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马滩水闸改扩建工程施工要点分析

2020-07-20赵坤明

山西水利 2020年11期
关键词:启闭机水闸土方

赵坤明

(东莞市运河治理中心,广东 东莞 523000)

1 工程概况

1.1 马滩水闸现状

马滩水闸位于清溪镇马滩村附近的石马河道上,闸址以上集水面积598km2。水闸过闸流量大于1000m3/s,小于5000m3/s,按《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2017)和《水闸设计规范》(SL 265-2016),本工程属Ⅱ等大(二)型工程,主要建筑物级别为2级,次要建筑物级别为3级,临时性建筑物为4级。马滩水闸50年一遇洪水流量为2625m3/s,200年一遇洪水流量为3425m3/s,工程设计洪水标准50年一遇洪水设计,200年一遇洪水校核。

1.2 新建水闸工程任务

马滩水闸是石马河河口东江水源保护近期工程体系的重要组成,利用马滩水闸在初汛期蓄水,控泄流量,起到蓄污调节的作用,增加石马河河口调污工程的引污能力,保障枯水期及初汛期东深供水工程及下游东莞各水厂的取水安全。

通过水闸蓄水,将增加河道水量,并辅以河道水生生态系统构建及闸坝复氧等措施,有利于形成河道湿地生境,增加水体溶解氧浓度,提高污染物的降解能力,可改善水环境、水生态。

新建水闸采用与旧闸相同结构,与旧闸同高,闸底板面高程为8.944m(85高程,下同),宽6m,墩厚1.5m,闸顶高程24.744m,上设3m宽人行桥、启闭设备平台及构架,均为钢筋混凝土结构。马滩水闸共新建5孔新闸,并对14孔旧闸进行加固。扩建后,共19孔,单孔净宽6m,总净宽114m。水闸主要功能是提高河道调污能力,维持河道水景观,充分发挥水闸在水环境、水景观及水生态方面的作用。[1]

2 工程施工分析

2.1 马滩水闸存在的问题

马滩水闸上部结构混凝土强度等级为C20,启闭机梁为C15,不满足水工混凝土耐久性要求。左岸土坝坝顶高程、边坡稳定及抗渗稳定安全系数均满足规范要求。但左岸连接土坝的压实度为88.6%,低于规范“不小于98%”的压实要求;土坝的渗透系数为1.89×10-4cm/s,稍高于规范“碾压后<1×10-4cm/s”的要求。

原工作桥面宽2.0m,桥面太窄,闸门、启闭机等设备检修时,设备无法通过桥面到达,给工程维护及管理带来极大不便。除上游水位观测外,其余观测设施严重不足,各项观测资料缺乏,不利于工程的安全运行。马滩水闸大部分金属结构设备锈蚀磨损严重,面板厚度、启闭机动量均已不能满足要求;闸门、启闭机许多零部件材料的选用标准偏低,启闭机电气设备主回路、控制回路及所有电气控制元件已拆除,已不能满足现行规范要求。

总之,闸室结构强度及混凝土结构的耐久性,工作桥、左岸土坝压实度、闸门及启闭机设备、电气设备、观测设施等方面都难以满足现行规程规范要求。根据《水闸安全评价导则》(SL214-2015)的有关规定,运用指标达不到设计标准,工程存在严重损坏,经除险加固后,才能达到正常运行。[2]

2.2 重点施工措施

导流工程施工。截流合龙后,沿戗堤上游侧,立即抛填石渣反滤料和砂土料。围堰主要填料为料场土料,形成施工平台后即进行堰基、堰体的防渗处理。基坑排水后,加高培厚至设计顶高程。围堰施工采用2m3反铲挖、装砂土料,20t自卸汽车运至围堰填筑地点,74kW推土机集料和散料。水下抛填,水上分层填筑,12t轮胎碾碾压密实,最后采用反铲配自卸汽车分层拆除。

基坑排水。基坑排水包括初期排水和经常性排水。初期排水主要是排除围堰合拢闭气后基坑内的积水与渗水,基坑水位下降速度控制在0.6~0.8m/d;经常性排水主要包括基坑渗水,施工废水以及降雨等。选择2台20SA-22JA型单级双吸离心泵(其抽水流量361.1L/min,扬程9.5m,功率55kW)作为一期右岸基坑的排水设备。选择5台80BJ33A型水泵作为二期左岸基坑的排水设备。

土方开挖。土方开挖总量为5.82万m3,其中河卵石开挖4.82万m3,土方开挖1.00万m3。主要为水闸基础、上下游挡墙段土方开挖及河道清障开挖。采用1~2m3挖掘机挖土,59~74kW的推土机集渣,人工辅助,装20t自卸汽车运往围堰填筑点或渣场。

石方开挖及旧闸拆除。混凝土拆除量为2106m3,采用风钻钻孔爆破法配合人工钢钎、铁锤凿除,利用59kW推土机集渣,配15~20t自卸汽车运至弃渣场。石方开挖21748m3,由于静力破碎法开挖,利用59kW推土机集渣,配15~20t自卸汽车运至弃渣场。

混凝土浇筑。混凝土方量约1.41万m3,最大月混凝土浇筑强度为0.36万m3/月。混凝土浇筑采用15t自卸汽车,外购商品混凝土运输到施工现场,经混凝土泵车泵送入仓,插入式振捣器振捣密实。预制件采用平板车运输至安装部位,由汽车吊吊装就位。[3]

土方填筑。土方填筑土料,部分利用开挖料,部分从土料场外购,15t自卸汽车运至工作面,59kW推土机平仓,轮胎碾压实,边角部位采用2.8kW蛙式打夯机夯实。

其他施工内容。由10~15t自卸汽车,从外购石料场运输至工作面,1m3反铲挖、装,辅助人工填装、码放石料,采用汽车式起重机调运、人工辅助铺设格宾网,垫海漫。砂、碎石分别从砂、石料场外购,10~15t自卸汽车运输至施工现场,人工铺筑、整平砂、碎石垫层。高喷防渗墙总量为1616m,采用回旋钻钻孔,泥浆护壁,摆喷施工。主要金属结构用20t平板拖车运输至现场,25t汽车吊就位安装。

3 提高施工运行质量

3.1 加强工程管理

管理单位负责按岗位责任制的规章制度和操作规程,对工程进行检查,掌握工程状态;每年汛前、汛后对工程进行养护,消除隐患,确保安全。严格按章程运行调度水闸,定期进行技术维修,使水闸闸门的启闭设备随时处于良好的运行状态,做好安全保卫工作。[4]

工程管理要随时掌握汛期和水闸运行期间的水情、雨情、工情,做好调度运行工作,并及时向上级汇报。拟定年度管理任务目标,编制调度管理和工程维修养护计划。统计气象、水文、水质、日常运行记录等资料,并及时整理归档。

3.2 科学进行水闸运行调度

马滩水闸的功能虽然由原来的供水调整到改善水环境、水生态、水景观等,功能定位发生改变,但水闸的作用仍然是挡水和泄洪,其正常蓄水位为16.244m,水闸改造扩建后,按正常蓄水位进行控制运行。

4 结语

为满足当地社会经济发展对石马河整治的要求,并充分利用已有的拦河闸工程,采取合适的施工方法和手段,石马河河口正在规划石马河调污工程,将马滩水闸纳入联合调度工程,利用马滩水闸在初汛期蓄水,控泄流量,起到蓄污调节的作用,增加石马河河口调污工程的调污能力。

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