會昌縣石陂水庫施工要點分析

何偉華

(會昌縣水利局，江西 贛州 342600)

0 前 言

位于高排鄉(xiāng)南田村的會昌縣石陂水庫屬于小(1)型水利樞紐工程，以灌溉和供水為主，擁有3.4km2的壩址以上集水面積。水庫正常蓄水位、總庫容、死水位、死庫容分別為335.00m、2088萬m3、314.00m、10萬m3，采用混凝土重力壩。工程區(qū)位于低山丘陵剝蝕地貌，河岸邊坡未見大規(guī)模泥石流、滑坡等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。

1 工程概況

石陂水庫樞紐由擋、泄水、輸水取水及放水建筑物組成，按“一”字排開的壩軸線上建筑物從右至左分別為66m的右岸非溢流壩壩段、15m的輸水取水口壩段、13m的溢流壩壩段、15m的放水孔壩段、45m的左岸非溢流壩壩段，壩頂長、最大壩高、壩頂高程分別為154m、43.08m、338.08m，采用分層取水布置結(jié)構(gòu)的取水口，壩體埋設(shè)的取水涵管為DN800鋼管。工程施工場地較開闊、混凝土工程量大且會受到施工洪水影響，因此施工導(dǎo)流貫穿于整個工程施工，能夠提供機(jī)械化施工條件。介于篇幅限制，文章主要對石陂水庫的施工導(dǎo)截流、大壩工程、金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝三個環(huán)節(jié)的施工及管理進(jìn)行深入探討，表1為工程選定規(guī)模主要特征指標(biāo)表，圖1為水庫庫容曲線圖[1]。

表1 工程選定規(guī)模主要特征指標(biāo)表

圖1 水庫庫容曲線圖

2 施工難點

會昌縣石陂水庫施工難點主要體現(xiàn)在施工導(dǎo)截流、大壩工程施工兩方面。圍繞施工導(dǎo)截流進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，工程等別為Ⅳ等，主要建筑物為4級，相應(yīng)大壩導(dǎo)流建筑物為5級。5級臨時建筑物對應(yīng)土石類導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為5-10a一遇，工程選用5a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)工程的規(guī)模及施工進(jìn)度安排，選擇導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)和時段分別為：枯水期導(dǎo)流時段為10-2月，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5a一遇，相應(yīng)流量Q=3.5m3/s。全年度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)P=10%，相應(yīng)流量Q=47.1m3/s，導(dǎo)流方式優(yōu)選、導(dǎo)流建筑物施工均屬于施工需要關(guān)注的重點；作為工程的重點組成，大壩工程施工同樣具備多方面難點，如溢流壩、非溢流重力壩、沖砂放空孔壩段、輸水取水口壩段等處的施工，文章研究將綜合介紹大壩施工要點。

3 各階段施工要點

3.1 施工導(dǎo)截流

3.1.1 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)及時段

作為典型的小(1)型水庫，石陂水庫主要建筑物為4級、工程等別為Ⅳ等、大壩導(dǎo)流建筑物為5級，選用5a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)施工進(jìn)度安排及工程規(guī)模，施工選擇10-2月作為枯水期導(dǎo)流時段，相應(yīng)流量為3.5m3/s，采用5a一遇的導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)，全年度汛洪水標(biāo)準(zhǔn)、相應(yīng)流量分別為10%、47.1m3/s。

3.1.2 導(dǎo)流方式

導(dǎo)流方式選擇基于工程總工期的安排、壩址河谷地形地質(zhì)條件、樞紐布置確定，采用一次斷流、全斷面圍堰擋水的導(dǎo)流方式，上、下游在枯水期時全河段截流，利用圍堰內(nèi)側(cè)導(dǎo)流涵管或?qū)Я髅髑?、圍堰下部預(yù)埋涵管導(dǎo)流。大壩在枯水期分別為兩個施工時段，第一時段需首先進(jìn)行左岸放空孔壩段、非溢流壩段、1孔溢流壩壩段，期間的導(dǎo)流基于右岸開挖的明渠和圍堰下部預(yù)埋涵管實現(xiàn)。第二時段指的是澆筑放空孔壩段至310.50m以上后，大壩放空孔應(yīng)基于導(dǎo)流涵管連接圍堰下部預(yù)埋涵管，并以此開展右岸輸水取水壩段、非溢流壩、1孔溢流壩壩段施工，期間的導(dǎo)流基于圍堰下部預(yù)埋涵管和導(dǎo)流底孔實現(xiàn)。上、下游施工圍堰需在汛前拆除，已建大壩導(dǎo)流底孔負(fù)責(zé)全年度汛導(dǎo)流，大壩壩體澆筑應(yīng)在遇洪水時暫停，此時應(yīng)允許壩面過水[2]。

3.1.3 導(dǎo)流建筑物施工

石陂水庫的導(dǎo)流建筑物包括施工圍堰、導(dǎo)流明渠、導(dǎo)流涵管。施工圍堰采用土石圍堰作為上、下游橫向圍堰，采用編織袋土護(hù)坡作為迎水坡，圍堰頂高程、迎水面坡度、堰頂寬、背水面坡度、編織袋土護(hù)坡厚度分別為308.00m、1∶2.0、3.0m、1∶2、0.5m，上、下游橫向圍堰堰頂長分別為26m、60m；導(dǎo)流明渠底寬、左右岸坡比分別為3.0m、1∶1.0，明渠段長、縱坡、上游渠底高程分別為70m、1/100、306.50m；導(dǎo)流涵管采用壁厚100mm的D1000mmⅡ級混凝土預(yù)制涵管，上游圍堰、下游預(yù)埋涵管總長分別為6m、33m，同時存在總長83m的上下游橫向圍堰與放空孔導(dǎo)流涵管。在具體的導(dǎo)流建筑物施工中，工程采用自卸汽車于填筑地點運(yùn)土，并利用開挖料，配合推土機(jī)平料、振動碾壓實滿足施工需要，圍堰拆除在施工后期進(jìn)行，反鏟拆除，棄渣由自卸汽車運(yùn)輸，同時采用雙膠輪車將拌制后的混凝土運(yùn)至工地現(xiàn)場直接入倉，表2為施工導(dǎo)流主要工程量表。

表2 施工導(dǎo)流主要工程量表

3.2 大壩工程施工

1)土方開挖：該環(huán)節(jié)主要圍繞全風(fēng)化巖、表土、覆蓋層開展不用鉆爆的開挖，場區(qū)回填和圍堰填筑會使用開挖料，其余運(yùn)至渣場棄渣。具體施工過程采用推土機(jī)負(fù)責(zé)河床部分集渣，反鏟挖掘機(jī)負(fù)責(zé)挖裝，出渣由5-15t自卸汽車負(fù)責(zé)。采用推土機(jī)負(fù)責(zé)兩岸岸坡施工，以此推到相應(yīng)的開挖出渣平臺，裝渣采用1-2m3正鏟，自卸汽車出渣。直接采用1.0m3挖掘機(jī)進(jìn)行不用鉆爆部位的邊坡修整，集渣與清理工作面由推土機(jī)配合。

2)石方開挖：采用潛孔鉆鉆孔、炸藥爆破進(jìn)行石方開挖，挖裝采用1.0m3挖掘機(jī)，自卸汽車運(yùn)輸，填筑圍堰使用部分渣料，其余棄渣至棄渣場。需留50cm厚的保護(hù)層于設(shè)計開挖面以上，此處開挖采用風(fēng)鎬松動方法或淺孔小孔徑小炮爆破施工，人工運(yùn)輸出渣，特殊情況需開展預(yù)裂爆破施工或針對性設(shè)置防震孔[3]。

3)混凝土工程施工：采用由強(qiáng)制式攪拌樓(1×2m3)、骨料輸送系統(tǒng)、水泥倉庫組成的混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)，布置于大壩右岸下游，采用自卸汽車負(fù)責(zé)混凝土水平運(yùn)輸，垂直運(yùn)輸采用10/25t塔機(jī)1臺布置于大壩下游，混凝土入倉基于塔機(jī)吊罐完成，采用履帶式起重機(jī)用于塔機(jī)覆蓋不到地方。具體的混凝土施工流程為：“施工準(zhǔn)備→測量放樣→清理基面→安裝模板→混凝土澆筑→處理伸縮縫→拆模養(yǎng)護(hù)”。在施工準(zhǔn)備階段，需針對性設(shè)置擋水圍堰并進(jìn)行集水坑抽水、周邊排水溝開挖，以此避免場外水影響施工，同時做好積水的排除工作；在測量放樣階段，采用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、鋼尺，放樣樁按照伸縮縫間距設(shè)置，施工過程需有針對性的保護(hù)水準(zhǔn)點、基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)點；在清理基面階段，需清除巖基上松動巖石、泥土、雜物，隨后進(jìn)行混凝土澆筑。在第一層混凝土澆筑前，需鋪設(shè)一層水泥砂漿，厚度在2-3cm，采用與混凝土澆筑強(qiáng)度相適應(yīng)的砂漿水灰比，需保證基巖石與混凝土結(jié)合良好；在安裝模板階段，采用懸臂大模板用于永久外露面大體積混凝土施工，采用組合鋼模板用于門槽二期等部位施工，采用散鋼模進(jìn)行墊層混凝土施工，采用木模板進(jìn)行基巖間的填縫施工，采用定型鋼模板用于溢流壩閘墩圓頭和溢流面施工，采用散裝木模用于不規(guī)則部位施工。在具體安裝模板前，測量放樣需基于結(jié)構(gòu)物外形設(shè)計尺寸進(jìn)行，控制點需多方向設(shè)立，架模時需在木支撐上固定模板釘，并在堅固的地面上支承木支撐。

在混凝土澆筑階段，工程在拌和場集中攪拌混凝土，需進(jìn)行2-3min拌和，并針對性設(shè)置出口緩溜，采用雙膠輪車或混凝土罐運(yùn)輸?shù)幕炷列璞ＷC倉面與入口垂直距離在1.5m內(nèi)，如存在過大的垂直距離，必須針對性設(shè)置溜筒或溜槽緩置。埋石混凝土埋石率為15%，具體施工需首先鋪設(shè)一層混凝土和一層塊石，為保證塊石沉入混凝土中，需開展振搗密實處理，采用<1/3的最小一次澆筑混凝土塊體尺寸作為埋石用塊石尺寸標(biāo)準(zhǔn)，塊石應(yīng)保證無風(fēng)化或裂縫、質(zhì)地堅硬新鮮，且存在300kg/cm2以上的飽和抗壓強(qiáng)度并清洗干凈。具體施工過程的混凝土打底厚度為100-150mm，具體施工需均勻排列鋪放石料，并做到小頭朝上、大頭向下、受力與石料的紋理方向垂直，石料與模板(或槽壁)、石料與石料的間距需分別控制在100mm、150mm及以上。鋪放石料后按照每層200-250mm厚度進(jìn)行混凝土施工，通過逐層鋪石料并澆筑混凝土完成施工，石料頂面的混凝土覆蓋層最薄應(yīng)為100mm；在處理伸縮縫階段，需在混凝土施工完成后進(jìn)行伸縮縫施工，需按照模板與設(shè)計厚度在分縫處安裝上瀝青木板；在拆模養(yǎng)護(hù)階段，灑水養(yǎng)護(hù)需在施工完成后12-18小時內(nèi)進(jìn)行，需鋪蓋草簾保濕，養(yǎng)護(hù)時間為7d。需基于施工圖紙規(guī)定進(jìn)行模板拆除，避免出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度、拆模損失等問題。

4)鉆孔和灌漿施工：施工采用移動式空壓機(jī)供風(fēng)進(jìn)行灌漿鉆孔施工，施工用水來自集中供水系統(tǒng)，同時布置集中制漿站、廢漿沉淀池(2m3)、排水排污溝。基于混凝土蓋重進(jìn)行固結(jié)灌漿，采用1m厚蓋重混凝土，帷幕灌漿在固結(jié)灌漿合格后進(jìn)行，在廊道內(nèi)進(jìn)行設(shè)廊道部位的帷幕灌漿施工。正在灌漿或完成灌漿的地區(qū)不進(jìn)行爆破作業(yè)，具體包括附近30m內(nèi)，特殊情況需開展針對性爆破設(shè)計并輔以防震、減震措施，排水孔鉆進(jìn)不得在灌漿孔尚未完成前進(jìn)行?；A(chǔ)固結(jié)灌漿施工嚴(yán)格遵循“分序加密”原則，采用移動空壓機(jī)和錨固鉆機(jī)(MGJ—50型或MD30型)進(jìn)行鉆孔，采用“循環(huán)式”灌漿方式進(jìn)行固結(jié)灌漿，對于6m內(nèi)、6m及以上的固結(jié)灌漿孔，分別采用一段灌漿、阻塞分段灌漿(自上而下)施工方法。基礎(chǔ)帷幕灌漿采用150型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔與分段循環(huán)式灌漿法(自上而下)，灌漿采用BW—250/50型泥漿泵。

5)土石方填筑施工：土石方填筑施工涉及的內(nèi)容包括填筑土石圍堰、場地回填平整、棄渣場棄渣填筑。在土石圍堰填筑施工中，工程采用水平分層填筑方法，同時采用平鋪法推進(jìn)，縱向分層填筑基于填筑區(qū)橫斷面全寬度開展，厚度、振動碾碾壓次數(shù)分別為50cm、3-5次，分層層數(shù)計算需結(jié)合建筑高度；場地回填平整基于開挖料進(jìn)行施工，在清理完成后，原始地面坡需開展針對性的降坡處理，處理對象為陡于1∶1.5的坡面，施工過程需保證縱向和橫向填層平順均勻，最終達(dá)到預(yù)期碾壓效果；棄渣場棄渣填筑采用80cm內(nèi)的鋪筑厚度，堆渣分層碾壓，以此開展棄土造田，需保證壓實干容重最低為1.90t/m3，施工過程需碾壓3遍(14T振動碾)。

4 結(jié) 論

綜上所述，會昌縣石陂水庫各段施工涉及內(nèi)容較為復(fù)雜。在此基礎(chǔ)上，文章涉及的施工導(dǎo)截流、大壩工程施工等內(nèi)容，則直觀展示了工程施工要點。為更好保證水庫工程施工質(zhì)量，先進(jìn)質(zhì)量控制技術(shù)的推廣、質(zhì)量管理考評體系的建設(shè)、質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制的完善也應(yīng)得到重視。