彰武縣大板一水庫除險加固施工組織設(shè)計綜述

陳 熙

(彰武縣水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 彰武 123200)

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彰武縣大板一水庫除險加固施工組織設(shè)計綜述

陳 熙

(彰武縣水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督站，遼寧 彰武 123200)

彰武縣大板一水庫興建至今，已運(yùn)行40余年，由于為群眾大會戰(zhàn)工程，所以施工期施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格，加之建庫以來資金短缺及運(yùn)用中的多種因素影響，存在問題較多。嚴(yán)重的隱患，威脅著水庫大壩的安全。為此，有必要對該水庫進(jìn)行除險加固工程建設(shè)。文章對該水庫除險加固工程治理工程的自然條件、主體施工條件與其它施工條件進(jìn)行了分析，根據(jù)分析的實際情況，對其除險加固工程安排合理的施工組織設(shè)計，對于保障水庫運(yùn)行安全和維護(hù)社會穩(wěn)定有著重要意義。

大板—水庫；除險加固；施工組織；設(shè)計

1 工程概況

大板一水庫位于E42°38′，N122°11′，彰武縣西北部的滿堂紅鄉(xiāng)大板村，柳河右岸支流上。上游控制面積5.8km2，河道長2.3km。河道平均比降為13.9‰，水庫所在水文分區(qū)為Ⅱ區(qū)。水庫建于1967年，水庫由滿堂紅鄉(xiāng)政府和滿堂紅鄉(xiāng)水利站共同管理。水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)計10a一遇，校核50a一遇，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)魚等綜合利用的小(2)型水庫，水庫本身設(shè)計灌溉水庫灌溉旱田67.8hm2，養(yǎng)魚水面1.34hm2。水庫距彰武縣65km，對外交通方便，現(xiàn)有農(nóng)田作業(yè)土路上壩，施工交通較為便利。水庫興建至今，已運(yùn)行40余年，由于為群眾大會戰(zhàn)工程，所以施工期施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格，加之建庫以來資金短缺及運(yùn)用中的多種因素影響，存在問題較多。目前，水庫存在的主要問題是：壩頂高低不平，上游無任何防護(hù)工程措施，經(jīng)過多年風(fēng)剝，水蝕，水位變化區(qū)壩體土流失，需及時維修；大壩腳無排水體，下游通過計算浸潤線出逸點(diǎn)較高，對滲透穩(wěn)定不利，需修建排水體；輸水洞閘門無啟閉設(shè)施，木閘門破碎。輸水洞受凍融破壞，混凝土已大面積脫落、鋼筋外露、銹蝕嚴(yán)重，洞體滲水，伸縮縫止水?dāng)嗔?，不能正常運(yùn)用。該水庫無溢洪道，由輸水洞承擔(dān)泄洪，而輸水洞又存在上述嚴(yán)重隱患，威脅著水庫大壩的安全。上述情況對大壩穩(wěn)定都存在著威脅。綜上所述，無論從下游防洪、農(nóng)田灌溉的效益需要，還是水庫自身安全考慮，實施除險加固都是十分必要的。

2 施工條件分析

施工用水：由于大板一水庫水質(zhì)無污染，施工用水可直接從水庫抽取。

施工用電：本工程施工用電由附近民用電網(wǎng)引接至水庫變電所，再由變壓器多口引接至施工現(xiàn)場。

施工通訊：本工程對外通訊可利用手機(jī)，施工現(xiàn)場通訊利用手機(jī)或?qū)χv機(jī)聯(lián)絡(luò)。

3 施工度汛和施工導(dǎo)流

本工程第一年3月份下旬開始籌備開工，在6月末完成掃尾工作。因此，本工程無需考慮施工導(dǎo)流問題。大壩上游坡平整和護(hù)坡施工時，通過溢洪道將庫水放至46.2m水位。大壩上游坡工程完成或大部分完成時，在溢洪道上游修筑土圍堰，開始溢洪道工程施工。

溢洪道和上游護(hù)坡部分工程在汛前4、5月份進(jìn)行施工，施工期為2個月。施工期開始水庫的水位放至水位46.2m，只考慮流域內(nèi)5.8km2的徑流。施工期設(shè)計洪水由各對應(yīng)月份的徑流量推求。根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL303-2004)要求，本工程施工期圍堰洪水標(biāo)準(zhǔn)為5a一遇。大板—水庫20%頻率月徑流量成果表1-2：汛前4、5月份年徑流量為4.58萬m3。

不考慮損失的計算：根據(jù)施工組織設(shè)計要求，大板—水庫施工期最低水位高程為46.9m，相應(yīng)水庫水量為4.28萬m3。多年平均水庫水量為4.28+4.58=8.86萬m3。查得相應(yīng)水位為48.6m。

按施工期圍堰的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)以上計算確定洪水靜水位為48.6m。確定堰頂高程公式：

H=h+hw+δ

(1)

式中：H為圍堰的頂部高程；h為圍堰的擋水靜水位；hw為波浪高度；δ為圍堰的安全超高。

計算得H=48.6+0.65+0.5=49.75m

確定堰頂高程為49.75m，圍堰長30m。

4 主要工程施工設(shè)計

4.1 施工前期準(zhǔn)備

實測工程區(qū)的原始斷面圖、地形圖，并進(jìn)行測量定線。完成場內(nèi)、外施工道路建設(shè)，準(zhǔn)備施工用水、用電及臨時設(shè)施，完成施工區(qū)內(nèi)“三通一平”等工作。

4.2 土壩加固施工

本次除險加固設(shè)計土壩施工順序：首先將上游邊坡進(jìn)行清理、平整，下游邊坡填土，然后依次進(jìn)行上游鋼筋混凝土護(hù)坡砌筑、下游濾水壩開挖、砌筑與回填、下游人工草皮護(hù)坡鋪筑，最后進(jìn)行壩頂路面施工。上游坡平整和護(hù)坡工程需要庫水位降低后進(jìn)行施工，土壩工程于4月正式開工，6月底土壩工程全部結(jié)束。土壩上游坡平整和護(hù)坡工程安排在6月上旬完工；下游坡平整、人工草皮護(hù)坡、排水體工程、壩頂路面等工程于6月末完工，至此土壩工程全部結(jié)束。

1)上游壩坡平整：采用74kW推土機(jī)整平及碾壓，局部機(jī)械碾壓不到的部位，采用2.8kW蛙式夯實機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行夯實。

2)上游護(hù)坡施工：護(hù)坡混凝土澆筑前采用人工對壩坡進(jìn)行平整夯實，澆筑混凝土護(hù)坡，按照2m×2m的規(guī)格，支模、綁扎鋼筋。現(xiàn)場澆筑混凝土護(hù)坡。拌和機(jī)采用攪拌機(jī)拌制混凝土，機(jī)動翻斗車、膠輪車或配合溜槽運(yùn)輸入倉，平板振搗器或插入式振搗器振搗的振搗方法施工，人工抹平壓光?；炷帘苊庠诟邷丶竟?jié)或高溫時段澆筑。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施，避免發(fā)生出現(xiàn)混凝土貫穿性裂縫，分縫處理采用瀝青木板回填。

3)下游壩坡填土：采用1.0m3挖掘機(jī)挖土，74kW推土機(jī)推土，74kW拖拉機(jī)壓實。

4)排水體砌筑：排水體砌筑與下游壩坡培厚施工同時進(jìn)行。排水體砌筑前，采用1m3挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行排水體基礎(chǔ)土方開挖和基礎(chǔ)整平處理，然后按設(shè)計要求進(jìn)行排水體砌筑(反濾層與砌筑同時進(jìn)行)，塊石場內(nèi)運(yùn)輸使用膠輪車，排水體砌筑由人工完成，塊石砌筑自下而上進(jìn)行，砌體塊石之間咬扣緊密，錯縫無通縫，不得疊砌和浮塞，塊石表面應(yīng)保持平整、美觀。開挖后的土方，全部堆存在排水體上游壩坡上，部分用于排水體上游回填，其余用于壩坡培厚。

5)下游人工草皮護(hù)坡：排水體砌筑施工結(jié)束后，采用人工進(jìn)行草皮護(hù)坡施工，要求鋪設(shè)厚度0.05m。草皮護(hù)坡前首先人工對壩坡進(jìn)行平整夯實和灑水濕潤，然后按設(shè)計厚度由下而上人工帶線進(jìn)行鋪筑，做到筏塊間結(jié)合緊密無縫隙，表面平整。完成的草皮護(hù)坡馬上灑水養(yǎng)護(hù)，保證存活。場內(nèi)草皮采用人工膠輪車運(yùn)輸。

6)壩頂路面：先用74kW推土機(jī)配合人工作業(yè)對壩頂修整、碾壓，后布設(shè)路面邊樁、軸線樁。然后在壩頂上、下游側(cè)安裝路緣石，再進(jìn)行鋪設(shè)路面砂石料墊層。砂石料的鋪筑采用74kW推土機(jī)配合人工作業(yè)，推土機(jī)攤平，人工找平，最后用推土機(jī)壓實。砂石料運(yùn)輸采用1m3挖掘機(jī)裝8t自卸汽車運(yùn)輸。

4.3 溢洪道施工

溢洪道位于土壩右壩端，本次除險加固的項目有：新建溢洪道進(jìn)口段、控制段、漸變段、陡槽段和海漫段。

1)砌體拆除：采用1m3挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行拆除。拆除的石料就近堆放，完整塊石保留，用于濾水壩砌筑，其余破碎部分裝8t自卸汽車運(yùn)輸至壩頂，用于壩頂砂石路面。

2)漿砌石施工：采用1m3挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，基礎(chǔ)開挖后，人工修整側(cè)墻基礎(chǔ)，土基采用2.8kW蛙式夯實機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行夯實?；A(chǔ)處理完成后，人工進(jìn)行砌體砌筑。石料場內(nèi)運(yùn)輸均使用膠輪小車，砌筑砂漿采用機(jī)械拌合，人工膠輪小車運(yùn)輸。側(cè)墻砌筑先砌筑角石，在砌筑鑲面石，在砌筑填腹。塊石要內(nèi)外搭接，上下錯縫，丁砌石分布均勻，面積不小于墻砌體全部面積的1/5。砌體砌筑完成后，護(hù)坡和側(cè)墻臨水(空)面，采用M20砂漿抹面。墻后回填土采用人工施工，2.8kW蛙式夯實機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行夯實。

3)底板施工：底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采取人工施工，采用C25混凝土。鋼筋在加工廠制作好后運(yùn)至施工現(xiàn)場，人工布設(shè)底板鋼筋，現(xiàn)場澆筑C25混凝土。采用機(jī)械現(xiàn)場拌制，機(jī)械配合人工用膠輪小車入倉，機(jī)械振搗密實。

4)交通橋施工：采用1m3挖掘機(jī)配合人工進(jìn)行基礎(chǔ)開挖，交通橋橋墩和橋面為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用人工進(jìn)行施工，模板、鋼筋在加工廠制作好后運(yùn)至現(xiàn)場，人工進(jìn)行安裝，橋墩基礎(chǔ)澆筑素混凝土墊層，現(xiàn)場澆筑C25混凝土，機(jī)械配合人工用膠輪小車入倉，機(jī)械振搗。橋上護(hù)欄將半成品運(yùn)至現(xiàn)場后采用人工安裝。橋墩為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其工藝和質(zhì)量要求同上。墩(墻)后回填土采用人工施工，2.8kW蛙式夯實機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行夯實。

5)漸變段及陡槽段矩形槽施工：底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采取人工施工，混凝土采用C25混凝土。鋼筋在加工廠制作好后運(yùn)至施工現(xiàn)場，人工布設(shè)底板鋼筋，現(xiàn)場澆筑C25混凝土?；炷敛捎脵C(jī)械現(xiàn)場拌制，機(jī)械配合人工用膠輪小車入倉，機(jī)械振搗密實。

6)石籠海曼施工：基礎(chǔ)采用1m3挖掘機(jī)開挖，人工修整基礎(chǔ)面，在其上人工鋪設(shè)土工布。石籠鐵絲網(wǎng)采用人工現(xiàn)場編制，人工鋪設(shè)。干砌石采用人工砌筑，塊石運(yùn)輸采用機(jī)械配合人工用膠輪車運(yùn)輸。干砌石砌筑工藝及質(zhì)量要求同濾水壩。

7)圍堰拆除：采用1m3挖掘機(jī)裝8t、自卸汽車運(yùn)輸至土料場，料場覆蓋層恢復(fù)利用59kW推土機(jī)進(jìn)行平整。

溢洪道改建工程于4月下旬開始，5月末全部完工。

5 施工布置設(shè)計與進(jìn)度安排

本工程施工場地布置的原則：以工程所在地區(qū)場地的自然條件為依據(jù)，方便施工、交通便利、減少干擾、利于生活、方便生產(chǎn)、便于管理和少占農(nóng)田，盡量結(jié)合工程所處的地理優(yōu)勢，減少工程投資和不必要的物料運(yùn)轉(zhuǎn)及工程占地，提高生產(chǎn)效率。臨時工程布置在大壩左岸平地，屬于荒地，面積約2000.0m2，，施工交通較為方便。工程臨建房屋、施工用倉庫等均布置在此平地。

鑒于大板一水庫存在問題的嚴(yán)重性、緊迫性，除險加固工程應(yīng)盡早實施，以解除工程憂患，發(fā)揮更大經(jīng)濟(jì)效益。本次除險加固工程施工難度較大，工期短時間緊，故需建設(shè)單位和施工單位精心籌化、合理安排，力爭按時完成項目建設(shè)。因此，本工程于第一年3月末進(jìn)入施工準(zhǔn)備期，同年4月至6月中旬定為工程建設(shè)期，6月末為掃尾期?？偣て?個月。

6 主要材料來源

由于區(qū)域地質(zhì)地貌特征，場區(qū)附近沒有砂石料場，工程選擇直接外購。本工程所需砂料從阜新縣勿歡池砂料場購買，距水庫55.0km，其砂料出廠指標(biāo)中，表觀密度為2.61g/cm3，含泥量為2.2%，細(xì)度為2.8，孔隙率為43%，其它各項指標(biāo)均滿足施工要求；石料從彰武縣五峰鎮(zhèn)鏡內(nèi)的石料場購買，距水庫55.0km，其石料出廠指標(biāo)中，微風(fēng)化花崗巖飽和抗壓強(qiáng)度為163.5MPa，中等風(fēng)化花崗巖為147.9MPa，軟化系數(shù)為0.78，大于0.75，屬于不易軟化巖石，干密度2.66g/cm3，大于2.40g/cm3，滿足施工要求；下游護(hù)坡碎石、壩頂砂石路面和混凝土粗骨料(2級配)均從彰武縣五峰鎮(zhèn)鏡內(nèi)的碎石場購買，運(yùn)距55.0km，其骨料(粒徑為30-50mm)出廠指標(biāo)中，表觀密度為2.64g/cm3，針片狀顆粒含量為7%，含泥量為0.7%，堆積密度為1.61g/cm3，孔隙率為42%，各項指標(biāo)均滿足施工要求；工程所需水泥從阜新市水泥廠購買，運(yùn)距135.0km；鋼筋、鋼材、鐵線、木材、油料等材料從彰武縣城購買，運(yùn)距65.0km。

7 主要技術(shù)供應(yīng)

大板一水庫除險加固工程所需主要機(jī)械設(shè)備如表1。

表1 主要施工機(jī)械設(shè)備表 臺

8 結(jié) 語

總之，通過對大板一水庫除險加固工程項目自然環(huán)境、交通條件、水庫工程的汛期導(dǎo)流、施工布置及工期組織和施工材料等進(jìn)行研究和分析，可以看出該施工組織設(shè)計方案具有可操作性，方案切實可行，該施工組織設(shè)計為水庫除險加固工程的順利實施提供了施工組織保障。工程實施后，將會提高水庫功能和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境檔次和構(gòu)成了人與自然和諧相處的良好投資環(huán)境，因而可以在一定程度上促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

[1]中華人民共和國水利部.SL303—2004水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2004.

[2]中華人民共和國水利部.SL260—98堤防工程施工規(guī)范[S].北京：中國水利水電出版社，2004.

[3]楊旭峰.舟曲城區(qū)段白龍江河道防洪工程施工組織設(shè)計[J].甘肅水利水電技術(shù)，2010(12):47-48.

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1007-7596(2017)03-0083-04

2017-02-26

陳熙(1985-)，男，遼寧阜新人，工程師，從事水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督等工作。

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