隘口水庫灌漿輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

呂理軍

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

隘口水庫位于重慶市秀山土家族苗族自治縣隘口鎮(zhèn)，是一座以灌溉、防洪為主，兼顧供水、發(fā)電、旅游等綜合效益為主的中型水利工程。工程主要由高80.2 m的瀝青砼心墻堆石壩、寬16 m開敞式溢洪道、高55.10 m岸邊斜臥式取水塔及引水隧洞、灌溉干支渠114.92 km、2座電站及1座水廠等組成。總庫容3580萬m3，灌溉面積1.34萬hm2，輔助系統(tǒng)有助于灌漿施工的順利進(jìn)行?；诖?，本文針對水庫的灌漿輔助系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。

1 灌漿工程概況

隘口工程基礎(chǔ)施工主要是帷幕灌漿和固結(jié)灌漿。工程量清單中固結(jié)灌漿86000 m3，帷幕灌漿130000 m3。

固結(jié)灌漿主要布置在壩基和兩壩肩邊坡。調(diào)整后，固結(jié)灌漿主要布置在壩軸線至上游50 m和下游30 m及兩壩肩邊坡上。固結(jié)灌漿分三序施工，孔間、排距為3.0 m×3.0 m，最大灌漿壓力為1.0 MPa，孔深為入巖10 m～30 m?？偣こ塘考s為31000 m3。

帷幕灌漿作了相應(yīng)的調(diào)整。懸掛式防滲帷幕總長1383 m，沿左右兩岸不同高程分別布置三條灌漿平洞和河床段基礎(chǔ)灌漿廊道。防滲帷幕灌漿孔位布置Ⅰ區(qū)按三排孔布置，Ⅱ區(qū)按二排孔布置，Ⅲ區(qū)按一排孔布置，排距1.2 m，孔距2.0 m。最大灌漿壓力為3.5 MPa，最大孔深為201 m，總工程量約為145000 m3。

2 灌漿施工難點(diǎn)分析

隘口水庫帷幕灌漿工期13個(gè)月，平均每月完成10000 m3，每天需完成333 m3。要達(dá)到這樣的施工強(qiáng)度，需要投入鉆灌設(shè)備55臺(tái)套，不間斷施工；施工用電約需要2500 kW·h；每天將產(chǎn)生約100 t的廢渣、1000 m3～1500 m3的施工廢水。

2.1 現(xiàn)場灌漿

隘口水庫帷幕灌漿布置在左右兩岸的灌漿廊道和壩基廊道內(nèi)，進(jìn)入帷幕灌漿施工區(qū)必須經(jīng)過交通洞、支洞等，最遠(yuǎn)距離達(dá)到2000 m，給輸送漿液帶來了極大的困難：①輸漿管路長廢漿量增大；②輸送距離遠(yuǎn)，因漿液發(fā)熱等形成廢漿；③輸漿管路維護(hù)難度大。

2.2 現(xiàn)場施工用電

由于左右岸下層和上層灌漿平洞均較長，距離現(xiàn)場變壓器在1500 m以上，為滿足施工需要必須采用高壓輸電進(jìn)洞。但灌漿平洞的斷面尺寸僅寬3 m、高3.5 m，洞內(nèi)變壓器難以布置。

2.3 清渣排污

施工產(chǎn)生的廢渣全部要由人工清理和運(yùn)輸，要從作業(yè)面、爬斜坡廊道、過施工支洞、經(jīng)交通洞，才運(yùn)出洞外，最遠(yuǎn)距離達(dá)到1200 m；施工污水必須安裝大功率的排污泵，并安裝管道經(jīng)以上所述通道才送到洞外。

綜上所述，隘口水庫帷幕灌漿工程采用輔助系統(tǒng)方案勢在必行。灌漿輔助系統(tǒng)包括供漿、供電、供水及排污等系統(tǒng)。

3 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 輔助系統(tǒng)生產(chǎn)能力要求

1）供漿系統(tǒng)

按施工強(qiáng)度每天需要攪拌333 t水泥，考慮施工的客觀暫停、設(shè)備的工作能力等多因素，供漿能力要達(dá)到每天攪拌500 t～1000 t水泥的要求。

2）施工供電

供電系統(tǒng)要充分考慮電壓損失，高峰施工期的最大設(shè)備配置，零星用電等，供電能力要達(dá)到4000 kW·h。

3）排污系統(tǒng)

排污系統(tǒng)充分考慮施工時(shí)產(chǎn)生的廢水、下雨積水、地下涌水、汛期排水等，而且排污系統(tǒng)必須保證全天運(yùn)轉(zhuǎn)，能力達(dá)到100 m3/h～150 m3/h。

4）供水系統(tǒng)

帷幕布置在左右兩岸的各層灌漿廊道內(nèi)和壩基廊道內(nèi)，必須保證兩岸各層灌漿施工的用水，因此，兩岸都要建造大型的供水池。左岸考慮從導(dǎo)流洞入口前抽水，右岸考慮從大壩下游抽水，抽水能力達(dá)到120 m3/h～150 m3/h。

3.2 系統(tǒng)參數(shù)確定

3.2.1 施工供漿

供漿能力要達(dá)到每天攪拌500 t～1000 t水泥的要求，必須建立集中制漿站。根據(jù)對制漿能力的需要，對制漿參數(shù)進(jìn)行相關(guān)論證。

1)綜合國內(nèi)其他工程實(shí)際，尚未有使用大攪拌能力的制漿站。一般每小時(shí)制漿能力也就是攪拌5 t～10 t，常規(guī)的制漿站不能滿足隘口灌漿工程的需要。

2)建立兩座制漿站，左右兩岸各布置一個(gè)。

3)站內(nèi)配置兩套制漿設(shè)備，單機(jī)能力達(dá)到20 m3/h～30 m3/h。

4)站內(nèi)儲(chǔ)存水泥能力達(dá)到500 t。

5)與相關(guān)廠家聯(lián)系，進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)制造。

3.2.2 施工供電

施工高峰期總用電達(dá)到4000 kW·h，但受現(xiàn)場條件限制，左右岸只能布置的變壓器容量為2250 kW·h，達(dá)不到高峰施工用電需要。為此，采用分區(qū)施工布置，集中施工。對于左右兩岸上、下層灌漿廊道和壩基灌漿廊道距變壓器較遠(yuǎn)的現(xiàn)狀，至少布置雙線路。供電線路采用240 mm2的銅芯線，以減少電壓損失。

3.2.3 施工排污

經(jīng)論證排污能力需達(dá)到100 m3/h～150 m3/h，揚(yáng)程達(dá)到40 m以上，能夠連續(xù)工作。

3.2.4 施工供水

施工供水主要是確定抽水設(shè)備的能力。根據(jù)現(xiàn)場抽水點(diǎn)位置，抽水設(shè)備能力要在120 m3/h～150 m3/h，揚(yáng)程在100 m以上。左右岸各建造一個(gè)300 m3的儲(chǔ)水池。

3.3 輔助系統(tǒng)選址與建造

施工供電布置在各層灌漿廊道的下游邊壁上，排污系統(tǒng)安裝管路排放到業(yè)主指定位置。

3.3.1 施工供水系統(tǒng)

1）建造位置選擇

供水系統(tǒng)主要有兩部分組成，一個(gè)是水池，另一個(gè)是供水。

經(jīng)過現(xiàn)場查看，受現(xiàn)場條件限制，左岸水池只能選擇在326國道旁邊，與左岸上層灌漿廊道的高差很?。挥野锻墁F(xiàn)場每件限制，只能選擇在右岸上層灌漿廊的洞口，與右岸上層灌漿廊沒有高差。

2）供水系統(tǒng)建造

（1）建造方案：水池采用磚混鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，供水管道采用φ150 mm鋼管。

（2）水池的建造：開挖左岸儲(chǔ)水池地基時(shí)發(fā)現(xiàn)溶蝕嚴(yán)重，使用了較多的混凝土加固地基，成本很大，受到這些條件的限制，也漿原定的300 m3減少到了200 m3。

在建造右岸儲(chǔ)水池時(shí)，提出了利用鋼板焊接的思路，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面對磚混鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼板結(jié)構(gòu)又進(jìn)行了充分的論證，認(rèn)為采用鋼板焊接從技術(shù)上更可行，經(jīng)濟(jì)上更合理，為此，將右岸儲(chǔ)水池調(diào)整為鋼板焊接結(jié)構(gòu)。

（3）取水點(diǎn)位置：左岸從導(dǎo)流洞進(jìn)口上面取水，右岸從大壩下游取水，使抽水距離更短，最大限度發(fā)揮抽水泵的能力。

（4）抽水泵：最后選擇了供水量180 m3/h，揚(yáng)程120 m。

（5）現(xiàn)場供水：漿施工現(xiàn)場劃分成小區(qū)域，規(guī)劃每個(gè)施工區(qū)域投入的灌漿設(shè)備，各施工區(qū)域采用φ108 mm鋼管單獨(dú)供水，對于巖溶發(fā)育強(qiáng)烈的部位、灌漿孔較深的部位，即用水量大的部位采用多供水管道。

3.3.2 施工供漿系統(tǒng)

1）集中制漿站建造位置選擇

經(jīng)過現(xiàn)場查看，左岸集中制漿站選擇在326國道旁邊；右岸集中制漿選擇在右岸中層灌漿廊道口附近，向右岸上層、中層供漿時(shí)為壓力供漿。

2）供漿系統(tǒng)建造

（1）集中制站建造方案

左岸集中制漿站使用分局原有設(shè)備建造，制漿能力在8 m3/h左右。右岸巖溶強(qiáng)烈發(fā)育，右岸集中制漿站的能力要達(dá)到30 m3/h，采用全自動(dòng)制漿系統(tǒng)。

（2）建造實(shí)施

根據(jù)資料，左岸地層相對較好，巖溶發(fā)育較弱，右岸巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，地層條件很差。左岸制漿站，受現(xiàn)場條件限制，布置3個(gè)水泥罐，可裝200 t水泥，布置1臺(tái)制漿機(jī)，建造在左岸326國道旁邊；右岸制漿站，經(jīng)多處比選，選擇在右岸中層灌漿廊道洞口附近；站內(nèi)漿布置4個(gè)水泥罐，可儲(chǔ)存500 t水泥，布置2臺(tái)0.6 m3制漿機(jī)。上料、供水、制漿、放漿等全部采用自動(dòng)化，一個(gè)循環(huán)用時(shí)6 min～8 min，可達(dá)到制漿能力。

（3）現(xiàn)場供漿

制漿站配置2臺(tái)排量在450 L/min的送漿泵，供漿管路采用φ50 mm鋼管，布置到各個(gè)作業(yè)面。采用φ50 mm鋼管，主要考慮漿液的輸送速度、管道發(fā)熱、沉淀等因素。

4 結(jié)語

通過分析，隘口水庫帷幕灌漿施工的中，左右兩岸各布置一個(gè)制漿站和300 m3的儲(chǔ)水池，分區(qū)施工布置，集中施工。左岸水池只能選擇在326國道旁邊，與左岸上層灌漿廊道的高差很??；右岸同受現(xiàn)場每件限制，只能選擇在右岸上層灌漿廊的洞口，與右岸上層灌漿廊沒有高差。左岸集中制漿站選擇在326國道旁邊；右岸集中制漿選擇在右岸中層灌漿廊道口附近，存在向右岸上層、中層供漿時(shí)為壓力供漿。供漿系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和排污系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)可靠運(yùn)行、協(xié)同作業(yè)，為隘口帷幕灌漿施工奠定了基礎(chǔ)，保證了隘口水庫的帷幕灌漿施工順利進(jìn)行。