黃幫有
(貴州新中水工程有限公司,貴州 貴陽 550004)
腳里水庫位于貴州省凱里市旁海鎮(zhèn)猴子寨的腳里溝河流(屬清水江右岸一級支流),壩址距凱里市15 km。它是一座主要為凱里市九寨片區(qū)(凱里市規(guī)劃新區(qū))供水和為下游農田灌溉的水利工程。水庫建成后,正常蓄水位為788.00 m,總庫容為146萬m3,年供水量211.2萬m3,可解決的飲水人口為 4 248(現狀年)人,灌溉水田 66.67 hm2。
腳里水庫樞紐建筑物由大壩、溢洪道、取水口、沖沙底孔等組成,為4級建筑物[1]。大壩是一座外摻MgO混凝土的非對稱拋物線雙曲拱壩,最大壩高46.5 m。在工程可研設計階段,設計部門對施工組織設計關鍵技術問題進行了深入論證分析,提出了合理的施工導流方式、主體工程施工方案、施工總布置和總進度。筆者對該工程階段的施工組織設計進行研究,期望供類似工程借鑒。
水庫樞紐工程等級為Ⅳ等?。?)型,主要建筑物為4級建筑物,次要水工建筑物為5級。按照《水利水電工程施工組織設計》(SL303-2004)中規(guī)定,若水庫攔河壩為混凝土雙曲拱壩,當壩體攔洪庫容小于0.1億m3時,按10年一遇全年流量設計,相應洪峰流量為 62.7 m3/s。
腳里水庫壩址位于峽谷河段,河床狹窄,兩岸較陡,且流量變幅較大,不宜采用分期導流或明渠導流方式,故采用隧洞導流、圍堰一次攔斷河床的導流方式。由于壩址處河流較為順直,且原有灌溉渠道布置于大壩右岸,故枯水期施工采用圍堰攔斷河床、左岸導流隧洞過流的導流方式;汛期施工采用壩體臨時斷面擋水,左岸導流洞、沖沙底孔、取水口聯合過流的導流方式。根據當地的氣象條件,選擇10月~次年3月為枯期導流時段,相應時段5年一遇洪水流量為 17.8 m3/s。
導流隧洞布置在河床左岸,隧洞長143.9 m,進口底板高程為759.00 m,出口底板高程為757.00 m,底坡為1.39%,進口明渠長6.6m,出口明渠長15.2 m,進口設混凝土疊梁閘門,用于導流隧洞封堵。上游圍堰頂部高程為763.5m,采用不過水土石圍堰,堰頂寬3 m,長 18.9 m,最大堰高 5.5 m,迎水面坡度為 1∶1.75,背水面邊坡為1∶1.5,圍堰采用黏土心墻防滲。下游圍堰頂部高程為759.5m,采用不過水土石圍堰,堰頂寬3 m,長14.5 m,最大堰高3.5 m,迎水面坡度為1∶1.75,背水面邊坡為1∶1.5,圍堰采用黏土心墻防滲。
截流前,進行河床常年水位以上壩肩岸坡開挖。截流后,進行剩余部分岸坡及河床部位基礎開挖。開挖驗收完后,進行墊層混凝土澆筑和河床段基礎固結灌漿。在大壩壩體混凝土澆筑至759.5 m高程時,大壩暫停施工,進行759.5 m高程以下河床段帷幕灌漿和759.5 m高程以上壩體混凝土澆筑。
2.1.1 大壩基礎開挖
兩岸坡基礎土石方開挖遵循“先岸坡、后河床”和“自上而下、逐層開挖”的原則,在河床截流前,完成岸坡開挖,截流后,再進行河床基礎開挖[2]。壩肩開挖前,應先將兩岸坡灌木及其他植物根系清除。土石方開挖采用手風鉆配合YQ-100型潛孔鉆造孔,邊坡預裂,梯段爆破的方法,自上而下分層進行。開挖臺階高度控制在10~15 m范圍內。爆破后的渣料先清理至河床,再用1 m3挖掘機和15 t自卸汽車將渣運至棄渣場,運距1.7 km。壩基覆蓋層采用1m3反鏟直接開挖,15 t自卸汽車出渣。河床基礎巖石采用YQ-100型潛孔鉆配手風鉆進行鉆爆施工,用1 m3反鏟和15 t自卸汽車出渣。開挖接近建基面時,采用淺眼、密孔、小藥量開挖的方法進行開挖。759 m高程以下部分,受下游圍堰堰頂高程限制,自卸汽車不能直接到達,加上開挖面積較小,采用挖機清挖至下游邊線,再用自卸汽車出渣。2.1.2 壩基處理
(1)固結灌漿。根據大壩施工進度安排,大壩基礎固結灌漿分為兩期進行。第一期為河床部分,在基礎墊層混凝土澆完后,即可進行。第二期為兩岸壩肩部分,隨著壩體的上升進行。固結灌漿施工采用XY100型回轉鉆機造孔,按設計和相關規(guī)范的技術要求實施。
(2)帷幕灌漿。兩岸帷幕灌漿采用兩期實施方式,先進行鉆孔,灌漿建基面10 m以下的基巖。建基面10 m以上的基巖采用引管進行灌漿,以減小對壩體澆筑的干擾。帷幕灌漿采用XY-100型地質鉆機造孔,灌注漿液統(tǒng)一由布置在大壩左岸上壩公路旁的制漿站集中拌制。
2.1.3 壩體混凝土施工[3~5]
混凝土拌和系統(tǒng)布置在大壩左岸下游。在混凝土拌制過程中,應嚴格控制原材料質量、配合比及拌制時間,確保混凝土施工質量。水泥、粉煤灰的稱量誤差不超過±1%,沙石的稱量誤差不超過±2%,水、外加劑的稱量誤差不超過±1%。拌和混凝土的用水量應扣除骨料含水,還應根據拌和情況,及時調整。
壩體澆筑前,先檢測模板及建基面是否滿足設計及規(guī)范要求。在合格的基礎面上,鋪一層2~3 cm厚同等強度等級的稠沙漿。混凝土澆筑時,采用臺階式鋪筑法沿壩軸線從右岸向左岸進行澆筑,鋪筑層厚500 mm,臺階長度為1.5~2.0 m,用ZDN100型高頻振搗器振搗密實?;炷龄佒娱g歇時間應不超過2 h?;炷翝仓?2~18 h后,進行灑水養(yǎng)護,連續(xù)養(yǎng)護時間為28 d左右。在低溫(0℃~2℃)環(huán)境下,新澆筑的混凝土采用草墊、乙烯泡沫墊、麻袋布墊等材料覆蓋。
溢洪道混凝土施工由人工立鋼模板 (局部可根據結構形狀采用木模拼裝),人工綁扎、焊接鋼筋,自卸汽車將拌制好的混凝土運至大壩右岸下游塔吊附近,塔吊吊運入倉,人工平倉振搗。混凝土應分層澆筑,最大層厚控制在2 m以內。
沖沙底孔施工主要包括基礎土石方開挖、下部基礎混凝土施工、井筒混凝土施工、井筒上部板梁混凝土施工等。放空底孔開挖應與附近大壩基礎開挖同步進行,開挖渣料直接清至河床,以進入基坑的臨時公路作為出渣通道。沖沙底孔閘門井基礎開挖時,先由人工清除地表雜物,然后進行開挖施工測量放樣。石方開挖采用人工持手風鉆造孔,人工裝藥并實施光面爆破。爆渣清理至河床后,與壩基開挖工程廢渣一起由自卸汽車運至指定棄渣場。底孔759.5 m高程以下基礎混凝土施工應與同層壩體混凝土澆筑同步、交錯進行?;炷劣善囘\輸直接入倉,人工振搗密實。底孔鋼筋混凝土應在相同部位壩體混凝土澆筑之前完成,孔身鋼筋混凝土與壩體混凝土結合部位的處理應按規(guī)范進行。井筒混凝土澆筑時,由人工綁扎鋼筋,人工立鋼模板(模板加固工藝為內拉內撐方式),汽車將混凝土運至大壩右岸下游后,塔吊吊運入倉。啟閉排架混凝土施工是由人工搭設腳手架、立模,自卸汽車和塔吊完成混凝土運輸入倉。井筒和排架混凝土由人工持50型振搗器振搗密實,并按規(guī)范要求灑水養(yǎng)護。
工程區(qū)至凱里市有場內公路(新建1.17 km)、縣級公路(里程為15 km),還有凱麻高速(凱里市至麻江縣)和蘭海高速(蘭州至??冢┙涍^,能滿足水庫建設所需工程設備、材料等全部物資的運輸要求。
壩址處有鄉(xiāng)村公路經過,可滿足進場要求。從該鄉(xiāng)村公路可通至大壩右岸壩頂、大壩基坑等位置,以滿足大壩施工要求。修建的1#、2#臨時交通橋,連接了大壩左、右岸交通運輸。
(1)沙石加工系統(tǒng)。水庫大壩為混凝土雙曲拱壩,混凝土工程量較小,且均為三級配及以下。該工程的沙石加工系統(tǒng)布置在壩址區(qū)西部上寨村附近,包括臨時堆料場和加工系統(tǒng),總占地3 000 m2。系統(tǒng)高程布置為765~775 m,從高到低依次布置有粗碎車間、中細碎車間、制沙車間和成品料倉。各車間和料堆之間通過膠帶輸送機連接。根據大壩施工進度安排,按每月工作25 d,每日工作2班14 h計算,沙石加工系統(tǒng)設計生產能力55t/h。
(2)混凝土生產系統(tǒng)。根據地形條件,在大壩下游右岸設置一座混凝土拌和系統(tǒng)。該系統(tǒng)由拌和樓、水泥庫等部分組成,占地面積2 000 m2,高程約為740~745m。根據施工總進度安排,最高月澆筑量約為0.69萬m3。由此計算出混凝土系統(tǒng)設計規(guī)模約為21 m3/h。系統(tǒng)配備HZS25型拌和系統(tǒng)1座,設備單機銘牌生產能力為25 m3/h。水泥和粉煤灰儲存量按滿足施工高峰期日強度5~7 d的用量計算,共需400 t。為此,系統(tǒng)配備150 t灰罐2個,100 t灰罐1個,合計儲量400 t,滿足生產要求。水泥、粉煤灰的卸車、入罐、上拌和設備均采用氣力輸送,沙石骨料經帶式輸送機輸送。
(3)綜合加工系統(tǒng)。根據工程線路長的特點,在壩址右岸下游集中布置綜合加工廠,包括木材加工廠、鋼筋加工廠、機械修配廠等,負責工程所需模板、房建木結構件的生產和鋼筋加工等。機械修配廠主要功能為施工機械停放、保養(yǎng)提供場地。
施工用地主要包括施工輔助企業(yè)、場內公路、料場、渣場、生活區(qū)等占地及施工影響占地。施工臨時建筑場地建筑面積為165 022 m2,施工臨時建筑場地總占地為16.5hm2。
建設期分為籌建期、準備期、主體工程施工期。根據總進度安排,籌建期6個月,準備期5個月,主體工程施工期14個月,完工期3個月,總工期22個月?;I建期自籌建年11月初至第一年4月底完成,共6個月;準備期自第一年5月初至第一年9月底,共5個月;主體工程施工期為第一年10月初至第二年11底月,共14個月;完建期為第二年12月初至第三年2月底,共3個月。
腳里水庫工程經過精心施工組織設計和施工總布置,有效解決了施工生產、生活、環(huán)保等諸多方面的矛盾,按時高質量地完成了工程建設。在該工程施工過程中,施工分區(qū)合理、生產組織協(xié)調及相互干擾少,對工程施工建設起著良好的技術指導和進度控制作用。
[1]貴州中水建設項目管理有限公司.凱里市腳里水庫工程可行性研究報告[R].貴陽:貴州中水建設項目管理有限公司,2013.
[2]徐成良,王金華.宮山嘴水庫除險加固工程施工組織設計[J].水利科技與經濟,2011,(01):92-94.
[3]吉洪霞.庫昂塔格水庫除險加固工程施工組織設計[J].水利技術監(jiān)督,2012,(02):55-57.
[4]宋萬錄.大灘子水庫工程可研階段施工組織設計研究[J].水利規(guī)劃與設計,2014,(03):76-78.
[5]黃合義,姜言亮,龔晶,等.淺析水利工程施工組織設計優(yōu)化[J].水利規(guī)劃與設計,2007,(04):47-48.