遼河干流沈陽(yáng)滿都戶橡膠壩水毀工程維修方案

王貴連

(遼寧省遼中縣水利局，遼寧遼中110200)

1 工程概況

滿都戶橡膠壩位于遼河干流沈陽(yáng)市遼中滿都戶大橋下游820 m處，工程總投資861萬(wàn)元。橡膠壩壩長(zhǎng)120 m，分兩段，每段長(zhǎng)60 m，中墩1 m;壩高2.0 m，底板高程13.55 m，設(shè)計(jì)蓄水位15.55 m，回水長(zhǎng)度7.02 km，蓄水量200萬(wàn)m3，水面面積1.73km2(173.33 hm2)。

工程于2011年2月10日開工，于5月20日完工，橡膠壩正常運(yùn)行時(shí)，可通過(guò)流量72 m3/s(壩頂溢流水深為0.3 m)。壩頂溢流水深超過(guò)0.3 m時(shí)橡膠壩塌壩運(yùn)行，壩址處兩側(cè)翼墻間可通過(guò)流量365 m3/s。2013年8月16日遼寧省普降暴雨，8月17日河道水位開始上漲，至8月22日，境內(nèi)洪峰流量達(dá)到1 460 m3/s，滿都戶橡膠壩處水位達(dá)17.55 m(超出設(shè)計(jì)水位2.0 m)，右岸灘地全部被淹。橡膠壩右岸灘地在這次洪水中被沖斷，沖斷寬度約70 m，已形成主河道，右岸上下游原有防護(hù)工程均被沖毀。2013年10月沈陽(yáng)市政府依據(jù)河道治理規(guī)劃對(duì)水毀項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)［1］。

2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性

滿都戶橡膠壩作為遼河生態(tài)保護(hù)區(qū)開展各項(xiàng)治理與保護(hù)工作的平臺(tái)，承載著為遼河自然保護(hù)區(qū)發(fā)展提供基礎(chǔ)性保障的任務(wù)。為保障遼河生態(tài)建設(shè)工程安全、改善河道生態(tài)環(huán)境、確保洪水順暢及安全下泄，以及為今后繼續(xù)加強(qiáng)河道綜合治理和生態(tài)建設(shè)工作奠定基礎(chǔ)，工程建設(shè)是必要的和急需的［2］。

3 工程任務(wù)

1)土方回填，回填橡膠壩右岸灘地，回填土長(zhǎng)度平均60 m，寬度為24 m，平均深度4.5 m。

2)修建防護(hù)工程，采用混凝土膜袋護(hù)岸，護(hù)頂、護(hù)腳的結(jié)構(gòu)形式［3］。

4 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286—2013)。

2)《堤防工程管理設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL171—96)。

3)《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》(DL5021—93)。

4)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303—2004)。

5)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL203—97)

6)《堤防工程施工規(guī)范》(SL206—98)

7)《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(SL/T225—98)。

5 工程設(shè)計(jì)

5.1 紡織布強(qiáng)度計(jì)算

式中:β為混凝土的側(cè)壓力系數(shù)，β=0.7;γm為混凝土的容重，kN/m3，取 γm=21.7 kN/m3;h1為護(hù)坡最大厚度，m，取平均厚度的1.5倍;h2為小時(shí)內(nèi)護(hù)坡充填高度，m，h2=4 m;T為編織布允許抗拉強(qiáng)度，kN/m，15.19。

5.2 抗冰計(jì)算

當(dāng)h＞構(gòu)造厚度時(shí)，可在護(hù)面中插入鋼筋，讓部位冰下護(hù)面和冰上護(hù)面連成整體，參加抗滑，以便減小護(hù)面厚度。設(shè)增加的冰下抗滑高度為H2，這部分護(hù)面的抗滑可以浮容重γm-γ，水下摩擦系數(shù)f2，水下凝聚系數(shù)C2表示。

由于本次護(hù)坡戰(zhàn)線不長(zhǎng)，延線地形變化不大，坡長(zhǎng)在參考實(shí)測(cè)資料和回填岸坡設(shè)計(jì)，采用不分段進(jìn)行設(shè)計(jì)。冰上部分根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)取2.8 m。摩擦系數(shù)、凝聚系數(shù)取《水利工程土工合成材料技術(shù)和應(yīng)用》中＜渾蒲總干機(jī)織模袋混凝土防滲護(hù)坡工程設(shè)計(jì)參數(shù)＞提供的數(shù)值計(jì)算［4］。其它數(shù)據(jù)參考《紡織布模袋混凝土護(hù)坡工程設(shè)計(jì)與施工指南》。其計(jì)算結(jié)果見表1。

編織布應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量選購(gòu)、并應(yīng)有相應(yīng)的技術(shù)資料，品合格證和質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告。

5.3 護(hù)坡結(jié)構(gòu)

根據(jù)有關(guān)規(guī)范確定，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，抗?jié)B等級(jí)為W4，沈陽(yáng)東北嚴(yán)寒地區(qū)抗凍標(biāo)準(zhǔn)為F150。坡面混凝機(jī)織模袋混凝土土厚250 mm，內(nèi)插結(jié)構(gòu)配置3根Φ12鋼筋，間距為30 cm，下層鋪反濾土工布，頂部采用機(jī)織模袋混凝土護(hù)頂斷面尺寸為200 mm×300 mm。水泥采用32.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，嚴(yán)防潮濕變質(zhì)，砂采用中砂，含泥量＜3% ，母含量＜1%，砂中不含多孔、風(fēng)化易破碎顆粒，砂使用前用水沖洗干凈，除去骨料中機(jī)雜質(zhì)和淤泥、卵石粒徑在 5～20 mm。

6 施工步驟

6.1 邊坡整形

根據(jù)具體施工長(zhǎng)度，在巖坡頂部按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行頂部開槽及按護(hù)底高程進(jìn)行底腳整形作角，接著清除原坡表面上的尖角雜物，按設(shè)計(jì)邊坡1∶3削坡整平，并對(duì)回填部分夯實(shí)，使干容重≥15 kN/m3。

6.2 鋪設(shè)土工布反濾層

土工布采用人工鋪設(shè)，在鋪設(shè)前應(yīng)先進(jìn)行而地平整，將場(chǎng)地上的雜物清除干凈，平順鋪放，松緊適度，與土面密貼。按照斜坡及護(hù)腳總長(zhǎng)裁剪好土工布，將其卷好運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，裁剪及運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)保證土工布的完好。鋪設(shè)時(shí)應(yīng)從上至下，順?biāo)鞣较蛞来未罱?，搭接寬?0cm。在頂部和底部應(yīng)予以固定，坡面上應(yīng)設(shè)防滑釘，隨鋪隨壓重。

6.3 模袋布鋪設(shè)、插筋

鋪設(shè)模袋前將進(jìn)場(chǎng)模袋布再作檢查，根據(jù)岸段不同位置進(jìn)行模袋尺寸對(duì)位檢查，檢查模袋縫制是否完整牢固，模袋有無(wú)孔洞。進(jìn)行必要的修補(bǔ)。將模袋鋪設(shè)就位。兩塊模袋間，搭接布要鋪平、要作好模袋間搭接的縫合，保證搭接處模袋充灌膨脹后能與已成型的模袋混凝土充分靠緊，搭接密實(shí)平順。應(yīng)注意左右平行、順直，不準(zhǔn)偏斜和折皺，上端部應(yīng)留有坡長(zhǎng)4%左右的收縮余量。按圖紙要求尺寸將預(yù)制的鋼筋插入模袋，并采取措施保證鋼筋穩(wěn)固，具有足夠保護(hù)層。避免模袋混凝土充灌時(shí)鋼筋偏離設(shè)計(jì)位置。

6.4 模袋混凝土充灌

1)充灌前應(yīng)用水沖濕模袋布，以防止模袋布吸水引起混凝土坍落度變小而影響混凝土流動(dòng)性。

2)混凝土輸送泵先試機(jī)，過(guò)水運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，再用水泥漿潤(rùn)滑料斗、泵體和輸送管道內(nèi)壁，減少泵送阻力。

3)充灌應(yīng)自下而上的順序依次進(jìn)行時(shí)，每一次充灌口的充灌應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。充灌時(shí)操作人員應(yīng)把穩(wěn)充灌袖口，并不斷踩塌充實(shí)，氣體要充分排出，使充灌中的模袋混凝土緊貼坡面。順直平整。

4)模袋項(xiàng)部要固定住，防止模袋滑坡，模袋要逐條鋪設(shè)，連續(xù)灌注，保證各條模袋緊密連接，構(gòu)成整體的護(hù)面。

［1］水利部淮河水利委員會(huì).SL260-98堤防工程施工規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1998.

［2］張懷占，王建，劉道文.白河二級(jí)橡膠壩水毀工程成因分析及對(duì)策［J］.河南水利，2003(05):106.

［3］李俊.渠首水毀工程修復(fù)施工中的新方法［J］.新疆水利，2001(01):38-40.

［4］王秀忠.談固原市原州區(qū)水毀工程現(xiàn)狀及維修措施［J］.2011(20):44-45.