必须经过培训后持证上岗。
8.4 加强对戗堤上的施工机械及工作人员统一指挥，为防止堤头坍塌危及汽车和施工人员安全，在堤头前沿设一排石渣埂，并配备专职安全员巡视堤头边坡变化，观察堤头前沿有无裂缝出现，发现异常情况及时处理以防患于未然。
8.5 自卸汽车卸料时要与堤头保持5m以上的安全距离，采取自卸汽车堤头集料、推土机赶料的抛投方式，设备堤头作业时必须将车门打开，操作人员必须按规定穿救生衣。
8.6 自卸汽车卸料应由专人指挥，指挥人员必须由经过培训的职工担任，指挥人员要相对固定，不得随意更换，指挥时要使用旗语和哨子，指挥人员在夜间要穿反光衣。
8.7 安排专人日夜“三班”对堤头巡视，检查堤头是否存在裂缝，如发现有坍塌症状，要立即通知堤头人员和设备撤离至安全地带。
8.8 戗堤侧边2.5m为安全警戒距离，拉上安全警戒绳，设立安全警示标志。戗堤现场必须配备钢丝绳、插销、救生设备等应急器材，并放置于离戗堤和上下游醒目的位置。
8.9 严格控制堤头的集料高度，防止因卸料高度过大使抛投石料分离而产生架空现象，从而导致边坡失稳坍塌。
8.10 所有电器末端开关处，必须使用满足安全要求的漏电保护装置，现场动力线与照明线要分开，并按规定进行标识，同时要与现场的风水管分开并标识。
8.11 运输船要谨慎驾驶，严格执行“内河交通安全管理条例”及“内河避碰规则”，船上要配备足够的救生圈及救生衣等救生设施，船上施工人员必须穿救生衣。在抛投钢架石笼和合金钢网兜时，要在船上设置醒目的信号标志，以防与过往船只发生碰撞，运输船舶应在海事局的监督船的指挥下作业，并严格遵守《内河交通安全管理条例》的规定。其旗信、声信、灯信等指示按规定设置且齐全有效。
9、环保措施
9.1 成立以项目经理为第一责任人的施工现场环境保护委员会，制定《环境保护实施计划》，严格执行国家和地方的各项环保法规，使环保指标分解落实到各单位和个人的经济责任制中。
9.2 弃渣、废渣运至指定的弃渣场，渣场堆存按要求实施，设置必要的排洪设施及挡渣结构，防止暴雨冲刷污染环境。对有毒的废渣、废液，上报处理方案，经监理工程师批准后，处理达标后排放或掩埋。
9.3 采取有效措施，防止在利用或占用的土地上发生土壤冲蚀，防止由于工程施工造成开挖料或其它冲蚀物质在河流或支流中的淤积。
9.4 配置洒水车，并安排专门人员加强对施工道路的维护，做到晴天不扬尘、雨天不溅泥。
9.5 保护施工区水质，未经沉淀处理的施工污水不得直接排入河道。
9.6 现场运输车辆适度装料或车箱尾部设挡渣板，避免车装渣、料沿路洒落，组建专门的养路队，负责对道路进行清理、打扫。
9.7 加强对设备尾气的检测，经常性检测柴油机械废气排放情况，对于超标排放废气的车辆及时维修或禁止使用。
9.8 建立环境保护及卫生防疫机构，设置足够的临时卫生设施，定期清扫处理；配备相应人员定期检查各项环卫工作。
10、效益分析
单戗立堵截流施工工法具有施工简单、快速、经济、受地形和水文影响小等特点，施工安全可靠。可靠安全的截流为后续工程施工赢得了时间，确保主体工程施工按计划进行。采用平抛垫底和防护性进占措施，减少了堤头坍塌和抛投料流失。本工法已成为水电工程截流施工中首选的截流方式，在许多工程中得到成功应用，确保水利水电工程顺利建成并按期或提前发挥功能和作用，社会效益和经济效益显著。
11、应用实例
11.1长江葛洲坝大江截流工程
葛洲坝工程是长江干流上的第一个大型水利枢纽工程，截流采用单戗堤立堵截流施工方法，设计截流流量7300m3/s，龙口水深10.8m。由于截流流量、水深大，且分流的二江导渠及泄水闸底板比大江河床高出7m，其截流规模和难度是国内外罕见的。
为了降低截流难度减小龙口水深，截流前龙口进行了护底预抛投中石、钢筋石笼、钢架石笼以及混凝土四面体。截流施工于1980年10月1日开始非龙口段进占，1981年1月3日开始龙口段占，经过36h的高强度抛投，1月4日胜利合龙，实现第一次截断长江，使我国截流技术跨入世界先进行列。实际截流流量为4720m3/s，最终落差3.23m，龙口最大水深10.7m，最大流速7.0m/s。
11.2长江三峡大江截流工程
三峡工程大江截流采用单戗立堵双向进占方式，下游围堰石渣戗堤亦尾随进占。截流戗堤为二期上游土石围堰背水侧的石渣堤，此石渣堤兼作排水棱体。戗堤长797.4 m,顶宽30m,龙口段高程69m。戗堤填筑总量为125.66万m3,其中龙口段20.84 m3。截流设计流量为14000～19400m3/s，截流戗堤基础最低处水深达60 m，是目前世界上截流流量最大、水深最大的截流工程。
三峡工程大江截流施工进度为：1997年汛前完成预进占段，即左岸0+244.278以左和右岸0+704.278以右的施工;1997年汛期末9月12日～10月13日完成部分非龙口段,即左岸0+244.278～0+350.8段和右岸0+740.278～0+595.0段施工;1997年10月14日～11月8日,完成龙口段进占及合龙。
1997年11月8日8点55分，在举世瞩目的三峡工程大江截流现场，随着一声令下，早已排队等候在上游围堰龙口两侧戗堤堤头的大型载重汽车依次将一车车石料抛进40m宽的龙口中。6小时35分之后，龙口“安全、正点、有序”合龙。15点30分向世界庄严宣布：“三峡工程大江截流成功！”随后，下游石渣堤也在6点30分合龙。
11.3雅砻江锦屏一级水电站截流工程
锦屏一级水电站是国家实施西部大开发和“西电东送”的标志性工程。河床两岸山势陡峭，施工道路布置困难，只有右岸一条交通洞通往戗堤，截流只能采取单戗立堵单向进占，抛投强度受到限制，截流难度非常大。模型试验表明，在截流流量为814m3/s（11月下旬10年一遇）时，截流落差5.23m，戗堤头部最大平均流速8.44m/s，龙中最大垂线平均流速5.92m/s。
葛洲坝集团在截流施工中科学组织，采用单戗堤立堵截流施工工法，从2006年11月1日开始戗堤预进占，在左岸导流洞2006年11月22日破堰过流后，龙口段开始进占。2006年12月4日上午，龙口合龙成功。
锦屏大江截流总历时34d，整个施工过程十分顺利，充分说明单戗立堵截流施工工法的先进性和成熟性，创造了中国水电开发史上“开工一年就实现截流”的新纪录。