張新勝
(新疆喀什地區(qū)水利水電勘測設計院 新疆 喀什 844000)
葉爾羌河中游渠首工程是葉爾羌河流域規(guī)劃中的第四級引水樞紐,工程未建成之前,靠8個臨時引水口引水。中游渠首控制灌溉面積205.3萬畝,設計總引水流量175m3/s,工程規(guī)模屬Ⅱ等大(2)型水利工程樞紐。中游渠首最終選擇“閘堰”結合方案,泄洪閘共23孔,每孔凈寬10.0m,溢流堰凈寬400m;進水閘共9孔,3孔寬 9.0m,3孔寬 8.0m,3孔寬 6.0m,總寬69.0m。
主體工程主要工程量有:土方開挖12.87萬m3,土方填筑58.66萬m3,混凝土7.52萬m3;基礎處理中攪拌樁連續(xù)墻2.95萬m2,鋼筋砼井柱2.18萬m,抓斗槽孔砼防沖墻4.03萬m2。
1.2.1 對外交通
葉爾羌河中游渠首閘址位于喀什地區(qū)莎車縣境內的大寨渠口處,左岸是莎車縣艾里西湖鄉(xiāng),右岸是莎車縣阿瓦提鄉(xiāng),距喀什市250km,距莎車縣城50km,距麥蓋提縣城45km,距鐵路中轉站巴楚縣三岔口鎮(zhèn)281km,距喀什機場257km,前后有315國道與縣鄉(xiāng)級公路相連接,沿途對外交通便利順達。
1.2.2 地形地貌
中游渠首位于葉爾羌河中下游段的沖積平原上,地勢由西南向東北方向傾斜。渠首閘址處河床橫斷面基本為階梯形,河床寬度約4km,河漫灘一級階地寬度約3km,主河道寬1km左右,二級階地寬闊,為耕地和居民點。河道縱坡1/2000左右,平均海拔高程約1200m。在一般情況下,枯水期水量很小,洪水期主河道行洪,遇大洪水時水面可上至一級階地,河漫灘過水。渠首閘址處地形起伏不大,開闊平坦,且未占用耕地,給施工總布置及機械化施工創(chuàng)造了有利條件。
1.2.3 地質
渠首閘址地層結構為全新統(tǒng)沖積層,地下水位較高,一般埋深在0.5m~1.0m左右。此處河道為粉細砂河床,根據滲水試驗,在基坑最大開挖0~4m范圍內,滲透系數K=4.75m/d。
工程施工總布置本著利于施工,易于管理,便于生活的原則,同時根據各時期主體工程施工要求,做到盡量使各施工段交通運輸方便,相互協調配合,避免干擾,盡量少占耕地,臨時房屋建筑與永久房屋建筑結合修建,并且合理利用開挖土方,做好棄料規(guī)劃,最大限度保護好環(huán)境。
在實施期間,將生活福利區(qū)、施工輔助企業(yè)、材料庫房、設備房、金結組裝廠、配電室等主要布置在渠首東岸規(guī)劃設計中的管理站處,此處地形平坦、開闊,場內外交通運輸方便。建筑物附近設置6×1.2m3拌和機作為集中拌和站,包括水泥庫房、砂石料堆放場、蓄水池、380V臨時輸電線路及臨時便道380m。
為了便于西岸附近建筑物的施工,在渠首左岸做簡易布置,設置2×1.2m3拌和機作為集中拌和點,包括蓄水池,砂石料堆放場;搭設簡易工棚100 m2作為水泥庫房及鋼筋加工廠,配置100kW柴油發(fā)電機解決施工用電;搭設帳篷4×30m2用于生活住房。另外修建500m臨時便道連接施工現場。
中游渠首控制灌溉面積205.3萬畝,設計總引水流量175m3/s,根據《水利水電樞紐工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)規(guī)范查得,工程規(guī)模為Ⅱ等大(2)型,相應的臨時建筑物為Ⅳ級。采用土石圍堰,導流洪水標準為10年一遇,中游渠首非汛期設計洪峰流量分析成果見表1。為了處理好導流流量和施工天數之間的關系,保證工程順利實施,本階段對擬定的兩個非汛期導流施工時段及相應的十年一遇導流流量進行比選,見表2。
通過表2可以看出,上述兩個施工時段,全年施工天數一樣,但9月16日至次年6月15日施工時段導流流量小,費用低,主體工程施工相對較安全,所承擔的導流風險也小于10月1日至次年6月30日施工時段。因此,推薦9月16日至次年6月15日為施工時段,導流流量為518m3/s。
根據工程布置形式,攔河建筑物需分期分段施工。非汛期施工采用“三期一次性圍堰導流”。一、二期圍堰布置形式略有不同,一期圍堰長1.57km,負責圍封23孔泄洪沖沙閘、9孔進水閘的基礎處理及底板、下游右岸導流堤以及部分上游右岸導流堤和分流墻。為了使二期圍堰在施工期間不壓占部分砼分流墻,所以二期縱向圍堰比一期縱向圍堰短50m,故二期圍堰長1.52km,負責圍封23孔泄洪沖沙閘、9孔進水閘的閘墩、交通橋及工作橋。三期圍堰與前兩期圍堰布置形式不同,上游圍堰長為0.94km,負責圍封溢流堰以及左岸上游導流堤,河水則通過已建成的23孔泄洪沖砂閘下泄。為防止下泄回水倒灌溢流堰基坑,影響溢流堰段施工,下游同時也布置長0.77km圍堰。
葉爾羌河中游渠首閘址處河道寬淺,叉道多,枯水期流量小,給機械化疏導創(chuàng)造了便利條件。根據地形,非汛期施工導流三期圍堰均采用推槽筑堤的方式將水流導向下游,堰體由河床質粉細砂堆筑而成。10年一遇導流流量為 518 m3/s,槽寬 400m,邊坡 1∶2.5,天然縱坡1/2000時,經水力計算,水深1.47m,堰體擋水高程1192.62m,安全超高0.53m,堰體高度取2m,堰頂高程1193.15 m,頂寬因有交通要求取10m。為防止水流集中對堰體造成威脅,迎水面邊坡采用編織袋裝砂土護坡防沖,護坡下為塑膜防滲,埋深地面以下1m,厚度30cm。根據疏導次數、圍堰設計長度及確定的斷面尺寸,導流圍堰總挖方量為2.25萬m3,總填筑量為16.29萬m3,編織袋裝砂土護坡0.87萬m3,塑膜鋪設4.21萬m2。
閘室及溢流堰段上游基礎防滲采用水泥土攪拌樁連續(xù)墻,閘室墻底高程1178.00 m,墻頂設計高程1188.00 m,墻深10m;溢流堰墻底高程1178.65 m,墻頂設計高程1187.65 m,墻深9m。墻厚均為0.4m,孔距0.35m,水泥摻量為16%,水灰比 1∶1,在施工中選用SJ4—500Ⅱ型深攪鉆機進行閘室段及溢流堰上游水泥土攪拌樁連續(xù)墻的施工。為了保證水泥土成墻后具有一定的整體性、穩(wěn)定性、均勻性和不透水性,在施工中采用施工機械定位——預攪下沉——制備泥漿——提升噴漿攪拌——重復上下攪拌——清洗——施工機械移位的工藝進行施工。提升噴漿攪拌速度應控制在0.6 m/min~1m/min,攪拌樁垂度偏差不得超過1%。
表1 中游渠首非汛期設計洪峰流量分析成果表
表2 各施工時段導流流量分析成果表
閘室下游基礎、溢流堰及下游導流堤基礎防沖設計為鋼筋混凝土連續(xù)井柱單管旋噴接縫,閘室下游防沖基礎柱底高程1173.65m,柱頂高程 1188.05m,柱深14.4m;溢流堰下游防沖基礎柱底高程1178.65m,柱頂高程1188.65m,柱深10m。井柱直徑均為0.8m,柱距0.9m,柱與柱接縫采用單管旋噴接縫。選用CZ-22型沖擊鉆造孔,泥漿護壁,在樁孔灌注混凝土之前,必須對樁孔深度、直徑、垂直度、孔壁情況、孔底虛土厚度和積水深度進行復查,對不合格者應及時處理,并做好記錄。在安放鋼筋籠時,鋼筋不得碰撞孔壁,防止虛土落入孔底。在灌注混凝土時,應采取措施固定鋼筋籠。每根樁應分層搗實連續(xù)灌注,分層厚度不得大于1.5m。為便于振搗和保證混凝土質量,其坍落度控制在80mm~100mm為宜?;炷凉嘧⒅翗俄敃r,應適當超過樁頂設計高程,以保證在鑿除浮漿后,樁頂高程和混凝土質量均能符合設計要求。
上游導流堤基礎防沖采用槽孔砼防沖墻,墻高8m~10m,墻厚0.6m。施工中選用SM-870BH12型液壓抓斗成槽,成墻效率平均500m2/d,施工效率高,進度快,造價低,且能對垂直精度進行檢測和有效的調整控制,一般垂直度可達到1/2000。
中游渠首閘址處均為粉細砂地層,土方開挖、填筑、回填均屬一、二類土?;油练介_挖以機械為主,人工修坡、清基。本著先深后淺的原則,深基開挖安排在9月~11月,淺基開挖安排在次年3月~5月進行,以避免或減少施工排水量。河床平均高程1191.00m,基坑底部平均高程1188.00m,平均挖深3m。開挖采用自上而下分層進行,盡量減少超挖、欠挖。分層厚度視開挖機械及運輸機械性能綜合確定。拋于槽邊的土方距坑邊不少于1m,高度1m為宜,以保證基坑邊坡穩(wěn)定,防止因壓載過大產生塌方。土方開挖采用1m3液壓挖掘機挖裝,5t自卸汽車運1km以內,棄土至基坑左右兩岸,最后人工清基修坡至設計開挖斷面。土方堆筑采用74kW推土機推運,13t~14t突塊式振動輾壓實,建筑物周圍的土方回填采用74kW推土機推平即可。
混凝土工程施工亦遵循先深后淺原則,深基安排在枯水期澆筑,平水期澆筑淺基及地面以上部分,洪水期根據水情預報視具體情況臨時確定?;炷涟韬驮跇屑~拌和站進行,應嚴格按照設計配合比人工配料,過稱后進入0.4m3攪拌機拌制,進出料時間在常溫情況下應控制在不少于2分鐘,發(fā)現有不均勻情況應延長拌和時間。混凝土水平運輸選用5t自卸汽車運1km至澆筑點,雙膠輪車轉運入倉。在混凝土入倉前應對地基表面的雜物、木屑、積水清除干凈,模板各部尺寸、支撐、鋼筋數量排列、設置伸縮縫等位置進行認真檢查,合格后混凝土方能入倉,人工攤鋪,2.2kW插入式振搗器振搗,其厚度不超過振搗器頭的長度,最好控制在30cm~45cm范圍之內,插入控制半徑應以30cm為宜。
在低溫季節(jié)施工時,應注意氣溫變化情況,冬季施工應做好保溫防凍措施。氣溫標準為當日平均氣溫低于-5℃或最低氣溫低于-3℃時,應按低溫季節(jié)要求施工。當日平均氣溫低于-10℃時,若進行混凝土施工必須在暖棚內澆筑。
導流堤與閘室岸墻采用漿砌石扭面連結,漿砌石厚度0.3m,砌筑漿選用150#細石混凝土,勾縫漿選用150#砂漿。施工采用樞紐拌和站拌漿,人工選石、修石、砌筑、勾縫等工序進行。在砌筑過程中,應遵循穩(wěn)、平、滿、錯的原則進行施工,并做好砌體的養(yǎng)護工作,按時灑水,覆蓋稻草和麻袋,養(yǎng)護期28天。
(1)2005年9月至10月完成臨時房屋建筑、臨時道路、臨時輔助企業(yè)、其他臨時工程、永久輸電線路、高低壓配電設備以及通信設備等工程的施工。
(2)2005年9月15日至 11月 30日前完成第一期圍堰的堆筑。
(3)2006年10月1日至次年6月15日完成23孔泄洪沖沙進水閘的基礎處理及閘底板的施工,工期195天。
(4)在2007年9月15日至11月30日前完成第二期圍堰的堆筑,2007年9月15日至次年6月15日完成23孔泄洪沖沙閘、進水閘底板的清淤,閘墩、邊墻、工作橋及交通橋的砼澆筑施工,右岸導流堤可在該施工段內“調節(jié)”完成,工期195天。
(5)在2008年9月15日至11月30日前完成第三期圍堰的堆筑,在2007年9月15日至2009年6月15日前完成溢流堰的施工。左岸導流堤可在該施工段內“調節(jié)”完成,工期195天。
(6)在2006年9月15日至2009年6月15日期間還應“調節(jié)”完成永久房屋建筑、永久道路、啟閉機房、環(huán)保水保設施、金屬結構設備及安裝、監(jiān)測控設備等工程的施工。通過施工導流期可以看出,一至三期施工導流與整個工程的總進度計劃安排緊密相關,它是該工程施工的控制性進度計劃,也是總進度計劃的基礎。所以要求提前做好開工前的一切準備工作,保證在2006年9月開工,2009年6月完工,并交付使用,總工期3年。
中游渠首工程在葉爾羌河流域規(guī)劃開發(fā)建設中占有舉足輕重的地位,它的早日建成將對下游的開發(fā)和灌區(qū)效益的發(fā)揮產生較大的影響。根據工程規(guī)模、施工現場的地形、地質條件、工序要求等進行施工組織設計,經實踐證明,施工組織設計考慮全面,安排合理,各項工程在最有利的條件下施工,避免洪水的威脅和冬季不利影響,保證了施工安全。陜西水利