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摘要:水利工程建设全周期中,截流是重点施工内容,其伴有较高的风险,采取科学的施工工艺具有必要性。鉴于此,文章以水利工程实例为依托,围绕截流施工工艺展开探讨,提出工程实践中应注重的技术要点,以供参考。
关键词:水利工程;截流;施工工艺
截流是水利工程建设领域的重要环节,水利工程整体品质与该处的施工质量息息相关。置身于新时期发展背景下,施工单位应对截流施工形成全新的认识,采取切实可行的截流施工技术,将相关工作落实到位,助力于水利工程事业的发展。
1工程概况
某水电站兼具挡水、泄洪、发电等多重功能,配套的各类永久结构均按照1级标准展开建设,次要结构为3级建设标准。发电是该水电站的核心业务途径,且能够满足下游的灌溉用水需求。水电站正常蓄水位1408.00m,死水位1398.00m,总装机容量1400MW。历史发展资料表明,其平均发电量达65.56亿kW。
2截流施工的方案构想
2.1导流方式
大坝、厂房采取多重导流手段相结合的模式,包含全年断流围堰、隧道过流等。本水电站工程中,各永久建筑物均采取1级建设标准,围堰等次要建筑物为3级标准。
2.2围堰结构设计
以水电站所在区域的历史水文资料为分析依据,按20年一遇洪水流量7180m3/s展开围堰结构的设计工作。上游围堰所处位置为坝轴线上游约450m处,顶高程1360.00m,顶宽15.0m,轴线长338.57m。下游土石围堰所处位置为坝轴线下游约800m处,顶高程1319.50m,顶宽10.0m,轴线长151.54m。水电站所配套的各围堰均采取对称的布置方式,边坡均为1:1.8,取1311.50m高程,于该处分别设置马道,宽度标准为8.0m。
2.3上游围堰截流施工工艺流程
截流是维持围堰乃至水电站整体稳定性的重要途径,上游围堰处以双向进占为主要方式,其中以左岸进占最为核心,右岸进占发挥出辅助作用。龙口宽度60m,左、右堤头进占长度为1.5:1。按照特定流程有序完成截流施工,主要有:测量放样→预进占→搭建施工平台→戗堤裹头保护→龙口合龙,具体如图1所示。
3截流技术要点分析
戗堤进占前应做好各项准备工作,以设计图纸为准在现场测量放样,从而确定轴线、边线、顶高程等相关结构控制线,于该处插上彩旗以达到标记的效果。
3.1非龙口段进占
截流左右岸同时预进占,所用设备为挖掘机和装载机,产生的弃渣通过自卸车转运,统一堆放在戗堤端部,全程均按照端进法卸料,堤头全面抛投。龙口落差相对较小,在戗堤前沿全线均匀抛投。此外,视实际情况合理增加堤头宽度,目的在于给后续的龙口合龙大规模施工创设良好条件。非龙口段进占施工期间应加强对现场情况的观测,若堤头抛投料存在流失的情况,应优先处理堤头进占前沿的上游,于该处采取抛投处理措施,从而形成挑角,发挥出该部分的防护作用,在此条件下向戗堤轴线的下游侧抛填适量石渣,若情况特殊还需采取防冲裹头保护措施。考虑施工现场的水文预报信息,对于流速≥4m/s的情况,则以抛投块石的方式较为合适,以达到裹头保护的效果。进占施工期间,戗堤顶部碎石尾随铺筑,安排专员做好现场监管以及养护工作。密切关注截流戗堤临时断面堤顶高程情况,采取相适应的防控措施,要求该处始终稳定在水面高程上方1~1.5m的范围内。
3.2龙口裹头施工
按上述流程将截流戗堤预进占各项作业落实到位后,需通过钢筋石笼有效防护堤头,但在龙口束窄的条件下,流速将明显提高,因此还需考虑实际冲刷情况,可增加抛投钢筋石笼的数量,实现对堤头的全方位防护。
3.3龙口段施工
通过单戗堤双向立堵的途径以达到有效截流的效果,遵循左、右岸同时进占的基本原则;龙口段施工中,分多个具体区域,均由左、右岸逐步向中间推进。堤上采取四车道形式,以便给车辆通行提供充足的空间,其中重车道主要服务于大规模物质的运输,如大石、特殊截流材料等。为保证堤头车辆行驶期间的安全性,需严格控制汽车轮缘与戗堤边缘的间距,该值至少应达到2.5m,且要做好标识。各材料车队有序行驶,分别赋予特定颜色的旗帜,由堤头现场指挥员合理调度,高效完成卸料作业。大块石以汽车抛投的方式为宜,考虑到工程建设对于抛投强度所提出的要求,需要以堤头的稳定性表现为主要依据,合理优化堤头集料的抛投方式,部分区段可利用推土机赶料抛投。堤头抛投施工集多种方法于一体,除常规的直接抛投外,还使用到集中推运抛投和卸料冲砸抛投。戗堤进占施工效果受现场水文条件的影响较大,需要以水情预报信息为准,提前15~20d组织预进占作业,在此基础上通过钢筋石笼防护堤头,给龙口合龙创设良好条件。进占施工应遵循沿全线均匀抛投的原则,若存在抛投料流失量偏大的情况,将严重阻碍全线进占施工,甚至对工程整体质量造成不良影响,此时宜转为上游挑角抛投法,换言之,应在上、下游角抛投钢筋笼,改善戗堤中部和下游侧的条件,于该处形成回流区,再向其中抛投适量小粒径材料。龙口进占合龙期间,必须做到紧贴水面进占,且伴随施工作业的逐步推进,应根据实际情况合理调整戗堤后部,可采取适当增加高度的方式。截流施工现场如图2所示。
3.4戗堤闭气
截流合龙且满足施工要求后,应在截流戗堤上游侧抛投过渡料和砾质土料,其目的在于达到有效闭气的效果。抛投料时重点考虑的是自然坡度要求,具体采取1:1.5、1:2.0两种标准,但其施工难度相对较大,为保证闭气效果,可适当增加抛投量。对于渗流量较大的区域,其施工条件较为特殊,在完成抛投作业后的实际情况易偏离预期要求,此时可进一步通过编织袋闭气。
3.5下游围堰截流施工
为最大限度缓解水流冲刷作用,在上游戗堤合龙后应随即进入到进占施工环节,全程应做到左、右岸同时进占,高程按1311.50m加以控制。根据下游围堰的现场施工条件,在截流时不设截流戗堤,充分发挥出围堰体型结构的作用,以达到高效截流的效果。优先完成围堰下游侧的填筑作业,待该处顺利合龙后在最短时间内将防渗墙的细石料回填到位,与此同时应抛填下游护坡钢丝笼,通过此方式可构成完整的防渗墙施工平台,围堰迎水面也得到了有效的保护。
4降低截流施工难度的措施
(1)密切关注水情预测信息,在工期许可的前提下,截流作业应尽可能安排在小流量时期,视截流流量选择相适应的截流方式,将各项准备工作落实到位。截流期间应加强对区间流量的检测,以便及时应对突发状况,尽可能在短时间内保质保量完成截流作业。(2)提高导流洞的分流能力。对于导流洞进口围堰拆除不到位的情况,部分残留的结构将严重影响导流洞的泄流能力,在截流期间形成极为明显的落差,流速也明显快于正常状态。针对此现象,应将导流洞进口围堰彻底拆除,使其达到设计高程处,以便提高泄流能力,给截流创设良好的条件,快速完成截流作业。
5结语
综上所述,截流是水利工程建设领域的重要环节,该处施工质量将直接影响到水利工程的整体品质。截流施工需要以实际情况为立足点,依据规范采取相适应的截流措施,以便快速完成截流作业,给水利工程其它环节的施工提供良好的条件。
参考文献
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作者:高歌 单位:陕西铁路工程职业技术学院