小型灌溉工程的施工組織設(shè)計(jì)研究

薛娜（陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局陜西咸陽(yáng)712000）

小型灌溉工程的施工組織設(shè)計(jì)研究

薛娜
（陜西省寶雞峽引渭灌溉管理局陜西咸陽(yáng)712000）

為了解決人畜飲水和農(nóng)田灌溉問(wèn)題，麻溝水庫(kù)灌溉工程布置有鋼筋混凝土面板堆石主壩，埡口鋼筋混凝土面板堆石副壩，主壩左岸邊溢洪道，左岸導(dǎo)流兼放空隧洞，左岸取水隧洞，南向灌區(qū)渠系建筑物。本文介紹麻溝水庫(kù)灌溉工程的施工組織設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹工程施工導(dǎo)流技術(shù)和主體工程和灌區(qū)工程的施工組織設(shè)計(jì)。本文對(duì)相似工程具有借鑒意義。

農(nóng)村飲水工程；設(shè)計(jì)；建設(shè)；效益分析

1　工程概況和背景

麻溝水庫(kù)灌溉工程位于遵義市匯川區(qū)泗渡鎮(zhèn)麻溝村，是遵義市北片區(qū)唯一的水源點(diǎn)，壩址距泗渡鎮(zhèn)境內(nèi)210國(guó)道約8.0km，距遵義市約37.0km。工程的主要任務(wù)是灌溉，并兼有鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水。工程建設(shè)后將解決匯川區(qū)泗渡鎮(zhèn)、高坪鎮(zhèn)和董公寺鎮(zhèn)5.8868萬(wàn)畝農(nóng)田灌溉和灌區(qū)內(nèi)人畜飲水問(wèn)題。灌溉用水量為2130萬(wàn)m3/年，農(nóng)村人畜飲水用水量為89.7萬(wàn)m3/年。麻溝水庫(kù)總庫(kù)容1160萬(wàn)m3，為中型水庫(kù)，水庫(kù)正常蓄水位1038m，死水位1017m，正常蓄水位以下庫(kù)容1040萬(wàn)m3。

麻溝水庫(kù)灌溉工程樞紐總體布置為：鋼筋混凝土面板堆石主壩，埡口鋼筋混凝土面板堆石副壩，主壩左岸邊溢洪道，左岸導(dǎo)流兼放空隧洞，左岸取水隧洞，南向灌區(qū)渠系建筑物，其中鋼筋混凝土面板堆石壩最大壩高54.30m，砼副壩最大壩高18.8m，水庫(kù)正常蓄水位1038m，死水位1017m，正常蓄水位以下庫(kù)容1040萬(wàn)m3，最大庫(kù)容1160萬(wàn)m3，取水隧洞布置于大壩左岸，取用流量3.84 m3/s。灌區(qū)渠系及建筑物平面總長(zhǎng)度87.14km。

2　施工布置和進(jìn)度

主體工程主要建筑工程量包括：土石方開挖154.72萬(wàn)m3，洞挖石方2.21萬(wàn)m3，土石方填筑69.68萬(wàn)m3，混凝土12.26萬(wàn)m3，帷幕灌漿1.79萬(wàn)m，鋼筋制安0.45萬(wàn)t。施工總工期為36個(gè)月，施工總工時(shí)為1017.61萬(wàn)工時(shí)。為了高效和高質(zhì)量地完成施工，有必要對(duì)工程進(jìn)行詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì)［1-4］。

2.1施工布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地形條件，及工程施工特點(diǎn)，按以下分區(qū)進(jìn)行施工總布置安排：首部樞紐施工區(qū)主要布置有石料開采場(chǎng)、砂石料加工廠、砼拌和系統(tǒng)、綜合倉(cāng)庫(kù)、壩區(qū)棄渣場(chǎng)、1#、2#供水站、生活區(qū)及業(yè)主營(yíng)地。該施工區(qū)共需修建生活福利房屋2500m2，施工倉(cāng)庫(kù)及加工廠臨時(shí)房屋2000m2。

灌區(qū)渠系施工區(qū)主要布置有5個(gè)石料場(chǎng)、砂石料堆放場(chǎng)、棄渣場(chǎng)、移動(dòng)式混凝土拌和機(jī)、施工工棚及倉(cāng)庫(kù)。該施工區(qū)共需修建生活福利房屋2000m2，施工倉(cāng)庫(kù)及加工廠臨時(shí)房屋1000m2。本工程水庫(kù)樞紐建筑物基礎(chǔ)土石方開挖總共約41.5萬(wàn)m3，其中土方開挖為21.6萬(wàn)m3，石方明挖18.7萬(wàn)m3，洞挖石方1.1 萬(wàn)m3。

2.2施工進(jìn)度安排

本工程將施工時(shí)段劃分為四個(gè)階段，工程總工期為3年。（1）工程籌建期：工期為4個(gè)月，完成對(duì)外交通干線公路修建；架設(shè)10kV輸電線路；施工征地等。（2）工程準(zhǔn)備期：準(zhǔn)備工程包括：場(chǎng)內(nèi)交通、水、電供應(yīng)和通信系統(tǒng)；施工征地，生產(chǎn)及生活房屋建筑；導(dǎo)流工程施工。準(zhǔn)備工程為施工單位進(jìn)場(chǎng)至主體工程開工前的工期，共計(jì)7個(gè)月，占直線工期5個(gè)月。（3）主體工程施工期：從主體工程開工至灌區(qū)渠系建筑物通水試運(yùn)行的期限，即從第二年6月至第四年5月，主體工程工期為28個(gè)月。（4）工程完建期：自灌區(qū)建筑物投入運(yùn)行至工程竣工驗(yàn)收完畢的工期，即第四年8月灌區(qū)通水試運(yùn)行完成，工程竣工，完建期為3個(gè)月。

3　施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)

3.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)和方式

筋砼面板堆石壩方案校核洪水位為1039.59m（P=0.1%），總庫(kù)容為1160萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)灌溉面積5.8868萬(wàn)畝。本工程規(guī)模屬中型，工程等別為Ⅲ等工程，主要建筑物主壩、副壩、副壩壩頂溢洪道、灌溉取水口按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。相應(yīng)導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí)建筑物，導(dǎo)流設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)選用P=20%。壩體施工期臨時(shí)度汛標(biāo)準(zhǔn)按P=2%的全年流量設(shè)計(jì)，其相應(yīng)的洪峰流量為255m3/s。

根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃安排和水庫(kù)蓄水計(jì)劃的分析，施工導(dǎo)流程序如下：首先進(jìn)行導(dǎo)流兼放空隧洞、灌溉取水隧洞及主壩兩壩肩開挖及溢洪道土石方開挖施工，此時(shí)原河床過(guò)水；之后，兩壩肩及溢洪道開挖完成，導(dǎo)流洞具備過(guò)水條件，進(jìn)行大壩上下游圍堰填筑、基坑開挖、主副壩趾板砼澆筑及壩體填筑，該施工期由上下游圍堰擋水，導(dǎo)流洞過(guò)流。4月底壩體全斷面填筑到防浪墻底部高程1038m；進(jìn)而主壩停止施工，汛期洪水由導(dǎo)流兼放空隧洞泄洪度汛，度汛水位為1022.34m；最后由大壩擋水，導(dǎo)流洞兼放空隧洞過(guò)水。

3.2導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

根據(jù)水工建筑物布置情況，導(dǎo)流兼放空隧洞布置在左岸，隧洞洞線為直線。進(jìn)口底板高程1008m，出口底板高程1002m，隧洞洞身段總長(zhǎng)204.537m，底坡為2%。隧洞過(guò)水?dāng)嗝鏋閳A形，直徑3.8m。根據(jù)地質(zhì)情況，隧洞采用全斷面鋼筋混凝土襯砌，Ⅲ類、Ⅳ圍巖段襯砌厚度分別為0.4m、0.5m。

壩址河段河床覆蓋層相對(duì)深厚，不宜修建混凝土圍堰。而土石類圍堰能充分利用當(dāng)?shù)夭牧希Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，能夠適應(yīng)深厚覆蓋層基礎(chǔ)，又可使用大型施工設(shè)備進(jìn)行高強(qiáng)度堆筑，在短時(shí)間內(nèi)完建，滿足大壩基坑提早開挖。上游圍堰采用不過(guò)水土石圍堰，導(dǎo)流洞為無(wú)壓洞，底坡為陡坡，洞前壅高水位按自由出流寬頂堰公式計(jì)算。計(jì)算洞前壅高水深3.3m，考慮安全加高50cm，則上游圍堰堰頂高程為1011.80m，上游圍堰長(zhǎng)82.235m，最大堰高9.8m，頂寬4m。

3.3導(dǎo)流工程施工

導(dǎo)流洞施工采用鉆爆法開挖，光面爆破，全斷面開挖一次成型。出渣采用立爪裝巖機(jī)裝5t汽車運(yùn)輸出渣。導(dǎo)流洞洞線穿越圍巖以Ⅲ類為主，其中進(jìn)口有86m的Ⅳ～Ⅴ類圍巖。對(duì)Ⅳ、Ⅴ類圍巖段施工中需及時(shí)支護(hù)，臨時(shí)支護(hù)采用掛網(wǎng)錨噴C20混凝土支護(hù)，噴混凝土厚度10cm；Φ25錨桿長(zhǎng)2.5m。Ⅲ類圍巖完整性較好，其臨時(shí)支護(hù)采用噴混凝土，厚度10cm。

圍堰石渣填筑采用1.0m3液壓正鏟挖掘機(jī)挖裝，10t自卸汽車運(yùn)輸，進(jìn)占法卸料，220HP推土機(jī)平料，其中土石渣可利用開挖料，粘土防滲料在規(guī)劃土料場(chǎng)取土，拖拉機(jī)或輕型振動(dòng)碾壓實(shí)。土石圍堰拆除采用1m3的反鏟配10t的自卸汽車開挖運(yùn)輸棄渣。為減少基坑滲水量，在基坑開挖之前，應(yīng)進(jìn)行防滲灌漿。

4　主體工程和灌區(qū)工程施工

4.1主壩工程施工

大壩土石方開挖量為21.26萬(wàn)m3，大壩開挖分兩期進(jìn)行，一期開挖左右岸坡（1005m高程以上）；二期基坑開挖待截流后進(jìn)行。趾板混凝土澆筑采用分段分塊進(jìn)行，由河床開始，自下而上向兩岸破推進(jìn)，并超前于大壩主堆石填筑?；炷劣捎野痘炷涟韬驼炯泄┝希捎?t自卸汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，河床部分直接入倉(cāng)，岸坡部分由混凝土泵送入倉(cāng)或溜槽入倉(cāng)，電動(dòng)插入式振搗器振搗密實(shí)。壩基處理處理措施包括固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。壩體填筑強(qiáng)度每月達(dá)到6.1萬(wàn)m3，為保證運(yùn)輸上壩強(qiáng)度，選擇在料場(chǎng)旁的沖溝位置平整后作為臨時(shí)備料堆場(chǎng)。壩體填筑在壩基、兩岸岸坡處理驗(yàn)收后與趾板混凝土澆筑同時(shí)進(jìn)行。壩面填筑作業(yè)順序多采用“先粗后細(xì)”法。即堆石區(qū)→過(guò)渡層區(qū)→墊層區(qū)。壩體填筑采用分層碾壓施工，每一層的工藝流程為：卸料→鋪料（平整）→灑水→碾壓；為保持施工強(qiáng)度的均衡和連續(xù)，填筑工作面按施工區(qū)面積劃分為4個(gè)～6個(gè)工作塊，每個(gè)工作塊相對(duì)獨(dú)立施工。每個(gè)工作塊按卸料、鋪料平整（包括灑水）、碾壓和質(zhì)檢4個(gè)條帶平行流水作業(yè)。壩料運(yùn)輸采用2m3裝載機(jī)在料場(chǎng)裝壩體填筑料，15t自卸汽車運(yùn)輸上壩。壩料鋪料、平整采用進(jìn)占法鋪料，墊層料及過(guò)渡料鋪層厚度為40cm、主次堆石料鋪層厚度為80cm。壩上游30m～50m范圍的壩體盡量保持平起上升，順壩軸線方向碾壓。

表1　主體工程主要材料用量估算表

4.2灌區(qū)工程施工

灌區(qū)渠系建筑物有渠道、渡槽、倒虹管和引水隧洞等建筑物。渠道施工時(shí)，可采用分段進(jìn)行施工。干渠土方采用0.5m3挖掘機(jī)開挖，石方采用風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥爆破開挖，土方沿線堆放，后期作回填料，干渠石方采用0.5m3挖掘機(jī)裝5t自卸汽車運(yùn)輸出渣。支渠土方采用人工開挖，石方采用人工鉆爆開挖，土方沿渠線堆放，后期作回填料，石方就近擇地采用人工搬運(yùn)集中堆放。渠道砼相對(duì)較為分散，砼采用0.4m3移動(dòng)式砼拌和機(jī)拌和，手推膠輪車運(yùn)輸，人工鏟運(yùn)入倉(cāng)，渠底采用平板式振搗器振搗密實(shí)，其余部位采用混凝土振搗棒振搗。

進(jìn)出口引渠覆蓋層開挖采用0.5m3反鏟挖掘機(jī)開挖，石方采用風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥爆破開挖，0.5m3反鏟挖掘機(jī)裝5t自卸汽車運(yùn)輸出渣。洞身開挖采用人工鉆孔，全斷面爆破，開挖時(shí)，先進(jìn)行掌子面清理，在開挖掌子面上用畫出鉆孔孔位，采用用氣腿風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔完成后，進(jìn)行裝藥連線爆破。隧洞渣料采用，扒渣機(jī)裝斗車車運(yùn)輸出渣，在進(jìn)出口就進(jìn)選擇場(chǎng)地堆放。本工程渡槽均采用就地滿堂腳手架施工。排架基礎(chǔ)土方采用0.5m3挖掘機(jī)開挖，石方采用風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥爆破開挖，土方就近堆放，石方采用就近集中堆放，汽車出渣為主，人工搬運(yùn)為輔。本工程主要施工機(jī)械如表2所示。

表2　施工主要機(jī)械

5　結(jié)語(yǔ)

本文介紹麻溝水庫(kù)灌溉工程施工導(dǎo)流以及主體工程和灌區(qū)工程的詳細(xì)施工組織設(shè)計(jì)情況，對(duì)相似工程具有借鑒意義。本文結(jié)果認(rèn)為麻溝水庫(kù)灌溉工程施工組織設(shè)計(jì)較為合理，采用當(dāng)前施工組織設(shè)計(jì)可以保證項(xiàng)目的進(jìn)行并達(dá)到預(yù)期的工程質(zhì)量目標(biāo)。陜西水利

［1］林日練.關(guān)于如何做好水利工程施工組織設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)思考［J］-科技展望2014（10）.

［2］王娜.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)分析［J］-大科技2014（1）.

［3］陳武.水利水電工程中的施工組織設(shè)計(jì)分析［J］-中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品2015（4）.

［4］王志逸.探討如何改進(jìn)小型水利工程施工組織設(shè)計(jì)［J］-黑龍江水利科技2014（5）.

（責(zé)任編輯：暢妮）

TV 93

A