磨刀坑水庫溢洪道掛網(wǎng)加固技術(shù)探析

劉夢秋,周佳駿

(中國水利水電第五工程局有限公司,成都 610066)

溢洪道是水庫等水利建筑物的防洪設(shè)備,主要結(jié)構(gòu)包括進水口、控制段、泄槽段、消能段、海漫段、尾水渠等六部分。當(dāng)水庫里水位超過安全限度時,水就從溢洪道向下游流出,防止水壩被毀壞。溢洪道破壞體現(xiàn)為沉降開裂、沖刷破壞或自然風(fēng)化,其中沖刷破壞為常見病害,即溢洪道在高速水流、夾砂水流或硬物撞擊等因素的作用下出現(xiàn)破損、泄槽變形、滲漏、裂縫或塌陷等現(xiàn)象[1]。

1 工程概況

磨刀坑水庫位于廣州市白云區(qū)同和街道,是一座以防洪為主,兼有養(yǎng)殖、觀賞、水環(huán)境調(diào)節(jié)等綜合利用的小(1)型水庫。設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。校核洪水位32.61m,設(shè)計洪水位31.99 m,正常蓄水位30.38 m,防洪限制水位30.38 m,死水位20.52 m,堰頂高程30.38 m,設(shè)計泄洪流量62.5 m3/s,校核泄洪流量102 m3/s。原狀溢洪道為漿砌石結(jié)構(gòu),2017年9月,廣州市水務(wù)科學(xué)研究所出具的《廣州市白云區(qū)磨刀坑水庫大壩安全鑒定報告》顯示,溢洪道部分區(qū)域出現(xiàn)砂漿或塊石脫落、側(cè)墻沉降開裂、混凝土底板沖刷嚴(yán)重等安全隱患,隱患長度達336 m。

2 方案選擇

針對溢洪道病險問題,主要歸納3種處理方案,即局部砂漿修補、拆除重建、底板及側(cè)墻掛網(wǎng)加固。砂漿修補措施簡單方便,使用預(yù)拌砂漿對破損或開裂部分進行局部修補,此方法只能處理眼見表層病害,潛在性病害問題無法根治;溢洪道結(jié)構(gòu)拆除重建施工方法涉及土石方開挖量大,投入資源較多,施工面要求高,工期長,施工成本高,對于搶險加固局限性大;底板及側(cè)墻掛網(wǎng)加固施工方式為在清洗干凈結(jié)構(gòu)表面布置鋼筋網(wǎng)片,再澆筑20 cm厚細(xì)石混凝土,達到消除表面沖刷病害和塊石或砂漿脫落病害,施工方便、快捷,能在不影響防汛的前提下徹底消除溢洪道現(xiàn)狀病害。故選擇底板及側(cè)墻掛網(wǎng)加固為磨刀坑水庫溢洪道病害問題處理方案。

3 施工方案

考慮到磨刀坑水庫溢洪道側(cè)墻高2 m到5 m不等,采取每20 m一倉跳倉澆筑的方式作業(yè),底板寬度為17 m至22 m不等,采取左右幅分開施工,同副20 m長度跳倉施工的方式作業(yè),避免由于高溫天氣混凝土表面出現(xiàn)開裂等病害問題[2]。

3.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→溢洪道邊墻清理→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→伸縮縫布置→支設(shè)邊墻模板→澆筑側(cè)墻C25細(xì)石混凝土→養(yǎng)護→溢洪道底板清理→鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→伸縮縫布置→支設(shè)底板模板→澆筑底板C25細(xì)石混凝土→養(yǎng)護。

3.2 施工準(zhǔn)備

3.2.1 水電路準(zhǔn)備

溢洪道掛網(wǎng)加固施工用水利用離心泵抽取庫水,分別接φ50軟管至工作面,用于溢洪道底板及側(cè)墻表面沖洗、模板沖洗及后期混凝土養(yǎng)護。施工用電采用現(xiàn)場10kw汽油發(fā)電機發(fā)電,用于現(xiàn)場模板安裝、抽水、混凝土澆筑振搗等?，F(xiàn)場施工道路通暢,可從下游鐵門處直接進入溢洪道內(nèi)作業(yè)施工。

3.2.2 技術(shù)準(zhǔn)備

由項目工程部編制溢洪道掛網(wǎng)加固施工方案,經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后上報監(jiān)理工程師審批,監(jiān)理工程師審批同意后,在作業(yè)人員設(shè)備進場前,施工方案編制人或工程部負(fù)責(zé)人組織對作業(yè)人員和管理人員進行施工方案技術(shù)交底。

3.2.3 資源配置準(zhǔn)備

作業(yè)班組按照施工方案和技術(shù)交底要求,組織與現(xiàn)場施工強度匹配的人員和設(shè)備進場作業(yè),包含裝載機、自卸車、罐車、震動棒、汽車吊等。

3.2.4 材料準(zhǔn)備

按照設(shè)計圖紙要求,采購合格的直徑為12 mm、14 mm鋼筋進場,進場后隨機抽取鋼筋復(fù)檢,檢測合格后方可投入現(xiàn)場使用。

3.3 施工要點

3.3.1 溢洪道側(cè)墻清理

溢洪道側(cè)墻清理內(nèi)容主要包括表面雜物、松散塊石、松散砂漿、表面起伏較大部位等內(nèi)容,采取人工使用鐵鍬、水管等工具進行表面剔除清理和沖洗,達到側(cè)墻表面平整度基本一致的效果。

3.3.2 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)

在修整好的側(cè)墻面上,鋪上一層φ8@200×200鋼筋網(wǎng),網(wǎng)筋之間用扎絲間隔綁扎并在內(nèi)外側(cè)間隔綁扎5 cm厚混凝土墊塊。邊墻上鋼筋網(wǎng)每隔1m間距梅花形鉆入10 cm深直徑為16 mm孔洞,再灌入植筋膠,植入錨筋與墻壁相連,錨筋外側(cè)加工成90 °彎鉤,并與鋼筋網(wǎng)片綁扎牢固,確保澆筑混凝土?xí)r不發(fā)生移位。

3.3.3 伸縮縫布置

伸縮縫使用材料為2 cm厚瀝青模板,根據(jù)原狀漿砌石側(cè)墻沉降縫位置布置瀝青模板,瀝青模板兩側(cè)鋼筋隔斷并距離瀝青模板不小于1 cm,避免損壞瀝青模板。

3.3.4 模板安裝

溢洪道掛網(wǎng)加固側(cè)墻模板支護采用定制鋼模板[3],小塊模板尺寸為600 mm×600 mm,厚度為5 mm,根據(jù)溢洪道側(cè)墻走向及線形、支模作業(yè)長度等選擇合適數(shù)量鋼模板進行拼接。模板安裝前,清除模板表面雜物,沖洗干凈后涂刷脫模劑,完成后按照順序逐一拼裝,孔洞處使用泡沫膠等封堵,確?；炷翝仓^程中無漏漿現(xiàn)象。模板拼裝完成后,在間隔模板1 m、2 m、3 m、4 m處底板分別植入直徑為14 mm鋼筋,高度間隔50 cm由上往下逐一布置鋼管支撐。

3.3.5 C25細(xì)石混凝土澆筑

C25細(xì)石混凝土澆筑使用6 m3混凝土罐車運入現(xiàn)場,再配合天泵將細(xì)石混凝土澆筑進入側(cè)墻,澆筑時采取分層澆筑,每層厚度不大于50 cm,下層澆筑厚度均勻并振動密實后再次澆筑上層50 cm厚度混凝土,直至澆筑完成。

3.3.6 養(yǎng)護

側(cè)墻混凝土澆筑完成后,及時使用土工布覆蓋,并每天不少于6次灑水頻次,當(dāng)氣溫偏高時,適當(dāng)增加灑水頻次,始終保持表面土工布處于濕潤狀態(tài)[4]。

3.3.7 底板掛網(wǎng)加固

底板掛網(wǎng)加固施工方式同側(cè)墻。

3.4 材料與設(shè)備

主要材料和主要設(shè)備見表1和表2。

表1 主要材料

表2 主要設(shè)備

4 結(jié)論

水庫溢洪道掛網(wǎng)加固施工技術(shù)較好地解決了溢洪道表面局部松散脫落的隱患問題,可以在工期要求高、汛期期間前提下較快施工,使汛期正常泄洪且不產(chǎn)生較大安全影響。

磨刀坑水庫溢洪道掛網(wǎng)加固技術(shù)的成功應(yīng)用,將會在今后水庫溢洪道除險加固或搶險作業(yè)中起較好的借鑒作用。