涵管导流在白虎潭水库工程中的应用
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涵管导流在白虎潭水库工程中的应用
涵管导流在白虎潭水库工程中的应用
【摘要】:受现场施工条件限制,原设计导流方案不适用,结合现场实际条件,采用混凝土涵管进行导流,该方案施工便捷,满足非汛期导流强度要求。封堵处理采用特制钢管,便于快速回填处理。
【关键词】:涵管导流施工现场导流封堵
中图分类号:TU72 文献标识码:A
工程概况
白虎潭水库坝址位于河南省灵宝市苏村乡坂里村南部山区,位于黄河一级支流弘农涧河一级支流段密涧河上上游。水库规划以灵宝市城区供水为主,兼顾防洪、灌溉、发电等功能。水库流域面积为116km2,设计洪标准为50年一遇,500年一遇洪水校核。大坝为碾压混凝土重力坝,设计坝高76.3m,坝顶长度183.5m。
二、水文特性
本地区属温暖带半湿润大陆型季风气候区,受季风影响,四季温度和风向变化显著,冬春严寒少雨,夏秋酷热潮湿。其季候主要特点,6~9月从太平洋进入本区的暖湿气流水汽充沛,往往与北方的冷气流交绥,造成大量降雨。10月至次年5月,受北方南下的寒冷干燥气流的影响,降雨次数少,强度小。白虎潭水库工程区径流主要来自降水,其次是地下水和降雪水,洪水主要由暴雨形成。多年平均降雨量约655.4mm,最小降雨量384mm(1997年),最大降雨量997.6mm (1964年),其特点是年际变化大,年内分布很不均匀,7~9月降雨量占全年降雨量的60%以上,其中又多集中在数次暴雨。
三、导流工程设计及布置
原设计导流工程为导流明渠,布置在大坝左岸。现场实际情况为:原河床自大坝右岸通过,且右岸由于山体陡峭,不具备修筑临时道路条件。由于施工强度需要,我施工方将上坝道路分层次布置在左岸,因此,将导流工程布置在右岸更为科学。由于导流明渠施工时间较长,本工程导流要求急迫,结合本地枯水期河流流量较小,项目部经过讨
论,认为涵管施工更为便捷且能满足枯水期导流要求,故将明渠更改为混凝土涵管。涵管布置形式为:坝内段为承插式承压涵管,内径为1.6m,单根长度为5m;坝外段为平口式混凝土涵管,内径为1.5m,单根长度2m;坝内段与坝外段采用明渠连接。为便于后期导流工程封堵,坝内段上游9m范围内埋设压力钢管,直径为1.6m,厚度10mm,其内布置回填灌浆及接缝灌浆系统。(平面布置见图1)
四、导流涵管施工
导流工程施工安排在2012年2月进行。本导流工程涵管位于大坝右岸,施工时采用吊车配合人工铺设。施工程序为:基础开挖、清理管座安装混凝土涵管铺设涵管外包钢筋制安垫层及外包混凝
土铺填。
坝内段涵管基础位于右岸657高程平台,基础随大坝基础开挖进行,坝外段岩基开挖采用浅孔爆破逐层剥离,边坡坡度1:0.2。建基面以上30cm岩石人工挖除,清理至设计要求高程。
预制混凝土块,用作涵管管座。安装前先进行管中心线、垫层边线施工放样,用全站仪、水准仪放出垫层边线、涵管中心线、高程及坡度的控制线。为确保涵管能安装在中心线上,在管座上标注出中心位置。
涵管铺设是整个导流工程的重点,导流涵管铺设要求平整,接缝密实不渗漏。吊装之前完成管口凿毛工作,凿毛工作人工完成,宽度大于接口宽度要求。铺设施工时从上游向下游进行,承口朝向水流方向。铺设前先将接口处用钢丝刷把油污等杂物清除干净,做到四周均匀、平顺、无扭曲。涵管铺设采用人工配合吊车进行,并设专人指挥,测量人员跟班作业,负责控制管道中线及高程。坝内段承插接口间隙采用配套的橡胶密封圈密封,坝外段接口铺设钢丝网片,采用砂浆涂抹处理,砂浆采用1:1配合比。涂抹前将接口冲洗干净,不残留积水和灰渣,并保持缝面接口湿润。
涵管铺设完成后,进行涵管外包钢筋制安,钢筋直径为12cm,间距250mm,绑扎连接。钢筋绑扎前清点数量、类别、型号、直径,锈蚀严重的钢筋除锈,校正弯曲变形钢筋。清理结构内杂物,调直施工缝处钢筋。检查结构位置、高程和模板支立情况,测放位置后进行
绑扎。变形缝处主筋和分布筋不得触及止水铜片。
接下来进行垫层及外包混凝土的施工,混凝土起到稳定导流涵管的作用,在施工中避免触动已稳固的导流涵管。混凝土浇筑采用泵送,为防止已稳固的涵管产生位移,混凝土振捣采用小型软轴振捣器。混凝土浇筑完成后及时进行洒水养护。(涵管铺设见图2) 图1
图2 涵管铺设
五、导流涵管封堵、围堰拆除计划
待排沙洞施工结束,具备过水条件时,在枯水期进行涵管封堵,此时河道内的流量小,水库水位上升慢,导流洞封堵工作相对容易。封堵前,先将上游钢闸门下闸,坝内段涵管使用压力水快速冲洗干净。导流涵管的封堵首先对压力钢管段进行施工。此段涵管封堵的关键是抓速度,抢时间,必须周密计划,有序进行,其实施的成败决定了整个封堵方案实施的成败。钢管打磨除锈,两端焊接密实,自钢管顶预留进口填筑微膨胀混凝土。坝内段其他部位采用泵送混凝土回填,本段施工的关键是确保混凝土与管壁充分结合,调整混凝土塌落度达到免振捣的要求。压力钢管段回填灌浆在封堵混凝土浇筑完成7天后进行,混凝土龄期超过28天且混凝土接缝温度降至小于16°C时,进行接缝灌浆处理。
按设计文件要求,上游围堰既不影响坝体导流底孔及坝面渲泄洪水,大坝建成后,上游围堰填料又无法运出库区,因此,不考虑上游围堰拆除,只进行下游围堰拆除。采用挖掘机装渣,自卸汽车出渣,运至指定弃渣场。
六、结论
(1)本导流工程因时、因地制宜,通过科学分析,结合以往施工经验,研究出适合本工程的施工方案,实现了快速、便捷施工,既满足了非汛期导流要求,也为大坝基础浇筑创造了有利条件。
(2)导流涵管施工完成后,运行良好,未出现严重渗漏。
(3)导流工程封堵采用特殊结构,为后期快速封堵创造有利条件。内设灌浆系统,保证封堵质量。
(4)相对于采用明渠导流,预制混凝土涵管导流的施工费用低,可节约成本。
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