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浅谈庄浪县梁河水库泄洪兼导流洞工程的施工应用

2021-04-11蒙强喜

甘肃科技 2021年10期
关键词:导流洞土方灌浆

蒙强喜

(甘肃省庄浪县水务局,甘肃 庄浪 744699)

1 工程概况

梁河水库工程位于庄浪县通化乡梁河村,工程区距庄浪县城约30km。该水库为城区供水水源,水库设计总库容约165.4 万m3,供水对象为庄浪县杨河、赵墩、南湖、通化4 个乡镇农村安全饮水。

工程主要由拦河坝、泄洪兼导流洞、引水建筑物等组成。从左岸向右依次为上坝公路、均质土坝、竖井式溢洪及泄洪兼导流洞,输水管设于泄洪洞底板以下。水库正常蓄水位2183.60m,校核洪水位2184.4m;最大坝高42m。依据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)的相关规定,本工程等别为Ⅳ等,工程规模小(1)型;主要建筑物(拦河坝、导流兼泄洪排沙洞、溢洪道等)按4 级建筑物设计,次要及临时建筑物按5 级设计。

2 竖井式溢洪道泄洪洞

竖井式溢洪道进水喇叭口采用三面自由溢流实用堰,堰顶高程2183.65m,岸塔单侧堰长27.1m,竖井式溢洪道进水喇叭口横断面为矩形,开口尺寸(长×宽)为17m×5.05m,底部尺寸(长×宽)为10.884m×2m,进水喇叭口实用堰高1m,渐变段长14.35m,竖井深8.3m。岸塔式进水口泄洪闸段长18m,宽5.5m,进水口底高程2160.0m,进水口闸室为带胸墙的底孔泄水建筑物,胸墙前设有检修门一道,闸孔尺寸2.5m×3.3m(宽×高),采用平板闸门,胸墙后设工作闸门一道,孔口尺寸2.5m×2.4m(宽×高),采用弧形闸门。塔式进水口闸室与管理道路间采用跨度11m 的T 形梁桥连接。

竖井式溢洪道与泄洪洞塔式进水口后接渐变段与泄洪洞相接,渐变段长35.02m,并设有导流墩将水流平顺的导入泄洪洞,泄洪兼导流洞洞身段长311.29m,为无压城门洞,洞宽3.6m,洞高4.6m,纵坡为1/12。导流洞出口渐变段及消能段长60m,出口接长度为15m 的渐变段,坡度同导流洞纵坡一致,渐变段末端设长度为45m 消力池,消能方式为底流消能。池后通过10m 长渐变段接泄水渠,泄水渠为梯形断面,总长109.59m,采用细粒C20 砼砌块石护砌,其后采用砼四面体防护。根据水库淤积高程和死水位高程,考虑水库在最低运行水位时,能满足取水要求,确定最低取水口中心线高程设为2161.50m,第二个取水口高程2166.60m,设置在泄洪排沙洞进口闸室胸墙上。

3 工程施工的重点和难点分析

1)本工程施工区场地狭小,如何合理布置施工现场运输道路、混凝土生产系统、砂石料料场、钢木加工厂、临建设施等是本工程的重点和难点。

2)根据本工程的地质条件,本工程洞身段围岩属于Ⅳ-Ⅴ类围岩,洞室围岩不稳定,易塌方、掉块,因此对泄洪兼导流洞,洞室易发生变形、坍塌等不良地质灾害和有可能发生涌水的地段,采取何种工程防范及排水措施、不良地质段安全施工是本工程的重点和难点。

3)泄洪兼导流洞洞挖工程施工时的钻孔、开挖、支护等各种施工手段同时进行,相互间的施工干扰不可避免,为了保证施工质量,及时掌握围岩变形和支护情况,提前预报异常变化,需采取超前预测预报措施。因此,施工期安全监测和超前预测预报是本工程的重点。

4)确保本工程的建筑物混凝土浇筑和泄洪兼导流洞衬砌质量是本工程的重点。

4 工程的重点和难点的对策

根据本工程泄洪兼导流洞的特点及其重点、难点,在施工组织管理、施工技术等方面对工程进度、施工质量、建筑物间影响等方面采取相应的措施,保证施工的顺利进行。

4.1 土石方明挖工程

土方明挖应自上而下,分层开挖。采用1.6m3挖掘机开挖,25t 自卸汽车运至指定弃渣场。基面上预留30cm 厚的保护层,部分坚硬段采用风镐及人工钢钎挖除。泄洪兼导流洞进出口洞脸边坡为土质边坡,按图纸要求坡比进行削坡并设置2m 宽马道。石方明挖应采用光面爆破法开挖,雷管起爆,然后用25t 自卸汽车运至指定弃渣场,基面上预留30cm 厚的保护层。

4.2 土方填筑工程

土方填筑工程的方法与土方明挖正好相反。则采用设计断面自下而上分层填筑、分层压实的方法施工。土方填筑用装载机装料、自卸汽车运输、装载机摊铺、采用20t 压路机逐层夯实,边角用蛙式打夯机夯实。

4.3 石方洞挖工程

泄洪兼导流洞从进出口同时开挖掘进。导流洞进口渐变段断面面积为39~119m2,为中断面和大断面,导流洞开挖,采用分层分段的方式开挖。导流洞进出口碎石土段采用机械开挖、50 小型挖掘机开挖、50 装载机装渣、自卸汽车运渣。泄洪兼导流洞进口渐变段为大断面和超大断面导流洞开挖,采用分层分段的方式开挖,开挖时根据断面尺寸与围岩稳定情况,分2~3 层进行开挖掘进,每层开挖完成后及时支护。

4.4 开挖支护工程

(1)支护形式:在开挖过程中,根据设计施工图纸及围岩类别情况采用相适宜的安全支护形式。(2)锚杆施工:锚杆施工随开挖及时跟进,锚杆钻孔采用气腿式风钻,按照设计要求的间距、孔深及孔位造孔,造孔完成后,进行清孔、验孔,然后插入、固定锚杆。(3)喷锚施工:喷砼采用“干喷法”工艺。(4)钢管管棚法施工:管棚采用短导管工字钢支护方式,设置沿洞轴线方向的导管,采用Φ42 钢管,打上长3.0m 钻灌浆孔,确保导管上仰倾角为5°~10°标准,洞顶圆弧段导管间距30cm。

4.5 泄洪兼导流洞混凝土衬砌工程

本工程导流洞混凝土衬砌砼待导流洞全断面开挖施工完成,洞底供水钢管施工结束后,进行混凝土衬砌。在施工现场布置1 台拌合站,配备1 台JS1000 强制式拌和机、1 套1200L 配料机,采用自动计量系统配料,10m3混凝土罐车运输。在已浇筑完成的底板砼表面铺设保护材料,防止砼遭到破坏。侧墙及顶拱混凝土采用钢模台车浇筑,采用砼输送泵泵送入仓,插入式振捣器和附着式振捣器振捣。

4.6 回填灌浆工程

泄洪兼导流洞回填灌浆在洞身衬砌施工时预留灌浆孔,洞身灌浆在混凝土衬砌混凝土强度达70%后进行。施工时应严格按照设计要求的回填灌浆范围进行测量定位、钻孔、灌浆,回填灌浆应在浇筑砼强度达到设计强度70%后进行,回填灌浆采用预埋管注浆法,预埋φ50PVC 管作为灌浆管,在预埋管中钻孔,再进行施灌。回填灌浆灌浆压力为0.2~0.5MPa,浆液分段采用普通水泥、普通水泥加外加剂等不同的水泥浆液。

4.7 闸室及溢流堰工程

(1)闸室及溢流堰土方开挖采用挖掘机开挖、人工配合的作业方式,在离基础面预留20cm,采用人工开挖清基,确保基础面高程符合设计要求。开挖料就近堆放作为后期回填料利用,多余部分装25t 自卸汽车运输至弃渣场堆放。(2)土方开挖时,要做好周围排水设施,防止外水流入沟槽,当有地下水时,要及时采取抽排水措施将水排出沟槽外,防止因水位升高产生坍塌。(3)建筑物基坑开挖和沟槽开挖同时进行,对开挖深度较大的基坑,严格按照设计图纸边坡进行开挖,当有不稳定部位或地下水出现时,要及时采取加固措施进行支护。(4)石方明挖:采用手持式风钻钻孔爆破,0.6~1m3反铲挖掘机挖装25t 自卸汽车运输至弃渣场。(5)建筑物混凝土:采用木模板支护成型,砼浇筑采用JS1000 强制式拌和机集中进行砼拌制,10m3混凝土罐车运输至浇筑面,HB60 式液压砼泵入仓,插入式振捣器振捣密实,人工洒水养护。(6)金结及电气设备安装:本标段金属结构及电气设备采购均选择满足招标要求资质的生产厂家。负责设备从提货、装卸、运输、工地现场开箱清点验收、保管、维护、二次运输、安装、调试、试运行直至验收完成的全部工作。(7)土方填筑:填筑料原则上全部就近利用开挖料,由50 装载机和250 挖掘机配合摊铺平整,推距30m,夯填料由16t 自行式平碾分层碾压密实,边角部位由人工修边、摊铺并配合蛙式打夯机分层夯实。

4.8 浆砌块石工程

(1)块石砌筑之前,把表面的泥土和杂质,清洗干净,方能进入下一道工序。(2)施工时应先铺上3~5cm 厚的稠砂浆,然后放置石块砌筑。(3)砌筑要有次序,按照“角石”、“面石”、“腹石”的顺序依次施工。(4)勾缝:砌筑24h 时后进行勾缝处理,先刮去缝内深度不小于2 倍缝宽的砂浆,再冲洗净缝内的杂质和污垢,然后用较高砂浆填缝,不能有勾假缝,凸缝现象发生。(5)养护:砌体工程完成后,至少需养护5~7d,要用麻袋或草覆盖住砌筑的块石,每隔一段时间酒水养护,要时刻保持块石表面潮湿。确保砌体达到强度要求。

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