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惠州东江水利枢纽右河汊海漫水下修复方案

2009-08-03

关键词:方案

李 平 张 猛

摘要:广东惠州东江水利枢纽工程右河汊海漫在汛期发现损坏,采用水下混凝土和模袋混凝土进行了应急抢险修复。在修复作业时,由于作业场地受限,施工条件差,水下混凝土和模袋混凝土厚度小,其施工难度较大。根据工程水下修复的成功经验,简要介绍工程修复的施工方案,以供借鉴。

关键词:右河汊海漫 水下修复 方案 惠州东江水利枢纽

1 工程概况

广东惠州东江水利枢纽工程于2006年3月份二期截流成功,截流后由右河汊12孔泄水闸泄流,左河汊进行基坑施工。在2006年4月22日对右河汊闸坝闸坝下游干砌石海漫段进行检查发现,海漫段出现不同程度的破坏,多处被淘成1~2m的深坑,面积为20~50m2。由于事发时间时值汛期,为了确保工程安全渡汛,紧急对已破坏的干砌石海漫段进行了水下修复,施工工期安排为40天。

2 主要施工处理方案

根据水下检查中发现的缺陷情况,结合现场具体施工条件,借鉴类似工程的施工实践,修复施工采用了以下方案进行处理:

2.1 冲坑底部处理 冲坑底部顺水流方向约15m范围内,采用敷设、填充500mm厚C25模袋砼抗冲刷。

2.2 模袋砼上缘端与砼海漫段联结处理 采用水下立模导管法浇筑水下C25砼,固定模袋上缘端及填充砼海漫尾端淘空处。

2.3 模袋下缘端与干砌石联结处理 先由潜水员配合起重船在已敷设、填充好的模袋砼上安装石笼,然后采用导管法浇筑水下C25砼将模袋下缘端与干砌石联结在一起。

3 主要工序施工方法

3.1 施工准备 本工程施工准备工作的内容主要包括:劳动力组织准备、施工用材准备、施工机械设备的准备、现场总平面布置及其它准备内容。

3.1.1 主要施工船舶机械设备布置 ①模袋敷设工作船。采用四只6.0m×3.0m×1.5m的浮箱拼装成一艘面积为6.0m×12.0m的平板驳在其上布置卷扬机、起重扒杆、潜水、锚泊系统等设备,作为模袋敷设工作船。①浇筑平台。采用四只6.0m×3.0m×1.5m的浮箱,拼装成一座水下砼浇筑平台,在其上布置桁架、浇筑导管、承料斗、潜水、锚泊系统等设备。

3.1.2 砼输送 搅拌楼生产的砼,由HB40型砼输送泵直接通过脚手架搭设的水上栈桥送到各浇筑地点。砼生产时均加泵送剂,以适应泵送和保证砼质量。

3.2 原始地形测量施工前必须测量水下地形,为后续工序的顺利进行提供依据。

3.3 水下基床整理 根据基床底水下测量成果,在起重船及潜水员的配合下,按“去高填低的原则”进行基床整理,敲除基床底部块石尖角,局部冲刷造成的较深深坑用碎石(块石)找平,保证基床底部平顺、无明显凹凸,平整度要求≤250mm。

3.4 模袋加工制作 ①选择具备资质的混凝土模袋生产厂家加工混凝土模袋,各部尺寸符合设计要求。模袋为高强合成纤维织成的双层开边织物,能承受1.0Mpa的膨胀压力而不产生纤维破裂。②模袋每块宽4.0m,长度按设计要求进行加工每块模袋在长度方向间隔3.0m设一个灌口,灌口直径Φ20cm,上端制作直径Φ20cm长35cm的穿管袖一道。③模袋出厂按加工顺序进行编号,验收合格后运抵施工现场。

3.5 展铺模袋

3.5.1 模袋运抵现场后应按编号叠放整齐,单块模袋铺设从上游往下游,施工顺序由一侧向另一侧进行,单块模袋体间采用缝联。

3.5.2 模袋铺设程序:设定位桩—卷铺模袋—张紧装置安装—铺展模袋—铺设时压载—调节上、下缘固定索。①模袋铺设前,在其上、下缘穿管袖中穿入钢管,上、下缘由潜水员水下作临时固定。②在距模袋上、下缘3~5m处设定位桩,间距1~2m,为调整模袋上下位置,每根定位桩上设张紧器。③铺设模袋时,松紧度适中,以便混凝土的充填。④模袋铺设由陆上人员与潜水员配合,随铺随压,防止模袋下滑。

3.6 充灌填料 充填混凝土采用强度等级为C25(一级料)的商品混凝土,模袋经监理工程师验收合格后方可进行模袋混凝土的施工。混凝土的输送及充填应注意以下环节:①混凝土采用HB-40型混凝土泵输送,充填前,泵管与充灌口扎牢,当泵管垂直插入模袋内时,在泵管中设备缓冲挡板。②充灌混凝土按先低后高的顺序进行,充灌过程中及时调整模袋上下缘张紧装置。③充灌速度控制在10~15m3/h,充灌压力为0.2~0.3Mpa。每一充灌口的充灌应连续进行,充填将近饱满时,暂停5min左右,待模袋内水分析出后,再充灌饱满,并及时将充灌口扎紧。④为使模袋充填饱满,并达到规定的厚度,水下部分由潜水员摸探,并辅以必要的踩踏,保证模袋内混凝土密实度。⑤充灌后的模袋混凝土经检查符合设计要求后,即可进行上、下缘的水下C25砼的浇筑压载工作。

3.7 水下立模 根据冲坑外围线及分仓线实测的地形,制作单片整体钢模板,并编好安装序号,在潜水起重船的配合下,按由低到高的顺序依次立模,模板底部与预先沿着分仓线在已施工完毕的模袋砼上按@1.5M钻埋的φ28锚筋(单根长度1.5M、插入深度75CM)固定牢靠后,水下安装拉筋、撑杆,底口与基床空隙处,视空隙大小分别采用木板、袋装砼、土工布、麻袋等塞缝。

3.8 水下砼浇筑 采用直升导管浇筑水下砼,砼熟料由泵送至浇筑平台上集料斗内,通过导管浇筑水下C25砼。

3.8.1 施工控制指标

①所拌砼质量必须满足下列要求:采用一级配拌合料,塌落度满足18-21cm的前提下,砼必须具有良好的和易性能,泌水率小于4%。砼初凝时间不低于6小时。②首次浇筑砼数量。在开浇阶段,通过导管浇筑砼堆脚高度不宜小于0.5m,以便导管口能埋在砼内的深度不小于0.3m。宜采用塌落度较小的砼拌和物,流入仓内的砼坡率为0.25。故首次浇筑砼应不小于2.1m3,由此桁架顶部设置一座3.0m3的集料斗。③砼面上升速度。根据现场搅拌站生产能力20m3/h,在配合比设计时,按最大的浇筑仓面考虑,保证初凝时间6h,则砼面上升速度为I=H/t=1.8/6=0.3/h。相邻导管间砼上升速度宜相近。④导管作用半径。依据导管作用半径作圆相互交错,能覆盖整体浇筑仓面的原理,确定作用半径。施工时循环浇筑,每根导管一次浇筑时间不宜超过30分钟,且相邻管底差不超过20cm。⑤超压力。为保证水下砼能顺利通过导管下注,在浇筑水下砼的全过程中,导管底部柱压力应保持超过管外水柱压力。本工程设计浇筑平台时,导管顶部承料漏斗高出水面的最小高度5.50m。

3.8.2 浇筑方法 ①开始浇筑阶段。采用顶塞法开浇,浇筑前,利用引出的铅丝把滑塞悬挂在承料漏斗下的导管中,埋入导管内1~3m,且必须在仓位水面以上。当滑塞以上的导管及承料漏斗充满砼拌和物后,视水深及仓底情况不同,分别采取立即剪断铅丝、下滑至导管中部再切断铅丝或下至接近孔底后才剪断铅丝。在未剪断铅丝前,利用下放铅丝控制砼沿导管下滑速度。剪断后,依靠砼自重推动滑塞下落。完成开浇阶段后,用强光手电筒检查导管的空管部分,若不渗水,即可连续不断的浇筑砼。②中间浇筑阶段。当导管内未灌满砼时,后续的砼应徐徐倾入承料漏斗内,防止积存在导管内的空气不能及时排出时产生高压气囊,将导管节间胶垫挤出,招致漏水。浇筑中,应随时观察模板漏浆情况、砼浇筑质量,整个浇筑过程应连续进行,若砼拌和物的供应被迫中断,应把导管埋深些,以免导管中空,水分侵入。若中断时间过长,又不能恢复正常灌注时,应按施工缝处理。随着水下砼浇筑面不断升高,需要提升并拆除部分导管节。拆除导管节后,先使导管内重新填满砼,再适当提升导管,恢复至正常位置,再开始浇筑。③终浇阶段。接近设计标高时,由潜水员及船上测量人员配合详细测量水下已浇地形,及时计算砼供应量,并考虑一定的砼超高量。为确保砼表面有一定的平整度,在起重员配合下,两名潜水员采用水下刮尺按一侧向另一侧的顺序缓缓推动刮尺,不得往返刮动。

3.8.3 施工缝处理 若浇筑过程中发生意外,不得不停止浇筑,在砼初凝之前,由潜水员在水下按要求埋设Φ22锚筋(单根长度1500mm,埋入砼深度750mm,按@1000mm梅花型布置),二次浇筑前必须清除表面浮渣层后方能浇筑。

3.9 钢筋笼安装 ①按照设计的规格、形状、尺寸、数量、锚固长度和接头设置制作钢筋笼,制作完毕按要求进行防腐处理。然后回填粒径大于0.3m的弱风化岩石。②钢筋笼装满后,由汔车吊吊至运输驳船上,运至起重船所处泊位,起重船在潜水员的配合下,安装钢筋石笼。

4 施工质量检查

4.1 模袋混凝土护底施工质量的检查 模袋混凝土强度采用在充灌口按有关规定取样,先灌入相同材质的小模袋(15cm×150cm)中,吊置10~20min,取出再装入标准试模成型的方式检验。模袋混凝土护底施工的质量允许偏差:模袋混凝土厚度允许偏差为+8mm/-5mm;相邻块缝宽允许偏差值为≦15mm;表面平整度允许偏差值为200mm。

4.2 水下C25砼浇筑质量检测 水面拌制砼人员应严格控制好配料投量的计量,严格按配合比和需要量进行加工和拌制。施工前后必须对施工区域进行详尽的勘测和记录,及时反馈水下检测及施工中所发现的问题,杜绝施工质量事故发生。

5 结束语

通过现场施工实践,证明了惠州东江水利枢纽工程水下修复施工方案、质量控制与检验措施是切实可行的,施工强度完全满足工期要求,工程质量也得到了良好的控制。

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