友誼灌區(qū)節(jié)制閘及分水閘施工措施方案

田 文，馬景榮

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶163000)

1 問題提出

友誼灌區(qū)節(jié)制閘及分水閘位于引嫩烏北總干渠49 +281 處，節(jié)制閘與分水閘相鄰。分水閘位于節(jié)制上游左側(cè)與節(jié)制閘斜交。節(jié)制閘由進(jìn)水口、閘室、消力池、海漫等部分組成。樞紐工程地處嫩江一級階地之上，巖性主要為低液限黏土與高液限黏土，滲透系數(shù)為10 ～20 m/d。氣候條件為中溫帶季風(fēng)氣候區(qū)。施工用電采用自發(fā)電，施工用水和生活用水自打機(jī)井解決。烏北11 ～50 km總干工程招標(biāo)時(shí)，黑龍江省水利第三工程處中得第十六標(biāo)。新渠道設(shè)計(jì)按沿著老渠道走向并途經(jīng)50 +165 鐵路橋，后經(jīng)有關(guān)部門復(fù)核，該鐵路橋底部凈空高度不足，使渠道向北平移120 m，導(dǎo)致渠道改線。結(jié)合招標(biāo)、考慮該樞紐工程的改線，原設(shè)計(jì)方案的施工有以下3 種方案可以選擇:①采取導(dǎo)流施工方案;②采取冬季施工方案;③采取節(jié)制閘與分水閘分開布置施工方案［1］。

2 擬選工程施工方案

2.1 方案一:采取導(dǎo)流施工方案

保持樞紐工程位置不變，在節(jié)制閘施工段的上、下游各80 m處填筑兩道斜向圍堰，圍堰采用黏土填筑，圍堰頂部作為行車便道。圍堰頂部設(shè)計(jì)高程為171.5 m(渠道最高水位為170.95)，圍堰頂寬6 m，兩側(cè)坡比1∶2，坡長8.7 m，斷面挖方面積112.34 m2。在總干渠左側(cè)以上、下游圍堰為起止點(diǎn)挖一條導(dǎo)流明渠，導(dǎo)流明渠底高程與渠底高程相同，導(dǎo)流明渠開挖深度3.5 m，坡比1∶2，導(dǎo)流明渠底寬25 m，導(dǎo)流明渠堤頂寬6 m，導(dǎo)流明渠全長為309 m。導(dǎo)流明渠右堤迎水面及進(jìn)、出口彎道處(進(jìn)口100 m，出口80 m)采用編織袋護(hù)砌，在右堤編織袋下面鋪設(shè)土工膜。

采用該施工方案，計(jì)劃于8月1日進(jìn)行導(dǎo)流明渠及圍堰施工，8月下旬開始節(jié)制閘和分水閘施工，年底完成構(gòu)造物的主體工程部分的施工，第二年春季進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)及金屬結(jié)構(gòu)、電氣安裝部分施工。

2.2 方案二:采取冬季施工方案

保持節(jié)制閘與分水閘位置不變，按9月10 停水考慮，從9月15—10月20日進(jìn)行節(jié)制閘基礎(chǔ)土方開挖、全部底板及下游6#擋土墻的混凝土澆筑。然后在進(jìn)口鋪蓋與下游6#擋土墻之間搭設(shè)暖棚，以完成閘墩混凝土與下游兩個(gè)5#墻混凝土澆筑;在上游2#、3#墻范圍內(nèi)及4#、3#墻間各搭設(shè)一個(gè)暖棚，以完成左側(cè)2#、3#墻及右側(cè)4#、3#墻。暖棚面積分別為閘室段480 m2(15 m ×32 m)、5#墻480 m2(12 m ×20 m ×2 m)，高10 m;攪拌場地暖棚600 m2(30 m×20 m)，高8 m;上游左側(cè)375 m2(15 m×25 m)，高10 m;上游右側(cè)540 m2(18 m ×30 m)，高10 m。暖棚用鋼腳手架搭設(shè)，外面罩防滲膜或大棚膜，四周用編織袋裝砂進(jìn)行壓實(shí)。暖棚內(nèi)取暖采用碘鎢燈、炭盆形式，拌合場地內(nèi)設(shè)置400 m2地炕一個(gè)，上鋪模板，另外設(shè)蒸汽鍋爐兩臺，一臺對骨料進(jìn)行加熱處理，一臺對上到地炕上的骨料進(jìn)行不間斷加熱?；炷敛捎帽盟突炷?，在混凝土泵管上纏覆防寒氈進(jìn)行保溫，并按著澆筑位置相應(yīng)搭設(shè)暖棚保溫。拌合站內(nèi)設(shè)置兩個(gè)水箱，底部采用焦炭加熱，設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行加快燃燒，并采用溫度計(jì)監(jiān)測其溫度。用電按投標(biāo)采用自發(fā)電(施工現(xiàn)場附近有國電線路通過，施工時(shí)也可考慮用國電)。從10月25日起進(jìn)入節(jié)制閘冬季施工，采用冬季施工方案，第二年1月20日前完成節(jié)制閘主體、2、3、4、5#擋墻混凝土澆筑;4月20日總干渠引水期間進(jìn)行閘室段上部交通橋及排架、金屬結(jié)構(gòu)、電氣安裝部分、1 號擋土墻施工;秋季停水后進(jìn)行進(jìn)口段及出口段護(hù)砌施工。

2.3 方案三:采取節(jié)制閘與分水閘分開施工方案

根據(jù)實(shí)際情況，采取分水閘在原施工位置不變，將節(jié)制閘施工位置調(diào)整到改線段彎道終點(diǎn)處(烏北總干渠49 +500)。

1)分水閘施工:分水閘位置不變，仍布置在原渠道49 +189 右側(cè)。于分水閘進(jìn)水口之前沿渠道右堤設(shè)置縱向圍堰，圍堰長50 m，圍堰頂高程與現(xiàn)有右堤高程相同，頂高程173.00，底高程168.42，圍堰頂寬4 m，圍堰迎水坡坡比1∶2，并用防滲膜護(hù)砌。背水坡坡比1∶1，必要時(shí)，在坡腳處可以使用編織袋裝土護(hù)砌。由于此處原渠道設(shè)計(jì)底寬為17 m，經(jīng)過多年運(yùn)行沖刷，現(xiàn)在渠道底寬已達(dá)到30 余米，圍堰的修筑對渠道束窄有限，不會影響渠道現(xiàn)今通水能力，根據(jù)實(shí)際情況，施工段渠道可以進(jìn)行清淤。圍堰修筑完成以后，即可進(jìn)行混凝土澆筑工作。影響混凝土澆筑速度的主要因素為混凝土的攪拌速度，根據(jù)施工機(jī)械配置，2 臺50 混凝土攪拌機(jī)澆筑混凝土?xí)r，攪拌混凝土288 m3。根據(jù)施工進(jìn)度要求，配備鋼筋工10人，模板工15 人，振搗工4 人，力工50 人。雖然可經(jīng)核定，分水閘混凝土總方量1 300 m3左右，計(jì)劃工期30 d，工期自9月20日至10月20日，主要完成分水閘基礎(chǔ)開挖、混凝土墊層、底板混凝土，并在施工前將該構(gòu)造物所需鋼筋制安完成、模板準(zhǔn)備好，施工時(shí)可以縮短工期。其余部分工作在第二年4月15日—6月15日完成。

2)節(jié)制閘施工:節(jié)制閘與分水閘分開修建，節(jié)制閘移至改線段49 +500 處，此處為新建渠道，不受供水影響，在土地征用以后可以選擇有利工期進(jìn)行施工。節(jié)制閘主體混凝土總工程量3 135.64 m3，計(jì)劃工期51 d，工期自2011年8月1日—9月20日。

3 方案比較

根據(jù)投標(biāo)文件，節(jié)制閘與分水閘工程總投資713.5 萬元。其中主體工程造價(jià)521.1 萬元，金屬結(jié)構(gòu)工程造價(jià)172.8 萬元，施工臨時(shí)工程19.6 萬元(其中導(dǎo)流工程1.9 萬元)。

3.1 施工導(dǎo)流方案

此種施工方式，具有施工簡單適合大型機(jī)械施工的優(yōu)點(diǎn);有利于加速施工進(jìn)度，可縮短工期;但增加施工成本，本方案施工導(dǎo)流需增加費(fèi)用15.7 萬元，需臨時(shí)征地7 697 m2。由于引嫩擴(kuò)建工程可研尚未批復(fù)，征地是制約工程進(jìn)展的瓶頸，因此征地手續(xù)很難辦理，且增加較大工程投資。

3.2 冬季施工方案

由于引嫩擴(kuò)建工程施工時(shí)段的特殊性，此種施工方式，可以縮短工期，加快工程進(jìn)度，但冬季施工的計(jì)劃性和準(zhǔn)備工作時(shí)間性強(qiáng)，施工需保溫覆蓋和消耗較多熱能，成本比較高，增加工程造價(jià)，除非工期緊，不然不利于最后的工程成本結(jié)算。冬季施工增加費(fèi)用27.6 萬元，且冬季施工安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大，防寒保溫稍有疏漏會產(chǎn)生混凝土凍脹、裂紋、結(jié)構(gòu)疏松、表面泛霜，質(zhì)量事故具有隱蔽性和滯后性;施工生產(chǎn)效率低下，主要表現(xiàn)在勞動生產(chǎn)效率大幅降低，防寒保溫耗時(shí)多，工序間工藝和組織間隙時(shí)間多，混凝土強(qiáng)度增長慢等。

3．3 節(jié)制閘與分水閘分開施工方案

1)節(jié)制閘與分水閘分開實(shí)施，只要施工條件成熟就可以進(jìn)行施工，不需要征用臨時(shí)占地。

2)降低工程造價(jià):由于將節(jié)制閘與分水閘開實(shí)施可以避免導(dǎo)流施工及冬季施工，減少工程造價(jià)。此種施工方式只增加費(fèi)用29 萬元，較導(dǎo)流施工節(jié)約資金12.8 萬元，較冬季施工節(jié)約資金24.7 萬元;

3)由于不進(jìn)行導(dǎo)流或冬季施工，縮短施工期，兩處建筑的施工，不受渠道通水影響，施工條件優(yōu)良。

4)節(jié)制閘與分水閘分開實(shí)施后，兩建筑物距離為202 m，并不影響各自建筑物的使用功能，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)功能要求。小榆樹管理站新建站房可建在兩建筑物之間，方便運(yùn)行管理。經(jīng)上述方案比較，建議采納第三種施工方案，即節(jié)制閘與分水閘分開施工的方案。

［1］祁慶和. 水工建筑物［M］. 北京:水利水電出版社，1997:28 －42.