宮山嘴水庫重建工程導(dǎo)流明渠施工方案分析

宮山嘴水庫重建工程導(dǎo)流明渠施工方案分析

黃云浩

(遼寧省石佛寺水庫管理局，遼寧 沈陽110166)

【摘要】宮山嘴水庫重建工程擬采用明渠導(dǎo)流，導(dǎo)流明渠邊坡及圍堰地質(zhì)條件較差，給工程施工造成了較大困難。結(jié)合工程設(shè)計及實際情況，對施工設(shè)計進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膬?yōu)化，使導(dǎo)流明渠在規(guī)定時限內(nèi)順利完工，為整個重建工程的順利實施，特別是如期實現(xiàn)截流創(chuàng)造了有利條件。本文對施工中導(dǎo)流明渠邊坡以及縱向圍堰的具體施工方案作了分析，得出的結(jié)論對同類工程具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)流明渠；邊坡；縱向圍堰

中圖分類號：TV91

Analysis on diversion open channel construction plans in Gongshanzui

Reservoir reconstruction project

HUANG Yunhao

(LiaoningShifosiReservoirAdministration,Shenyang110166,China)

Abstract:Open canal flow diversion is adopted in Gongshanzui Reservoir reconstruction project. Flow diversion open canal slope and cofferdam have worse geological conditions, thereby leading to larger difficulties to project construction. Project design and practical condition are combined for suitably optimizing construction design. Therefore, flow diversion open canal can be smoothly completed within regulated time, and beneficial conditions are created for smoothly implementing the whole reconstruction project and especially realizing interception on schedule. In the paper, concrete construction plan of flow diversion open canal slope and longitudinal cofferdam in construction are analyzed, and the obtained conclusion has certain reference value for similar projects.

Key words: diversion open canal; slope; longitudinal cofferdam

1工程概況

宮山嘴水庫是位于遼寧省建昌縣大凌河上游的一座綜合利用水利工程，壩址距建昌縣城6km。水庫興建于1958年9月，1976年7月竣工，經(jīng)過多年的運行，水庫的病險狀況不斷惡化。出于安全考慮，此次重建工程主要包括主壩部分壩坡的拆除重建；第一輸水洞防滲處理，進(jìn)口工作門更換、檢修門和起閉機室房屋修繕；溢洪道下游護(hù)坦部分拆除重建。工程導(dǎo)流明渠開挖最高點高程759.00m，最大開挖130.7m。導(dǎo)流明渠開挖設(shè)6級馬道，馬道高差為15m，馬道寬4m。

2導(dǎo)流方式

此次除險加固工程施工區(qū)河谷形狀系數(shù)為3.68，理論上講可以采用一次斷流或分期導(dǎo)流方式。根據(jù)相關(guān)的水文資料，大凌河洪水的流量較大，20年一遇洪水流量達(dá)1870m3/s。經(jīng)計算，采用導(dǎo)流隧洞，其斷面應(yīng)為10m×12m。由于斷面較大，工程造價較高，同時施工地點的地質(zhì)條件復(fù)雜，巖層主要為砂巖和泥巖，給成洞造成較大困難。結(jié)合施工的交通條件與工期因素，在充分論證的基礎(chǔ)上，確定采用導(dǎo)流明渠方案。

3地質(zhì)條件

3.1導(dǎo)流明渠地質(zhì)條件

根據(jù)工程設(shè)計，導(dǎo)流明渠位于大壩左岸，施工沿線的覆蓋層較薄、輕度風(fēng)化。施工沿線的基巖主要為灰黑色鈣質(zhì)泥巖，其中夾雜有少量鈣質(zhì)砂巖；鈣質(zhì)泥巖呈層理狀分布，層厚極薄，鈣質(zhì)砂巖的厚度相對較大，單層厚度在0.5～2m之間。巖體結(jié)構(gòu)松散、完整性較差。巖體的傾角最大值為70°，施工沿線開挖基巖部分屬于弱風(fēng)化至微風(fēng)化巖體。

3.2縱向圍堰工程地質(zhì)條件

按照工程設(shè)計，縱向圍堰位于大壩左岸側(cè)，圍堰的大部分地段基巖屬于裸露狀態(tài)，僅圍堰末段30～50m范圍內(nèi)分布有少量沖積層，厚度均在3m以下?？v向圍堰基巖與導(dǎo)流明渠沿線基巖性質(zhì)基本相同，巖石屬于輕分化至微風(fēng)化狀態(tài)，結(jié)構(gòu)松散，完整性較差。

4導(dǎo)流明渠設(shè)計及施工

4.1導(dǎo)流明渠布置及斷面設(shè)計

根據(jù)施工現(xiàn)場對外交通位置以及工程的整體布置，設(shè)計導(dǎo)流明渠位于大壩左岸，這樣可以先期開展施工，縮短施工工期，為工程截流贏得寶貴時間。導(dǎo)流明渠及縱向圍堰平面圖如下圖所示。

導(dǎo)流明渠平面布置圖

4.2導(dǎo)流明渠施工概述

導(dǎo)流明渠土石方開挖總量為55.43萬m3，其中石方開挖54.1萬m3。此次開挖施工的主要特點是：屬于高邊坡開挖，怎樣布置開挖施工道路是影響開挖進(jìn)度的關(guān)鍵；開挖廢料一部分由工作面直接外運至渣場，另一部分利用江邊公路運輸，因此不可上下同時作業(yè)，以保證施工安全；由于開挖面巖石完整性差，且開挖與邊坡支護(hù)作業(yè)需要同時進(jìn)行，因此兩項工作需要錯開工作面，確保施工人員安全。

4.3土石方開挖

4.3.1開挖施工程序

開挖施工應(yīng)以“自上而下，分層開挖”的原則進(jìn)行。首先開挖形成進(jìn)入施工面的臨時道路，然后從一端開始向另一端逐漸推進(jìn)[1]。

4.3.2開挖分層

開挖分層高度掌握在10~15m，開挖中對基礎(chǔ)面及馬道預(yù)留厚度為2m的垂直保護(hù)層。垂直邊坡及其他邊坡面隨梯段開挖一次性預(yù)裂成型。

4.3.3石方開挖

石方開挖采用鉆爆法，鉆孔采用Lm—500C型全液壓鉆機、Cm351型高風(fēng)壓鉆機進(jìn)行鉆孔。石渣采用反鏟挖裝、自卸汽車運輸出渣，對于自卸汽車無法直接進(jìn)入的開挖工作面，采用直接向河邊推渣或甩渣的方式，再從河邊裝渣運往渣場。

4.3.4控制爆破

提前進(jìn)行爆破試驗，優(yōu)化鉆爆參數(shù)[2]。爆破試驗對孔網(wǎng)參數(shù)、最大單響藥量、起爆網(wǎng)絡(luò)、單耗藥量等鉆爆參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以選擇最佳爆破參數(shù)；對緊鄰建基面采用梯段爆破(梯段爆破試驗參數(shù)見表1)；趾板基礎(chǔ)面、邊坡馬道預(yù)留垂直保護(hù)層，采用預(yù)裂爆破(預(yù)裂爆破試驗參數(shù)見表2)。

表2　預(yù)裂爆破試驗參數(shù)

5邊坡支護(hù)施工方案

5.1錨桿施工

5.1.1鉆孔

設(shè)計錨桿間距3.0m×3.0m，梅花形布置，鉆孔位置偏差不超過10cm。對孔深6m、直徑25mm的錨桿孔，利用φ42鉆頭手風(fēng)鉆造孔；對孔深8m、直徑28mm的錨桿孔，利用φ80鉆頭和潛孔鉆造孔，在鉆孔過程中要注意鉆孔質(zhì)量，尤其是孔深與鉆孔角度必須要滿足設(shè)計要求[3]。

5.1.2鉆孔沖洗

鉆孔完成后，要利用高壓風(fēng)水進(jìn)行沖洗，直至孔內(nèi)回水澄清，說明已經(jīng)沖洗干凈，最后用風(fēng)徹底吹干積水和孔底殘留物，再進(jìn)入下一道施工工序。

5.1.3拌制砂漿

灌漿用砂漿采用現(xiàn)場拌制的方式，拌制注意選料，其中骨料要選用中細(xì)砂，質(zhì)地要堅硬，粒徑應(yīng)在2.5mm以下，不宜過大；水泥應(yīng)采用425號普通硅酸鹽水泥。經(jīng)過試驗確定砂漿的具體配方，強度等級應(yīng)在20MPa以上[4]。

5.1.4注漿

注漿過程采用“先下桿后注漿”的方式進(jìn)行，下桿后將進(jìn)漿管插入孔底，而回漿管只需要埋入30cm左右，然后利用砂漿泵注入砂漿，待孔口返濃漿后，緩慢拔出灌漿管，直至注漿結(jié)束。

5.1.5抗拔力檢驗

在漿體強度達(dá)到設(shè)計要求后，要進(jìn)行抗拔力試驗，可采用300根抽取一組進(jìn)行試驗，每組不少于3根。

5.2預(yù)應(yīng)力錨索施工

5.2.1施工設(shè)計

錨索孔徑設(shè)計為115mm，傾角和方位角的大小則根據(jù)施工點巖體特征通過計算確定，原則上選用垂直構(gòu)造結(jié)構(gòu)面設(shè)計。錨索采用梅花形布設(shè)方式，設(shè)計間距3m×3m，孔深25m。鉆孔完成后要對孔口進(jìn)行必要的處理，以形成基本垂直鉆孔的混凝土面。為使錨索牢固地澆筑在混凝土座墊上，設(shè)計在座墊中配置一層100m的網(wǎng)狀鋼筋，以有效地分布局部壓力，提高承壓強度。施工時將鋼絞線穿入隔離架后，將隔離架穩(wěn)步向前移動，使內(nèi)錨固段間距為1.3m，然后進(jìn)行內(nèi)錨段6根鋼筋的截取工作，然后按隔離架120°角進(jìn)行其中3根的焊接工作。焊接過程中要采取必要的防范措施，保證焊接工序不會對鋼絞線產(chǎn)生損傷。焊接完成后將灌漿管放入隔離架中心孔，將編制好的錨索按孔號順序正確排放，并按照設(shè)計規(guī)范采用必要的臨時防護(hù)措施。

5.2.2錨索入孔

在錨索入孔前，要進(jìn)行必要的檢查，確保無任何質(zhì)量問題，入孔作業(yè)采用人工推送方式進(jìn)行，推送過程中注意保證鋼絞線的順直。入孔完畢后即刻進(jìn)行內(nèi)錨固段灌漿，水泥漿體的質(zhì)量受水灰比的影響較大，尤其是加大用水量雖然會降低操作難度，但是容易出現(xiàn)水泌，降低灰漿的耐久性。因此，此次施工的水灰比嚴(yán)格控制為0.39，水泥選用32.5MPa的普通硅酸鹽水泥。為了改善這一水灰比下漿體的和易性，降低操作難度，提高灌漿質(zhì)量，可以考慮在漿體中加入早強減水劑，用量為水泥重的2.5%；灌漿采用BW—250型泥漿泵輸送入孔，灌漿壓力保持在0.4MPa左右。在灌漿過程中控制好灌漿管提升速度，使其保持在漿體面下50cm左右，并嚴(yán)格控制漿體量。

5.2.3錨具安裝和張拉

在工作錨板安裝前首先要將錨索體順直，并將鋼絞線按順序穿入工作錨板，再將工作錨板套入工作錨夾片。張拉采用ZB4—500型高壓油泵和YDC—240Q型千斤頂進(jìn)行。

5.2.4封孔灌漿

為了預(yù)防鋼絞線的銹蝕，在上述工序完成后要進(jìn)行封孔灌漿，同時還可以使索體的加固作用得到加強[5]。封孔灌漿漿體的配合比設(shè)計為0.4∶1，灌漿壓力為0.3MPa，灌注完成后要進(jìn)行檢查，必要時要進(jìn)行補灌，以保證水泥結(jié)石對基巖裂隙的填充作用。上述工序全部完成后，用C30混凝土對外錨頭進(jìn)行封閉。封閉作業(yè)時要對其外部進(jìn)行水泥砂漿造型，使其保持整齊、美觀。

5.3排水孔施工

5.3.1鉆孔

鉆孔采用YMG—100型風(fēng)動液壓錨桿鉆機，注意孔位精度，其中深度誤差不應(yīng)超過0.1m，孔斜誤差保持在3°以內(nèi)。

5.3.2鉆孔沖洗

鉆孔結(jié)束后，要對鉆孔進(jìn)行清洗方可進(jìn)入下一道工序，方法是利用清水進(jìn)行大流量沖洗，直至回水澄清為止，然后將孔內(nèi)積水風(fēng)干。

5.3.3下PVC管

如果還沒有進(jìn)行噴射混凝土施工，下PVC管孔口應(yīng)預(yù)留一定長度，一般以噴射混凝土的厚度增加1cm為宜。下PVC管采用人工方式進(jìn)行，孔口要利用砂漿進(jìn)行封堵并固定。

5.4混凝土噴射施工

噴混凝土料在洞口拌和站拌和，由5t平板車?yán)绞┕げ课贿M(jìn)行施工。在噴射混凝土之前，用水或風(fēng)將受噴面粉塵和雜物清除干凈，埋設(shè)控制噴射混凝土厚度的檢查釬，初噴厚度3～5cm，復(fù)噴每次7～10cm，直至設(shè)計厚度。噴射混凝土作業(yè)分段分片由下而上順序進(jìn)行，分多層反復(fù)噴射至設(shè)計厚度。后一層噴射則在前一層混凝土終凝后進(jìn)行。若終凝后間隔1h以上且初噴表面已蒙上粉塵時，則在后一層施噴前要將受噴面用高壓氣體、水清洗干凈。

6結(jié)語

通過對宮山嘴水庫重建工程中導(dǎo)流明渠的邊坡開挖技術(shù)、錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索加固技術(shù)以及排水孔施工的具體施工方法進(jìn)行闡述和分析，在導(dǎo)流明渠施工過程中針對不同施工內(nèi)容采取了相應(yīng)的技術(shù)措施，確保了導(dǎo)流明渠施工質(zhì)量。此次工程施工經(jīng)驗，可以為相關(guān)工程的施工提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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