撫順市將軍橡膠壩船閘施工導(dǎo)流和水流控制

寧 浩

（遼寧江河水利水電工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，沈陽 110003）

撫順市將軍橡膠壩船閘施工導(dǎo)流和水流控制

寧 浩

（遼寧江河水利水電工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，沈陽 110003）

施工導(dǎo)流是水利工程施工中的重要環(huán)節(jié)，是確保工程施工能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵，本工程位于大伙房水庫下游，河道流量受水庫的控制，除汛期及灌溉期水庫放水外，平水期河道流量約為150～388 m3／s，如橡膠壩塌壩，主河道內(nèi)水位僅能達(dá)到0.5 m左右。文章提出了將軍橡膠壩船閘施工導(dǎo)流和水流控制的標(biāo)準(zhǔn)。

橡膠壩；施工導(dǎo)流；水流控制；圍堰施工

1 概 述

渾河為遼寧省東部地區(qū)的一條大河，發(fā)源于撫順市清源縣長白山支脈的滾馬嶺，在三岔河與太子河匯合后匯入大遼河，河道總長415 km，流域面積11 481 km2。

流域地處 E112°20′～125°15′，N41°00′～42° 15′。流域上游為山區(qū)，高程在400m～800m，中游至撫順附近地形較緩，為丘陵地區(qū)，在撫順與沈陽兩市接壤地帶便進(jìn)入下游平原區(qū)。全流域 61%為山區(qū)，平原區(qū)占37%，丘陵區(qū)僅為2%左右［1］。

本工程位于大伙房水庫下游，河道流量受水庫的控制，除汛期及灌溉期水庫放水外，平水期河道流量約為150～388 m3／s，如橡膠壩塌壩，主河道內(nèi)水位僅能達(dá)到0.5 m左右。

2 施工導(dǎo)流

2.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》（SL 303—2004）的規(guī)定，本工程船閘等級 3級，3級永久建筑物對應(yīng)的導(dǎo)流建筑物級別為5級，相應(yīng)的洪水標(biāo)準(zhǔn)，土石結(jié)構(gòu)為 5～10 a，混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)為5～3 a［2］。

經(jīng)分析本工程采用土石圍堰，土石圍堰洪水標(biāo)準(zhǔn)采用5 a洪水重現(xiàn)期。5 a洪水重現(xiàn)期渾河河道流量約為1 449 m3／s，經(jīng)計算主河道內(nèi)水深約為2.0 m。

2.2 導(dǎo)流建筑物布置

本工程項目較為單一，施工工作面較小，本次采用束窄河床，原河床過流，一次形成基坑的導(dǎo)流方式。

施工圍堰分為縱向圍堰和上、下游橫向圍堰。縱向圍堰距船閘邊墻10.0 m布置，上、下游橫向圍堰距永建筑物10.0 m布置［3］。

圍堰頂高程按5 a重現(xiàn)期洪水加1.0 m安全超高考慮，最大堰高為3.0 m，圍堰頂高程為74.90 m，考慮利用圍堰作為施工道路的需要，圍堰頂寬4.0 m，上游邊坡坡比為1∶2.5，下游邊坡坡比為1∶2.0。

圍堰采用土工膜防滲的結(jié)構(gòu)形式，土工膜防沿圍堰外側(cè)鋪設(shè)，河床部位水平延伸2.0 m以增加滲徑。填筑總量為7 300 m3，復(fù)合土工膜1 700 m2。堰體填筑直接利用閘室及引航道開挖料［4］。

2.3 圍堰施工

2.3.1 填筑施工程序

圍堰施工按照先上游橫向圍堰、下游橫向圍堰跟進(jìn)，最后從上游向下游進(jìn)行縱向圍堰施工的次序進(jìn) 行［5］。

每道圍堰具體施工程序為：水面以下部分堰體填筑——水面以上部分堰體填筑——防滲體施工。

2.3.2 填筑施工方法

采用1 m3挖掘機(jī)就近開采，較遠(yuǎn)部位土料采用自卸汽車結(jié)合推土機(jī)運土，進(jìn)占法卸料。水下部分填料的填筑應(yīng)采用自卸汽車端拋，推土機(jī)平料壓實。在完成水下堰體填筑并經(jīng)監(jiān)理人和發(fā)包人驗收合格后，填筑水上堰體［6］。

水上部分每單元內(nèi)的堰面填筑施工主要有卸料→攤鋪→灑水→碾壓 4道工序。采用 59kw推土機(jī)分層推平鋪料，13～14 t震動碾碾壓。邊角部位

2.8 kW蛙夯補(bǔ)夯，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗，每層鋪料時厚度比壓實厚度多填20 cm左右，經(jīng)碾壓后達(dá)到技術(shù)要求層厚。最終壓實和超鋪厚度參數(shù)將通過試驗來確 定［7］。

邊坡采用人工配合反鏟修整，具體施工時由測量按設(shè)計圖紙?zhí)峁┑淖鴺?biāo)定出圍堰軸線，控制邊線和高程。

防滲土工膜在土石圍堰形成后人工鋪設(shè)，土工膜設(shè)在圍堰迎水面，施工中沿庫底向前延伸2 m，上部回填沙礫石壓重閉氣。土工膜分幅間連（黏）接牢固，每間隔20 m（縱橫向）預(yù)留0.3 m皺狀伸縮節(jié)，以防施工拉裂。同時施工中注意保證填料不破壞土工 膜［8］。

由于圍堰工程跨越橡膠壩，為防填筑損壞橡膠壩，填筑前首先在橡膠壩袋上鋪設(shè)一層編制袋土，而后在填筑正常料。

2.3.3 圍堰拆除

圍堰挖除程序與填筑相反，倒退法施工。圍堰拆除利用1.2 m3反鏟挖掘機(jī)直接挖裝8t自卸汽車運輸?shù)綏壨翀龆汛妗?/p>

2.4 子圍堰修建

由于上游引航道較長，全部修建圍堰工程量大，且堰內(nèi)匯水面積太大，雨季將給施工帶來很大影響。這個問題采用修筑子圍堰的方式予以解決。即在汛中枯時段對施工部位分段修建臨時子圍堰擋水，分段施工。臨時子圍堰的高程視現(xiàn)場施工情況隨機(jī)確 定［9］。

3 基坑排水

3.1 基坑排水組成

基坑排水主要為初期排水和經(jīng)常性排水。其中初期排水包括：基坑形成時積水、天然降水、岸坡、圍堰堰體及基礎(chǔ)滲水；經(jīng)常性排水包括：天然降水、岸坡、圍堰堰體及基坑滲水、施工廢水等。

3.2 排水泵站布置

3.2.1 初期排水泵站布置

初期排水采用固定式抽水泵站，泵站按照揚程低、管路短、少遷移、施工干擾小的原則于圍堰內(nèi)坡適當(dāng)位置設(shè)置。

3.2.2 經(jīng)常性排水系統(tǒng)布置

1）按照“高水高走”的原則，采取有效措施，截斷基坑周邊地表或山體水源，防止其流入基坑。

2）靠近圍堰內(nèi)坡坡腳處設(shè)置一排水干溝，采用梯形斷面，底寬1.0m，溝深1.0m，溝底縱坡 0.2%，將水直接排至相應(yīng)泵坑內(nèi)。

3）進(jìn)行基坑開挖施工時，排水溝根據(jù)開挖分層高度，于開挖坡腳處層層領(lǐng)先設(shè)置，將水引至相應(yīng)高程臨時泵坑內(nèi)，降低地下水位，以保證基坑開挖的順利進(jìn)行。最后一層（開挖建基面）排水溝后期回填混凝土，混凝土標(biāo)號與相應(yīng)部位混凝土標(biāo)號相同［10］。

4）排水泵站布置盡量做到揚程低、基礎(chǔ)牢固、不防礙基坑開挖、混凝土澆筑及其它工序施工。另根據(jù)施工實際需要配備足夠的潛水泵（Q＝20 m3／h，P＝2.2 kW）作為排除局部積水之用。

5）排水泵坑隨開挖、混凝土澆筑施工進(jìn)度，結(jié)合基坑高程情況，分別于相應(yīng)部位設(shè)置。泵坑尺寸按排水強(qiáng)度設(shè)計，水泵停機(jī)15 min水不至于溢出泵坑，泵坑底部高程低于排水溝底1.5～2.0m。

3.3 基坑排水

3.3.1 初期排水

根據(jù)施工總體安排和圍堰設(shè)置情況，基坑初期排水時，嚴(yán)格控制基坑水位下降速度，防止因為圍堰內(nèi)外水頭差突然增大而出現(xiàn)的管涌、流土等破壞現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)上述現(xiàn)象，立即停止抽水并及時采取補(bǔ)救措施；具體施工中，采用試抽法確定具體投入的設(shè)備組合容量。

3.3.2 經(jīng)常性排水

基坑強(qiáng)排后，首先在基坑中部開挖排水主溝和支溝，隨著基坑開挖工作的進(jìn)展，逐漸加深主排水溝和支溝，并保持主排水溝深度為1.0 m，支溝深度為0.5 m。

集水坑根據(jù)現(xiàn)場具體情況分別布置在圍堰內(nèi)側(cè)的適當(dāng)位置。集水坑內(nèi)布置相應(yīng)水泵，負(fù)責(zé)將主溝和支溝內(nèi)的積水排出基坑。

施工排降水必須保證在整個施工工期內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定地抽水，必須配備充分的機(jī)械、設(shè)備、工具和材料，尤其要確保雙電源的連續(xù)供電和備用水泵。

4 安全渡汛

4.1 渡汛指導(dǎo)原則

1）加快關(guān)鍵部位施工速度，利用關(guān)鍵部位的施工速度減輕洪水威脅。

2）加快主體部位的施工進(jìn)度。

3）加固現(xiàn)有防洪設(shè)施，消除隱患。

4）在組織上、機(jī)制上強(qiáng)化水情因素對施工生產(chǎn)的指導(dǎo)和管理作用，確保洪水到來前，抗洪工作時間超前、組織到位、措施有效、管理運行高效有序。

5）及時了解天氣情況，及時和當(dāng)?shù)貧庀缶致?lián)系，獲取最新的天氣預(yù)報及水情資料。

4.2 防汛搶險措施

本工程施工跨越汛期，為保證工程在汛期的正常施工，特制定如下防汛搶險措施：

1）為了減少汛期對施工的影響，在溢洪道引渠進(jìn)口部位修筑臨時施工圍堰，并預(yù)先準(zhǔn)備一定數(shù)量袋裝土，以便汛期發(fā)生超標(biāo)洪水時加高圍堰。

2）加快主體工程的施工進(jìn)度，為汛期施工爭取主動。

3）汛期應(yīng)根據(jù)氣象預(yù)報及水情預(yù)報情況，及時做好防汛搶險工作。

4）汛期前施工過程中，密切注意天氣預(yù)報、水情資料等水文信息，如有汛情，停止一切作業(yè)，迅速通知施工隊及現(xiàn)場施工人員撤出施工現(xiàn)場，將推土機(jī)、反鏟、自卸車、水泵等設(shè)備撤出施工現(xiàn)場，轉(zhuǎn)移到安全地帶，并做好施工現(xiàn)場的防洪工作。

5）汛前對生產(chǎn)、生活區(qū)供電線路、接地系統(tǒng)進(jìn)行檢查，對房屋進(jìn)行加固、疏通排水溝渠。

6）防汛材料準(zhǔn)備齊全，如：防雨篷、水泵、排水管、編制織袋等。生活區(qū)要保證排水溝通暢。具體見表1。

表1 渡汛材料計劃表

4.3 防汛組織安排

為了作好防汛和搶險的組織和調(diào)度工作，在汛期來臨時能有條不紊的工作。項目部建立防汛指揮部，并與業(yè)主及當(dāng)?shù)卣姥粗笓]部門建立聯(lián)系。

落實防洪渡汛責(zé)任制到施工廠隊，抽調(diào)精干人員組成防洪搶險突擊隊，并組織汛前防洪預(yù)演，確保隨時排除可能的險情。

各施工隊及時做好防洪渡汛的準(zhǔn)備工作，根據(jù)氣象資料及水情預(yù)報來安排、指導(dǎo)施工。一旦發(fā)生洪水，各部門互相配合，共同防汛、渡汛，把損失降低到最低標(biāo)準(zhǔn)。

具體要求如下：

1）防汛搶險期間，統(tǒng)一安排、協(xié)調(diào)各項搶險工作。

2）各搶險隊員必須聽從命令，服從指揮。

3）各種搶險機(jī)械、設(shè)備及材料、物資必須保持完好，隨時聽從調(diào)動。

4）對搶險過程中不聽指揮、貽誤戰(zhàn)機(jī)者，予以嚴(yán)肅處理。

5）各搶險隊在防汛期間，主要人員電話必須24 h開機(jī)。

［1］毛寨漢.施工導(dǎo)流方案決策原理與方法研究［D］.天津：天津大學(xué)，2003.

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［3］陳國劍.草土圍堰在水運工程建設(shè)中的運用［J］.水路運輸，2011（01）：84－87.

［4］王卓甫.考慮洪水過程不確定的施工導(dǎo)流風(fēng)險計算［J］.水力學(xué)報，1998（04）：33－37.

［5］中等化，黃偉，張發(fā)瑜.基于系統(tǒng)仿真的施工導(dǎo)流不確定性分析［J］.天津大學(xué)學(xué)報，2006，39（12）：1441－14445.

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TV64

B

1007－7596（2015）03－0072－03

2014－12－26

寧浩（1982－），男，遼寧撫順人，工程師。