石柱頭橡膠壩工程施工導(dǎo)流

邵小喜

(金華市婺城區(qū)水利水電建筑安裝工程公司,浙江 金華 321016)

1 工程概況

石柱頭橡膠壩工程位于金華市婺城區(qū)白沙溪出口下游的金華江上,工程軸線位置河床寬度約426m(包括預(yù)留的60多米的電站),壅水深度達1.5～2.2m,正常蓄水高程30.7m,相應(yīng)庫容301萬m3,主要建筑物包括橡膠壩、充水泵房、升臥沖砂閘以及左右岸連接防護堤等。

工程從右岸到左岸總體布置為:①橡膠壩,壩高2.7m,分3跨,每跨凈寬105m,含中、邊墩總長322m,(樁號0+000～0+322m),基礎(chǔ)混凝土堰頂高程28.0m;②充水泵房用于橡膠壩充排水,總寬度13m(樁號0+322～0+335m);③升臥沖砂閘門3扇,每扇凈寬8m,邊墩寬1.0m,中墩寬1.2m,閘門底板頂高程27.5m,升臥沖砂閘段總寬度28.4m(樁號0+335～0+363.4m);工程總長363.4m。

2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)設(shè)計文件,壩址左右岸為一級階地,河床段寬405 m,上部河床段砂礫卵石層厚0.5～1.2m,結(jié)構(gòu)松散,滲透系數(shù)大,不適宜作為建筑物的基礎(chǔ);下部基巖強風(fēng)化厚度0.6～1.6m,由于巖體較破碎,遇水極易軟化、風(fēng)化,不適宜作為建筑物的基礎(chǔ)?；A(chǔ)應(yīng)放在弱風(fēng)化的鈣泥質(zhì)粉砂巖上。根據(jù)2006年8月22日對橡膠壩水下河床段中軸線地面線實地測量,測得高程在26.5～27.0m左右。

3 工程特性

工程特性見表1。

表1 工程特性表

4 導(dǎo)流方案

4.1 導(dǎo)流標準

婺城區(qū)石柱頭橡膠壩工程正常蓄水位30.7 m,相應(yīng)庫容301萬m3,根據(jù)GB 50201—94《防洪標準》 的規(guī)定,工程等別為Ⅳ等。主要建筑物橡膠壩、泵房、預(yù)留船閘、升臥沖砂閘為4級,施工圍堰等臨時建筑物為5級。各建筑物洪水標準見表2。

表2 建筑物及洪水標準表

根據(jù)導(dǎo)流設(shè)計文件該工程臨時建筑物施工導(dǎo)流標準為非汛期3 a一遇,相應(yīng)洪峰流量為1 260m3/s。一期圍堰斷面按水深3.60m,加上安全超高0.5m設(shè)置,圍堰頂高程為30.7m;二期圍堰斷面按水深為5.0m,加上安全超高0.5 m設(shè)置,按一期堰基蓄水位28.0 m高程加4.1 m過水斷面計算,圍堰頂高程為32.1m。

4.2 施工導(dǎo)流方式

由于河床寬且來水大,工程施工采取分段圍堰法,分2個非汛期年施工,一期圍堰圍住右岸(見圖1),進行第一期的工程施工,水流由左岸縮窄河床宣泄,施工項目為右岸的2跨橡膠壩工程(樁號為0+000～0+215.5 m)。施工時段為2007年11月至2008年4月。

二期圍堰圍住左岸(見圖2),縮窄右河床抬高水位至28m高程,水流由一期已經(jīng)施工的2跨橡膠壩上導(dǎo)流過水。施工項目形象跨度147.9m,具體樁號為:右岸的1跨橡膠壩工程(樁號0+215.5～0+322.0m)、泵房工程 (樁號0+322.0～0+335.0 m)、升臥沖砂閘工程 (樁號0+335.0～0+363.4m),施工時段為2008年12月至2009年5月。

圖1 一期圍堰平面布置圖

圖2 二期圍堰平面布置圖

4.3 導(dǎo)流圍堰的形式及構(gòu)造

根據(jù)分段圍堰方案,圍護基坑由上下游橫向土石圍堰和縱向C20細石混凝土灌砌塊石圍堰組成。

(1)橫向圍堰為土石結(jié)合黏土心墻圍堰(見圖3),圍堰頂寬5m,邊坡1∶1.5。為防止圍堰上下游轉(zhuǎn)角處受激流沖刷,采用了拋石護腳的措施,黏土心墻基礎(chǔ)開挖至基巖。一期土石圍堰閉合長度510m;二期土石圍堰長度464.6m,由上下游土石圍堰與縱向C20混凝土灌砌塊石圍堰組成,并銜接閉合。為利于施工排水,圍堰內(nèi)坡腳四周開挖了500 mm×500mm的排水溝,并且每間隔30m左右設(shè)1個集水井,基坑內(nèi)滲水由集水井水泵抽排。

(2)縱向圍堰采用C20細石混凝土心墻灌砌塊石重力擋墻型式,內(nèi)外邊坡均為1∶0.3,為保證縱向圍堰能起到較好的防滲作用,設(shè)C20混凝土心墻厚40 cm,圍堰基礎(chǔ)開挖至基巖,圍堰長度58m(見圖4)。

圖3 土石圍堰斷面圖

圖4 縱向圍堰斷面圖

5 圍堰施工方法

5.1 土石圍堰施工方法

圍堰填筑前首先進行定位測量,定好上下圍堰軸線位置,立好方向標記,料場采用1m3挖掘機挖土裝車,由5 t自卸汽車運輸進場,按立堵法進行填筑,填筑施工采用推土機分層推平,由振動碾分層壓實,壓實厚度掌握在30～50 cm左右。

5.2 土石圍堰施工流程

按進占法填筑土石料并閉合至壅水位以上高程28.5 m(二期圍堰30.0m)→由挖機在高程28.5m(二期圍堰30.0 m)圍堰面上挖黏土心墻槽溝,深度至基巖→回填夯實高程28.5m(二期圍堰30.0m)以下黏土心墻→土石料繼續(xù)填筑至高程30.7m(二期圍堰32.1m),期間可著手基坑排水→由挖機在高程30.7m(二期圍堰32.1m)圍堰頂面上挖黏土心墻槽溝,深度至高程28.3 m(二期圍堰29.8m)→高程28.3m(二期圍堰29.8m)以上黏土心墻填筑并夯實→壓路機在圍堰頂面上整體壓實→結(jié)束。

二期圍堰是將上游來水通過一期已建高程28m橡膠壩混凝土底板上導(dǎo)向下游,圍堰水位明顯提高,在圍堰合龍時水流湍急,給截流帶來很大難度,龍口截流采用塊狀土石,采取立堵法拋投塊料逐漸縮窄龍口,直至全部攔截,截流的過程包括進占、合龍、閉氣。

5.3 縱向圍堰施工方法

縱向圍堰采用重力式C20細石混凝土灌砌塊石400mm厚素混凝土心墻形式,設(shè)置在0+214.5m橡膠壩中墩的位置,施工時期安排在一期主體工程完工后,再進行縱向砌石圍堰基礎(chǔ)開挖和砌筑,混凝土灌砌塊石砌筑施工與混凝土心墻同步上升,施工中混凝土心墻振搗密實,以減少圍堰使用中的滲水,從而降低排水費用。

5.4 圍堰拆除

圍堰拆除按各期圍堰導(dǎo)流任務(wù)完成以后進行拆除,拆除采用挖掘機挖裝5 t自卸汽車,運卸到指定的地點。

6 結(jié) 語

石柱頭橡膠壩工程由于工程地處金華江,來水流量大,導(dǎo)流圍堰填筑方量達5.4萬m3,在工程投資中占了較大的比重,工程施工采取了有效的導(dǎo)流方案,抓好了土石圍堰填筑質(zhì)量,保證了圍堰斷面尺寸,使施工水流得到了有效的控制,特別是一期圍堰經(jīng)歷了2007年1月29日的臺汛考驗,安全度汛,說明圍堰的設(shè)計和施工均取得了成效。

[1].袁光裕.水利工程施工 [M]..5版.北京:中國水利水電出版社,2009.