李 偉
(山東臨沂水利水電建筑安裝公司,山東 臨沂 276000)
對于水利工程而言,施工工藝、產(chǎn)品質(zhì)量等都會直接影響工程的安全性和質(zhì)量,溢洪道施工質(zhì)量將會直接影響水利工程的防洪減災(zāi)能力,所以在進行溢洪道規(guī)劃設(shè)計的時候必須要考慮到可能影響溢洪道質(zhì)量的因素。在進行溢洪道施工設(shè)計或者整治的時候,必須要根據(jù)水利工程實際情況確定溢洪道寬度,滿足水利工程的泄洪要求。在實際設(shè)計施工環(huán)節(jié),正槽的溢洪道通常由五個系統(tǒng)組成,分別是進水渠、控制堰、泄水槽、消防沖能裝置和出水渠,任何一個系統(tǒng)出現(xiàn)差錯都會影響整個工程的質(zhì)量,所以在進行設(shè)計和施工環(huán)節(jié),必須要結(jié)合實際工程情況選擇合適的施工技術(shù)。
水利工程作為大型建設(shè)項目,通常使用招投標的方式來進行施工管理,而一些施工企業(yè)為了追求經(jīng)濟效益,甚至?xí)霈F(xiàn)不斷壓縮建設(shè)資金的情況,嚴重影響工程造價控制。受此影響,如果溢洪道設(shè)計受到資金壓縮影響,則工程設(shè)計標準必然有所下降,以至于無法滿足工程建設(shè)的根本需求,例如,溢洪道尺寸設(shè)計偏小,嚴重影響水利工程的泄洪能力。
水利工程溢洪道選址要嚴格按照施工設(shè)計要求,溢洪道開挖寬度、深度和具體的施工條件都需要按照設(shè)計要求進行,但是從工程整體性原則的角度來講,必須確保溢洪道原地高度與水庫正常蓄水位保持相對接近的狀態(tài),以此來選擇適合的地段,這樣不僅可以減少土方開挖作業(yè)量,同時還可以減低隱渠的距離,可以有效控制水頭損失。
溢洪道設(shè)計必須嚴格依據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)、土壤、水文等環(huán)境來確定。從具體的施工操作上來講,可以分段對其進行設(shè)計,但是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計必須能夠確保泄洪量承載要求,保證溢洪道軸線維持在一條直線上。只有這樣才能夠確保在發(fā)生洪水等突發(fā)情況時,一旦存在限制因素要求溢洪道必須做出轉(zhuǎn)彎操作,則可以在需要轉(zhuǎn)彎的位置設(shè)置出水渠或者進水渠。
水利工程溢洪道施工過程中同樣也會遇到很多問題,例如,施工設(shè)計沒有充分的考慮到施工現(xiàn)場的實際情況、施工布局環(huán)節(jié)存在問題、溢洪道出現(xiàn)空蝕現(xiàn)象、混凝土裂縫問題、在使用過程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,這些都會對溢洪道的綜合性能造成不利的影響,進而威脅到整個水利工程的安全性。所以在施工過程中,要將這些經(jīng)常性出現(xiàn)的問題考慮在內(nèi),例如,針對混凝土裂縫問題,在設(shè)計階段要做好預(yù)防措施,嚴格選擇施工材料,確保泄洪道結(jié)構(gòu)的施工強度能夠滿足泄洪標準和耐久性要求。當然具體的工程需要結(jié)合施工現(xiàn)場實際情況來及時調(diào)整。
本文選擇某灌溉防洪型水庫工程,水庫的可控流域約為2 000km2,總?cè)莘e約14 000萬m3。該水庫屬于II型的水利工程。水庫在常年運行過程中缺乏日常維護管理,出現(xiàn)相對嚴重的老化和淤積現(xiàn)象,為了確保水庫的安全運行,滿足下游灌溉、防洪等要求,必須對溢洪道工程進行改造。
2.2.1 溢洪道改造方法
由于該水庫工程現(xiàn)有的溢洪道屬于開敞式的,泄水槽、進水渠和閘室都存在不同程度的破壞現(xiàn)象,所以需要結(jié)合混凝土澆筑、土方開挖等作業(yè)來對其進行改造,最終目的是確保溢洪道寬度和現(xiàn)狀滿足泄洪要求。同時在施工之前確定好具體的施工流程,嚴格按照施工流程進行溢洪道改造施工。
2.2.2 施工前準備
首先設(shè)置混凝土攪拌站,在水庫泄水槽位置設(shè)置堆料場和混凝土攪拌站,這樣一方面可以減少混凝土的運輸距離,另一方面可以保證混凝土澆筑強度,避免混凝土遠距離運輸導(dǎo)致凝固,混凝土攪拌機容量要大于1m3,同時還需配備裝載機、翻斗車和備用的攪拌機;其次,安裝塔吊設(shè)備。根據(jù)工程需要選用6t的塔吊設(shè)備,為工程施工提供材料運輸支持,將塔吊安裝在閘室中軸線上,保證起重臂長度大于25m。在安裝塔吊設(shè)備之前需要在建基面鋪設(shè)一層砂石,這樣可以確保塔吊設(shè)備正常運行。土方開挖和混凝土澆筑作業(yè)完工之后,要適當?shù)难娱L道軌,這樣可以有效縮短工期。
2.2.3 圍堰施工
結(jié)合該水庫溢洪道現(xiàn)狀,首先需要進行圍堰施工(工程量約4 000m3),由于該水庫大壩屬于均質(zhì)壩,所以圍堰施工采取砌土護坡的方式,護坡面積100m3。砌土護坡施工前要做好河床清基作業(yè),在完成削坡的基礎(chǔ)上,使用紅粘土鋪設(shè)、夯實。圍堰施工要求最終的干容重達到1.6kg/cm3。
2.2.4 土方開挖施工
該工程土方開挖量約為2萬m3,開挖深度4.3m,閘室段由于長久失修,需要進行大面積的改造設(shè)計,閘室段的土方開挖深度為3.3m。
土方開挖施工必須嚴格按照施工現(xiàn)場規(guī)范要求,實行分層開挖作業(yè)。首層開挖深度為2m;次層開挖深度控制在1m以下;第三層的開挖深度則控制在1.5~2.5m之間。
土方開挖之前需要先使用手風(fēng)鉆開孔,要求鉆孔的直徑控制在42mm左右,誤差為±1mm;水庫水面區(qū)域的爆破使用硝銨炸藥完成,水下部分爆破必須使用防水炸藥來完成,齒槽爆破之前首先要設(shè)置多個孔洞,方便進行預(yù)裂爆破,每1m設(shè)置兩個爆破孔,和土方開挖邊界鄰近的區(qū)域設(shè)置預(yù)裂孔。爆破使用的炸藥需要根據(jù)施工現(xiàn)場的巖石硬度來確定,本工程炸藥使用量為0.47kg/m3。
該水庫周圍的巖石結(jié)構(gòu)相對破碎,有明顯的節(jié)理裂隙發(fā)育現(xiàn)象,所以在進行溢洪道邊坡開挖的時候,實際的開挖深度跟設(shè)計要求有一定的誤差,所以為了確保開挖施工后岸坡工作面保持穩(wěn)定,必須進行放坡處理,此過程要嚴格控制用藥量,保證岸石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
齒槽開挖作業(yè)完成后,由于現(xiàn)場巖石出現(xiàn)三面凌空的現(xiàn)象,再加上本身有節(jié)理發(fā)育,所以下部的軟弱層由于失水會出現(xiàn)明顯的收縮情況,很容易引起滑塌事故,針對這種問題,在齒槽開挖之后必須要及時的卸重,并將滑動層虛土清理干凈,及時增加砌石,避免大面積的回填。
2.2.5 混凝土澆筑施工
由于該工程所在區(qū)域的巖石結(jié)構(gòu)相對破碎,再加上大面積的土方開挖,所以必須確?;炷临|(zhì)量,混凝土材料、水灰比、澆筑施工過程都要嚴格按照施工規(guī)范進行。在進行底板混凝土澆筑時,必須保證澆筑厚度和振搗質(zhì)量,只有確保底板施工質(zhì)量才能夠為帷幕灌漿和塔吊施工提供穩(wěn)定條件。墩墻混凝土澆筑要先從中邊墩開始澆筑,這樣可以為關(guān)鍵工程贏取更多的施工時間。
底板和邊墻位置的鋪料厚度根據(jù)振搗設(shè)備來確定,例如,如果使用高頻率的振搗設(shè)備,則混凝土厚度要控制在0.6m左右,如果使用振搗棒進行振搗施工,則厚度不能超過0.3m。同時,底板混凝土澆筑要配合平面拉振,一邊進行混凝土振搗,一邊對底板表面進行整理,這樣可以避免出現(xiàn)表面干裂的情況。邊墻和邊墩的混凝土澆筑要合理控制好上升速度。
2.2.6 安裝弧形工作門
安裝弧形工作門之前要嚴格檢查門的質(zhì)量是否達到設(shè)計要求,在滿足設(shè)計要求之后方可拆除驗收臺。然后通過索引的方式將弧形工作門放到閘門位置,使用啟閉設(shè)備將工作門吊裝到具體位置,安裝之前要將弧形門閘室進行清潔處理,吊裝時沿著迎水面反滲。在門楣位置安裝橡膠止水,然后安裝支座軸。所有構(gòu)件都安裝完成之后開始對其進行試吊,試吊過程要有專人負責(zé)觀察其運行軌跡,保證吊裝過程的平穩(wěn),當側(cè)墻軌板與弧形門間距和門楣間距一致的時候,表示安裝到位。所有的止水裝置都安裝完成后要進行試運行檢查,確保合格后才可以安裝配重。
總的來講,水利工程溢洪道設(shè)計也是一個系統(tǒng)性的施工過程,在具體的設(shè)計施工過程中,要結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況,考慮到施工過程中可能出現(xiàn)的問題,事先做好充足的準備,確保施工過程的順暢和安全,保證溢洪道工程質(zhì)量。當然,在后期的運行過程中,更要注重對溢洪道的日常維護,確保水利工程安全性。