一、工程基本情況
某水電站為河床式電站,樞紐工程總體呈“十”字型布置,主體建筑物南混凝土重力壩、溢流壩、泄洪沖砂閘、主、副廠房等部分組成 縱向碾壓混凝土圍堰為永久建筑物,工程導流結束后不再拆除 縱向碾壓混凝土嗣堰左側設有4孔7.5mX10.0m 沖砂孔,底板高程798.0m,建基面高程794.5m,為了滿足加固邊坡、防止堰基掏刷及基礎防滲要求,在堰基部位設置兩道鋼筋混凝土防滲墻(連續(xù)墻)。
二、閘及堰地基特性
本工程場地南上層而下依次為粗砂及粗砂夾細砂.淤泥及淤泥質砂、蠣殼淤泥質中砂、粉質粘土、卵石,下伏花崗巖等。
三、施工導流方案和圍堰材料選擇
圍堰施工必須先進行卜游圍堰的施工后進行下游圍堰的施工.必須先將上游的河水攔截.使河水往水閘排流的導流方式。堰頂高程為圍堰下游平均高潮水位3.79m加風浪爬高加安全超高后取5.00m,堰底高程最低處為一1.9lm,堰高6.9lm。
由于圍堰位置淤泥深厚,如采用土石混合圍堰或土圍堰,一是堰體不穩(wěn)定,二是圍堰工程相對較高,三是圍堰施工工期長。經過論證,確定采用河道現(xiàn)有資源 — 砂。形成砂體圍堰,其優(yōu)點主要有:(1)就地取材,(2)確保堰體穩(wěn)定,(3)有效降低施工工期,從而確保主體工程順利實施 本 程圍堰工程量主要有:堰體拋填砂:6746立方米;復合士工膜:1570平方米; 土工膜鋪壓砂袋:260立方米;袋裝砂袋排水棱體:100立方米:龍口深處迎水面袋裝砂壓腳:20立方米;挖掘機挖除同堰兩頭與堤岸交接的條石護坡:1臺班;堰址范圍內雜草及紅樹林去除:15工日:PC200挖掘機拆除圍堰:2臺班;拆除圍堰鏟車外運:2臺班。
四、圍堰結構型式和防滲處理
水利工程圍堰的基本型式及構造如下:
(1)不過水土石圍堰
不過水土石圍堰是水利水電工程中應用最廣泛的一種圍堰型式。它能充分利用當?shù)夭牧匣驈U棄的土石方,構造簡單,施工方便,可以在動水中、深水中、巖基上或有覆蓋層的河床上修建。但其工程量大,堰身沉陷變形也較大。
(2)過水土石圍堰
當采用允許基坑淹沒的導流方式時. 圍堰堰體必須允許過水 因此.過水土石同堰的下游坡面及堰腳應采取可靠的加同保護措施。目前采用的有:大塊石護面、鋼筋石籠護面、加筋護面及混凝土板護面等。較普遍的是混凝土板護面。
(3 混凝土圍堰
混凝土同堰的抗沖與防滲能力強.捎水水頭高.底寬。子谂c永久建筑物相連接。必要時還可以過水,因此應用比較廣泛。國內很多水利水電工程中均采用過拱型混凝土圍堰作橫向嗣堰.但多數(shù)工程還是以重力式混凝土圍堰作縱向圍堰。
(4)鋼板樁格型圍堰
鋼板樁格型圍堰按擋水高度不同.其平面型式有圓筒形格體、扇形格體及花瓣形格體等,應用較多的是圓筒形格體。
(5)草土圍堰
草土圍堰是一種草土混合結構.多用擱草法修建。草土圍堰的斷面一般為矩形或邊坡很陡的梯形,坡比為1:0.2—1:0.3。是在施工中自然形成的邊坡。
砂體圍堰成敗關鍵是防滲和控滲.即迎水坡土工膜防滲和背水坡導滲排水,防止砂堰體、堰基滲流失穩(wěn)破壞,據(jù)此本工程圍堰結構型式和防滲處理方案確定如下。
由于閘下游為感潮河段.圍堰處潮漲潮落,因此.圍堰按龍口段和非龍口段分兩種不同型式 非龍口段迎潮水面高程3.79m 以下邊坡比為1:3,高程5—3.79m 坡比為1:2;背潮水面高程邊坡比為1:2。龍口段迎潮水面邊坡比為l:3,背潮水面高程邊坡比為1:3;堰體防滲處理采用堰腳鋪設砂袋排水棱體做為背水坡導滲排水。龍口段在堰體中增設袋裝砂截流戧堤.戧堤頂寬2.0m。上下游邊坡比為1:1.3,頂高程4.0m。
五、圍堰施工
下游圍堰填筑前必須先將圍堰體底部的所有雜物、雜質清除出堰體斷面以外.宜利于提高下游圍堰體底部的防滲止水能力。
1、非龍口段堰體施工
圍堰工程施工具體做法是用船只采砂運砂至圍堰位置,用皮帶機輸砂拋——分段于水中平整成型,出水面后,每填筑50cm高沖水灌注密實,人工修理形成設計斷面堰體;然后先進行圍堰迎水堰面復合土工膜鋪設并延伸至堰腳設計位置;而后進行人工袋裝砂鋪壓和袋裝砂壓腳,最后拋填壓堰腳,形成符合設計要求的圍堰結構型式。
2、龍口段堰體施工
龍口段先用砂袋人工拋填成型,并對龍口段兩側已施工完成非龍口段上下游圍堰面用砂袋裹頭處理,再用皮帶機輸砂拋填;圍堰合龍選擇在低潮— — 漲潮— — 高潮周期內進行。復合土工膜、袋裝砂壓腳、排水棱體填筑等施工方式同上述。
3、確保上、下游圍堰防滲工程施工強度
(1)風化砂填筑進占時,嚴格控制回填質量,確保沿防滲軸線上、下游5m范圍內不得含有大于20em塊石,為高壓旋噴防滲墻施工創(chuàng)造條件。
(2)采用振孔高噴法和常規(guī)高噴法組織施工,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,互相補充。研制改進振孔高噴等造孔機具,提高造孔速度,確保造孔精度。根據(jù)高壓旋噴墻不同深度和墻下地質條件,制定不同的成墻措施.確保防滲施工質量。
(3)土石圍堰高壓旋噴防滲墻規(guī)模生產前.對鉆孔、噴漿的有關參數(shù)、材料、設備性能及施工工藝措施等進行驗證性試驗。并掌握、了解既滿足設計防滲要求,又安全可行的合理的施工參數(shù)。指導后期的規(guī)模施工。
4、復合土工膜施工
本圍堰工程應達到確保主體 程安全施工和基坑滲水量。畤邔嵤┏尚c否,關鍵在于復合土工膜施工效果.鋪設復合土工膜主要過程如下:
4.1 堰面整坡:堰體形成后,按不同高程設計堰坡比要求進行整坡;
4.2 鋪設復合土工膜:首先將復合土工膜安放在堰頂.自上而下滾鋪.然后再將相鄰的復合土工膜卷材向下滾鋪.幅邊按8~10cm進行整平搭疊焊接.之后進行砂袋鋪壓:水下部分需采用人工潛水定位.以做好迎水堰坡、堰腳及鋪蓋復合土工膜水下長度的正確鋪設和搭接工作。
5、上、下游圍堰防滲工程快速施工
上、下游土石圍堰要實現(xiàn)12月20日閉氣目標.必須在1個月左右完成2.01萬平方米 的高壓旋噴防滲墻和0.3萬m 的帷幕灌漿施工。高壓旋噴墻施工強度在同類工程中沒有先例.其最大深度達35.5m,在同類工程中最深實例儀22m;且下游圍堰為單排墻.堰體填筑水下風化砂限于工期同結時間短,要在滿足質量要求前提下,保證施工進度是該項目的重點。其機具選型、施工工藝選擇都必須慎重考慮。
六、圍堰內水泵排水
排水取水口設在偏近上、下游圍堰處,局部加深作為打消匯集點。上、下游各布設3臺7kw離心式水泵及4臺潛水泵排水。另布設4臺潛水泵將水排至離心泵集水井處。
七、圍堰維護
為確保圍堰的安全.施工期間應有專人經常檢查堰體的完好情況.做好外江水位的觀測和記錄.及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的滲漏,滑移等隱患現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)問題及時組織進行修補、堵截,確保圍堰體在施工過程中的安全。
圍堰填筑施工應做到安全生產 確保施工時不出現(xiàn)任何安全事故。
八、圍堰拆除
在拆除圍堰之前.必須確保各期圍堰導流任務完成.然后選用挖掘機挖裝10t自卸汽車將其運至指定位置 用反鏟挖掘機從圍堰中間倒退式向兩岸拆除,采用鏟車運出.圍堰拆除應保證底部清除到位.以滿足水流正常通暢。
九、效益分析
本工程在施工之前采用了有效的導流方案,緊抓土,石圍堰填筑質量,確保了圍堰斷面尺寸,進而有效管控施工水流,尤其是一期圍堰工程曾經受到了當年臺汛的殘酷考驗,在一定程度上反映出圍堰的施工與設計都獲取到了很大的成效。