某水利枢纽工程导流设计与施工

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某水利枢纽工程导流设计与施工

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-20 1461


 1、工程概况

  某水利枢纽工程拟建于新丰江交汇处的新丰江上,坝址在河源市区珠河大桥下游140m,溢流坝总长200m,坝高(河床以上)5m,与城市规划建设中的文化广场相配套。工程是以改善城市水环境为主要功能,并结合市区防洪工程美化市区。

  2、地质条件

  地质钻探表明,现有河床主要由河流冲积相的砂砾、卵石构成,其下伏基岩为白垩系上统南雄群b组的砂砾岩,仅在局部存在人工填土层和残积土层。场区范围内普遍存在厚度较稳定的卵砾石层,黄褐色,呈现饱和稍密—中密状态,主要成分为卵石,约占60%,粒径30~100mm,个别>150mm,岩石构成成份多为花岗岩、石英砂岩等,呈次圆状,分选性较好,颗粒由上到下逐渐变粗。其天然渗透系数在(1~10)×10-3cm/s之间变化,渗流临界坡降平均值为0.594,渗流破坏坡降平均值为0.727。地质资料表明该区域渗透性较大,重点在于解决其存在的渗流稳定性问题。

  3、围堰方案的选择与施工

  由于

防渗膜标准名称为聚乙烯土工膜,主要是乳白色半透明至不透明的热塑性树脂材料-聚乙烯树脂制作而成。聚乙烯是高分子聚合物,是无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为110℃-130℃,相对密度0.918—0.965;防渗膜具有良好的耐热性和耐寒性。化学稳定性好,具有较高的刚性和韧性,机械强度好,耐环境应力开裂与耐撕裂强度性能好,随着密度的上升,机械性能和阻隔性能会相应提高,耐热,和抗拉强度也更高;可耐酸、碱、有机溶剂等腐蚀。

该水利枢纽库区渗透性较大,因此选择一个较好的防渗围堰方案,是库区安全蓄水的根本保证。

  3.1方案一

  工程采用先围右岸(橡胶坝),后围左岸(泄洪冲砂闸、通航孔)的、两期两段分期导流方案。其分期施工程序如下:

  (1)2001年9月下旬修筑完成一期围堰,完成基坑闭气和排水,江水由左岸束窄的河床导流。至11月底,完成高喷灌浆、橡胶坝基座、护坦、海漫、消力池等砼浇筑及浆砌石砌筑。

  (2)2001年12月下旬修筑完成二期围堰,至2002年3月下旬完成泄洪冲砂闸、通航孔的圬工及砼浇筑。

  3.1.1围堰方案设计

  (1)一期导流工程沙包围堰:一期导流工程围右岸橡胶坝长200m,结构设计如图1所示,尼龙袋装砂砾石3105m3;袋装粘土土方1842m3;抛石护坡1909m3。

某水利枢纽工程导流设计与施工  第1张

  图1橡胶坝剖面图

  (2)二期导流工程土石方围堰:二期导流工程围左岸泄洪冲砂闸、通航孔,上下游围堰各长155m,纵向长105m,结构设计如图2所示,工程量为41325m3。

  3.1.2导流工程投资按当地水利水电建筑预算定额计算,采用方案一时,导流工程总投资为132.1万元。

  3.2方案二

  根据所提供的地形、地质、水文资料及工程量,本工程采用两期两段的导流施工方法。一期围堰围左岸泄洪冲砂闸、通航孔及30m的橡胶坝,一期施工时段为:2001年9月份至2002年1月28日,完成的工程形象为:泄洪冲砂闸42.500m以下项目,包括油压启闭机及人字门的安装调试、30m橡胶坝砼。二期围堰围右岸剩余部分的橡胶坝施工时段为2002年2月28日到4月13日,完成的工程形象为橡胶坝工程及验收,工程可确保在5月1日前达到蓄水条件,5月中旬具备竣工验收条件。

  3.2.1一期导流施工

  (1)一期导流围堰堰体采用土方填筑,块石护坡,以确保堰体稳定、防渗及抗冲刷,上下游围堰轴线长均为112m,纵向围堰长90m,堰顶高程为34.000,堰顶宽为5m,堰内可满足泄洪冲砂闸、通航孔及30m橡胶坝的施工。本方案一期导流河道宽比原方案宽88m,在同样水位33.000m条件下过流面积为353m2,根据流量240m3/s及水位33.000m算得流速为0.6m/s,流速较小,冲刷影响较小。

  (2)围堰底部覆盖层防渗处理。定喷防渗墙钻孔孔径为150mm,孔距为1500mm,钻孔深度入岩0.8m,如采用砂石围堰,定喷高度应达到33.000m高程以上,采用粘土围堰则定喷高度达到30.000m高程。

  (3)主要工程量:一期土方填筑26896.35m3;戗堤2084.175m3;抛石护坡1978.2m3;高喷防渗墙2432m3;高喷钻孔1859m3;一期围堰拆除26376m3。

某水利枢纽工程导流设计与施工  第2张

  图2围堰剖面图

  3.2.2二期导流

  (1)二期导流工程土石方围堰。二期导流工程围右岸173m橡胶坝。上、下游围堰轴线各长189m,纵向围堰长70m,堰顶高程33.500m,堰体高度3.5m。导流河道从冲砂闸及船闸通过,经计算,流速约为1.33m/s,冲砂闸部份不考虑河床的冲刷影响,因此该围堰也可满足施工要求。

  (2)考虑到二期基坑开挖标高为30.000m,二期导流时水位约32.000m左右,水头只有2m左右,故二期围堰可采用强行抽水的办法,不考虑定喷处理。

  (3)主要工程量:一期土方填筑29298.48m3;戗堤464.6m3;抛石护坡378.0m3;一期围堰拆除20258.0m3。

  3.2.3导流工程投资,按当地价格计算,采用方案二时,导流工程总投资为282.9万元。

  4、两种方案的比较

  4.1先围左岸还是先围右岸左岸结构为泄洪冲砂闸和通航孔,结构相对比较复杂,而右岸橡胶坝结构相对较简单,根据以往的经验,先围左岸要好于右岸。

  4.2工期不同

  方案一先围右岸利用第一个枯水期做橡胶坝的基础;再在第二个枯水期做左岸的泄洪冲砂闸和通航孔。这样整个工程在两个枯水期完成,工期为16个月。方案二先做复杂的左岸,再在汛期来临之前做右岸的橡胶坝基础,经过测算只要合理组织完全有能力在5月初竣工。

  4.3防渗处理

  根据地质资料反映,该河床砂卵石覆盖层厚7.5m,透水性强。冲砂闸,通航孔基础开挖设计标高为27.000m,基坑水位必须降至26.500m以下才能满足施工的需要。设计外江水位为33.400m,水头为6.9m。如砂卵石覆盖层方案一不进行防渗处理,据初步计算,基坑的渗水量约为13.9×104m3/d,相当于12台480m3/h抽水机的抽水量,其运行成本及设备投入相当大。为此,一期围堰必须采用高压定喷防渗墙防渗。

  4.4投资比较

  方案一投资为132.1万元,方案二投资为282.9万元。从投资上看,方案一比方案二节约一百多万元。但从现在施工来看,不做定喷防渗,围堰根本就无法正常作业。方案二做了定喷防渗措施抽水费用降了很多,每天仅一台480m3/h抽水机的抽水量,抽水费用可节省了一百多万元(按当地电价计算),这样方案二不仅与方案一价格持平,重要的是围堰施工得到保证。

  5、结束语

  某水利枢纽工程是市政府的民心工程,深受当地各界的注视,工程能否顺利进行,关键是围堰的正常使用和安全,选择围堰的方案成了重中之重,本文从两种方案的对比中选择较佳方案,在保证整个投资不变的前提下第二种方案较第一种方案更能保证工程的顺利进行,实践表明,选择较佳方案是保证工期及保证工程质量的重要因素。


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