張偉華
(海城市防汛抗旱中心,遼寧 海城 114200)
葦子溝水庫除險加固施工組織設(shè)計
張偉華
(海城市防汛抗旱中心,遼寧 海城 114200)
水庫的除險加固施工技術(shù),是相關(guān)操作以及設(shè)計當中的重點環(huán)節(jié)。文章針對海城市葦子溝水庫施工組織的內(nèi)容展開論述,詳細的分析了水庫的除險加固設(shè)計具體方案,從實際的角度出發(fā),針對設(shè)計過程當中的一些關(guān)鍵性的環(huán)節(jié),進行全面的探析。重點闡述了大壩、溢洪道、輸水洞等主體工程的施工方法,并布置了施工場地,對施工總進度進行了說明和分析。
水庫;除險加固;施工組織;施工條件
葦子溝水庫位于海城市南部距市內(nèi)32km之遠的山區(qū),英落鎮(zhèn)葦子溝村的前溝口,是以灌溉、防洪、養(yǎng)殖等為主的綜合利用水庫。水庫原有總庫容108萬m3,防洪庫容為60.5萬m3,興利庫容43.5萬m3,校核洪水位21.12m,相應(yīng)庫容為90.04萬m3。水庫主要由攔河大壩、輸水洞、開敞式溢洪道組成。壩型為黏土心墻,壩頂高程22.45m,大壩長290m。
2.1 工程條件
葦子溝水庫對外交通以公路為主,交通條件比較便利。工程區(qū)內(nèi)水庫水及地下水均滿足混凝土的拌制以及養(yǎng)護的要求,對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。拌制混凝土及其他生產(chǎn)用水僅作沉淀處理即可,生活用水由附近村內(nèi)井水提供。施工用電采用50kW柴油發(fā)電機解決,生活用電由村內(nèi)照明電解決[1]。
2.2 自然條件
海城屬溫帶季風氣候區(qū),四季分明、雨量充沛,主要氣候特點是降水偏多,主要集中在7、8月間,夏季平均氣溫較高。流域內(nèi)多年平均降水量703.6mm。降水量的年際變化較大,降水在年內(nèi)分配極不均勻,雨量多集中在夏季,6—9月約占全年降水量的72%以上,其中7、8月更為集中,占全年51%。流域內(nèi)多年平均蒸發(fā)量1659.4mm。流域內(nèi)多年平均日照對數(shù)2624.5h,5月份最多,多年平均為268.4h,12月日照時數(shù)最短在172.7h。流域內(nèi)冬季受西伯利亞冷空氣南下及地形影響,最大風速為20m/s,其相應(yīng)風向為SSE。
2.3 工程地質(zhì)條件
葦子溝水庫屬于小(2)型水庫,壩體結(jié)構(gòu)為黏土心墻壩,壩體整體質(zhì)量較好。心墻與壩殼之間沒有反濾層及過渡層,壩體上游護坡局部已出現(xiàn)塌陷變形,左壩體下游坡腳存在滲漏點。黏土心墻質(zhì)量較好,雖局部有軟塑狀黏土夾層,但仍具有較好的防滲功能。右側(cè)壩基巖性為絹云母片巖,透水性微弱;左側(cè)壩基巖性為石英巖,局部透水率>30Lu,但不影響壩體整體穩(wěn)定性。溢洪道襯砌底板及擋墻已老化、變形,底板下方有連續(xù)分布的墊層(礫砂)及較厚的含礫黏土層,沿底板下方可能有滲流沖蝕形成的孔洞[2]。
3.1 大壩施工
上游護坡砌石拆除。上游護坡砌石拆除采用人工拆除,利用率為30%的塊石,利用部分用于下游排水棱體砌筑及溢洪道下游拋石護坦,平均運距1km,其余拋至死水位以下。
漿砌石拆除。防浪墻漿砌石部分拆除,采用1.0m3挖掘機拆除,1.0m3挖掘機裝5t自卸汽車運輸至棄渣場,平均運距1km。
排水棱體拆除。采用人工拆除,拆除塊石用于溢洪道下游拋石護坦。
碎石墊層、反濾層、護坡塊石、排水棱體。由自卸汽車將材料運到壩頂經(jīng)溜槽至施工作業(yè)面附近,人工搬運至工作面,人工鋪填和砌筑。護坡塊石每層石料之間應(yīng)錯縫搭砌,縫間用片石塞縫。由自卸汽車運到壩腳,人工搬運至工作面,人工鋪填和砌筑排水棱體,塊石每層石料之間應(yīng)錯縫搭砌,縫間用片石塞縫[3]。
漿砌石砌筑。砂漿使用0.4m3混凝土攪拌機現(xiàn)場拌制,運輸采用膠輪車,平均運距100m,人工砌筑。
壩頂路面。砂石料及路緣石由1t自卸汽車運至壩頂。內(nèi)燃壓路機12~15t震動碾壓實。
下游碎石護坡。下游壩坡平整,運送石料到壩頂,人工進行碎石護坡。
3.2 溢洪道施工
混凝土拆除。溢洪道底板混凝土拆除采用人工鑿除0.3m厚,消力池整體拆除采用挖掘機拆除。1.0m3挖掘機裝5t自卸汽車運輸至棄渣場,平均運距1km。
漿砌石拆除。漿砌石拆除采用挖掘機拆除,1.0m3挖掘機裝5t自卸汽車運輸至棄渣場,平均運距1km。
土方開挖。土方開挖采用1.0m3挖掘機裝5t自卸汽車運輸,回填土運至附近臨時堆渣場,平均運距1km。
漿砌石砌筑。砂漿使用0.4m3混凝土攪拌機現(xiàn)場拌制,運輸采用膠輪車,平均運距100m,人工砌筑。
混凝土澆筑。混凝土拌制采用0.4m3混凝土攪拌機,運輸采用膠輪車,1.1kW插入式振搗器和2.2kW平板式振搗器聯(lián)合振搗。拆模時間控制在滿足混凝土強度達到28d強度的75%,拆模后及時灑水養(yǎng)護。
石籠護坦。由自卸車將迎水面拆除的護坡石運到施工作業(yè)面附近,人工搬運至工作面進行石籠護坦。
交通恢復(fù)工程。砂石瀝青為外購,運到施工現(xiàn)場后人工鋪筑。
3.3 輸水洞施工
漿砌石拆除。漿砌石拆除采用人工鑿除,膠輪車運輸50m至棄渣場。
土方開挖。土方開挖采用1.0m3挖掘機裝5t自卸汽車運輸,回填土運至附近臨時堆渣場,平均運距0.5km。
漿砌石砌筑。砂漿使用0.4m3混凝土攪拌機現(xiàn)場拌制,運輸采用膠輪車,平均運距100m,人工砌筑。
混凝土澆筑。消力池底板混凝土拌制采用0.4m3混凝土攪拌機,運輸采用膠輪車,1.1kW插入式振搗器和2.2kW平板式振搗器聯(lián)合振搗。拆模時間控制在滿足混凝土強度達到28d強度的75%,拆模后及時灑水養(yǎng)護。
混凝土鑿毛。進口閘門樓舊混凝土排架鑿毛2~3cm,砂漿抹面。
對外交通運輸。葦子溝水庫位于海城市英落鎮(zhèn)葦子溝村山谷中,大青河最上游的一個小支流上。對外交通以公路為主,并就近與各鄉(xiāng)、縣級公路連接,是良好的對外交通道路。
施工臨時道路。施工臨時道路包括棄碴場道路和廠區(qū)內(nèi)臨時交通道路、溢洪道邊墻拆除影響公路交通,修交通便道。
棄碴場道路為單車道,路面為砂石路面,路面寬度為3.5m,路基寬度為4.5m;廠區(qū)內(nèi)臨時交通道路為砂石路面,路面寬度為3.5m,路基寬度為4.5m。溢洪道拆除影響交通,修交通便道,路面寬度4m。
5.1 施工工廠布設(shè)
根據(jù)水工樞紐的布置情況及廠區(qū)交通情況,在輸水洞出口下游設(shè)置一混凝土拌和系統(tǒng),混凝土拌和系統(tǒng)距泄洪輸水洞出口大約100m處,采取集中布置方式,即供水、水泥、骨料等均靠近拌和站。選擇0.4m3混凝土攪拌機2臺,日生產(chǎn)能力為200m3/d,滿足施工要求。施工供風采用2臺6m3/min的電動移動式電動空氣壓縮機供風,用于石方開挖和混凝土施工。施工供電采用50kW柴油發(fā)電機解決。施工供水包括工地施工用水、生活用水和消防用水。施工用水來源于水庫,工區(qū)建一座蓄水池,采用17kW的深井泵將水庫內(nèi)的水抽至蓄水池內(nèi),Φ100mm的PVC管輸水滿足施工和消防用水,生活用水由附近村內(nèi)井水提供。施工通信作為對外通信的補充,場區(qū)內(nèi)通信以講機為主要手段。
5.2 施工區(qū)布置
主體工程施工區(qū)。主體工程施工區(qū)為工程的主要施工區(qū),包括攔河壩、輸水洞、溢洪道,還包括管理房等,以及生產(chǎn)和生活的附屬工程。
輔助企業(yè)區(qū)。包括混凝土拌和系統(tǒng)、鋼筋加工廠、木材工廠、骨料堆放場、鋼筋堆放場、木材堆放場和工地試驗室、施工機械停放場等。還包括水泥庫、工具和材料倉庫以及綜合倉庫。
施工管理及生活福利區(qū)。辦公室、施工住房、食堂、浴室、職工活動室等在附近村內(nèi)采用租賃方式解決。根據(jù)工程規(guī)模以及施工總進度安排的施工強度,經(jīng)過計算并優(yōu)化,需新建施工臨時設(shè)施100m2。
5.3 渣場布設(shè)
本工程包括主壩改造、溢洪道改造、輸水洞改造和其他配套工程等。本著對開挖料和棄料能利用的部分盡可能利用的原則,進行了土石方平衡。
為了合理充分地利用開挖料和棄料,經(jīng)分析計算,主體工程(包含主壩、溢洪道、輸水洞)石方開挖渣料棄置于渣場;護坡石拆除利用部分用于大壩下游排水棱體及拋石,其余部分用于大壩上游壩腳拋石。
本著盡量少占耕地、減少對環(huán)境影響的原則,進行工程棄渣場的規(guī)劃布設(shè)。
本工程棄渣場位于主壩與下游導流堤之間的河床,此處位于水庫管理區(qū)內(nèi),不需額外征地。
5.4 工程臨時占地
本工程施工臨時占地主要為施工臨時建筑、施工臨時道路和臨時堆渣場的用地,其范圍和面積由施工組織設(shè)計確定。其中施工臨時建筑、臨時堆渣場、土料場用地及施工臨時道路均位于水庫管理范圍內(nèi),不需再另行征地。
根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL303—2004)以及有關(guān)的規(guī)程規(guī)范,力求縮短工程建設(shè)周期,各項施工程序前后兼顧,正確處理施工準備工程與主體工程、主體工程與各單項工程、土建工程與金屬結(jié)構(gòu)安裝工程、臨時工程與永久工程及不同階段工程的施工關(guān)系,做到銜接合理,干擾少,施工均衡,采用平均先進指標,并適當留有一定余地,在保證工程質(zhì)量與施工總工期的前提下充分發(fā)揮投資效益。
6.1 施工分期
工程籌建期。工程籌建期的主要目的是為主體工程開工創(chuàng)造條件,具體任務(wù)是水庫年底前開始放水,2012年3月末水庫放空。在此時期內(nèi)項目法人進行施工規(guī)劃,完成招標、投標工作,為施工單位進入現(xiàn)場施工創(chuàng)造條件。
工程準備期。工程準備期為,2012年4月工程準備期內(nèi)完成的主要項目有場內(nèi)輸電線路,供風、供水、通訊系統(tǒng),砂、石加工系統(tǒng),混凝土拌和站及主要施工輔助工廠,修筑場內(nèi)施工道路等。
主體工程施工期。本工程的主體工程包括主壩改造、溢洪道改造、輸水洞改造和其他配套工程等。根據(jù)本工程的樞紐規(guī)模和特點,溢洪道改造和輸水洞改造為施工關(guān)鍵線路,其它項目在根據(jù)實際情況靈活安排。主體工程總工期為8個月,即4月初至11月末。
工程完建期。工程完建期為2012年12月份。拆除施工臨時設(shè)施、清理施工場地,整理工程資料。
6.2 施工總進度
本工程總工期9個月,其中主體工程總工期為8個月。本流域?qū)贉貛Т箨懶约撅L氣候區(qū),年內(nèi)溫差較大。本工程的混凝土澆筑和大壩填筑的施工受氣象因素影響比較大,因此,低溫季節(jié)和降水量較大時不安排施工。年內(nèi)各月的平均有效施工天數(shù)按25d計算。
通過對葦子溝水庫大壩、溢洪道、輸水洞等主體工程的施工方法,布置了施工場地,施工總進度進行了說明和分析。為水庫除險加固工程的順利實施提供了施工組織保障。
[1]李楊.東溝水庫除險加固工程施工組織設(shè)計[J].中國科技信息,2012(07):71,89.
[2]蔣瑛.簡析小二型水庫除險加固施工設(shè)計方案[J].城市建設(shè)理論研究,2013(18):29-30.
[3]中水東北勘測設(shè)計研究有限責任公司.SL303—2004水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范.北京:中國水利水電出版社,2004.
1007-7596(2014)10-0139-03
2014-04-09
張偉華(1968-),男,遼寧海城人,高級工程師,研究方向為水資源管理、防汛抗旱、水文地質(zhì)與工程地質(zhì)。
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