小型水庫除險加固工程水工建筑物探討
時間:2022-03-15 09:09:00
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摘要:土官鎮(zhèn)的水利工程大部分修建于上個世紀(jì)六、七十年代,歷經(jīng)數(shù)十年的運(yùn)行,許多工程年久失修。近年來,土官鎮(zhèn)對轄區(qū)內(nèi)2座?。ㄒ唬┬退畮?,7座?。ǘ┬退畮?,分別進(jìn)行了除險加固,以海田村委會海田小(二)型病險水庫除險加固工程、寨腳村委會的蘆差沖小(二)型病險水庫除險加固工程為例,介紹在施工過程中不同的水工建筑物在不同的地基基礎(chǔ)上施工工藝和現(xiàn)場處理措施。
關(guān)鍵詞:水利工程;地基處理措施;除險加固;小型水庫
小型水利工程是農(nóng)村人民群眾生產(chǎn)生活的重要設(shè)施,對維護(hù)地方經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展有著重要的作用。土官鎮(zhèn)云南省楚雄州祿豐市下屬的一個鄉(xiāng)鎮(zhèn),多處于山區(qū)、半山區(qū)。土官鎮(zhèn)的水利工程大部分修建于上個世紀(jì)六、七十年代,歷經(jīng)數(shù)十年的運(yùn)行,許多工程年久失修。近年來,中央投入大量的資金,不斷加大對?。ǘ┬筒‰U水庫的治理,小型病險水庫除險加固項(xiàng)目實(shí)施后,可消除水庫安全隱患,新增供水保障人口,為保障當(dāng)?shù)厝诵箫嬎?、工農(nóng)業(yè)用水奠定堅實(shí)基礎(chǔ),顯著提高當(dāng)?shù)乜购禍p災(zāi)能力。近年來,土官鎮(zhèn)高度重視?。ǘ┬退畮斐U加固工程,層層落實(shí)了責(zé)任制,全力把病險水庫除險加固這項(xiàng)德政工程、民心工程抓緊、抓實(shí)。土官鎮(zhèn)于2013年以來,逐步對全鎮(zhèn)9個小(二)型水庫,實(shí)施?。ǘ┬筒‰U水庫除險加固工程。以海田村委會海田?。ǘ┬筒‰U水庫除險加固工程、寨腳村委會的蘆差沖小(二)型病險水庫除險加固工程為例,介紹在施工過程中不同的水工建筑物在不同的地基基礎(chǔ)上施工工藝和現(xiàn)場處理措施。以海田村委會海田?。ǘ┬筒‰U水庫除險加固工程、寨腳村委會的蘆差沖?。ǘ┬筒‰U水庫除險加固工程為例,介紹在施工過程中不同的水工建筑物在不同的地基基礎(chǔ)上施工工藝和現(xiàn)場處理措施。
1除險加固工程設(shè)計
1.1海田水庫除險加固工程設(shè)計
海田水庫位于云南省楚雄州祿豐市的北部,距祿豐城46km,水庫壩址處屬于長江流域金沙江水系普度河螳螂江支流,控制徑流面積3.13km2。主河道長3.36km,河床平均坡降87.76‰。壩頂高程1 962.95m,水庫總庫容35.36×104m3,正常庫容17.06×104m3,植被尚密[1]。對大壩上游壩坡進(jìn)行整形,下游壩坡進(jìn)行培厚及護(hù)坡處理,新建排水體,增加壩面排水[2]。具體措施是:1)海田大壩的加固主要是保持原壩頂高程,壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻,下游側(cè)設(shè)路緣石。上下游壩坡進(jìn)行壩坡整形及護(hù)坡處理,戧臺內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝,下游壩坡與岸坡結(jié)合部設(shè)置排水溝;壩腳新建排水體。2)拆除原溢洪道,在壩右新建溢洪道,對溢洪道進(jìn)行全斷面襯砌,以滿足泄洪要求。3)拆除原輸水涵洞,在原輸水涵洞位置明挖輸水涵洞,新建輸水涵洞進(jìn)口啟閉塔和工作橋,輸水涵洞設(shè)1扇工作閘門(0.8m×0.8m鑄鐵閘門1套)及相應(yīng)的手動啟閉機(jī)(LG-10t),以滿足灌溉要求。4)大壩設(shè)置觀測項(xiàng)目為:變形觀測、滲流觀測、裂縫觀測。5)擬新建50m2管理房,同時完善水文、氣象觀測設(shè)施,以利水庫管理工作能夠正常進(jìn)行。
1.2蘆差沖水庫除險加固工程設(shè)計
蘆差沖水庫位于云南省楚雄州祿豐市的東南部,距祿豐城36km,水庫壩址處屬于長江流域金沙江水系普度河螳螂江支流,控制徑流面積0.8km2,主河道長0.98km,主河道平均比降94.73‰。壩頂高程1 924.90m,水庫總庫容14.48×104m3,正常庫容11.54×104m3[3]。1)蘆差沖大壩的加固主要是恢復(fù)壩頂高程,壩軸線不變,壩頂寬調(diào)整為3m。最大壩高為15m,壩頂長度164.1m。下游壩坡削坡處理,上下游壩坡進(jìn)行護(hù)坡處理,戧臺內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝,下游壩坡與岸坡結(jié)合部設(shè)置排水溝,壩腳新建貼坡排水體[4]。2)溢洪道位于左岸山坡與壩體結(jié)合部,全長22.95m,溢洪道的加固方案是在原溢洪道位置新建溢洪道。3)輸水涵洞位于壩體中部,長57.1m。4)設(shè)置觀測壩面位移的位移標(biāo)點(diǎn),共6組。5)新建1層磚混管理房,共3間。
2啟閉塔基礎(chǔ)處理措施
2.1海田水庫啟閉塔基礎(chǔ)處理措施
根據(jù)以上設(shè)計,海田水庫施工方于對海田水庫和蘆差沖水庫的實(shí)地勘測,2015年11月開始陸續(xù)放水,在距啟閉塔基礎(chǔ)前方7m處,裝砂包打圍堰,準(zhǔn)備施工。在勘探、設(shè)計過程中,庫水位比輸水涵洞進(jìn)口高,部分上游壩坡及壩基處于淹沒范圍,工程地質(zhì)條件未能勘察,庫水放干時,按照設(shè)計各水利工程的軸線放線后,發(fā)現(xiàn)整個啟閉塔的基礎(chǔ)處于淤泥中,挖機(jī)也下不去開挖,經(jīng)過反復(fù)商討,先用挖機(jī)搬運(yùn)毛石墊路,直到可以夠得著開挖基礎(chǔ)再開挖。在開挖啟閉塔基礎(chǔ)時,先由挖機(jī)在距啟閉塔基礎(chǔ)一側(cè)挖1個集水坑,使積水匯集在坑中,再開挖啟閉塔基礎(chǔ),同時用抽水機(jī)抽水,因?yàn)橥耆幱谟倌嘀校跈C(jī)開挖后,周圍的淤泥又回填回來,挖機(jī)挖了1d,基本挖出了1個長約5m,寬約5m,深約3m的深坑,照這樣挖下去,也挖不到硬基,經(jīng)施工方技術(shù)負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場監(jiān)理及建設(shè)方現(xiàn)場代表商討,請設(shè)計公司更改圖紙,使啟閉塔的基礎(chǔ)盡量座落在硬基上,即使基礎(chǔ)向上游壩南靠近。設(shè)計公司人員到現(xiàn)場進(jìn)行測試,先用直徑尖端0.6m、末端0.1m的4棵活沙老樹用挖機(jī)斗垂直打下去,挖機(jī)斗基本不費(fèi)什么力樁頭就完全打入,再改用5m長樁打,也輕松打入,最后用7m長的活桉樹樁打,在打入約6m時,用挖機(jī)斗使力拍打,樁頭已被打爛,站在周圍的人明顯感覺到拍打時大地的震動,經(jīng)用同樣的樁在基坑底四周測試4次,4棵樁頭七高八低露在外頭1.2~1.8m。經(jīng)設(shè)計公司負(fù)責(zé)人現(xiàn)場決定,對啟閉塔基礎(chǔ)采用打樁基礎(chǔ),在設(shè)計尺寸長6.1m寬6.1m范圍內(nèi)每邊再擴(kuò)大0.5m,即在長6.6m寬6.6m的底盤上,按橫縱間距0.5m打入長7m、尖端直徑0.1m的活桉樹樁。經(jīng)過施工人員2d的艱苦奮戰(zhàn),共打入了85棵這樣的桉樹樁,對露出的樁頭人工鋸掉后,再次打入基礎(chǔ)。在這個樁基礎(chǔ)上,又用挖機(jī)拋入大塊毛石,拋入1層后用挖機(jī)斗搗筑,并在靠近迎水面設(shè)1個集水坑,用抽水機(jī)抽水,一邊拋石一邊灌入M7.5水泥砂漿,直至到設(shè)計M7.5漿砌石高程1 957.11m處,用砂灰抹平。
2.2蘆差沖水庫啟閉塔基礎(chǔ)處理措施
在施工中,啟閉塔基礎(chǔ)位于山體的延伸處,經(jīng)挖機(jī)把淤泥清除后再開挖,只挖下去1.5m就已到了較硬的基礎(chǔ)。
3輸水涵洞基礎(chǔ)處理措施
3.1海田水庫輸水涵洞地基施工處理措施
在實(shí)際施工中存在因海田水庫壩頂兼作公路,且距海田壩1.2km處有山陰沖石場長年開采情況,據(jù)統(tǒng)計每天過往大貨車?yán)\(yùn)砂石料約70輛左右,每輛貨車載重不少于40t,故施工采取明槽開挖輸水底涵??紤]到海田壩埂過往車輛的交通要求,在征得設(shè)計公司同意的情況下,壩軸線輸水底涵前后5m(壩頂寬5m)作了變更。在開挖過程中,兩岸邊坡按1∶0.5放坡,因順右邊坡有不斷且大量的滲水,導(dǎo)致開挖基底被泥漿浸泡,施工方采取措施,用挖機(jī)在一角落挖集水壩,使水匯集到低處,用挖機(jī)斗打水,同時開挖,開挖好以后,在標(biāo)高控制下,鋪墊毛石0.3m至0.55m,澆筑M7.5砂漿,抹平至控制標(biāo)高。準(zhǔn)備綁扎輸水底涵底筋??紤]到海田壩頂兼作公路,且超重大貨車較多,經(jīng)建設(shè)方、監(jiān)理方和施工方共同協(xié)商,壩頂路沿作變更,保護(hù)壩埂兩邊不受大車的碾壓,現(xiàn)海田壩頂正準(zhǔn)備混凝土路面硬化。
3.2蘆差沖水庫輸水涵洞處理措施
拆除原輸水涵洞進(jìn)口段,新建進(jìn)口段啟閉塔和工作橋。輸水涵洞設(shè)1扇工作閘門(0.8m×0.8m鑄鐵閘門1套)及相應(yīng)的手動啟閉機(jī)(LG-10t)。對原輸水涵洞洞身段進(jìn)行回填灌漿處理[5]。經(jīng)挖機(jī)開挖后,包裹段地基與啟閉塔地基土質(zhì)承載力基本一致,故接新老涵洞的包裹段地基處理與啟閉塔基礎(chǔ)處理一致。
4上游壩坡護(hù)腳地基處理措施
4.1海田壩上游壩坡護(hù)腳基礎(chǔ)處理措施
海田水庫技施設(shè)計的上游壩坡護(hù)腳處已完全處于淤泥包圍,挖機(jī)根本無法下去開挖或打樁,人工開挖也不可能,經(jīng)設(shè)計方、建設(shè)方、監(jiān)理方、施工方共同商討,考慮到海田水庫壩埂不高,根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)整上游坡比,使壩坡護(hù)腳基礎(chǔ)能有效的施工[6]。
4.2蘆差沖壩上游壩坡護(hù)腳基礎(chǔ)處理措施
因蘆差沖水庫庫水放干得較早,加之庫底經(jīng)過10+d的暴曬,庫區(qū)余水通過人工埋管順底涵自流,在開挖時,為控制深基溝邊坡塌方,保障施工人員的安全,要求基礎(chǔ)盡量開挖到原來硬底,例如開挖長3~5m,就先支砌1層厚1~1.5m的M7.5漿砌石?,F(xiàn)場開挖時,基溝底不在同一水平面上,深淺不一,深的有2.7~3.2m,淺的有1.2~1.5m,通過施工人員的周密安排,整個長38.5m,寬1.2m,深在3.2~1.2m之間的內(nèi)坡護(hù)腳用了1d的時間終于完工。有效地遏制了邊坡的坍塌,特別是靠近上游壩坡面。
5經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
作為兩座水庫建設(shè)方的1名現(xiàn)場代表,通過從事水利工程施工的經(jīng)歷,逐漸掌握了一定的經(jīng)驗(yàn),特別是感受最深的是:1)水利工程都是與水打交道的,很多工程都是在水中施工,要等到庫水放到一定的程度才知上游壩坡的情況,這時,也可能造成設(shè)計公司在勘測設(shè)計時的一些考慮不周到的地方,特別是一些重要的水工建筑物,例如啟閉塔的基礎(chǔ)、壩坡護(hù)腳基礎(chǔ)、攔砂井基礎(chǔ)等,均要求基礎(chǔ)做到巖石上或挖到原來的硬基上,這些水工建筑物長年都是泡在水里的,故基礎(chǔ)深度要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。2)與水打交道,就要考慮到疏與堵的結(jié)合利用,水利工程施工宜疏不宜堵,在施工前,要查看近半個月的天氣情況,庫水要盡量地排,排到不自流為止,在放干庫水后,人工鋪排水管排除后續(xù)余水,最好近半個月必須盡量是晴天,涼曬壩底10d左右。3)根據(jù)放線情況,要考慮水工建筑物所在位置基礎(chǔ)是否滿足承載力要求,若不滿足,需向設(shè)計公司匯報,并提出安全經(jīng)濟(jì)可行的方案,若實(shí)在沒有合適的地點(diǎn),必須在淤泥質(zhì)的地基上建水工建筑物,特別是啟閉塔和豎井基礎(chǔ),要慎重考慮基礎(chǔ)的施工。因?yàn)樵陂_挖時,挖機(jī)要想方設(shè)法的夠著挖,挖機(jī)還要冒會陷進(jìn)淤泥里的危險,開挖后,周圍的淤泥又回填過來,反復(fù)開挖都沒有什么效果,浪費(fèi)機(jī)械臺班,消耗了大量的人力物力。4)是無論是什么工程,充足的物質(zhì)準(zhǔn)備,合理的施工工序,高效的施工隊(duì)伍,是工程得到安全、優(yōu)質(zhì)實(shí)施的保證。
6結(jié)語
近年來,土官鎮(zhèn)加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化、新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化“三化”進(jìn)程,土官工業(yè)片區(qū)被列入省級祿豐工業(yè)園區(qū),先后引進(jìn)昆鋼年產(chǎn)2×104t鈦材、年產(chǎn)20×104t鋼結(jié)構(gòu)等重點(diǎn)項(xiàng)目入駐發(fā)展,轄區(qū)內(nèi)各類工業(yè)企業(yè)達(dá)27戶,產(chǎn)業(yè)工人達(dá)1 000+人。土官鎮(zhèn)境內(nèi)的兩座?。ㄒ唬┬退畮烀磕曛醒胴斦才乓欢ǖ木S修養(yǎng)護(hù)基金,聘請管理人員對水庫日常管理。但7座?。ǘ┬退畮煊涉?zhèn)人民政府和受益的社區(qū)管理,加之土官工業(yè)片區(qū)被列入省級祿豐工業(yè)園區(qū),特別是老鴉關(guān)水庫受益區(qū)的大部分耕地都被征占,有4/5的農(nóng)戶不再種植水稻,沒有耕地可種,改為種植玉米,加之鎮(zhèn)財政財力有限,年青人都以打工為主,每年很難組織群眾對水利工程投工投勞。小(二)型水庫除險加固的資金來源主要是中央和省級為主,經(jīng)過除險加固的水庫無論從實(shí)用性,還是外觀都得到大大的改善,實(shí)施前后對比,猶如給水庫穿上了一件新衣服。水庫的主要病險是解除了,相關(guān)管理制度也制定了,但缺乏必要的維修養(yǎng)護(hù)資金投入,經(jīng)過幾年運(yùn)行,一些設(shè)施的維修養(yǎng)護(hù)如啟閉機(jī)的絲桿上油保養(yǎng)、工作橋欄桿刷漆、管理房門窗維修、外壩坡排水溝清理,雜木樹砍除等等,還需有專門的維修養(yǎng)護(hù)資金投入,才能確保經(jīng)過除險加固的?。ǘ┬退畮爝\(yùn)行良好。
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作者:楊紹瓊 單位:楚雄州祿豐市土官鎮(zhèn)水務(wù)服務(wù)中心
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