时间:2023-07-12 17:07:29
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水利水电工程边坡设计规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:水利水电工程 问题 策略
水利工程项目施工管理已经成为施工企业经营发展的战略和企业内外条件,质量问题困扰着工程项目的如期交付并影响预期效益的实现。加强工程项目的管理,有效的成本控制,并且确保目标利润的实现。近年来,国家相继制定了多部关于工程质量的法律法规,各级建设行政管理部门也加大了大型工程项目质量的行政监管力度,但水利水电工程的特点使得水利水电工程质量控制任务既复杂又繁重。故此,本文就目前水利水电工程施工质量管理中存在的问题进行分析,达到如何加强项目成本管理。
一、项目管理存在的问题
一个企业都有其长期的文化积累,以及在一定历史环境下才能形成的企业管理方法和理念,项目管理是指在一定约束条件下,为达到项目目标(在规定的时间和预算费用内,达到所要求的质量)而对项目所实施的计划、组织、指挥、协调和控制的过程。项目管理其本质的一个特性就是它的“一次性”。因此,项目管理实际上是从开工到竣工结束的一次性管理过程。管理模式也不是一成不变的,要与环境、资源对应,并随着时间的发展而进行动态调整。
二、工程设计中存在问题
国家或水利部已经出台了一系列法律法规、技术标准和规范,但很多水利基层单位和个人并没有去实施。某些个别水利水电工程建设项目的项目规划书、可行性研究报告和初步设计文件,由前期工作经费不足,规划只停留在已有资料的分析上,缺乏对环境、经济、社会水源配置等方面的综合分析,特别是缺乏较系统全面地满足设计要求的地质勘测资料,致使方案比选不力,新材料、新技术、新工艺的应用严重滞后,整个前期工作做的不够扎实,直接影响到工程建设项目的评估、立项、进度和质量等。而大多数设计单位普遍存在资质低、设计水平低、施工图不规范、图纸错误较多、结构不符合实际,设计变更随意性大等问题。设计人员施工经验差,未考虑施工工艺和施工能力,考虑设计规范较多,考虑施工现实条件较少,造成设计与施工的衔接有一定困难。有些地方由于财政困难常难以垫付足够的前期勘测设计费,待立项后有了资金又急于上马,没有足够的时间与足够的经费进行前期勘测作,导致水利水电工程的前期勘测设计深度不够。有的项目更是由于政府的行政干预匆忙上马,根本没有进行勘测设计等。
三、加强施工导流及围堰技术在水利水电电施工中的应用
水利工程施工中修建闸坝工程所特有的重要工程措施是施工导流。选定什么样的导流方案,关系到整个工程的工期、质量、造价和安全度汛,事先设计要做到周密谨慎。碾压混凝土是一项筑坝新技术,在世界范围内得到了越来越广泛的应用。使用填筑土石坝的大型运输,振动碾压机械,压实非常干硬的混凝土拌和物,采用大体积,薄层碾压上升的浇筑方法。这种施工方法速度快、投资省、经济效益高,最适于大体积和大面积(如路面,飞机跑道等)混凝土施工。碾压混凝土有别于常规混凝土的主要特征是:拌和物干硬,坍落度为零。施工方法更接近于土石坝的填筑方法,采用通仓薄层铺料,振动碾表面压实;而常规大坝混凝土施工采用柱状分块,插入式捣固。工程实践显示了碾压混凝土的优越性是施工速度快,经济效益高。在水域上进行水利工程施工,要解决施工导流问题,通常采取的办法都是修筑围堰。施工导流是一场为水工建筑物施工,而进行的与河水争地、争时的斗争,它与施工总进度是密切相关的。导流时段的划分、导流流量的选择、导流方案及措施的拟定等,均应按国家建设计划的要求为标准,按水工建筑物主体工程的控制进度作为主要依据。控制性施工总进度实际就是坝和导流工程在洪水赛跑中所必须达到的时间指标,如何安全度汛在施工中是最关键的,导流工程必须最大限度地满足施工总进度的要求,合理的安排工期,熟悉地理知识,在设计中做到细致有度。
四、水利水电工程施工的机制和观念创新
项目施工管理创新方案的组织机构,应相应建立起现代企业管理制度,创新的方案就基本具备了。但这一方案的有效运行还需要有创新的机制,方能使这一创新方案具有极强的生命力。创新的机制就是要使项目经理部及分公司不断增强市场的竞争能力,牢牢占有自己的市场,不断开拓和占有潜在的市场。项目施工管理不断创新的关键是企业高层管理者给予足够的重视,加大人才的培养、引进和凝聚,切实加强创新意识,以创新的思维方式对企业进行管理,即以市场的需求为出发点,要深刻认识项目施工管理创新的紧迫性、重要性、艰巨性和长期性。施工企业应将项目施工管理的创新放在企业发展战略的高度上来定位,并将创新工作切实落到实处,要根据时代要求和遵循创新原则去提出创新方案。
五、加强项目监督管理
项目法人的组织机构人员质量意识需要加强,不能不重视工期,轻视质量。项目部人员素质要求不断提高,需要高水平的管理人才,更好的项目管理科学化决策。认真贯彻落实国家有关环境保护的法律、法规和规章及本合同的有关规定,做好施工区域的环境保护工作,对施工区域外的植物、树木尽量维持原状,防止由于工程施工造成施工区附近地区的环境污染。水利水电加强开挖边坡治理,防止冲刷和水土流失。
[关键词] 水利;施工监理;开挖;混凝土;灌浆
随着社会经济的发展,水利水电工程建设的规模在不断的扩大,加强水利水电工程施工质量控制,监理工作具有越来越重大的意义。要保证水利工程施工质量,必须采取有效的监理质量控制要点,做好水利水电工程监理工作。
1 监理工程概况
南宁市隆安水库位于南宁隆安万发镇境内,地处灌区东北面的石夹河上。水库坝址现有简易公路通过,坝址下游4.6 km处为 207 省道,工程对外交通条件较为方便。隆安水库主要任务是以灌溉、 农村人饮和乡镇供水为主,兼顾河道生态用水。南宁市隆安水库正常蓄水位691 m高程,相应正常蓄水位库容1620×104 m3 ,水库总库容1894×104m3 ,水库规模属中型,枢纽工程等别为Ⅲ等。枢纽工程由砼砌毛石拱坝、 坝顶溢洪道、 左右岸交通洞、放水管及闸门井等组成。
2 大坝开挖监理质量控制
2. 1 爆破参数控制
2. 1. 1 梯段爆破
采用潜孔钻造孔,钻孔直径 Φ100,装Φ85mm乳化炸药,台阶高度10m,设计孔间排距3.5 m×2.8 m,封堵长度 2.5 ~ 3.0m,单位耗药量0.55 kg/m 3 ,超钻深度1.0 m。
2.1.2 预裂爆破
采用潜孔钻结合手风钻造孔,设计孔距0.8m,预裂孔距前排爆破孔 1.5 ~ 2.0 m,装Φ32 mm硝铵炸药,线装药密度 450 ~500g/m,炸药及导爆索绑扎在竹片上入孔,间隔不耦合装药,封堵长度 1.0 ~1.5 m。爆破网络采用导爆索连接,采用两段非电毫秒延期雷管分段,最大段预裂爆破药量不大于50 kg, 所有预裂孔都超前排主爆孔100 ms起爆。
2.1.3 保护层开挖
采用手风钻孔,钻孔直径Φ40 mm,装Φ32 mm硝铵炸药,设 计钻孔间排距为1.2 m×1.0m,单位耗药量0.5 kg/m3 。
2.1.4 控制爆破
基础开挖除对开挖边坡或建基面采用预裂爆破、光面爆破和保护层开挖等控制外, 在开挖时对新浇筑砼邻近基础开挖进行控制爆破, 根据安全质量振动速度严格控制单响药量;严格按设计要求进行控制爆破,永久边坡采用预裂爆破, 按设计要求施工, 确保半孔率达 85% 以上。对于特别破碎或不稳定的岩体, 采用密钻孔,少药量,力求使爆破震动对边坡带来的影响在允许范围内。梯段爆破利用孔间微差技术,严格控制单响药量,减少爆破震动,确保边坡的稳定安全。
2. 2 开挖缺陷及处理
大坝右坝段坝基636 m高程以下地基承载力较差且岩层较为破碎,采用 C20 砼回填处理至垫层砼设计高程。右坝基和右坝肩650 m高程以下地基岩层较为破碎且有裂隙和夹泥层。按设计要求先进行人工切槽,切槽深度为其宽度的 1.5 倍,再铺设Φ28@ 200 钢筋网后才浇筑砼, 最后再进行有针对性的固结灌浆。右坝段上游侧646m高程以上边坡开挖,考虑到其开挖后边坡高度大,且多为残坡积物堆积,为保证施工开挖安全, 646 m高程以上开挖坡比由1∶0.8调整为1∶1.5,并在646 m高程处增设2m宽马道。
3 大坝混凝土监理质量控制
3. 1 原材料与配合比控制
审查施工单位的配合比,凡未经监理审批的配合比不得用于施工;督促施工单位及时将原材料送检, 经有资质的检测单位检测合格后,才能投入拟用部位使用,且原材料必须具备三证。
3. 2 混凝土拌和控制
控制混凝土拌和物, 凡不合格的拌和物不得入仓。混凝土浇筑过程中, 督促施工单位按规范要求进行平仓、振捣;砌石方式及块石粒径进行翻石检查措施。保证混凝土拌和物从拌和到砌筑仓面施工振捣完毕历时不超过1. 5 h, 并力争尽量缩短。在混凝土生产过程中, 根据外界条件的变化, 对混凝土拌和物进行动态控制, 使实际施工配合比尽可能达到最佳状态。
3. 3 混凝土浇筑和砌筑控制
砼浇筑过程进行旁站、 巡视、 抽查;低温季节施工, 层间覆盖时间按8h控制, 高温季节施工, 层间覆盖时间按 4~6 h控制。砌筑分条带进行, 各条带铺料、 平仓、 振捣;方向与坝轴线垂直, 每条带宽度根据施工仓面的具体宽度适时调整, 一般为10 m。 卸料高度控制在1.0 m以内, 用塔吊运至仓面后依次卸料, 减轻骨料分离, 卸料后及时平仓, 要求边卸料、 边摊铺、 边平仓, 使混凝土料始终卸在已平仓的 C15 砼砌毛石面上。水平施工缝处理包括工作缝及冷缝。工作缝是指按正常施工计划分层间歇上升的停浇面, 冷缝是指混凝土浇筑过程中因故中止或延误、 超过允许间歇时间(自拌和楼出料时算起到浇筑上层混凝土时为止) 的浇筑缝面。水平施工缝的工作缝层面在砼收仓后10 h左右采用高压水清除混凝土上面的浮浆片、 松散残物以及污物, 以露砂和微露石为准。在浇筑下一层混凝土时, 先铺设比 C15砼标号等级或高一级 20 ~30 mm厚的水泥砂浆, 再铺一层7 ~8 cm厚 C15 混凝土, 然后再向上砌毛石继续上升。对在施工过程中因故出现的冷缝层面上, 视间歇时间的长短分成 I 型和 II 型冷缝。对 I 型冷缝面, 先将层面上已发白的混凝土挖除, 然后在层面上铺一层厚5 mm的水泥煤灰净浆, 再铺筑上一层混凝土。II 型冷缝按施工缝处理。对骨料块石, 按规范要求, 严格控制块石粒径, 不允许超径块石和逊径骨料入仓, 并要求入仓前进行冲洗, 砌筑过程中按20m3 不少于 3 点进行翻石检查, 确保埋石率满足设计和规范要求, 有效降低水化热。砌石按升程仓面完成后, 由业主、 监理单位一同对砌石质量进行大坑开挖检测, 本工程共布置大坑检测 3 组。
4. 灌浆工程监理质量控制
4. 1 固结灌浆质量控制
监理工程师在现场根据设计方提出的《正安县石峰水库工程大坝基础固结灌浆技施设计说明》及规范要求对固结灌浆施工工艺进行全过程的控制,对重要工序,如钻孔孔位、孔向、孔深、孔斜等均在现场进行严格的检查、验收签证。在灌浆过中,经常性地对灌浆压力、水灰比、进行检查,对灌浆资料进行抽检,并严格按照设计规范要求监督施工单位进行水灰比变换。对特殊地段、 吸浆量大的孔段,及时要求施工单位采用降压、限流、间歇、待凝的方法进行灌注。严格按照设计、规程规范要求的压力下, 当注入率小于1L/min时,还必须继续灌注30 min方可结束,灌浆完成后采用压力灌浆法进行封孔。从大坝固结灌浆成果来看,固结灌浆 I 序孔比 II 序孔吸浆量大,压水检查结果透水率均小于5 Lu。
4. 2 帷幕灌浆质量控制
为做好本工程帷幕灌浆工程的质量控制, 监理部严格按 《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T 5148 -2001)及设计方提出的 《正安县石峰水库工程大坝帷幕灌浆技施设计说明》 实施监控, 具体施工过程中, 采取了以下质量控制措施:
(1) 审查施工单位报送的"施工组织设计"和检查人员、设备、材料的进场情况, 签发开工申请报告。
(2) 作好原材料的检测,合格后方可使用,本工程所用水泥为重庆南川 "白塔牌" PC42.5水泥、重庆南川嘉南"钢珠"PC42. 5水泥。
(3) 钻孔完成后,经当班监理人员验收孔深合格后方可进行灌浆,灌浆过程中严格按规范及设计要求的水灰比进行浆液拌制和变浆,监理人员随时检查浆液的比重,并及时检查和签认灌浆原始记录。
(4) 各单元灌浆完成后,要求施工单位作好灌浆成果统计报监理部,监理工程师根据现场掌握的情况及规范要求布设检查孔,检查孔钻孔过程中监理人员随时跟踪检查钻孔情况。
(5) 压水检查,所有压水试验检查监理人员全过程的旁站,保证试验结果的准确性。
(6) 对重要工序,如钻孔孔位、孔向、孔深、孔斜、压水试验等均在现场进行严格的检查、 验收签证。
5 结 语
综上所述,在水利水电工程施工中。施工监理是非常重要的,对于整个施工质量的控制具有重要的作用。在水利水电工程施工监理工作中, 除了要做好上述几项工程的质量控制,还需要对其他工程质量进行有效的控制,以此保证整个水利工程的施工质量。
参考文献
关键词:水库;除险加固;设计;
1工程简介
某水库枢纽位于月河右岸一级支流某下游。水库枢纽距五里镇约5km,有简易公路通到右坝肩山梁上。
水库枢纽工程由大坝、放水设施、左岸溢洪道等主要建筑物组成。水库坝体为粘土均质坝,最大坝高17.56m,坝顶长152.545m,坝顶宽4.6m,坝顶高程500.0m(相对高程)。坝址以上控制流域面积3.6km2,总库容20.4万m3,河道长5.0km,河道平均比降95.44%。某水库是一座以供水,灌溉为主,并兼有养殖等综合效益的V等小(2)型工程【1】。
水库工程于1954年2月由群众自建,为万方大堰,于1958年加坝升级为水库,投入使用。由于当时水库设计不规范,施工方法简陋落后,加之水库运行后主要建筑物老化失修,水库多年来一直带病运行,效益不能发挥。2007年4月市防汛办、区防汛办组织有关专家对某水库进行了安全鉴定,鉴定结论是:某水库大坝属三类坝,建议尽快进行除险加固处理【2】。
1. 1现场检查存在的问题
本次设计根据水库除险加固工程设计导则要求。通过检查大坝、溢洪道及放水设施等主要建筑物存在的安全问题,结论如下:
大坝部分
①坝顶:
坝顶为自然土路面,降雨不能通行,对大坝维修及汛期防汛不利。
②上游坝坡:
上游坝坡没进行护面处理,坝坡面不规整,冲刷侵蚀严重。
③下游坝坡:
背水面右侧有较大面积的土体产生了变形、塌陷和滑动,结合钻孔资料,土体最深滑移面达4m。下游坝坡抗滑稳定安全系数不满足规范要求;且坝面杂草、树木从生,无坝面排水系统。
(1) 溢洪道评价:
溢洪道设计虽满足泄洪能力需要。但现状溢洪道折线堰为宽1.2m,高4.6m的浆砌石结构,堰体砌石部分裂缝、脱浆,漏水严重,堰后侧槽底板衬砌厚度不够,现状冲刷破坏严重,已形成深0.5m冲坑。
(2) 引水设施部分:
引水设施虽经2003年处理,但在2007年7月因柴头堵塞,无法正常放水。
(3) 其它设施:
①水库无水位尺,无雨量观测设施;
②大坝无渗漏、位移变形等观测设施;
③大坝无管理房及抗洪设施;
1.2除险加固的必要性
水库运行50多年以来,为工程所在的附近村庄的农业和农村经济发展发挥了巨大的作用。
1958年3月完工,1965年因漏水,坝体滑动后进行整修,1977年7月因上游堰塘跨坝,导致某水库漫坝,坝体形成深槽,淹没下游刘家营村,冲毁大量房物及农田,后回填坍塌坝体,F复水库部分功能,施工时均为人工填筑,也未对坝体加宽,安全难以保障,且不能发挥正常效益。
针对工程现状存在的安全隐患和缺陷,按照现行标准和规范采取工程措施,消除工程安全隐患和缺陷,改善运行条件,以确保工程安全有效运行。
2 大坝加固工程设计
2.1大坝稳定渗流复核计算
本次设计是根据现行规范要求对大坝现状渗流进行复核,根据复核结果,进一步弄清楚坝体存在的问题,为加固方案的拟定奠定基础,提出相应的工程加固措施。
(1)设计计算工况
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)中关于渗流计算的相关要求,渗流计算两种工况如下【3】:
工况①:上游校核洪水位以及对应下游水位;
工况②:上游正常蓄水位以及对应下游水位;
(2)计算边界条件
根据规范和坝体实际情况,坝坡渗流计算断面选定坝体实测最大断面,土层分界根据地勘资料确定。
①最大坝高17.56m,坝轴线152.545m;
②坝顶宽度4.6m;
③上游坡比1:2.0、下游坡比1:1.8;
④校核洪水位时,上游水位498.98m,对应下游水位483.96m
⑤正常蓄水位时,上游水位497.20m,对应下游水位483.96m
⑥下游排水棱体顶宽1.5m,外坡1:0.3,内坡1:1.5;
(3)设计参数选择
采用安康市汉滨水利水电水保生态勘测设计院(2008年)编制的《汉滨区某水库工程大坝安全论证总报告》中土层的相关参数。
(4)计算结果分析
不同工况下的渗流量
经过计算,工况①和工况②渗流量计算结果见表1。
表1: 水库渗流计算结果表
设计
工况
上游水位
(m)
下游水位
(m)
单宽渗流量
(m3/d-m)
水力
坡降
总渗流量
(m3/d)
校核洪水位
498.98
483.96
0.12
0.39
18.85
正常蓄水位
497.20
483.96
0.09
0.34
13.51
对于工况①,即当洪水达到校核水位498.98m时,坝体渗流总单宽流量为0.12(m3/d-s),坝轴线总长152.545m,即坝体渗流总量18.85m3/d。
对于工况②,即当洪水达到正常蓄水水位497.20m时,坝体渗流总单宽流量为0.09(m3/d-s),坝轴线总长157m,即坝体渗流总量13.51m3/d。
因此,根据上述计算结果,坝体渗流量不严重。
(6)稳定计算
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)的规定,坝坡抗滑稳定计算采用刚体极限平衡法,分别利用瑞典圆弧法和简化毕肖普法进行分析计算。
2.2大坝稳定复核计算
坝坡稳定复核计算采用中国水利水电科学研究院的《土质边坡稳定分析程序》STAB95进行计算。
(1)基本参数取值
坝体土物理力学指标根据安全鉴定阶段地质资料和初步设计阶段坝体钻孔注水、压水试验、室内原状样试验的成果,在分析整理的基础上,对土工试验物理力学指标按规范所要求的方法进行统计分析。
(2)断面选择
根据坝址地形地质图,选择大坝在沟道中心的最大剖面为坝坡稳定最不利断面,只要此断面满足稳定分析的安全要求,则整个坝体均可满足安全要求。
(3)浸润线
浸润线由地质勘察实测,并结合现场实际出逸点情况绘制,同时利用地质勘察所取得的渗透计算资料反推浸润线加以复核验证,以正确反映大坝现状的渗流情况。
(4)计算工况
根据《小型水利水电工程碾压式土石坝设计导则》(SL189-96)的规定,结合水库的实际情况,选定下游坝坡稳定分析计算工况为正常情况,正常蓄水位497.2m,稳定渗流。
3 结语
除险加固主体工程完成后,消除了水库的安全隐患,收到了社会效益、生态效益、经济效益等多重效益。首先体现在社会效益上,工程的竣工消除了水库的安全隐患,下游人民群众生命财产安全得到保证,灌区农业稳产高产也得到保证,社会效益巨大。其次,今后防汛不抢险,合理开发利用水库对发电与灌溉都会带来经济效益。第三,各渗漏点再无渗流出现,湿润现象也完全消失。水坝各部分正常运行,放水难的问题得到解决。整个水库枢纽焕然一新,其正常运行充分发挥了工程效益,使工程永续利用,效益可持续发展。
参考文献:
[1]中国电力工业部. 《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》(DL5180-2003);
关键词:水电站;挡水;建筑物;设计
中图分类号:TV732 文献标识码:A
1工程等级及标准
1.1工程等级
拟建工程由重力式挡水坝、溢流坝、等组成,水电站总库容3846.58×104m3,装机容量24MW,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)和《防洪标准》(GB50201-94)的规定,该工程规模为中型工程,工程等别为Ⅲ等,挡水坝、溢流坝、河床式电站厂房为3级建筑物。
1.2设计标准
1.2.1防洪设计标准
根据《防洪标准》(GB50201-94)及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)的规定。对于本工程选定方案挡水重力坝最大坝高为30.8m,上下游水头差为11.5m。按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的重力坝、溢流坝、河床式电站厂房洪水标准为:校核洪水标准采用500年一遇(P=0.2%),设计洪水标准采用50年一遇(P=2%);泄水建筑物消能防冲的设计洪水标准为30年一遇(P=3.3%);变电站、进厂交通等非挡水部分的校核洪水标准为100年一遇(P=1%);设计洪水标准为50年一遇(P=2%)。
对于比选方案面板堆石坝方案,按关于山区、丘陵区的水利枢纽工程的堆石坝、溢洪道洪水标准为:校核洪水标准采用1000年一遇(P=0.1%),设计洪水标准采用50年一遇(P=2%);引水式电站厂房校核洪水标准为100年一遇(P=1%);设计洪水标准为50年一遇(P=2%);溢洪道消能防冲建筑物的防洪标准与重力坝方案相同。
1.2.2抗震设计标准
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306-2001)和《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度值<0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度小于Ⅵ度。
2挡水建筑物坝顶高程确定
按《水工建筑物抗冰冻设计规范》(GB/T50662-2011)中有关规定,坝顶超高按常规设计。
2.1风速
风速采用项目区所在地区气象台测站1957年~1990年4月~11月实测风速进行统计,根据坝轴线走向,分别选取5个风向(WSW、W、WNW、NW、NNW)进行统计。
计算风速:正常运用情况下采用重现期为50年的年最大库面风速,非正常运用情况采用多年平均年最大风速。坝前风速计算值采用如下:
正常情况:υ=15.94m/s(正常蓄水位和设计洪水位时);
非常情况:υ=9.35m/s (校核洪水位时)。
2.2风区长度及水域平均深度
库区水域虽狭长细窄,但库区水面宽度仍大于12倍波长,因此风区长度采用计算点至对岸的直线距离。
风区内水域平均水深Hm沿风向作出地形剖面图求得,计算水位与相应设计情况下静水位一致。
2.3计算公式
根据《混凝土重力坝设计规范》(SL319-2005)中的规定以及本次调洪成果对坝顶高程进行计算,坝顶高程为水库静水位与超高之和,即校核洪水位、设计洪水位和正常蓄水位情况下分别加相应的坝顶超高确定坝顶高程。坝顶与水位的高差由下式确定:
Δh=h1%+hz+hc
式中:Δh—— 防浪墙顶至正常蓄水位或校核洪水位的高差(m);
h1% —— 波高(m);
hz—— 波浪中心线至正常或校核洪水位的高差(m);
hc—— 坝体安全超高(m);
其中波浪高h的计算采用官厅水库公式:
式中:υ0 —— 计算工况下的相应风速 (m/s);
D —— 吹程 (m);
Lm—— 平均波长 (m)。
波浪中心线至水库静水位的高度按下式计算:
式中:H —— 挡水建筑物迎水面前的水深 (m)。
坝顶高程计算成果见表1。
坝顶高程计算成果表
表1单位:m
由计算结果知,坝顶高程由校核洪水位控制,计算坝顶高程为450.46 m。但考虑到溢流坝顶的工作桥净跨为10.0m,为保证桥体钢轨下的大梁(估算1.3m高)不影响泄洪,工作桥梁底须高于校核洪水位,由此确定坝顶高程为450.8m。
3 挡水坝设计
挡水建筑物坝型为混凝土重力坝,左岸挡水坝段桩号坝0+000 ~ 坝0+058.95m,右岸挡水坝段桩号为坝0+194.45 m ~坝0+ 212.7m,两岸挡水坝段总长为77.15m。
挡水坝坝顶高程为450.8m,坝顶不设防浪墙,坝顶宽度为6.0m,最大坝高为29.85m。坝顶路面以1%坡度向上游倾斜,以便排除坝顶集水,考虑到安全因素,坝顶上、下游侧设有栏杆。坝体上游面折坡点高程为440.8m,折坡点以上铅直,折坡点以下坝坡为1:0.2,下游折坡点高程为440.8m,折坡点以上铅直,折坡点以下坝坡为1:0.6。下游坝脚竖直高度2.0m。
坝底上游坝踵设1.5m深、1.75m底宽的梯形齿槽。坝体内设置帷幕灌浆和排水廊道,廊道为城门洞形,宽3m,高4m。廊道上游壁距上游坝面3m,底板混凝土最小厚度3m,底板高程随坝基面上升,升至高程442.57m从下游坝面拐出。
为及时排出坝体内的渗透水,在坝体内防渗面板下游每隔3.0m设置一根直径15cm的竖向排水管,渗透水通至廊道再排出坝体。坝体每隔20m左右设横缝,缝内设一道橡胶止水。
重力坝混凝土分3区:坝上游表面防渗抗裂Ⅰ区混凝土厚2.0m,强度等级C25,抗冻等级F300;坝内低热Ⅱ区混凝土及坝基础低热抗裂Ⅲ区混凝土(厚2.0m),强度等级C20。
4坝肩处理
由于右坝肩基岩岩面坡度较陡,为了满足该坝段沿坝轴线方向的稳定要求,坝肩基岩面开挖成台阶状以增强坝肩的纵向稳定性。
两坝肩坝顶高程以上进行开挖削坡处理,根据地质勘察成果,土质边坡削坡的坡度为1:1.75~1:1.5,岩石为1:1~1:0.75。
5坝体抗滑稳定计算
坝体抗滑稳定计算主要核算坝基面滑动稳定,荷载组合分为基本组合和特殊组合两类,分别采用抗剪公式和抗剪断公式计算。荷载组合见表2。
挡水坝荷载组合
表2
抗滑稳定采用抗剪强度计算公式:
式中: K—— 抗剪强度计算公式的抗滑稳定安全系数;
∑W —— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值;
∑P—— 作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值;
f —— 坝体混凝土与坝基接触面的抗剪摩擦系数。
抗滑稳定采用抗剪断强度计算公式:
式中:K′ ——抗剪断强度计算公式的抗滑稳定安全系数;
f’、C —— 滑动面抗剪断摩擦系数及抗剪断凝聚力;
A —— 基础面受压部分的计算面积;
ΣW ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的法向分值;
ΣP ——作用于坝体上的全部荷载对滑动平面的切向分值。
计算断面选取最大坝高断面进行计算,抗滑稳定计算成果见表3。
挡水坝抗滑稳定计算成果表
表3
从表中计算结果数值可以看出,挡水坝抗滑稳定满足规范要求。
6 坝基应力计算
挡水坝坝基地基应力计算采用材料力学公式计算;
式中:∑W —— 作用于单位宽度坝段上所有垂直力的代数和;
∑M —— 所有荷载(外力)对于坝基截面形心的力矩代数和;
B —— 坝底宽度。
计算结果见表4。
挡水坝坝基应力计算成果表
表4
弱风化安山岩地基允许承载力为3.8MPa,由表8.1.4计算结果得出,坝基地基承载力小于允许值,并且大于零,均满足规范要求。
参考文献
[1]GB/T50662-2011水工建筑物抗冰冻设计规范[S].)中国计划出版社,2011.
【关键词】机制混凝土模袋护坡
1.工程概况
莫家沟水库位于饮马河支流伊通河干流新立城水库库区右侧的支流莫家沟上游河段。坝址在长春市净月开发区新湖镇红田村莫家沟屯东,其地理位置为东经125022′,北纬43035′。该水库是一座防洪、灌溉综合利用的水库。枢纽建筑物由挡水土坝和输水洞组成。
莫家沟水库始建于上个世纪七十年代,主要建筑物有土坝和输水洞。当时施工人员大多数为民工,已经很难找到,亦无施工记录。由于建设时期较早,水库配套设施不齐全,至使水库建成后一直处于病险状态。
莫家沟水库位于长春市城区南部,地处中纬度,属温带大陆性气候,四季盛行西南风,其气候特点是:春季干燥多大风,夏季炎热多雨,秋季晴朗温差大,冬季寒冷漫长。水库是一座以防洪、灌溉综合利用的小(2)型水利工程。该枢纽主要建筑物由挡水土坝和输水洞及溢洪道组成。
水库总库容为42.88×104m3,大坝长365m,最大坝高10.75m,依据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》,确定本工程等别为Ⅳ等,属小(2)型水库,永久性主要建筑物按5级、次要建筑物及临时建筑物按5级建筑物设计。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000)的规定,本工程永久性挡水和泄水建筑物所采用洪水标准为:设计洪水标准为10年一遇,校核洪水标准为50年一遇。
2.工程建设成因
2009年3月,专家组鉴定核查,确定大坝安全类别综合评价为三类坝,批复文号为长水[2009]33号。大坝防洪标准不能满足近期非常运用洪水标准和设计洪水标准。大坝上游由于没有护坡,受冬季冻胀等因素影响,坝坡变形比较严重,坡面局部隆起,凸凹不平,大坝下游坝坡无护坡,存在冲刷现象。上游坝坡坡比为1∶3.3,坝坡凸凹不平,坝坡中部被冲刷较严重,已形成陡坎;下游坝坡坡比为1∶2.1~1∶3.5,下游坡无护砌,并有很多水蚀沟,局部位置边坡较陡。
上游护坡考虑两个方案:(1)机制混凝土模袋护坡;(2)干砌石护坡,进行比较。
机织混凝土模袋护坡:
护坡结构:20cm厚C25机织混凝土模袋护坡,下设一层无纺布。
优点:模袋采用一次喷灌成型,施工简便、速度快;机械化程度高、整体性强、稳定性好,使用寿命长;模袋具有一定的透水性,在混凝土灌入后,多余的水分通过织物空隙渗出,可以迅速降低水灰比,加快混凝土的凝固速度,增加混凝土的抗压强度;外观性好。
投资:168(元/平方米)
干砌石护坡:
护坡结构:干砌块石厚度25cm,20cm厚碎石垫层及无纺布。
优点:干砌块石护坡,施工困难,速度较慢;机械化程度不高,只能采用人工砌筑,整体性较弱,稳定性较差,适应变形能力较差,使用寿命较短;抗冻能力较差,施工质量很难控制。
投资:81(元/平方米)
经比较,综上所述,本次上游坝坡护坡采用机织混凝土模袋护坡方案。
上游坝坡具体结构层为20cm厚C25机织混凝土模袋护坡,下设一层无纺布(400g/m2)。混凝土抗冻标号采用F250,抗渗标号W4。
护坡厚度计算
上游护坡厚度计算按《碾压土石坝设计规范》(SL274-2001)附录A.2.3中公式进行计算,计算公式如下:
式中:
――系数,对整体式大块护面板取1.0,对装配式护面板取1.1;
――累计频率为1%的波高,m;
――沿坝坡向板长,m;
――板的密度,t/m3;
――平均波长,m;
――水的密度,t/m3;
――单坡的坡度系数,若坡角为,即等于。
经计算,机织混凝土模袋厚度为0.03m,设计取上游护坡混凝土板板厚采用20cm。
3.机织模袋施工
机织模袋应在各片连接的底面铺非织造土工织物。各片间连接底面的非织造土工织物采用缝接或搭接,搭接宽度20~30cm,土工织物在坡顶处可用8号铁丝制成的n形钉固定。顺水流方向铺土工织物时,搭接带亦应固定。一次铺设土工织物面积的大小根据充灌施工进度确定。
按预定位置顺坡准确展开模袋,扎紧下口,上下两端设桩固定。机织模袋上沿连接松紧器,挂在固定桩上。插筋时应防止刺破模袋。
充灌搅拌机的内壁和模袋内事先宜用水适当润湿,再按要求的配比装料搅拌。拌和好的混凝土应测定坍落度,砂浆应测定流动度,合格后才能灌入模袋内。
机织模袋混凝土用特制的灌料泵充填。充填按自下而上和左、右、中的顺序进行。
关键词:水库施工;石方爆破;土方填筑;施工配合比;钢筋代换
中图分类号:TU996 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2014)06-0138-03
1 工程概况
三古水库位于广宁县江屯镇大岗村委会,距县城38.0km,水库于1968年建成和投入使用。水库现最大坝高为4.0m,坝顶长58.0m,坝顶宽2.0m,坝顶高程300.0m,总库容10.5万m3,属小(二)型水库。大坝为均质土坝,坝坡平均坡率:迎水坡1:1.3,背水坡1:1.6。加固后坝顶高程302.0m,校核洪水位300.84m,相应总库容14.3万m3;设计洪水位300.38m,相应设计库容13.3万m3;正常蓄水位299.0m,相应正常蓄水库容7.6万m3;死水位296.50m,相应死水库容1.4万m3。广宁县江屯镇三古水库工程的主要施工项目有进库公路开挖、坝体土方填筑、溢洪道工程、反滤体、管理室等。下面我谈下以下几个工序的施工方法:
工序1:进库公路土石方开挖
施工顺序:清除草木测量放线挖掘机挖土自卸汽车弃土。
施工方法:清除杂草、竹木,测量放线,填筑施工道路,机械设备进场,请监理工程师验线审核。经审核符合要求后才进行施工。
施工过程:该进库公路主要是土方开挖,但是遇一坚硬大岩石不能用挖掘机开挖。经研究,决定用爆破的手段实现。具体施工方法分析计算如下:
本爆破适合加强抛掷爆破,故爆破作用指数n=r/w>1。设计进库公路宽度为6米(上图标注R),所以如拟定漏斗半径r为5米,药包埋置深度为4米,那么满足n=r/w=5/4=1.25>1。查爆破手册K表值K=1.5kg/m3,那么根据公式:
Q=(0.4+0.6n3)KW3(2-1)
=(0.4+0.6×1.253)×1.5×43
=150.72(kg)
所以解得所需埋设炸药150.72kg,爆破达预期效果,R为6.2米。
技术措施:
(1)机械开挖时,基底预留15CM用人工修整,其高程、尺寸符合设计图纸要求。
(2)开挖过程中,先由中轴线分层开挖到底,再挖边坡。同时测量人员随时控制开挖深度和边线,防止超挖或欠挖。
(3)在开挖区内设置足够的排水设备,排除施工区内积水以保证施工。
(4)主体工程基坑开挖完成后,按水利水电工程技术规范及验收规程进行检验,并请监理工程师进行检查。
(5)施工排水:在临时道路旁开挖排水沟,防止地表水流入基坑;土方开挖过程中,为防止基坑积水,拟在坡脚外4米处(左、右)各挖一条排水沟,沿线每隔50米设一个集水井,使水汇流于集水井内,用水泵排出基坑外引入原河道。
(6)质量要求:边坡符合设计标准;基础尺寸和高程符合设计和规范要求。开挖测量剖面图成果自检后,报监理检查,签字认可。
工序2:坝体土方填筑计算
由土料场取样检验得知,土料为中等密实粘土,属III级土。根据本工程的实际情况,要求开挖填筑强度4500m3/d,每天两班施工。而施工队拥有2m3正铲挖掘机,8吨的自卸车。正铲每分钟循环次数为2次(转角为90?),汽车生产率为65m3/h。
由以上已知条件可以计算得:
(1)经开挖后的土料松散体积:
V=KsV1(式中Ks'为土料的松散系数)
=1.3×4500=5850(Ks'取1.30,根据水利工程施工表6-1查得)
(2)挖掘机生产率,及确定挖掘机的数量:
生产率:2×2×60=240m3/h;
5850÷16(两台班)=366m3/h,366÷240=1.52,故取2台2m3挖掘机施工。
(3)配合一台挖掘机所需汽车数量n,其总生产率应略大于一台挖掘机的生产率,即:
Pa≥Pc/n
式中:
Pa——一部汽车的生产率,m3/h
Pc——一部挖掘机的生产率,m3/h
故n=Pc/Pa=240÷65=3.7,取n=4台,即1台挖掘机配套4台汽车。
技术措施:
(1)现场开挖的土料经检验合格和向监理工程师批准后方可作回填土料。
(2)施工工艺,表面清理验基(合格)土料运输碾压验收。
(3)施工方法,采用5T自卸车运到填筑部位,卸土铺平。
填筑前进行碾压试验,压实质量符合设计规范要求,土料铺筑时,分为若干直填区或条带区,按刨毛、铺料、碾压次序进行。采用59KW推土机铺土,铺土宽度超出设计边线两侧30CM,厚度为30CM,分层统一铺盖,统一碾压,连续进行,每段作业长150M。
压路机碾压时,行走方向与坝堤轴线平行,碾迹搭接宽度:平行轴线为0.5M,垂直轴线为3M,碾压不到的部位采用蛙式打夯机夯实。雨后,对压实土面积水排除干净,铲除表面,使土料风干,含水率合要求即进行土料填筑施工。
压实土体不出现松土、弹簧土,光面应一致。
斜坡结合面,坡面经刨毛处理,压实时跨缝搭接不小于3M。
每填一层土应进行自检,自检合格再请监理检查,合格后方能铺填新土,以使层间结合紧密。
质量要求:
(1)检测基土、回填土压实指标,保证工作面无积木。
(2)按技术规范对土料力学性质进行抽料检查,并定期检查土料的含水量。
(3)对填土厚度,压实度指标,上下层结合连接质量进行检查。碾压参数和碾压成果经监理认可。
(4)用烘干法测定土料含水量,环刀法测定回填土的密实度。每2000M坝堤长抽一个断面,每个断面抽二层,每层不少于3个点。
工序3:混凝土施工配合比计算
在混凝土浇筑前14天,将拟采用的混凝土配合比资料提交给监理人审核,资料内容包括材料来源、强度、骨料级配、混合料级配、水灰比、骨料与水泥的比例、坍落度,未经监理人批准,不得改变经批准的混凝土配合比。
已知设计提供的混凝土配合比为C:W:S:G=1.0:0.45:2.5:4.5,水泥用量为300kg/m3。而该水库施工现场所用的砂和碎石的含水量分别为3%和2%。工地用的出料容量为500升的搅拌机搅拌。试计算施工中拌和一次所需的水泥、砂和碎石的重量。
计算:设计配合比:C:W:S:G=1.0:0.45:2.5:4.5
=300:135:750:1350
由于砂和碎石的含水量分别为3%和2%,所以:
S=750÷(1-3%)=773.2kg
G=1350÷(1-2%)=1377.6kg
W=135-(773.2-750)-(1377.6-1350)=84.2kg
由此可得施工配合比为:
C:W:S:G=300:84.2:773.2:1377.6
即是,
C:W:S:G=1.0:0.28:2.58:4.95
而现在是出料容量为500升的搅拌机搅拌,所以搅拌机完成一次搅拌所需的材料为:
水泥:300×(500升/1000)=150kg
水:84.2×(500升/1000)=42.1kg
砂:773.2×(500升/1000)=386.6kg
碎石:1377.6×(500升/1000)=688.8kg
所以,该工程混凝土施工配合比为1.0:0.28:2.58:4.95,搅拌机搅拌一次所要投入的材料水泥为150kg、水42.1kg、砂386.6kg、碎石688.8kg。
混凝土浇筑要求:(1)混凝土浇筑前,应通知监理单位检查地基处理、模板、钢筋、预埋件等是否按施工详图规定执行。并做好记录。征得监理单位同意后方可开始浇筑作业。(2)浇筑前,应清除留在模板表面和预埋材料表面结壳的砂浆或液浆。(3)已浇混凝土表面的清理:
新浇混凝土与老混凝土结合表面,必须人工打毛。施工缝的表面在覆盖新混凝土或砂浆前,应是干净潮湿的,并清理干净所有的乳浆皮、疏松或有缺陷的混凝土、涂层、养护剂及其它杂质。所有施工缝表面,包括老混凝土表面应用气、水混合射流清洗;混凝土浇筑前要清除干净表面上的积水。
浇筑:
(1)浇筑混凝土:不合格的混凝土严禁入仓,拌好的混凝土不得重新拌和。凡已变硬而不能保证浇筑作业的混凝土必须清除,浇筑混凝土每层厚度不超过50cm。
(2)混凝土浇筑应保持连续性,如因故中止且超过允许间歇时间,则应按工作缝处理。
(3)混凝土浇筑期间如表面泌水较多,应及时清除,并研究减少泌水的措施,严禁在模板上开孔赶水,以免带走灰浆。结构物设计的顶面混凝土浇筑完毕后,应使其平整,高程应符合施工详图规定。
(4)浇入仓面的混凝土应随浇随平仓,不得堆积。仓内若有粗骨料堆叠时,应均匀地分布于砂浆较多处,不得用水泥砂浆覆盖,以免造成内部蜂窝。
(5)混凝土工作缝的处理:已浇好的混凝土强度未达到25Kg/cm2前,不得进行上一层混凝土浇筑。混凝土表面应用压力水、风砂枪和刷毛机等加工成毛面,并清洗干净,排除积水,方可浇筑新混凝土。
捣实:
(1)每一位置的振捣时间以混凝土不再显著下沉、不出现气泡并开始泛浆时为准,应避免振捣过度。
(2)振捣器距模板的垂直距离不应小于振捣器有效半径的1/2,不得触动钢筋及预埋件。浇筑的第一层混凝土以及在两罐混凝土卸料后的接触处应加强平仓振捣;凡无法使用振捣器的部位,应辅以人工捣固。
养护:混凝土的养护在浇筑完毕后12~18小时内开始进行,用水养护14天,在干燥、炎热的气候条件下,延长至28天。养护用水及材料不能使混凝土产生不良外观,提供的覆盖材料应事先得到监理人的同意,不论采取何种养护措施,在拆模前应连续保持湿润。
工序4:钢筋代换计算
在溢洪道交通桥钢筋制安施工中,交通桥主梁受拉钢筋设计是3?22,但水库工地缺少这种钢筋,库存有足够的?16钢筋。设计部门已同意代换,下列计算钢筋的代换:
(1)设计钢筋面积:As=(22/2)2×3.14×3根=1140mm2
(2)计划用6根?16钢筋代换:
As'=(16/2)2×3.14×6根=1206mm2
代换后钢筋的面积As'>As,满足设计及规范要求,但考虑到代换还应满足构造方面的要求,如钢筋的间距等,钢筋的安放与设计也作如下改变:
2 结语
近年全县的小型水库进行除险加固工程建设,通过加固工程全县的水库的防洪能力和经济效益得到大大提高。水库工程的施工工序比较繁多,在施工过程中我们着重抓住重点和关键工序,以点带面。在质量、进度、投资控制三者之间找其平衡点,使整个水库的施工达到最佳效果。
参考文献
[1] 水利水电工程爆破施工技术规范.2001.
[2] 水工混凝土钢筋施工规范.2002.
关键词:泄洪;泄水建筑物;引渠结构;消能
1 工程概况
登盆水库工程的兴建主要任务是解决庆云乡及周边村寨饮水问题,多余水量用于下游灌面用水。工程总库容在0.01~0.001亿m3之间,首部枢纽等别为V等,工程规模属小(2)型,泄水建筑物为5级建筑物,设计洪水为30年一遇,相应下泄洪水流量47.9m3/s;校核洪水为300年一遇,相应下泄流量为74.8m3/s。消能防冲设施按10年一遇洪水设计(P=10%)。
2 泄洪方式的选择及泄洪方案的拟定
分析枢纽区地形条件,河谷为一深切河谷呈不对称“V”型谷,右岸山顶高程为679.0m,坡度32°,地形相对较为顺直;左岸山顶高程553.8m,坡度26°,左岸为河道弯道的凹岸,山顶左侧有一天然垭口,垭口顶部高程545.0m,水库正常蓄水位为540.0m,可能存在垭口渗漏问题,根据钻孔资料可知,第四系覆盖层厚3.6m,下伏岩层为震旦系中统南沱组(Z2n)泥质不等粒砂岩,岩层走向N75°W,倾向上游偏左岸,倾角60°,岩石节理、裂隙弱发育。岩体较严重,强风化铅直深度13.3m,强风化岩体破碎,强度较低,弱风化岩层较完整,强度较大。
工程推荐坝型为柔性坝,不建议坝身溢流方式,结合地形条件,将左岸垭口改造为溢洪道,既可以避免修建副坝问题,又避免了强挖岸边溢洪道造成高边坡问题,同时也节约了工程投资[1]。因此,故本工程泄洪方式推荐左岸垭口改造为独立式溢洪道方案。
3 泄水建筑物平面布置
工程为Ⅴ等小(2)型工程溢洪道布置在大坝左岸垭口位置,为地面独立、开敞式溢洪道,分为引渠段、控制段、泄槽段、台阶消能段和消力池段。引渠段长度为65.21m,进口宽度为26.0m,底板高程为538.0m;控制段长度为7.0m,每孔净宽7.0m,共设2孔,溢流前沿总宽15m,堰顶高程同正常蓄水位高程为540.0m,采用WES实用堰,顶部设置宽度为7.0m的交通桥,交通桥顶部高程为543.0m;泄槽段总长度为131.60m,底坡i=12.50%,前30m为水平收缩段,由水平宽度15.0m收缩到10.0m,泄槽采用矩形断面,尾部利用长度为11m的抛物线形式与下游台阶消能连接;台阶消能段长度为25.2m,台阶宽度为1.4m,高度为1.0m,共设18步台阶;消力池紧挨台阶消能段布置,消力池长度为10m,底板高程为499.0m,边墙顶部高程为502.50m。
4 泄水建筑物结构设计
4.1 引渠结构设计
根据左岸垭口地形走向及溢洪道布置,引渠段总长度为65.21m,平面转弯角度为80.370,进口段底部净宽26.0m,与控制段连接位置底部净宽为15.0m。引渠底板高程为538.0m,利用C20混凝土找平,厚度为0.2m。两岸开挖坡比为1:1,高程542.0m以下采用C20混凝土贴坡护坡方式,厚度为0.3m。
4.2 控制段结构设计
4.2.1 结构设计
控制段长度为7.0m,溢流总宽为15.0m,中间设置1.0m宽的桥墩,溢流净宽为14.0m,共设2孔,每孔7.0m,采用WES实用堰,堰顶高程同正常蓄水位同高,为540.0m,上游面铅直。溢流头采用C15混凝土,溢流面及桥墩均采用C30钢筋混凝土,溢流面厚度为0.5m。控制段置于强风化中部,底部设置固结灌浆和锚杆。
控制段顶部布置交通桥,采取简支结构,桥面高程为543.0m,主梁底部高程为542.20m,高于校核水位541.92m(P=0.33%),满足行洪要求,交通桥板梁材料采用C25钢筋混凝土。
4.2.2 堰面体形设计
堰顶高程为540.00m,堰顶原点上游曲线采用椭圆曲线[2],参数如下:■+■=1。椭圆弧与上游竖直面交点高程为539.70m。堰顶下游曲线采用《溢洪道设计规范》SL253-2000附录A中的WES幂曲线,其公式为:Xn=k・H■■・y。按高堰设计,相应取:n=1.85,k=2.0;Hs:定型设计水头,取Hs=1.6m。由上述参数可得表孔堰面曲线方程为y=0.335x1.85。
4.2.3 反弧段
WES曲线与泄槽段用半径为4.5m的反弧段相接,中心角44.22°。
4.3 泄槽段
泄槽段为桩号溢0+007.00~0+163.80,总长度为131.60m,其中桩号为0+007.000~0+037.00为平面收缩段,起始断面宽度为15.0m,收缩后断面宽度为10.0m,收缩角为4.73°,桩号溢0+056.69~0+065.81为水平转弯段,中心线转弯半径为60.0m,转弯角为12.03°,桩号溢0+007.00~0+127.61泄槽坡度为12.5%,桩号溢0+127.61~0+138.60为竖向转弯段,采用抛物线形式与下游台阶消能段连接,曲线方程为y=0.125x+0.02679x2。
泄槽采用矩形断面,侧墙高度为2.0m,宽度为1.2m,底板厚度为0.5m,底板及侧墙均采用C30钢筋混凝土。泄槽段基础放置强风化中上部,具置不满足开挖要求,采用C15混凝土结构进行基础置换,底部结合固结灌浆增强基础的承载力,随机布置直径为25mm的锚杆,加强基础抗滑能力。
4.4 台阶消能段
台阶消能段为桩号溢0+127.61~0+163.80,根据地形条件及具体布置,台阶消能段水平长度为25.2m,坡度为35.54°,台阶宽度为1.4m,高度为1m,共18个台阶。断面采用矩形断面,宽度为10.0m,边墙高度为2.0m,厚度为1.2m,材料采用C30钢筋混凝土。基础位于强风化中下部,由于地基强风层岩性较差,承载力较低,基础布置固结灌浆增强基础的承载力[3],且增设直径为25mm的锚杆,加强基础抗滑能力。
4.5 底流消能段
消力池桩号为溢0+163.80~0+173.80,长度为10.0m,消力池底板高程499.00m,断面采取矩形断面,宽度为10.0m,高度为3.47m,边墙底部高程为512.50m。消力池底板及边墙均用C30钢筋混凝土,边墙宽1.5m,高3.5m,底板厚1.0m。基础位于强风化中下部,由于地基强风层岩性较差,承载力较低,基础布置固结灌浆增强基础的承载力,且增设直径为25mm的锚杆,加强基础抗滑能力。
5 结束语
登盆水库泄水建筑物初步设计中,结合工程自身特点,采用地面独立、开敞式溢洪道方案,不仅结构紧凑,同时运用灵活方便。登盆水库泄水建筑物的结构设计计算,总体达到优化大坝枢纽布置、加快施工进度和降低投资的预期目标,确保工程安全可靠、高效优质的施工建设。
参考文献
[1]王景涛,庞书聪,柴玉梅,等.英布鲁水电站枢纽泄水建筑物设计[J].水利水电工程设计,2011,30(4):31-34.
[2]卞全,马晓华.新疆柳树沟水电站工程的泄水建筑物设计[J].水利与建筑工程学报,2014(04):116-119.
1.1水文气象
江门市合山水电站位于广东省开平市蚬岗镇潭江干流上游合山河段,距开平市区25km,距恩平市恩城镇41km,水电站总集雨面积1383.8km2,干流河长77.33km。潭江是珠三角水系的一级支流,位于东经111°56′21′′~113°03′14′′,北纬22°0′0′′~22°45′56′′,流域面积6026km2,主河道长248km,上游多高山峻岭,植被良好,雨量充沛,水资源丰富。本流域地处北回归线以南,属亚热带季风性气候,夏季以东南季候风为主,冬季以东北季候风为主;气候温和,日照时间长,终年无雪,无霜期长。据统计,多年平均气温22℃,极端最高气温39.2℃,极端最低气温-0.7℃,多年平均相对湿度80%左右。
1.2工程地质
本区大地构造属华南褶皱系(Ⅰ级),粤北、粤东北~粤中拗陷带(Ⅱ级),粤中拗陷(Ⅲ级)的增城~台山隆断束(Ⅳ级)的西南部。区内地质构造较复杂,北西向、北东向、近东西向、近南北向断裂及褶皱构造均发育,它们构成了本区的构造格局,并控制了第四系沉积层的分布和厚度,尤以北东向恩(平)-从(化)断裂规模最大,距场区最近,影响最大。站址区第四系覆盖层厚度普遍小于3m,土类型以中粗砂、砾砂、填土和残积土为主,多属中软土。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),闸址区地震动反应谱特征周期调整为0.45s。
2工程施工与设计
2.1水闸除险加固工程主要项目
更换水闸和船闸工作闸门、重建水闸工作桥、新建水闸船闸启闭室、闸室加固、重建上游铺盖和下游消能防冲设施、加固西闸交通桥、更换水闸船闸机电设备、新建及加固水闸护岸、改建防汛公路、新建管理房、新建自动化监控系统。
2.2导流建筑物设计
2.2.1围堰设计
施工导流上下游横向围堰均采用土围堰。闸下施工期最高水位为3.04m,根据施工期过闸流量、闸下水位,分别计算利用西闸和东闸导流时的闸上施工期水位,经计算,一期上游围堰施工洪水位为3.38m,二期上游围堰施工洪水位为4.05m。导流围堰堰顶宽度均为4m,一期上游围堰堰顶高程为4.10m,二期上游围堰堰顶高程为4.80m,下游围堰堰顶高程均为3.80m,边坡1:2.5,围堰迎水坡采用复合土工膜防渗,0.5m厚砂袋护坡,砂袋高出堰顶0.5m,做为防浪墙,堰基表面有冲刷出来的砂层时需将其挖除,然后堰身填粉质粘土。一期上游围堰在围堰上游堰基做截水槽并铺设防渗土工膜一层,截水槽底宽2m,深2.50m,边坡1:2.5。二期上游围堰右岸42m范围采用高喷灌浆防渗墙做堰基防渗,灌浆孔底部进入强风化粉砂岩约1m即孔底高程为-5.40~-4.40m,顶部伸入堰体内约1.5m,灌浆孔沿堰体中心线布置一排,孔距1.5m,灌浆材料为纯水泥浆,灌浆采用双管旋喷桩。
2.2.2围堰复核计算
根据《水利水电工程施工组织设计规范》,堰顶高程=静水位+波浪爬高+安全超高,本工程采用土石围堰,围堰级别为4级,安全超高为0.5m。围堰边坡抗滑稳定系数不小于1.05。波浪爬高根据《碾压式土石坝设计规范》相关公式计算,围堰抗滑稳定计算采用瑞典圆弧法。
3现场施工过程中遇到的问题及解决方案
3.1工程预算问题
工程预算中缺少围堰土方材料费,需另行考虑土方购置问题。解决方案:由于工程施工现场附近有三个土料场,分别是13公里的金鸡,7公里的蚬冈,0.5公里的合山,因此,取合山江心岛原山头作为土料场,开挖山头取土填筑围堰。方案实施效果:不用增加土方材料费就能提供足够土料填筑围堰,既节省了预算的开支,又有足量的土料进行填筑围堰。
3.2工程交通问题
本工程对外交通方便,东、西泄洪闸均有交通桥与县级公路连接,西闸交通桥现已成危桥,禁止重车通行,故工程对外交通重车均从东闸交通桥通过,但由于东闸交通桥限宽、限重因素,原两交通桥无法通行工程车辆。解决方案:经过对车辆载重、桥身的限重以及围堰设计的综合考虑,决定将围堰原设计顶宽4米增加到6米,用于临时交通通道。方案实施效果:工程车辆行驶围堰临时交通通道,保证原两交通桥安全。因此,在预算方面就应该相应增加。
3.3工程渗水问题
围堰填筑完成后,渗水情况严重,使用9台合共51.5kw水泵抽水也未能抽干基坑积水,致使基坑内的水下工程无法施工。解决方案:经过对围堰填筑设计以及渗水情况的综合分析,决定以增加上游围堰钢板桩的方式来解决渗水问题。方案实施效果:能较好地防止渗漏,基坑内水位能满足水下工程施工要求。因此,在预算方面就应该相应增加。
4结束语
关键词:除险加固;工程设计;均质土坝
1 工程概况
木匠沟门水库位于河北省承德市丰宁满族自治县潮河上游黄旗镇木匠沟门村,坝址以上控制流域面积25.4km2,总库容84.2万平方米,是一座以防洪为主、兼有灌溉、养殖的小(2)型水库。水库于1958年动工建设,1959年开始蓄水。
水库工程主要由拦河坝、溢洪道与放水洞三部分组成。拦河坝为均质土坝,坝顶长160.0m,坝顶宽4.8m,坝顶高程931.34m,最大坝高19.4m。溢洪道位于拦河坝右岸,为岸边开敞自由式溢洪道,堰顶高程925.27m,堰顶宽1.3m,堰高1.0m,进口宽35.0~22.0m,长20.0m,以下直槽段长150.0m,宽22.0~20.0m;溢洪道两侧导流墙高3.0m。放水洞位于拦河坝左岸,为浆砌石无压涵管,管长123.0m,断面为0.8×1.6m(宽×高),进口设有混凝土斜拉闸门,进口底高程914.18m,底坡坡降为1/60,最大放水能力为0.75m3/s。
2 工程存在的问题和除险加固的必要性
2.1 工程存在的问题
(1)拦河坝上游干砌石护坡砌筑质量较差,反滤层未达到设计要求,干砌石护坡部分损坏严重,坡面灌木杂草丛生,影响水库的正常运行;下游坝坡未设护砌,有亏坡现象,坝脚未设排水设施;右岸边坡为堆石护坡,施工质量差,坡面灌木杂草丛生,部分块石损坏严重。(2)水库运行过程中,当水库水位高于正常蓄水位时,左坝肩有绕坝渗流现象发生。严重影响拦河坝的稳定和渗流安全。(3)溢洪道出口消能、防冲工程均未建设,泄洪时威胁出口村庄人民生命财产的安全,存在安全隐患。(4)放水洞为浆砌石无压涵洞。洞身局部存在砌石脱落现象,出口尾水渠损坏严重,进口混凝土斜拉闸门已经严重损坏,闸门关闭不严,启闭不灵活,钢丝绳锈蚀严重,启闭机室出现裂缝,存在较大安全隐患。(5)水库上坝交通不完善,影响水库的日常管理和维护。
2.2 除险加固的必要性
木匠沟门水库存在的上述问题严重威胁工程自身和水库下游保护区的防洪安全,同时也影响了水库灌溉等综合效益的发挥。为彻底消除影响水库工程安全的隐患,充分发挥其在防洪、灌溉、养殖等方面的综合效益,需尽快实施水库除险加固工程。
3 除险加固工程设计
3.1 工程等级、建筑物级别及洪水标准
水库总库容82.4万平方米,根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)划分,木匠沟门水库属小(2)型水库,工程等别为Ⅴ等,拦河坝、溢洪道、放水洞等建筑物按5级设计。设计洪水标准为30年一遇,校核洪水标准为300年一遇。
3.2 工程除险加固设计
3.2.1 拦河坝加固设计
(1)拦河坝防渗设计。该方案是在左坝肩绕渗区域的坝体及坝基风化岩层进行帷幕灌浆解决左坝肩绕渗问题。灌浆帷幕分两排布置,沿坝顶中心线设第一排灌浆孔,距坝顶中心线上游1.5m处设第二排灌浆孔,按分序加密的原则进行,孔距1.5m,深入坝肩岩体5m,最大钻孔深度24m,即坝基弱风化岩体底边线以下0.5m。灌浆帷幕设计标准按灌浆后基岩的透水率确定为小于或等于5Lu。根据地质勘查成果,第一排灌浆帷幕布置范围为左坝肩绕渗区域左侧延伸10m,坝体侧延伸25.5m。(2)坝顶加固。首先将现状坝顶清除杂土,再修建坝顶路面,加固后坝顶高程仍为931.34m,坝顶现状宽4.8m,设计中,考虑到上游坝坡反滤料铺设要求,将坝顶扩宽到5.0m,坝轴线向上游平移0.1m;坝顶采用风化料封顶,厚50cm,长160.0m,宽4.7m。上、下游侧均设混凝土路缘石,路缘石厚15cm,高50cm,顶面与坝顶路面齐平。坝顶路面采用单侧向下游排水,坡度1.5%。(3)上游坝坡及右岸边坡加固整修。对拦河坝上游干砌石护坡进行翻修处理,首先拆除原干砌石护坡,然后对坝面进行平整夯实进行反滤料铺设,考虑到抗冻要求,水位变动区死水位至校核洪水位设置两层反滤,由下向上依次厚40cm的中粗砂、厚40cm的小石层(粒径5~20mm),表层采用浆砌石框格内填充块石护坡,校核洪水位以上及死水位以下进行局部翻修,采用干砌石护坡,厚度40cm,下设15cm厚碎石垫层。对右岸边坡加固整修,整修范围为自右坝肩沿右岸边坡向上游103m,首先拆除原堆石护坡,然后对坡面进行平整夯实,采用干砌石防护,护砌厚度30cm,干砌石下铺设15cm厚碎石垫层。(4)下游坝坡整修。下游坝坡为自然草皮防护,加固设计维持原护坡型式,仅对局部亏坡部位进行整修,大坝下游设计边坡为1:2.5,不满足设计坡比部位采用坝顶清除表土进行回填。(5)下游坝脚排水系统设计。增设贴坡排水及坝脚排水沟。贴坡前需将现状坝坡上的杂草及腐殖土清除干净,坡面清除厚度为30cm,清理后回填壤土至设计坡比1:2.5,排水体高2.5m,设置两层反滤,由下向上依次为厚20cm的中粗砂,厚20cm的小石层(粒径5~20mm)和厚30cm的中石层(粒径20~40mm),表层为厚30cm的干砌石。在大坝下游坝脚设排水沟和外引排水沟,排除坝面积水。坝脚排水沟由30cm厚的干砌石砌筑,外引排水沟采用30cm厚浆砌石砌筑,坝脚排水沟和外引排水沟砌石下设厚15cm碎石垫层。
3.2.2 溢洪道加固设计
(1)进口段加固。加固溢洪道进口段长20.0m,宽35.0~22.0m,进口段采用浆砌石护底,浆砌石厚度30cm,护砌前首先对进口段范围的基础进行清理,保证防护后进口段范围内高程不变。(2)出口防护设施。溢洪道出口段新建挡土墙,采用浆砌石重力式结构,挡土墙高3.0m,并对底板进行浆砌石护砌,厚30cm;消能段采用跌水消能型式,跌水采用梯级台阶泄水,高差为5.0m,台阶尺寸0.5m×1.8m,为浆砌石结构;防冲段采用块石护底,长12m,宽20m,厚0.5m。
3.2.3 放水洞加固设计
(1)放水洞洞身及出口段加固。加固对洞身破损段进行浆砌石衬砌加固。对下游尾渠拆除重建,新建尾渠为矩型浆砌石结构,底宽0.8m、高1.2m,两侧墙及渠底厚40cm,下设厚15cm碎石垫层。尾水渠段长50.0m,每隔10m设一道沉降缝,缝宽2cm,缝内填聚乙烯泡沫板。(2)更换闸门、启闭机及启闭机室改建。加固将进口斜拉混凝土闸门更换为铸铁闸门,启闭设备更换为螺杆启闭机,基础采用混凝土结构。启闭机室进行拆除改建,采用砖混结构,建筑面积9m2。
3.2.4 交通桥设计
本次水库除险加固在溢洪道进口桩号0+030处新建交通桥横跨溢洪道与上下游道路相接,主桥共3跨,单跨长7.6m,总长22.8m,桥宽3.5m,桥墩(台)采用浆砌石结构。
桥面板为C30F200钢筋混凝土现浇板,厚0.42m,宽3.5m,长7.56m;桥面为10cm厚的C40W4混凝土铺装层,桥面横向设1.5%的横坡。桥两侧为C20钢筋混凝土结构栏杆,高1.2m。
桥墩和墩基础采用M7.5浆砌石结构。桥墩宽1.0m,高4.10m(包括0.4m高台帽),长4.94m,基础高1.5m;桥台为重力式,高4.10m(包括0.4m高台帽),宽1.2m,基础高1.5m。桥墩台帽采用C30F200钢筋混凝土结构。
桥头搭板采用C20钢筋混凝土结构,下设30cm碎石垫层,其中左岸5m,右岸5m,总计长10m。
4 结束语
针对水库存在的病险问题,采用相应工程措施对拦河坝、溢洪道、放水洞等主要建筑物进行了除险加固,消除了水库工程安全的隐患,既保证了工程自身和水库下游保护区的防洪安全,也保证了水库在防洪、灌溉、养殖等方面的综合效益的发挥。
参考文献
[1]水利部.SL274-2001.碾压式土石坝设计规范[S].2001.
[2]水利部.SL253-2000.溢洪道设计规范[S].2000.
[3]水利部.DL252-2000.水利水电工程等级划分及洪水标准[S].2000.
关键词:重车 心墙 防护性施工
1 工程概况
毛尔盖水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州黑水县境内,是黑水河流域水电规划二库五级方案开发的第3梯级电站,该电站为大(2)型混合式,单一发电工程。首部枢纽由挡水建筑物、溢洪道、放空洞组成。拦河大坝采用砾石土直心墙堆石坝,大坝坝顶高程为2138.00m,坝顶宽12.0m,最大坝高为147.00m。
2 心墙防护性施工技术
2.1 重车过心墙施工技术
由于毛尔盖大坝工程坝区地形限制了道路的修建,料场分布上下不均,施工中必须面对重车过心墙的情况,根据毛尔盖工程的实际情况,重车过心墙施工拟采用在碾压好的心墙土料上铺设60cm厚砾石土,用26吨振动平碾碾压6遍,再铺设20mm厚4×1.8m的钢板带,作为过心墙的缓冲垫层。
在大坝填筑过程中,每上升1.5~2m的填筑高程后,重车过心墙部位交叉布置,严禁布置于同一部位。重车过心墙的钢板及土料后期处理施工如下:
⑴ 在心墙已压实的面上再铺筑一层80cm厚的砾质土心墙料作为行车道基础保护层,保护层静压2遍、激振碾压4遍;
⑵ 行车道基础上铺设一层长度为4m、宽度为1.8m、厚度为2cm钢板,并在每块钢板底面焊接两根∠10角钢加劲肋,以增加每块钢板的抗弯刚度,铺设时钢板长度方向垂直于重车行走方向,能满足大坝重车过心墙要求;
⑶ 在大坝填筑实施阶段,考虑雨季等不利因素影响,根据现场实际情况,建议行车道基础保护层厚度可适当加厚,减少保护层受含水影响,以确保心墙施工质量;
⑷ 道路使用必须经常变化道口。
⑸ 重车过心墙工艺流程如下:
图1重车过心墙部位处理工艺流程图
当过心墙部位转移位置时,先用CAT330反铲将钢板调离原位置,然后再用CAT330反铲和TY320推土机配合将原保护性砾石土垫层倒运至待填筑工作面,倒运完成后,对保护层下原砾石土心墙料进行取样,取样合格后即可作为合格填筑工作面继续进行填筑施工。
2.2 雨季心墙施工专项措施
黑水河流域处于岷江上游半干旱河谷地带,属川西高原气候区。黑水河流域暴雨量级较小,1日最大降雨量一般在30mm~50mm之间。雨天填筑施工根据现场的施工条件采取以下措施,防止施工过程中含水量增加,确保填筑质量满足设计及规范要求。
⑴ 加强天气预报,提前做好各项施工预防措施;
⑵ 日降雨量大于5mm时应停止砾石土防渗料的填筑施工;
⑶ 坝体上下游填筑面应分别向上下游倾斜一定的坡度(倾斜坡度可取1~2%),以利于排除坝面积水;
⑷ 在防渗体填筑面上的大型施工机械,雨前应开出填筑面停放在坝壳区;
⑸ 下雨或雨后严禁践踏坝面,严禁车辆通行;
⑹ 雨前振动平碾快速压实表层松土,注意保持填筑面平整,以防积水和雨水下渗,妥善铺设保护层,并在边坡上布置截水沟、排水沟阻止边坡雨水对土料的影响。
⑺ 雨天采用防雨帆布对心墙全面进行遮盖,雨后揭开,进行晾晒或部分清除高含水土料,以确保土料填筑进度和质量。
⑻ 雨季适当降低单道口重车过心墙频次,同时雨季过心墙道路宜始终高于心墙填筑高程。
2.3 冬季心墙施工专项措施
坝址区海拔高,冬季气温较低,极端最低气温在-11.6~-14.4℃之间,冬季坝体填筑施工根据具体情况采取以下措施:
⑴ 严禁砾石土防渗料冻土料上坝填筑,当日最低气温在-10℃以下,或在0℃以下且风速大于10m/s时,应停止砾石土心墙料填筑施工;
⑵ 采取快速连续作业,尽量缩短铺料、洒水、碾压等工序之间的间歇时间。在负温下,填筑料不得洒水,防止出现冻土现象。同时,在冬季施工时,必须严格控制土料场的土料质量,以保证填筑施工的质量;
⑶ 负温下施工,应作好压实土层的防冻保温工作,及时覆盖双面涂塑帆布加柔性泡沫卷材保温层,避免土层冻结,其后采用推土机清除覆盖的土料;
⑷ 由于接触粘土比较接近采用自然含水直接上坝,低温下堆料场必须做好保温,并实测填筑结冰温度,在此温度下停止施工,并做好保温措施;
⑸ 在下雪前及时采用帆布对心墙区进行覆盖,并做好覆盖保温层的搭接工作,防止积雪融化溶入砾石土料内;
⑹ 下雪停止后,及时组织人员清理帆布上的积雪,并舀除帆布上的积水。帆布揭开后采用TY320推土机将表层的土料清除,以尽快恢复大坝的正常施工。
由于坝址昼夜温差约在20℃左右,因此必须采取合理的土料防冻结技术才能保证坝体的快速填筑。主要采用了以下保温防冻技术:
⑴ 采用提前备料,特别是在砾石土含水率调配场提前储备好大坝7~10天的填筑土料,并对储备的砾石土料进行保温覆盖,以保证土料的温度,防止砾石土料被冻结;
⑵ 冬季土料开采时,选择在设计允许范围内,砾石含量偏大,含水率略偏小的土料,这种土料的抗冻结能力较好;
⑶ 采用双面涂塑的双层帆布加1.5cm厚的柔性泡沫卷材覆盖土料,做保温防冻结措施,测试当地土料在上述材料覆盖下的冰点,作为夜间停止土料施工的控制温度。
⑷ 为了能及时上坝,充分利用当地昼夜温差大的特点,在白天气温回升时,视天气情况,处理坝面出现结冰土料现象的土料。天气晴好时,将结冰土料用推土机集中到心墙的一施工分区进行晾晒,全面解冻后重新填筑;天气阴沉无法晾晒时,将该部分土料用推土机集中,再装车至堆场处理,后期解冻后上坝。完成上述处理后可恢复坝体心墙的正常填筑施工。
3 重车保护性过心墙试验
⑴ 建立心墙模型:先铺筑4层碎石土心墙料,形成心墙模型。铺筑面积为21m×40m,每层铺料厚度为30cm,铺筑方法采用后退法,采用20.5t凸块振动碾静压2遍,振动碾压根据土料碾压试验选取的遍数,行车速度为2~3km,碾压满足大坝填筑要求;
⑵ 铺筑行车道基础:在模拟心墙面上超填一层碎石土心墙料,形成行车道基础。铺筑宽度为4m,铺料厚度为60cm,铺筑方法采用进占法,采用26t振动平碾静压1遍,振动碾压4遍,行车速度为2~3km;
⑶ 铺筑钢板保护层:在行车道基础上铺筑一层钢板,每块钢板尺寸为4×1.8m,厚度为20cm;并在每块钢板底面焊接两个∠10角钢加劲肋(间距为2m),以增加每块钢板的抗弯刚度;钢板铺筑采用CAT330B挖掘机吊安;
⑷ 重车模拟穿越心墙:钢板保护层铺筑完毕后,装载堆石料的重车便可以穿越心墙。车型选用25t自卸汽车,装载15m3(松方)块石料(总重55t),行车遍数为500次、1000次、2000次、5000次五种,重车穿越心墙时有以下要求:时速控制在10~15km/h之内、行车道限制于钢板保护层上;
⑸ 碎石土心墙料检测:
进行行车道基础底面碎石土心墙料渗透试验、颗粒级配试验及压实度试验,检测该部位碎石土心墙料于重车穿越心墙前后渗透系数、颗粒级配及压实度变化,分析其影响程度。碎石土心墙料渗透试验采用常水头渗透试验,并将计算渗透系数换算成标准温度下的渗透系数,结果必须保证砾石土心墙料的渗透系数小于1×10-5cm/s。
4 结语
重车过心墙施工措施既保证了该部位的施工质量,也打通大坝上下游的填筑料运输通道,减少大坝上下游运输之间的绕坝运输问题。同时,方便了大坝上下游之间的沟通与协调,为大坝填筑的顺利进行提供了强有力的保证。
参考文献:《水利水电工程施工组织设计规范》
关键词:复合土工膜;水库;防渗
复合土工膜是水库大坝工程中一种新型防渗建筑材料,其具有质量轻、性价比较高、施工便捷、抗老化性强、耐久性好等优点,近二十年来在我国水利工程中得到广泛应用,并取得较好的防渗加固效果和社会经济效益。
1 工程概况
哈日朝鲁水库在赤峰市阿鲁科尔沁旗扎嘎斯台镇境内,坝址位于乌力吉木伦河左侧的一级支流黑木伦河下游,距旗政府天山镇约70km。
哈日朝鲁水库是一座以灌溉为主,兼顾生态、养殖、旅游等综合利用的中型水库。该水库工程等别为Ⅲ等,主要建筑物级别为3级,次要建筑物级别为4级。蓄水工程正常运用洪水重现期20年;非常运用洪水重现期100年,地震设防烈度为Ⅵ度[1]。
2 除险加固设计方案的选择
由于当地的气候条件及牲畜的踩踏,坝体风蚀、浪淘严重,受当时建设环境及客观条件限制,坝前库底没有铺盖防渗,施工中未对水库坝基进行防渗处理,坝体夯填不密实,坝后也未做排水体,防渗效果较差,本次除险加固设计为清除剩余坝体,在原址重建水库大坝、新修迎水面坝坡、背水面坝坡以及排水体。即本次除险加固设计水库大坝为细砂均质坝,采用设计坝顶高程?荦305.60m,并保持原坝轴线不变,坝顶轴线长为1650m,最大坝高8.6m,坝顶宽为6.0m,迎水面边坡为1:3.0,采用15cm厚现浇砼的护坡形式,下铺设15cm厚砂砾垫层,下再铺设500g/m2复合土工膜(两布一膜);下游边坡为1:3,采用30cm碎石护坡形式;上游坝脚采用70cm×100cm的浆砌石护脚。
大坝筑坝土料岩性为细砂,天然含水量12.3%,比重2.65,干密度1.63g/cm3,渗透系数5.3×10-3cm/s,坝体呈中密-密实状态,属中等透水,坝体存在渗漏。除险加固防渗设计方案如下。
第一方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜)[2],下游设贴坡排水。
第二方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基布置成垂直铺设复合土工膜(700g/m2两布一膜)[2],拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
第三方案:坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基采用0.6m厚的水泥搅拌桩,拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
技术上比较,目前土工膜广泛用于防渗工程,不但用于坝体防渗,而且坝基用此做防渗效果也比较好,从理论到实践都是可行的。
经济上,土工膜工程造价相对较低,第三方案比第二方案在经济上可节约投资120万元,所以本次设计不采取第三方案。
第一方案没有垂直防渗,渗透稳定计算出最大出逸比降0.375>0.35(允许水力比降),渗透出口段不稳定。所以本次设计不采取第一方案。
根据渗流稳定计算结果,本次防渗设计选择第二方案。即坝坡上游采用斜墙土工膜(500g/m2两布一膜),坝基布置成垂直铺设复合土工膜(700g/m2两布一膜),拟设计垂直防渗插入透水层深度为8m,下游设贴坡排水。
3 复合土工膜的选择
本次设计复合土工膜的选择,按《土工合成材料应用技术规范》GB50290-98的规定,本工程主坝坝体防渗,上游坝坡选用铺设500g/m2二布一膜的复合土工膜(膜厚0.35mm),为保护土工膜设河沙垫层15cm,然后再进行坝坡现浇砼护坡。坝基采用700g/m2二布一膜的复合土工膜防渗,膜厚0.5mm。在主坝迎水面坡脚处,用开槽机开槽、重泥浆护壁,防渗长度1652m,坝基防渗最大处理深度为8m。
3.1 渗透变形判别
根据地勘报告,坝体细砂的不均匀系数小于5,土的渗透变形类型为流土型,土的临界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n),经计算细砂的临界水力比降为1.01,安全系数取2.0,则细砂层允许水力比降值为0.51,根据当地工程经验,建议坝体细砂允许水力比降值为0.2,坝坡逸出点允许比降为0.35。中砂的不均匀系数小于5,土的渗透变形类型为流土型,土的临界水力比降采用公式Jcr=(Gs-1)(1-n),经计算中砂的临界水力比降为1.02,安全系数取2.0,则中砂层允许水力比降值为0.51,根据当地工程经验,建议坝基中砂允许水力比降值为0.13,逸出点允许比降为0.32。
本次坝体做防渗后计算得平均渗透比降为0.1,小于允许水力比降,说明坝体及坝基内部渗透稳定。坝坡最大出逸比降为0.262
3.2 抗滑稳定计算
本次设计坝体边坡稳定计算采用河海大学力学研究所开发的AUTOBANK V6.1进行计算,计算原理采用有限元理论,模型为有部分截水墙的斜墙土坝有贴坡排水情况的计算。采用碾压式土石坝设计规范,分别考虑了稳定渗流期,施工期,水位降落期三种情况。采用瑞典圆弧法,计算方法采用简化毕肖普法,自动搜索最危险滑裂面,求得最小安全系数。根据《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001),水库大坝属3级,抗滑稳定安全系数正常运用条件k允=1.3,非常运用条件Ⅰk允=1.20,由成果知主坝上、下游各个工况的稳定安全系数均在允许范围内,坝体边坡稳定。
4 结束语
通过多方案经济、技术比较,结合本工程的坝体材料与施工条件等实际情况和类似工程的处理经验,设计选定采用复合土工膜处理土坝渗漏的除险加固方案。这对于中小型病险水库的除险加固,具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。
参考文献
[1]赤峰市水利规划设计研究院.赤峰市阿鲁科尔沁旗哈日朝鲁水库除险加固工程初步设计报告[R].2012.
关键词:雁江镇;搬迁安置;就地靠后;规划实施;探讨
Abstract: the golden goose river town of hydropower station of the key for moving the town lies not only in the river the residential population, and the houses of the specific implementation process such as moving, but also for the wild goose jiang town residents move for being reasonable properly, it will be to the wild goose jiang town residents of production and life in the future development has a very important part. This paper, focusing on the golden beach town of river hydropower station move specific planning and implementation issues to discuss, in order to find the best wild goose jiang town planning and implementation of the scheme to move.
Key words: the wild goose jiang town; Move settlement; By in situ; Planning implementation; explore
中图分类号:TV731文献标识码: A 文章编号:
金鸡滩水利枢纽位于右江河段下游、隆安县城上游的金鸡滩处,年均发电量为3.34亿kw.h,它的建设落成为当地的电力建设注入了一定的活力。但是由于早期水灾影响加上金鸡滩水电站坝区的洪水回水对下游隆安县雁江镇部分居民和房屋造成的威胁,必须对雁江镇实施搬迁安置,以保证雁江镇居民的生命财产安全与金鸡滩水电站的服务运行。金鸡滩水电站雁江镇搬迁安置问题关键不仅在于雁江镇的居民人口、房屋等的具体搬迁实施过程,而且对于雁江镇居民搬迁安置是否做到妥善合理,这将对整个雁江镇居民今后的生产与生活的发展有着非常重要的影响作用。本文主要围绕金鸡滩水电站雁江镇搬迁的具体规划与实施问题进行探讨,以找到一个最佳的雁江镇搬迁规划与实施的方案。
1、雁江镇概况
雁江镇是隆安县城西北部一个集政治、经济、文化等综合发展的一个重点小镇,现有常住人口3000多人,镇中心交通便利,基础建设与公共设施齐全,融合设立有行政、教育、卫生等职能部门。雁江镇还是当地一个重要的工农业物质进出口的集散地,它的各项经济发展与贸易往来在当地有着举足轻重的地位。
雁江镇的中心镇区距离金鸡滩水电站坝址约6km,是金鸡滩水库库区右岸边的一级台地,地处两条冲沟汇合处,最高台高大约在94米左右,最低地形高度只有81米左右,而金鸡滩水电站坝区正常蓄水位为88.6m,尤其是在水汛时期,旁边英竹河、龙须河、驮玉河等支流汇水,金鸡滩水电站的洪水回水位高度还会有一定的增加。雁江镇的居民房屋多为一些砖瓦结构房屋,加上早一些时期的水灾浸害,结构非常脆弱,而且雁江镇的地质条件以及土壤性质等都不很好,因此金鸡滩水电站库区洪水回水会对该地区有很大威胁,尤其是雁江镇中富兴街、仁慈街、安宁街、隆靖街、附近唐铺村以及侗亿屯等地多处于水位直接淹没线以下,居民及房屋安全威胁更加严重。
2、雁江镇搬迁安置规划及实施
对于金鸡滩水电站雁江镇的居民及房屋搬迁安置,隆安县金鸡滩水利枢纽建设项目指挥部、项目业主以及设计单位三方专门组织成立了调查管理小组,调查小组按照科学、真实等原则,依据《水利水电工程建设征地移民安置设计规范》等相关规范标准,对雁江镇人口概况、地理位置以及水库汛期和非汛期水位影响等信息与情况进行详细的调查统计与核实,然后雁江镇搬迁项目的管理中心根据调查小组调查统计的数据信息以及实际情况对雁江镇搬迁项目进行认真的研究与规划,最后根据各部门的总体规划方案制定出具体实施办法。
2.1雁江镇搬迁项目的要求与原则
金鸡滩水电站雁江镇搬迁项目中要求对雁江镇仁慈街、富兴街、塘埔屯、安宁街、隆靖街和侗亿屯等地的46户居民及房屋实施搬迁安置。这些需要实施搬迁安置的居民中,其中有10户居民金鸡滩水电站坝区水库洪水回水会对他们的房屋等造成直接淹没的影响,36户居民金鸡滩水电站坝区水库洪水回水会对他们的房屋等造成间接淹没的影响。总共统计共有有46户居民约190多人,以及建筑占地面积4000多平方米、房屋建筑面积8000多平方米,其中砖混结构建筑面积4000多平方米、砖瓦结构建筑面积近3000平方米、木瓦结构建筑面积近500平方米、简易结构面积约400多平方米,除外,另有地梁下基础面积100多平方米的实物会受到金鸡滩水电站库区洪水回水的影响。
在进行雁江镇居民及房屋等具体搬迁实施过程中,对于雁江镇房屋以及人口的搬迁安置按照《村镇规划标准》和《土地管理法》等有关法规与要求,以节约用地、合理布局为原则,结合雁江镇的移民搬迁安置实际情况,对移民新区规模等进行搬迁安置规划。在对雁江镇的搬迁安置中,既要考虑到雁江镇居民的生活条件,又要考虑生产安置等问题,对于安置新址的地理位置以及安全等问题也要考虑到位,还要结合搬迁居民原有的生活条件及水平,处理好搬迁居民近期建设与远景发展关系,能够搬迁居民可以尽快最好的适应新生活。
2.2雁江镇搬迁规划及实施
对雁江镇居民以及房屋等的搬迁规划与安置实施主要分为两类进行: