湯河水庫輸水洞進(jìn)水口前清淤方案設(shè)計

周曉亮

（遼寧華寧招標(biāo)代理有限公司,遼寧沈陽110006）

湯河水庫輸水洞進(jìn)水口前清淤方案設(shè)計

周曉亮

（遼寧華寧招標(biāo)代理有限公司,遼寧沈陽110006）

湯河水庫輸水洞攔污柵前區(qū)域河底嚴(yán)重淤積，危及輸水洞安全，淤積物為非單一物質(zhì)。此次設(shè)計采用多功能抓斗進(jìn)行清淤，清淤過程中，潛水員利用水下錄像先進(jìn)行清理前的階段性檢查，根據(jù)水下檢查情況確定清淤工序，在清理過程中隨時進(jìn)行水下檢查，保證清理淤積面和高程達(dá)到要求。

湯河水庫；輸水洞；清淤方案

1 湯河水庫概況

湯河水庫位于遼陽、鞍山、本溪3市之間，地處遼陽市39 km外的東南山區(qū)，樞紐建筑物在弓長嶺區(qū)湯河鄉(xiāng)境內(nèi)，建于太子河一級支流湯河干流上，是太子河流域主要控制性工程之一，水庫是以防洪、工業(yè)用水及灌溉為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程。主要樞紐建筑物由土壩、溢洪道、輸水洞、水電站、引水建筑物等組成。

2 輸水洞現(xiàn)狀及主要問題

2.1 現(xiàn) 狀

輸水洞位于左岸，為圓型有壓隧洞，洞徑4.5 m，長211.1 m，進(jìn)口底高程76.0 m，進(jìn)口端設(shè)攔污柵，尺寸為4.5 m×10.4 m。柵后設(shè)置3.2 m×4.5 m的平板鋼結(jié)構(gòu)檢修閘門（兼做事故閘門）1扇，電動固定式卷揚(yáng)啟閉機(jī)，啟門力160 t；出口底高程74.0 m，設(shè)置3.2 m×4.5 m弧形鋼閘門一扇，液壓啟閉機(jī)，啟門力100 t，閉門力40 t。最大泄流量243 m3/s。遼陽自來水公司水管在輸水洞末端接引。

2.2 存在的問題

輸水洞進(jìn)口岸坡105.00 m高程以上護(hù)砌形式為漿砌石護(hù)砌，漿砌石厚度40 cm，105.00 m高程以下為天然巖石或土質(zhì)坡面，受冬季冰排擠壓、凍漲破壞程度及其嚴(yán)重，護(hù)砌漿砌塊石不斷松動、脫落，直接滑落入進(jìn)口前區(qū)，裸露巖石、土質(zhì)坡面常年受?？康拇蛔矒?，加之雨剝風(fēng)蝕、波浪淘涮，逐年壞損、脫落。另外，現(xiàn)有碼頭比鄰輸水洞進(jìn)口，游船靠岸破壞的護(hù)坡塊石滑落河底、游人丟棄的垃圾、雜物沉入河底，天長日久，造成輸水洞進(jìn)口前區(qū)域河底嚴(yán)重淤積，淤塞攔污柵，影響輸水洞的正常泄流，給水庫的正常運(yùn)行帶來了一定的困難，并且有明顯的逐年加重的趨勢，如不及時清淤，將嚴(yán)重危及輸水洞安全。

3 清淤方案設(shè)計

3.1 清淤作業(yè)條件

清淤目的：清理輸水洞進(jìn)水口攔污柵前的淤積物，使輸水洞流量達(dá)到設(shè)計要求，減少輸水洞的安全隱患。

清理范圍：攔污柵前長約30 m，寬約50 m，平均淤積厚度2.7 m，總淤積量約4 050 m3。

淤積物狀態(tài)：樹枝、泥沙及其它雜物。

清理要求：樹枝、塊石、泥沙等清理后運(yùn)到垃圾場。

3.2 清淤設(shè)備選擇

1）淤積物為單一物質(zhì)，如樹枝等較大顆粒，可采用大型抓斗進(jìn)行清淤；如淤積物為顆粒比較小的物質(zhì)或是泥沙，可以采用吸揚(yáng)式吸泥泵或泥沙泵進(jìn)行清淤。

2）淤積物為非單一物質(zhì)，淤積物為含有較大顆粒的樹枝、石子，還含有細(xì)小顆粒的泥沙等物質(zhì)，則清理比較困難。如果采取抓與吸相結(jié)合的方式，就存在以下問題，在吸的過程中，中等顆粒物質(zhì)可能會堵塞管道，從而降低工作效率，甚至無法作業(yè)。

湯河水庫攔污柵前淤積物具有非單一性，采用上述方法，工作效率太低。方案設(shè)計采用經(jīng)過工程施工驗證的多功能抓斗進(jìn)行清淤，此抓斗適用于各種淤積情況。

3.3 清淤方法

清淤過程中，潛水員利用水下錄像先進(jìn)行清理前的階段性檢查，根據(jù)水下檢查情況確定清淤工序。在清理過程中隨時進(jìn)行水下檢查，保證清理淤積面和高程達(dá)到要求。

清淤主要采取2種工藝措施：抓與撈相結(jié)合。

抓：采用多功能抓斗進(jìn)行清除樹枝、塊石、淤泥等淤積物；樹枝、塊石、泥沙等淤積物運(yùn)輸?shù)桨哆?，再用卡車運(yùn)到垃圾場。

撈：個別機(jī)械無法清理的雜物，如大樹枝、樹干和角落里的雜物，可由潛水員在水下將其收集，綁系或裝入吊籠內(nèi)，然后用卷揚(yáng)機(jī)吊拉至水面運(yùn)走。

4 水下清淤工藝步驟

清理工序詳見圖1。

圖1 攔污柵前清淤工作流程示意圖

4.1 水下檢查和測量

水下檢查，是水下清淤前的必要步驟。清淤之前，潛水員下水，采用近觀目視和手摸的檢查方法，查清淤積物或堆積物性狀，分布范圍，并用水下測量工具測量淤積方量。在水下檢查過程中，業(yè)主和技術(shù)人員可以通過與潛水員對話以及通過陸上監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視潛水員的水下作業(yè)和檢查的情況，也就是說可以通過監(jiān)控系統(tǒng)掌握水下淤積的具體情況，包括淤積物種類、淤積范圍和確定清淤的具體位置等，以保證清淤在指定的范圍內(nèi)完成。

4.2 抓斗抓取淤積物

抓斗清淤工作流程，如圖2所示。

圖2 抓斗清淤流程圖

4.3 清淤作業(yè)船移動路線

在連續(xù)抓取均無枝干和淤泥的情況下，移動清淤作業(yè)船，準(zhǔn)備清理下一個淤積位置。清淤作業(yè)船的移動是由右至左，每次移動2 m；移動到左側(cè)邊緣位置，清淤作業(yè)船再向下游位置移動2 m，然后再向右側(cè)移動清淤作業(yè)船；到了右側(cè)邊緣位置向下游位置移動2 m。具體操作，如圖3所示。

圖3 清淤作業(yè)船移動示意圖

在清淤范圍內(nèi)清理一遍后，由潛水員下水，查看清理的情況并確定下一步清理的位置。

4.4 潛水員水下清理

抓斗清淤后，如果發(fā)現(xiàn)個別機(jī)械無法清理的雜物，由潛水員在水下檢查時，采用人工清理的方法，將雜物清理出水面，以達(dá)到設(shè)計要求的清理效果。

4.5 水下檢查驗收

清理工作結(jié)束后，潛水員再次進(jìn)行水下錄像檢查，對淤積清理深度進(jìn)行人工測量并與清理前進(jìn)行對比，滿足清淤要求。

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2016-05-16