復合土工膜面板堆石壩無動力自浮式攔污漂施工創(chuàng)新技術應用實踐

李小峰，馬文振

（中國水電建設集團十五工程局有限公司國際公司,陜西 西安 710065）

1 概述

老撾南歐江六級水電站大壩為復合土工膜面板堆石壩,大壩防滲結構為復合土工膜,復合土工膜采用符合國際標準的3.5 mm厚PVC土工膜,一布一膜結構,每平方米重700 g。且大壩上游為全裸露結構。老撾南歐江六級水電站計劃2015年10 月初開始下閘蓄水,水庫死水位為490.0 m高程,根據相關會議要求,設計院完成了攔污漂的設計圖并與9月初發(fā)至現場。該方案基礎開挖高程為484.0 m高程,土建開挖支護及混凝土施工高度均為36 m,工程量較大,經分析施工工期需要4.5 個月,加之9 月份開挖施工期處于主汛期,土建施工效率極低,工期會嚴重拖延,無法滿足下閘蓄水以前完成的要求,嚴重影響項目總體大局。

經各方溝通,建議采用簡易攔污漂方案,由施工方對水庫攔污漂進行設計、采購、施工。經過查詢、咨詢多方資料,結合同類工程結構設計方案,初步確定了攔污漂方案（見圖1）。

圖1 無動力自浮式攔污漂示意圖

2 設計方案

2.1 材料選用

設計方案初期,經過市場調查,結合已建項目攔物漂材料使用情況反饋,對圓形塑料桶、圓形鐵皮桶及PE塑料浮筒等進行耐腐蝕性、抗氧性、耐久性、美觀性及價格綜合型對比分析,三種材料投資基本相同,但圓形塑料桶及圓形鐵皮桶耐久性差,三種材料相比,PE塑料浮筒更為美觀,且前兩者不具備承載能力,PE塑料浮筒承載力較大,可兼顧做為打撈平臺。PE塑料浮筒作為新型環(huán)保產品,具有以下特點：

（1）材質采用高分子量高密度合成材料,為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫化線的強化材質,不受海水、化學品、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環(huán)境。

（2）浮筒體上部表面采用防滑花紋設計,安全穩(wěn)固；四角皆為圓弧鈍角造型,避免一般水泥、 木制、鐵制設施所常見的危險,例如：滑倒、被碎木屑、銹釘刺傷等。

（3）較高承載力,筒體平穩(wěn)、耐久,每平方米的浮力可達350kg以上。

（4）本產品使用壽命在15 年以上,除遇強自然力及人為的不當使用,不需花費任何保養(yǎng)、維修費用。

（5）組裝簡易、快速、靈活、造型多樣,整體采用模塊結構,可配合各種景觀的需要,迅速更換平臺造型；外觀色彩亮麗,造型優(yōu)美,為景區(qū)錦上添花,增強宣傳效果。

（6）造價合理、經濟,從長遠的觀點來看,可省下龐大的維護、保養(yǎng)、更替、檢修的費用及時間。

（7）配套設備齊全,如系船栓、纜樁、防撞球、護欄、登岸舷橋等,可靠泊各種大小船只；并因水上浮動平臺其浮力的特性,可隨水位起落而自動升降,旅客上下船只安全、舒適。

2.2 方案設計

根據大壩面板上游匯水區(qū)域,結合現場各個建筑布置位置,將浮筒式攔污漂布置在引水洞進水塔與溢洪道引渠段左岸圓弧段端頭,攔污漂長度295.0 m,確保浮筒攔污漂遠離土工膜,浮筒式攔污漂設計寬度2.5 m,攔污漂兩端分別固定在溢洪道圓弧段端頭（512.0 m高程）及引水洞進水塔下游側（515.0 m高程）分別植筋,用于固定攔污漂端頭,植筋深度0.2 m,外露10 cm,端頭加工成圓形用于固定纜繩,鋼筋采用Φ20 鋼筋,攔污漂下游固定在防浪墻頂部（在混凝土澆筑時進行預埋,布置在515.0 m高程）,每20 m設置一個固定點,固定采用丙綸編織繩（直徑14 mm）（見圖2）。

圖2 溢洪道引渠段鋼絲繩軌道錨固方式示意圖（引水洞進水塔做法相同）

浮筒式攔污漂采用浮筒拼裝成型,兩側及兩端頭采用紅色浮筒,中間部分采用藍色浮筒。單個浮筒尺寸：500 mm×500 mm×400 mm（高度為400 mm）,單個重量約7.0 kg,每平方米由4 個浮筒組成,每平方米承重力為325 kg,空載吃水深約2.0 cm~2.5 cm,承載180 kg時吃水深約10 cm~15 cm。浮筒在-40℃~75℃屬于正常工作溫度。水面風浪5 級以下屬于安全使用范圍。5~8 級水面風浪為極限使用狀況。單體浮筒對角連接耳可承受1500 N以上拉力,而不變形、斷裂。單體浮筒對邊大于2500 N（見圖3）。

圖3 攔污漂示意圖

浮筒連接配件有短接連栓、長接連栓、側面固定栓、間隙墊片、羊角栓及防噴組成。

2.3 施工作業(yè)

浮筒式攔污漂采用人工結合船只平臺直接在水面上鋪設組裝（見圖4）。首先,將浮筒按圖紙尺寸組裝在一起,將浮筒各部件鎖定牢固,成為一個整體；然后采用圓環(huán)將攔污漂分別與引水洞進水塔及溢洪道引渠段兩端制作完成的軌道相連接,最后采用丙綸纜繩將攔污漂兩端分別固定在防浪墻兩端,單根固定最長點繩長145 m,最短繩長85 m。

圖4 浮筒安裝步驟圖

浮筒式攔污漂隨水位在鋼絲繩軌道上自由調節(jié),鋼絲繩軌道共計4 根,分別布置在引水洞進水塔下游側483.0 m平臺及溢洪道引渠圓弧段481.0 m平臺,一邊兩根,兩根軌道間距2.5 m。軌道鋼絲繩加固基礎地板進行錨固,錨固深度20 cm,然后采用C25 混凝土澆筑,錨固塊尺寸為4 m×2 m×1 m。將18#槽鋼（錨固采用8個膨脹螺栓固定）錨固在引水洞進水塔515.0 m平臺及溢洪道引渠圓弧段伸出至錨固塊頂部,然后經軌道鋼絲繩固定在槽鋼頂部,在頂部安裝緊繩器,用于調整軌道鋼絲繩松緊。

3 結語

該大型無動力自浮式浮筒攔污漂系統(tǒng),用于替代設計方提供的設計方案,并實現了新型材料在水利工程上的應用,達到三個目的：第一,滿足庫區(qū)對雜物、樹木及生活垃圾等垃圾的攔截作用,從而起到對復合土工膜的保護；第二,攔污漂系統(tǒng)需隨水位上下自由浮動,浮動范圍高程22m；第三,施工方便、快捷、節(jié)省施工工期和施工成本,施工質量的可控性,最重要的是可為實現老撾南歐江水電站能如期蓄水做出重要的貢獻,可廣泛用于水電站進水口、城市自來水取水口及其他工業(yè)取水等。