中坤三十隊(duì)水庫除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)

吳星權(quán)

（海南省農(nóng)墾設(shè)計(jì)院，?？?570226）

中坤三十隊(duì)水庫位于海南省屯昌縣國營中坤農(nóng)場三十隊(duì)附近的南渡江支流上，于2002年初動(dòng)工興建，2003年5月完工。該水庫壩址以上集雨面積3.01 km2，河長 3.03 km，坡降 2.13%。水庫設(shè)計(jì)灌溉面積33.3 khm2，是一項(xiàng)以灌溉為主、兼有養(yǎng)殖等功能的小型水利工程。溢流壩段及非溢流壩段壩頂全長60.4 m，為無閘控制實(shí)用堰，溢流凈寬 18.0 m，堰頂高程163.50 m，漿砌石外包混凝土結(jié)構(gòu)。由于壩體穩(wěn)定安全系數(shù)低，水庫已無法滿足安全要求。如果不及時(shí)進(jìn)行加固處理，極易威脅下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。綜上所述，水庫存在多處病險(xiǎn)，對水庫進(jìn)行加固處理勢在必行。

1 水庫除險(xiǎn)加固工程施工條件

1.1 水文氣象條件

水庫壩址以上流域多年平均降雨量2 250 mm，平均水面蒸發(fā)量1 390 mm，平均徑流深1450 mm。壩址處多年平均來水量436.45萬m3，多年平均流量0.138 m3/s。

項(xiàng)目區(qū)氣候溫和，日照時(shí)間長，熱量充足，雨量充沛，有豐、枯水年之分。年內(nèi)有干、濕季之分，干季為11月—翌年4月，濕季為5—10月。多年平均氣溫23.0℃，平均水面蒸發(fā)量1 390 mm。

1.2 主要建筑材料來源

工程主要建筑材料來源：1）土料。土料分布于水庫上游100 m處，巖性為砂質(zhì)粘性土，取土層厚1～2 m，儲(chǔ)量達(dá)6萬m3。2）砂料。砂料可取于定安境內(nèi)的南渡江，距離壩區(qū)約75 km，含泥量0.5%，砂類級別為Ⅰ類中砂。3）石料。石料可取于附近的石場，距離壩區(qū)20 km范圍內(nèi)為花崗巖，石質(zhì)堅(jiān)硬，塊狀，儲(chǔ)量大，巖石抗壓、抗剪強(qiáng)度高，能滿足工程需要。

施工基本用電可從附近低壓電路接入；施工用風(fēng)由6 m3電動(dòng)空壓機(jī)供應(yīng)；施工用水可直接從水庫中抽取。

2 水庫除險(xiǎn)加固工程施工內(nèi)容及主要工程量

2.1 施工內(nèi)容

1）大壩上游面新增C25鋼筋混凝土防滲面板，壩基采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲；

2）非溢流壩防浪墻后的壩頂加厚并新建防護(hù)欄桿；

3）溢流壩頂部新建人行橋；

4）溢流壩挑流鼻坎后新增混凝土護(hù)腳，下游兩岸重建并延長出口擋墻，保護(hù)山體免受沖刷；

5）放水涵內(nèi)套鋼管加固，并將壩后閘閥改為進(jìn)口閘門控制，新建進(jìn)水口和配套啟閉設(shè)備；

6）新建防洪上壩道路，配套漫水橋及道路排水涵；

7）設(shè)置相應(yīng)的水情設(shè)施和管理設(shè)施；

8）水土保持、環(huán)境保護(hù)等其他項(xiàng)目。

2.2 主要工程量

工程的主要工程量為：土方開挖554.50 m3，土方回填 928.40 m3，漿砌石 45.20 m3，混凝土 910.37 m3。

主體建筑工程主要材料用量為鋼筋15.24 t、水泥 413.23 t、塊石 394.88 m3、碎石 1 350.51 m3、河砂596.84 m3、 汽 油 0.14 t、 柴 油 2.68 t，施 工 工 日5 275.39 個(gè)。

3 水庫除險(xiǎn)加固工程施工導(dǎo)流

3.1 導(dǎo)流時(shí)段劃分

為保證樞紐的正常運(yùn)行及施工期的大壩安全，壩體上游防滲面板、齒墻、放水涵進(jìn)口加固擬在枯水期進(jìn)行，其他施工受洪水影響不大，可往后安排。導(dǎo)流時(shí)段為12月至翌年2月。

3.2 導(dǎo)流方式及導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)工程水文特性及實(shí)際情況，放水涵加固前先利用現(xiàn)有放水涵洞將庫水位降至153.05 m。為降低施工期庫水位，將直徑0.4 m的HDPE雙壁波紋管接入放空涵洞導(dǎo)流。施工期遭遇5 a一遇洪水，相應(yīng)庫水位為154.65 m，需設(shè)置施工圍堰。

根據(jù)SL252—2000《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》，臨時(shí)性建筑物為5級時(shí)，土石結(jié)構(gòu)臨時(shí)性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為10～5 a，混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)臨時(shí)性水工建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期為5～3 a，故項(xiàng)目臨時(shí)性建筑物的洪水標(biāo)準(zhǔn)取5 a。加固按水庫運(yùn)行情況選擇12—3月作為施工時(shí)段，采用5 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。圍堰安全超高0.5 m。

3.3 導(dǎo)流建筑物設(shè)計(jì)

導(dǎo)流期大壩和涵管施工時(shí)，施工圍堰的攔截使水庫僅通過導(dǎo)流管下泄洪水。圍堰高程根據(jù)圍堰攔蓄洪水后最高洪水位確定。水庫放水涵底高程為153.05 m，相應(yīng)庫容0.99萬m3。根據(jù)洪水分析計(jì)算，施工期導(dǎo)流管最大下泄流量為 0.4 m3/s，最高庫水位為154.15 m，加安全超高 0.5 m，得出施工圍堰填筑高程為 154.65 m。

施工圍堰高程按5 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，堰高2.0～3.0 m，堰頂高程 154.65 m，頂寬 2.0 m，迎水面、背水面坡度均為1∶1。在大壩上游全壩段圍堰，總長55 m。采用粘土圍堰，施工完成后，通過D400的HDPE雙壁波紋管導(dǎo)流。受施工期洪水影響較大的工程結(jié)束后，拆除圍堰。

4 水庫除險(xiǎn)加固工程主體工程施工方法

4.1 主壩加固施工

4.1.1 清基 清基工作主要是清挖淤泥，開挖面板齒墻。 淤泥開挖邊坡為 1.0∶1.5，壩后開挖邊坡為 1.00∶0.75。

主要采用機(jī)械開挖，局部采用人工開挖。開挖注意事項(xiàng)：1）采用必要的防護(hù)措施保護(hù)低于和超出開挖范圍的巖體，不得采取任何可能危害工程的爆破；2）清除開挖面和邊坡上的尖突、倒懸?guī)r石、各種松動(dòng)巖體和其他不安全因素，必要時(shí)采取一定的臨時(shí)支撐或支護(hù)措施；3）清基可分部進(jìn)行，但必須做好基礎(chǔ)開挖驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序。

4.1.2 防滲面板混凝土施工

1）施工排架。根據(jù)工程的實(shí)際施工情況，在分段澆注灌漿平臺(tái)后，從下部搭設(shè)施工排架。施工排架采用鋼管搭接，在防滲板分縫處錨排架連接鋼筋或膨脹螺桿。排架桿件和加固強(qiáng)度應(yīng)符合相關(guān)施工規(guī)范、規(guī)程要求。

2）混凝土質(zhì)量要求?；炷恋脑O(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍、抗沖刷、抗侵蝕、低熱等性能，應(yīng)符合《水利水電工程施工質(zhì)量評定規(guī)程》SL176—1996及有關(guān)規(guī)定。

拌制混凝土?xí)r，必須嚴(yán)格按照經(jīng)建設(shè)單位批準(zhǔn)、由有資質(zhì)的試驗(yàn)室簽發(fā)的混凝土配料單進(jìn)行配料，嚴(yán)禁擅自更改。如要求調(diào)整，需征得建設(shè)單位、監(jiān)理單位和設(shè)計(jì)單位同意。必須將混凝土各組成份拌和均勻，拌和程序與拌和時(shí)間按規(guī)范執(zhí)行?；炷吝\(yùn)輸所用機(jī)械設(shè)備，均應(yīng)能保證混凝土在運(yùn)輸途中不發(fā)生分離、漏水、嚴(yán)重泌水及過多降低坍落度等現(xiàn)象。混凝土在運(yùn)輸中，應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間及減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)，運(yùn)輸時(shí)間不宜超過30 min。吊罐出口至混凝土倉面的高度以不大于1.5 m為宜，并需保證混凝土卸料后不發(fā)生嚴(yán)重分離現(xiàn)象。對分離的骨料輔以人工處理。在澆筑過程中倉面如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)料，當(dāng)標(biāo)號低于設(shè)計(jì)標(biāo)號時(shí)，應(yīng)挖除或作廢料處理，使用的水泥品種不得混雜。

考慮到洪水對施工的影響，澆筑壩體防滲面板混凝土應(yīng)采用滑動(dòng)提升式組合鋼模板，特殊部位采用木模板，滑動(dòng)提升式組合鋼模板可以通過于壩頂做牽引，溢洪道段，可以通過壩體固定滑輪做牽引，操作平臺(tái)與組合滑模相配合制作。大體積混凝土模板安裝允許偏差見表1。

表1 大體積混凝土模板安裝的允許偏差Table 1 Allowable deviation of large volume concrete template installation /mm

4.1.3 混凝土施工 混凝土澆筑前，按設(shè)計(jì)要求清洗倉面，并由建設(shè)、監(jiān)理單位對倉面準(zhǔn)備工作進(jìn)行詳細(xì)檢查，質(zhì)量檢驗(yàn)簽證后方可澆筑混凝土。

輔料坯厚應(yīng)根據(jù)入倉速度、混凝土允許初疑時(shí)間、倉面大小及振動(dòng)器性能確定，一般以30～40 cm為宜，澆筑層厚以1.5～2.0 m為宜?；炷翝仓?yīng)保持連續(xù)性，不允許出現(xiàn)冷縫。如因故停澆超過混凝土允許間歇時(shí)間，則應(yīng)按工作縫作停倉處理。停倉混凝土坡面應(yīng)振搗成斜坡，坡度不小于 1∶3～1∶4。恢復(fù)澆筑時(shí)應(yīng)認(rèn)真處理坡面并鋪砂漿。

入倉混凝土應(yīng)做到隨澆隨平倉，若有粗骨料分離，應(yīng)用人工均勻分布于平倉面上，并及時(shí)振入混凝土內(nèi)。振搗器前后兩次插入混凝土中的間距，應(yīng)不超過振搗器有效半徑的1.5倍。振搗上層混凝土?xí)r，應(yīng)將振搗器插入下層混凝土5 cm左右，以加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合。振搗器距模板的垂直距離不應(yīng)小于振搗器有效半徑的1/2，且不得觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件。

混凝土澆筑期間，若表面泌水較多，應(yīng)及時(shí)采取減少泌水的措施。澆筑過程中，如遇大雨、暴雨應(yīng)立即停止?jié)仓?，并用防雨布遮蓋混凝土表面；如遇中雨，應(yīng)采取相應(yīng)的防雨措施。只有混凝土達(dá)到2.5 MPa以上，且能保證表面和棱角不會(huì)因拆模而損壞時(shí)，才能拆除不承重的側(cè)面模板。拆除強(qiáng)度及時(shí)間應(yīng)通過試驗(yàn)確定。

混凝土工作縫處理的技術(shù)要求：1）已澆好混凝土強(qiáng)度未達(dá)到2.5 MPa前，不得進(jìn)行上層混凝土澆筑的準(zhǔn)備工作。2）工作縫需進(jìn)行沖毛處理，以微露粗骨料為標(biāo)準(zhǔn)。3）混凝土初凝后終凝前，用壓力水（0.4～0.6 MPa）沖毛，沖毛時(shí)間與水泥品種、混凝土標(biāo)號、氣溫有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)確定。當(dāng)用高壓沖毛機(jī)處理時(shí)，可以在混凝土終凝以后進(jìn)行。4）混凝土澆筑前，對已沖毛而又產(chǎn)生少量乳皮、水銹的混凝土面，先用風(fēng)砂槍沖毛，再用清水沖凈。5）老混凝土面用風(fēng)砂槍或高壓沖毛機(jī)進(jìn)行處理，必要時(shí)輔以人工鑿毛。6）澆筑結(jié)束后，應(yīng)保持混凝土表面濕潤。混凝土沖毛后，一般部位養(yǎng)護(hù)21 d，完建面及抗沖耐磨等主要部位的養(yǎng)護(hù)不少于28 d。

4.1.4 混凝土質(zhì)量控制與檢查 混凝土質(zhì)量控制與檢查按 《水利水電工程施工質(zhì)量評定規(guī)程》SL176—1996及有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

4.1.5 防滲面板混凝土溫度控制技術(shù)要求 防滲面板與壩體（大壩）連體猶如薄殼大壩，故應(yīng)對混凝土施工溫度進(jìn)行控制，設(shè)計(jì)允許最高溫度。

4.2 其他項(xiàng)目施工

一般的混凝土工程、鋼筋混凝土工程、砌石工程、筑路和挖填土方工程，均為常規(guī)施工技術(shù)。采用機(jī)械和人工相結(jié)合的方法，按有關(guān)施工規(guī)范施工。

5 水庫除險(xiǎn)加固工程施工布置及進(jìn)度

工程交通條件便利，物資供應(yīng)也較方便。大壩右岸地勢相對平緩，土地平整后可布置施工生活區(qū)和倉庫。工棚、木材加工場、鋼筋加工場、材料堆放場、混凝土攪拌系統(tǒng)等可根據(jù)施工靈活安排。各料場通過上壩公路與鄉(xiāng)村公路相通，可滿足施工要求。

根據(jù)工程項(xiàng)目和工程量，施工期確定為6個(gè)月。施工于第一年11月初開始，至翌年4月底結(jié)束。

6 結(jié)論

通過分析中坤三十隊(duì)水庫的水文氣象條件、主要建筑材料來源等施工條件，確定施工內(nèi)容及主要工程量，科學(xué)設(shè)計(jì)中坤三十隊(duì)水庫除險(xiǎn)加固工程，合理安排施工總體布置和施工總進(jìn)度，以有效縮短工期，保證除險(xiǎn)加固建設(shè)任務(wù)按期完成，并充分發(fā)揮工程功效。

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