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第三节 大坝
知识类型:
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内容出处:
《白溪水庫志》
图书
唯一号:
113020020240000027
颗粒名称:
第三节 大坝
分类号:
TV551.3
页数:
22
页码:
93-114
摘要:
白溪水库大坝填筑施工通过优化施工方案、备足材料和机械设备等措施,成功提前完成Ⅰ期、Ⅱ期度汛断面填筑,创造了面板坝截流后不过水挡水坝体最高和全断面填筑两项国内记录。
关键词:
白溪水库大坝
填筑施工
度汛断面
内容
白溪水库导截流建筑物包括导流隧洞、上游围堰和下游围堰工程(下游围堰兼作下游挡水堤,本章第五节专门介绍)。1997年2月3日,导流洞工程开始施工。1998年5月14日,导流洞全断面贯通。同年9月,导流洞混凝土衬砌结束。同年9月25日,导流洞具备过流条件并开始过水,导流成功。2000年8月31日,进口门槽、闸门及沉放排架混凝土浇筑全部完成。10月18日,两扇混凝土闸门顺利成功沉放,水库开始蓄水。导流洞施工的同时,即1997年6月1日,上游围堰工程开始左岸基础开挖施工,1999年2月25日,上游围堰的填筑基本完成,达到枯水期20年一遇挡水标准。
一、施工导流方式
(一)导流方式和标准
白溪水库的导流方式为一次性枯水围堰拦断,汛期由坝体临时断面挡水,导流隧洞导流。导流洞位于右岸山体中,进口距坝轴线上游约140m处,由进水明渠、洞身段和出口明渠段组成。进口明渠段长约55m,进口底板高程74m。出口明渠段长约275m,出口底板高程72m。导流洞进水口为喇叭型,长19.6m。导流洞全长584.53m。洞身总长558.9m,纵坡i=3.5698。断面采用城门洞型,最大开挖断面(宽×高)13.6×16.6m。进水明渠和出口明渠底板为平坡。洞身段i=0.00342,洞身净过水断面即衬砌后的过水断面净宽×高为10×13m,城门洞型。施工导流标准见表4-2-1。(二)白溪水库施工导流的三个阶段
施工导流分为三个阶段进行:第一,初期导流阶段(1996年12月—1998年9月30日)。由原河床导流,修建导流隧洞,同时进行大坝岸坡、溢洪道、厂房、引水洞等工程基础开挖;第二,主要导流阶段(1998年10月1日—2000年9月15日)。由导流隧洞导流,填筑坝体和浇筑混凝土面板,引水洞系统施工,同时,溢洪道、厂房、取水系统等其他主体工程施工。其中,1999年5月31日至1999年10月31日,坝体临时度汛断面必须分别达到118.6m和130.Om高程;第三,后期导流阶段(2000年9月15日—2001年3月31日)。导流隧洞下闸封堵,水库开始蓄水。导流隧洞封堵段完建之前,控制水库水位不超过148m,同时完建溢洪道、引水放空系统、厂房、土建、发电房机电安装,取水系统等主体工程。
二、导流洞施工
导流洞由进口明渠段、洞身段、出口明渠段组成。进口明渠桩号为0+045m以上段,出口明渠起点桩号为0+603.00以下段,洞身段长558.9m,导流隧洞结构为城门洞型,衬砌后断面为10×13m(宽×高),进出口段和洞身进出口段混凝土衬砌,其余洞身段喷锚支护,进口底板高程为74.0m,出口底
白溪水库施工导流标准表板高程为72.0m,洞身纵坡i=35698‰。
(一)洞挖
导流洞开挖包括明挖段和洞挖段,其中,明挖又包括进口明渠段和出口明渠段两部分。导流洞属特大断面,根据开挖断面、围岩的自稳能力,工程量和工期等特点,其具体的施工措施为:
出口明挖段出口明挖段起点桩号0+603.00m以下段,洞身长558.9m。包括基岩和砂砾石上下两层。先开挖78.5m高程以上部分,成型后布置下卧道,进行71.5~78.5m高程段开挖,同时进行0+656.562桩号以下砂砾石明挖。
基岩段0+603~0+650,采用自上而下梯级分块进行,选用YQ-100和CM351高压风钻机造孔,设计边线预裂爆破,PC-650挖掘机配T-20汽车出渣。钻爆参数:预裂孔孔径100mm,孔深10~15m,孔距90~110cm,线装药密度280~320g/m;主爆孔孔径138mm,孔排距3.5~5.0m,孔深10~15m,单耗药量0.46~0.55kg/m3。
砂砾石层开挖段,0+650下游滩地,按导流洞轴线方向,将71.0m高程以上部分全部挖除并与原河床连接。开挖按设计断面由上游往下游方向选用PC-400反铲和EX400正铲配T-20汽车挖运,石渣弃至指定场地。
出口明挖段 均采用高风压钻机造孔为主,手风钻为辅,进行梯段爆破,边坡采用YQ-100B型潜孔钻固定在特制的样架上造孔,进行光面爆破(或预裂爆破)。进出口开挖配置高风压钻机1台、潜孔钻3台,手风钻2台。进出口各设固定压风厂,内安装20m3/min1台,18m3/min1台,在固定压风厂投产前,配移动式压风机18m3/min1台,9m3/min2台。进出口附近各安装630kVA变压器1台,进口在▽140m高程左右设水池一座,出口在右侧120m高程左右设水池一座,主管经洞顶边坡接叉管至工作面。在出口明渠混凝土施工结束以前,约在0+670部位预留10m宽土埂以防白溪水倒灌,混凝土施工底板采用工程车运输接溜槽入仓,边墙采用泵送混凝土。1998年9月21日完成最后一块混凝土浇筑,同年9月22日挖除预留土埂。
进口明挖段 进口明挖段主要施工方法和设备同出口明挖段一样,进口段均为岩基开挖,施工时注意对高边坡的保护和围堰基础岩坎留足。
进口明挖段桩号为0+045m以上段,共分四层进行,即99.0m高程以上部分为Ⅰ层,99.0~91.0m高程为Ⅱ层。91~80.5m高程为Ⅲ层;80.5~73.2m高程为Ⅳ层。在开挖Ⅰ层时,应考虑“▽90线”时钻孔,出渣设备能上“▽90线”,但在“▽90线”穿越洞顶段范围Ⅱ层开挖时暂不开挖,待导流洞洞顶浇筑后再开挖,以保证导流洞开挖时的安全。
进口石渣除用于80.5m线拓宽和上游堆料场场地平整外,有用的明挖石料和洞渣料均运至上游右岸临时料场备用,出口明挖石渣除用于辅助施工场地平整与筑路外,有用的也运至上游临时料场备用,出口洞渣料暂堆放在机电安装场附近。
洞身段开挖洞身段全长573m,根据衬砌型式设计为不同断面,最大开挖断面(宽×高)13.6×16.6m,最小为10.3×13.3m(锚喷段),衬砌完工后净过水断面不小于10×13m。其开挖程序依据施工设备和设计断面,确定隧洞开挖分两层掘进,先完成上部(全断面),后完成下部,每层分进口、出口两个工作面相向掘进,掘进设备选用全液压二臂台车和手风钻,遇构造破碎带时采用短进尺、小药量、小导洞扩挖的方式施工。一般循环进尺上层2.2~2.8m,下层2.7~3.2m,周边采用光面爆破和预裂爆破技术。出渣用ZL-50装载机配载重汽车,上层洞通风选择大功率轴流鼓风机,吸、排相结合方式排尘。
(二)衬砌
导流洞的衬砌分为两大类,一种是锚喷支护,一种是钢筋混凝土衬砌,钢筋混凝土衬砌的范围是桩号0+31~0+76、0+512~0+603.9,锚喷支护的范围是桩号0+76~0+512,衬砌后断面10×13m。导流洞进口设两扇钢筋混凝土闸门,闸门尺寸(宽×高×厚)6.5×13.6×1.32m,永久封堵设在0+215~240桩号。进水段80m和出口段120m为全断面衬砌,衬厚80cm,其开挖断面为11.6×14.6m。其余洞身段底板为现浇混凝土,边墙、顶拱采用喷射(或挂网喷射)混凝土支护。
导流洞进口布置钢筋混凝土井架,井架顶部高程113m,井架净高22m,导流洞封堵采用钢筋混凝土闸门。
洞身段顶拱混凝土施工在导流洞上层开挖一段结束后进行,施工措施是,在沿导流洞轴线方向,每个1.5m沿圆弧均布5根Φ22长3.5m的锚筋,该锚筋与顶拱衬砌的下层钢筋网焊接。
按开挖交出工作面的顺序,制定导流洞混凝土的施工顺序为:0+000~0+80段顶拱→0+464.53~0+584.53段顶拱→进口明渠~0+80段底板、边墙→进水口顶板(除闸门井构架外)→0+464.53~出口明渠段底板、边墙。
导流洞所用模板是:洞身段顶拱模板用特制的圆弧型钢模板,顶拱模板的安装、拆除、运输用钢模台车。进口段喇叭洞顶立模用圆弧型钢模板和钢桁架,模板及桁架的安装用吊机。导流洞边墙立模用组合钢模板,钢模板的安装、拆除由钢模台车完成。导流洞封堵用标准钢模板,围楞用钢管、方木。
导流洞的钢筋加工制作,用平板汽车运至施工现场,绑筋、焊接用钢筋台车。
用6m3的混凝土搅拌车运输混凝土,将混凝土倒入储料箱后,再由混凝土泵或混凝土车入仓。
锚喷支护 锚喷支护工程共分三种结构型式,即全断面锚杆和挂网喷混凝土(桩号为0+61~0+86,0+409.246~0+515.246);全断面锚杆和喷混凝土(桩号为0+86~0+180.5,0+434.85~0+490.246);拱圈锚杆和喷混凝土(桩号为0+180.5~0+434.85)。喷混凝土厚度均为15cm,累计完成锚杆7800根,喷混凝土14600㎡。
锚杆施工程序为:钻孔→洗孔→注浆→插筋,即首先根据测量点在现场量取锚筋孔的位置;再用手风钻纵钻取锚筋孔,孔内石粉用压力水冲洗干净;使用注浆器注浆,先注浆,后插锚筋;待锚杆施工完毕后,便进行下一步施工,绑扎括网钢筋、排水孔和喷混凝土的施工。在喷混凝土时,为防止混凝土堵塞排水孔,施工前先用毛竹管将排水孔堵上,待喷混凝土施工完成后,再将排水孔打通。
锚杆孔深2.5~3.Om,钢筋直径20mm和22mm。喷混凝土强度C??,施工时采用干喷工艺。喷混凝土施工程序为:岩面清洗、分层厚度控制标杆埋设、机具和材料准备、搅拌、喷射、养护。
混凝土喷锚衬衬砌的质量控制方法为:锚筋孔钻完后,监理工程师进行验收,孔深、孔位、孔向须符合设计要求。在锚筋安装前,监理工程师还要验收锚筋孔是否冲洗干净。锚筋安装时,监理工程师进行质量巡查,施工时应先注浆后插锚筋,注浆应饱满,锚筋应避免碰撞松动。安装后3天和28天,监理工程师对锚杆的抗拔强度和砂浆抗压强度进行抽检。喷锚支护质量控制主要有原材料检测、厚度检测、混凝土强度指标及排水孔孔深检测等。
混凝土衬砌 混凝土衬砌分布在导流洞进出口段,全长135m,衬砌厚度30cm、80cm、180cm不等,混凝土标号C20。
导流洞的混凝土浇筑分层分块进行:导流洞洞身段0+00~0+80,分6个浇筑段,分段长度8m、12m、15m;0+464.53~0+584.53段,分8段,分段长度15m。每段分底板、边墙(高8.6m,一次浇筑成型)、顶拱3层。浇筑顺序:顶拱→底板→边墙。进出口明渠、进口闸门井的分层高度5~6m,浇筑顺序,先低后高。封堵段混凝土的分层高度4~5m。
混凝土浇筑采取分层卸料分层振捣,分层厚度30~40cm,底板混凝土层用平板式振捣器,人工压实抹平。边墙混凝土浇筑时,模板上开浇筑窗。顶拱混凝土浇筑,在混凝土面超过隧洞衬砌顶拱后,混凝土泵管出口应埋在混凝土面以下一个适当的深度,以保证顶拱填满。另外在封拱时,应增加混凝土的坍落度,增加混凝土的压送速度,保证连续压送混凝土,并保证压送的混凝土能自流扩散,确保封拱混凝土的质量。
进口0+31~0+78段先拱后墙(底板)法,即在上层洞挖结束并验收后,衬砌拱座以上拱圈混凝土,全断面采用钢管脚手架支撑,模板用标准钢模板P30185和P3012拼装。分块端部用木模封堵,待下层洞挖结束后,先地板后边墙衬砌。0+512~0+605段先浇筑底板,铺设轨道,安装钢模台车,一次性完成边墙和顶拱衬砌。混凝土入仓选用泵送,人工振捣。
0+78~0+512段底板混凝土,标号C??,厚度15cm,在清基结束后由中间往两端浇筑,工程车送料入仓,人工平仓、抹面。
进口闸门井混凝土入仓用吊机和混凝土泵。
(三)灌浆
导流洞进口段(0+31~0+076)进行固结灌浆和进出口段(0+512.5~0+605.9)顶拱回填灌浆。另外增加了0+022~0+031m处底板两侧及0+566~0+569m处右侧侧墙的固结灌浆和0+031~0+076处侧墙键槽的回填灌浆。
灌浆施工从1998年8月13日始,至1998年9月21日完工。首先用手风钻钻回填灌浆孔,孔径不小于38mm,钻孔完成后进行回填灌浆,回填灌浆结束后布置检查孔进行质量检查,合格后进行固结孔钻孔和灌浆的施工。
导流洞进口段固结灌浆和进出口段顶拱回填灌浆孔距、排距均为1.5m,梅花型布孔。回填孔孔深深入基岩10cm,灌浆压力0.15Mpa,0+031~0+076键槽回填灌浆采用预埋管,灌浆压力采用0.1Mpa;固结孔孔深深入基岩5.Om,后经设计修改为总孔深6.0m,灌浆压力0.5Mpa,洗孔、压水压力0.4Mpa,0+022~0+031固结灌浆孔深2.2~3.4m,孔距1.0m,灌浆压力03Mpa,0+566~0+569固结孔深20m,孔距1.5m,压力0.1Mpa。
固结灌浆分二序,只对I序孔和检查孔作压水试验,采用孔内循环法,全孔一次灌注。开灌水灰比5∶1,由稀变浓,按规范要求执行。
回填灌浆不分序,由低往高灌,用孔口循环法。开灌水灰比1∶1,结束水灰比0.6∶1。
其主要施工工艺流程为:孔位放样→钻机造孔→洗孔压水→灌浆→封孔。灌浆材料选用425#海螺牌普通硅酸盐水泥。施工完成后,按监理工程师要求,布置检查孔,按单点法压水检查灌浆质量。
(四)导流洞闸门安装与沉放
1998年7月10日至2000年10月18日,导流洞混凝土闸门制作与安装工程顺利竣工。主要有闸门槽的门楣、底坎、顶坎、门轨等金属结构安装。安装前先依据测量定位,安放各金属部件并与预埋插筋焊接固定。安装就位后,测量队对门轨间距、工作面平整度等进行检测,如监测合格,再进行门槽二期混凝土浇筑。导流洞过流期间为防止高速水流对门槽造成冲刷破坏,采用了方木保护。混凝土闸门制作采用预制形式,先按设计要求制作钢架,然后按中间钢隔板分块进行混凝土浇筑。闸门的混凝土沉放排架柱,采用搭设钢脚手架支模方法分层现浇成型。
该工程共完成混凝土浇筑430m3,金属结构安装3.638t。主要工程有闸门槽二期混凝土浇筑,闸门混凝土浇筑,闸门沉放排架柱梁混凝土浇筑,闸门槽顶坎、底坎、门楣、门轨金属结构的安装工程。
闸门沉放前,对相关内容进行联检(排架柱梁中心与门槽中心偏差、二期混凝土表面平整度、混凝土闸门制作偏差、门轨工作面清理等)合格后,按指定日期进行闸门沉放作业。
导流洞闸门尺寸11×13.5m(宽×高),采用钢筋混凝土结构,现场现浇,双门重量约750t,吊装框架柱高23m,为钢筋混凝土框架梁,由8根1.2×0.6m的钢筋混凝土柱构成。吊装机具由起吊能力不少于800t的H140×8D的滑轮组4付(8只)、15t卷扬机4台、20t导向滑轮及平衡滑轮10只、6×37+1-32.5-170钢丝绳等组成。由于场地、机具成本等因素限制,两扇闸门不宜同时沉放,采用分时分别沉放方案,以先难后易为原则,单扇门沉放时间约40分钟,闸门沉放行程15.5m。导流洞混凝土闸门于2000年10月18日按要求一次性沉放就位,按期实现了下闸蓄水的目标。
蓄水前,将有关的封堵下闸措施报监理工程师批准后,2001年10月28日,白溪水库导流隧洞下闸蓄水,在导流隧洞封堵工作完毕之前,视坝前水库水情,及时启闭引水隧洞闸门,使水库水位控制在147.0m以下。
(五)导流洞堵头施工
导流洞堵头的施工必须在水库下闸蓄水后进行,2000年底,导流洞25m长的堵头混凝土施工完成。
开挖 导流洞堵头扩挖段先搭设钢管架操作平台,用手风钻进行扩挖,小药量,浅孔爆破,爆破参数根据扩挖厚度而定,开挖顺序为顶拱→边墙→底板。爆破一端后,人工装渣,拖拉机出渣至下游弃料场,然后再进行下一段扩挖。
混凝土施工 第一步,立模。边墙封头模板采用标准钢模,顶拱封头模板及廊道顶拱采用自制木模,纵围楞采用12×12×400cm方木,横向围楞支撑采用直径48mm的钢管。
第二步,钢筋制作安装。钢筋由钢筋厂加工成型后,成品由自卸车运输至工作面,然后用人工运输入仓、绑扎。
第三步,混凝土浇筑。混凝土分层分块浇筑,每层浇筑不大于4m,先浇筑K0+215~K0+229,再浇筑K0+229~K0+240,最后浇筑踏步。
混凝土运输及入仓。先在导流洞出口明渠左侧搭设溜槽,用工程车将混凝土倒入溜槽入口,在明渠底板再用工程车在出口接料,然后运输至施工点,倒入集料箱,最后通过混凝土泵输送入仓。
铺料方法。基础验收合格后,进行混凝土浇筑,采用三班制连续作业,按台阶法施工,每层混凝土铺料厚度为30~50cm,即从块体短边一端向另一端铺料,边前进边加高,逐步向前推进并形成明显的台阶,每层浇筑宽度不大于2.8m,预留台阶宽度不小于1m,直至把整个仓位浇到收仓高程。
平仓及振捣。在靠边模、钢筋和止浆片附近的混凝土,用人工平仓,使骨料分布均匀,以上部位的振捣采用软轴式电动振捣器或人工插杆,混凝土入仓以后,根据每层铺料厚度,人工找补均匀,再用高频率插入式电动振捣器振捣密实。灌浆廊道底及板踏步表面再用人工抹平压实。
工作缝处理。水平施工缝采用0.4~0.6Mpa高压水冲毛,在初凝后终凝前进行。垂直施工缝用人工凿毛即可。据设计要求,在K0+228施工缝处还需埋设两道止浆片。
第四步,拆模。堵头侧模在混凝土强度达到2.5MPa以上方可拆除,灌浆廊道顶拱为承重模板,应按水工混凝土施工规范规定的拆模要求执行。模板拆除后,均涂刷脱模剂,并妥善保存。
灌浆 灌浆施工的顺序为:钻孔→埋管→回填→回填检查→固结→固结检查→接缝灌浆。混凝土衬砌前进行钻孔,固结孔位深入基岩4.Om,回填孔深入基岩0.2m,终孔孔位不得小于38mm。钻孔完成后,均应进行孔壁冲洗,然后预埋管,预埋管距孔底5cm,以便浆液注入。根据设计要求预埋管引入廊道两侧墙,然后用钢筋固定,并分别编号。从下游向上游给7环孔编号,固结每环两序,灌浆顺序为单号环I序→双号环Ⅱ序→单号环Ⅱ序→双号环Ⅱ序。孔内分序:回填孔遵循由低到高的原则,固结孔采取环内加密。回填灌浆的压力为0.3Mpa,固结灌浆压力为2Mpa,接缝灌浆的压力为0.5Mpa。回填灌浆Ⅰ序孔采用的0.6∶1的水泥浆,其余采用1∶1、0.6∶1两个比级的水泥浆。固结灌浆开关的水灰比为5∶1,视吸浆量大小,其浆液比级为3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1。
回填灌浆在设计压力下,灌浆孔停止吸浆,延续灌浆5min即可结束。回填灌浆质量检查在完成回填后7天进行,检查采用钻孔注浆法,即向孔内注入水灰比2∶1的浆液,在规定压力下,初始10min诸如量不超过10L为合格。
固结孔灌浆在回填检查后进行,灌注前均要用压力的80%,并不超过1Mpa。固结灌浆孔取不少于总数的5%的孔压力试验。压水采用单点法,选择压力试验的孔位比较均匀的选择在各环的各序孔中。固结灌浆在规定压力下,注入率不大于0.4L/min时延续30min即可结束,灌浆结束后48h后进行机械压浆法封孔,孔口不满的地方,用人工水泥砂浆封堵,固结检查在完成固结3~7天后进行,压水试验透水率小于4Lu为合格,合格率在80%以上,其余孔的透水率不大于5Lu。
接缝灌浆在混凝土冷却到稳定温度后进行,灌浆压力0.5Mpa。
排水管灌浆封堵在堵头回填、固结灌浆施工结束后进行,排水管的K0+288附近阀门上、下游各设一道进浆管,待灌浆结束后封闭两阀门。
冷却水管施工 当下层混凝土浇筑至冷却水管安装位置后,在浇筑面上铺设经严查合格的冷却水管,再浇筑上层混凝土。在浇筑混凝土期间,至混凝土达到稳定温度时止,连续进行换向送水冷却。
三、上游围堰
1997年6月1日,上游围堰(左岸接头段)开始基础开挖。1998年9月中旬,水下防渗体施工完毕。1997年9月28日,高压摆喷试验孔开钻。1997年12月16日,防渗墙施工开始。1998年1月29日,冲击钻开钻造孔。1998年3月11日,第一段防渗墙7#槽开浇。1998年6月29日,防渗墙混凝土浇筑结束。1998年9月3日,上游截流戗体开始填筑。1998年9月中旬,水下防渗体施工完毕。1998年9月28日10∶00时开始截流,10∶15时合龙。截流后随即加高防渗墙顶部的粘土心墙,同时进行堰体填筑及上、下游铅丝笼块石护坡。至1999年2月25日,左右岸堰顶已达86~88m高程,上游围堰填筑基本完成,达到了枯水期20年一遇挡水标准。
上游围堰两侧与左右岸山体连接,中间为河漫滩及河床段。围堰基础为卵漂石天然覆盖层。经施工钻孔,覆盖层内含有大量的孤石,该堤基属中等密实,上层透水性较强。
上游围堰中心基础防渗原定用高压摆喷混凝土墙板施工方案,施工中由于低级造孔困难,致使原方案不能完全实施。经监理工程师批准同意,防渗基础处理方案改为为混凝土防渗墙,防渗墙与高喷灌浆的接头处采用灌浆处理。
(一)上游围堰的结构特征
上游围堰为四级导流建筑物,堰体采用风化砂石料和河道内的沙砾石填筑,用作坝基开挖的挡水防渗,其挡水时段为1998年10月中旬—2000年9月,为大坝基坑开挖和坝体填筑、Ⅰ期混凝土面板等施工服务。其结构特征为:围堰轴线距大坝轴线约300m,导流设计标准频率为10%,流量349m3/s,设计水位为83.2m,堰顶高程84.0m,设计水位83.2m,顶宽大于10.0m,最大堰高12.0m,上游围堰总长184.11m。堰体采用风化砂石料和河道内的沙砾石填筑。上游围堰防渗墙结构原设计为:75m以下防渗墙采用高压摆喷防渗板墙,75m以上围堰体防渗采用土工膜斜墙或土工膜心墙方案。但在施工过程中,改75m以下围堰防渗基础处理为混凝土防渗墙,75m以上围堰体防渗采用粘土斜墙防渗。
(二)上游围堰防渗墙施工
施工次序 上游围堰防渗墙安排在1998年1—3月枯水期施工,3月底竣工。根据提供的水文及现场地质条件,防渗墙按下列先后次序分三个阶段施工:a段:桩号0+075.05~0+115.05,段长40m,分7个槽段,墙顶浇筑高程为77.0m。在施工该段防渗墙的同时,做好0+115.05~0+139.45段的进占填筑工作;b段:桩号0+115.05~0+169.45,段长54.4m,分12个槽段。该段作为龙口过流段,墙顶浇筑高程74.0m。分二期施工,先施工0+115.05~0+139.45段,后施工0+139.45~0+169.45段;c段:桩号0+39.85~0+75.05,段长35.20m,分6个槽段,墙顶浇筑高程为77.0m。
塑性混凝土设计配合比及性能指标 在混凝土浇筑前必须按设计配合比制作各种试块,在满足设计要求后方可进行浇筑。
混凝土设计性能指标 坍落度18~22cm,扩散度34~40cm,28天抗压强度R28≥3.0Mpa,28天抗拉强度R28=0.7Mpa,弹性模量E=800~100Mpa,渗透系数K≥1×106。
槽段划分 上游围堰基础防渗墙总长129.6m,根据地质条件及机械设备性能,共划分23个槽段,槽孔长度为:1#槽长8.Om,23#槽长8.26m,2~22#槽长6.4m。主孔采用CZ-22型冲击钻机,副孔采用液压抓斗成槽。施工方法 上游围堰施工平台78.5m高程,导向槽顶部高程浇至78.5m。施工机具根据地质情况和现场条件,选用CZ-22型钢丝绳冲击钻机和液压抓斗进行防渗墙成槽。
施工工艺为:采用冲击钻、液压抓斗造孔,泥浆固壁,泥浆下直升导管法浇筑混凝土。成槽选用“钻抓”法,2~24#槽为“三钻两抓”,1#、23#槽为“四钻三抓”,即主孔冲击钻钻进,副孔抓斗抓取,单孔进入基岩0.5m。主孔及卵漂石、主孔和副孔基岩部分均利用冲击钻机,选用“十”字钻头钻进,混凝土接头利用“十”字钻头或空心钻头均可。
槽孔划分,主孔0.8m,副孔2.0m,除1#、2#槽段外,各槽段长度6.4m。
固壁泥浆及制浆材料。泥浆是一种具有一定比重的粘性流体,具有一定的可流动性和粘附性,由于流动性,泥浆对于固体边界具有一定压力,因此,对槽孔而言,它可以抑制和平衡槽壁的侧压力和地下水压力,在槽孔内相当于一种液体支撑,可防止槽壁坍落。除此之外,它还具有携砂、冷却、润滑等作用。因此,防渗墙造孔必须使用泥浆固壁,配制泥浆可使用膨润土或粘土,使用粘土时要求粘粒含量大于50%,含砂量小于5%,塑性指数大于20。“96墙规”对新制粘土泥浆性能指标也做了较为细致的规定,另外结合当地(上游7.1km的山洋村粘土场)粘土质量,下游挡水堤防渗墙用泥浆曾反复进行试验、调整,实施结果,必须掺入一定量的膨润土制做的泥浆才能达到应有的性能指标。
泥浆制作。泥浆制作采用2m3卧式泥浆搅拌机。根据以往防渗墙施工经验,每米造孔进尺综合耗浆3.0m3。本工程6台冲击钻、1台抓斗同时施工,日每台制浆量为60m3。
泥浆储备。泥浆钻储浆池的容积能满足施工高峰时一天的用浆量和最大槽孔清孔换浆的需浆量200m3以上。
泥浆输送。选用离心式泥浆泵2台或200/40的泥浆泵2台,用Φ100mm的钢管输浆能满足需要。
泥浆回收。为节约用浆和减少泥浆的排放量,对浇筑槽孔顶托出较好的泥浆进行回收,回收泥浆利用排污泵抽至浆池内管经处理后重新利川。
混凝土浇筑。上游围堰防渗采用直开导管法泥浆下浇筑混凝土。混凝土采自落式搅拌机搅拌(搅拌时间以满足混凝土的和易性和无生料为准)。翻斗车接料运至孔口贮料仓,通过斜溜槽进入导管贮料斗,由贮料斗进入导管。每个槽孔下设3根导管,相邻两导管间距不得大于3.0m。I期槽导管距孔端宜为1.0~1.5m,二期槽导管距孔端宜为1.0m。当槽底高差大于25cm时,导管布置在控制范围的最低处。每根导管由一台钻机负责下设和提升。整个浇筑过程必须严格遵照水利部办法的规范(SL174-96)的规定连续进行。为确保混凝土浇筑质量,混凝土搅拌和浇筑双方在施工中必须密切配合,浇筑前必须做好各项组织准备工作。混凝土搅拌机必须在清孔验收合格后2h内做好一切准备工作,最迟不得超过4h,否则应重新清孔。搅拌出的混凝土性能指标必须满足要求,应严格控制混凝土的坍落度和扩散度,入孔混凝土必须具有良好的和易性,不得发生离析,不符合质量要求的混凝土不得浇入孔内。开浇时料斗中一定要有足够的混凝土,确保一举能将导管埋住。为了保证混凝土上升速度不低于2m/h,考虑到不均匀性和以外事故的影响,混凝土的供应能力不小于202m3/h。
接头孔型式。按照过去习惯用的造样方式,上游围堰防渗墙一、二期槽孔接头采用套打一钻的方法进行施工。混凝土接钻孔在一期槽孔浇筑36h后进行。二期槽孔清孔清浆结束前清除接头孔混凝土孔壁上的泥皮。用钢丝刷子攥头进行分段刷洗,直到刷子钻头上基本不带泥屑,孔底淤积不再增加时方能进行下道工序施工。
根据前期施工钻孔揭露,上游围堰堰基覆盖层卵漂石含量大,并有大量孤石,因此,漏浆、坍孔很有可能发生。开工前组织技术人员向机、班长直至施工工人进行技术交底。在造孔施工中,不同地层有不同的钻具参数。特别在可能发生漏浆的底层中钻进,应改善泥浆的物性,适当提高泥浆比重等,向孔内投入一定量的粘土球、粘土块等措施以增加固壁效果。同时,还准备一定量的锯沫、水泥、草袋等堵漏材料,一旦发生漏浆坍孔,则迅速向孔内增加泥浆、水及堵漏材料,以保持孔内水头压力。另外采用其他的特殊措施,避免发生更大的坍槽。对漏浆的部位和处理情况作了详细记录。
造孔遇大孤石,且进尺困难时,采取孔内小钻孔爆破和孔内定向聚能爆破,但距孔口位置宜在6m以下,处理前征得监理工程师的同意,并聘请有经验的炮工以控制药量,注意安全。
混凝土浇筑过程中发生导管漏浆、破裂、导管起拔脱空、堵管等造成导管内混入泥浆不能连续浇筑时,立即停浇进行处理。处理方法视情况而定,如堵管可采取“捣”、“顿”、“拆”的方法进行处理,即当发现堵管时,可用竹竿、钻杆、钢管等冲捣,一旦冲捣下去可继续浇筑;冲捣无效时,可将导管提起一定高度,然后突然下放,利用导管突然停止运动而产生的冲力将堵塞物下移;但捣、顿无效时,只能将导管拆卸,但不准拔空,将堵塞管节换下后重新下管。如发现导管内因拔空返浆,应立即压下导管,使之埋入混凝土内,防止泥浆继续进入,然后用吸浆泵将已浇的松散混凝土吸出后再下导管(须加管塞)继续浇筑。
为防止以上事故的发生,每次浇筑前,对导管进行严格检查,对破损变形的导管及胶垫要及时更换,浇筑中应经常观测混凝土等。严格按操作规程操作。
(三)堰体填筑
围堰堰体的填筑分二个阶段进行,第一阶段的左岸防渗体施工在1997年6月进行,滩地防渗板墙在1997年汛后进行,施工长度约120m,填筑长度约80m;第二阶段预留80~100m宽,1998年汛期导流,待导流洞具备过水条件后,再进行剩余段施工。上游围堰合龙后,1个月内完成基础帷幕防渗处理,然后进行堰体加高。
填筑取自导流洞和引水洞明挖石料以及坝基岸坡平挖的石渣,以及厂房和溢洪道开挖出来的土料。堰体的填筑与面板堆石坝施工工艺相同。但在施工过程中防渗体部位严禁自卸汽车或重机行驶,以防防渗体遭碾压受到损坏。
(四)截流
在截流前,尽量少占河道,以免人为抬高水位。待导流洞具备过水能力后,再进行主河道部分施工。由于截流时流量较小,对截流材料无特殊要求,通过开挖石渣填筑。合龙前,龙口段用0.5~1.2m3的大块石。
截流的龙口选择在右岸河道处,距离M?点约50m,采用单向立堵方式右进占,截流戗堤非龙口段从8月下旬开始自左向右进占,根据气象情况灵活确定预留龙口长度。
截流时间原定在1998年10月初,后来根据施工的实际进度和据短期气象预报,将截流时间改在1998年9月28日。截流流量不超过10年一遇月平均流量(50.6m3/s),据白溪河流水文水情特点,依据当时气象条件,选择合适时间,截流时流量小于该值。
四、导流辅助设施
导流辅助设施包括叶岙引水渠、导流洞进口和出口围堰、引水洞进口和出口围堰,上下游围堰堰后子围堰。
(一)叶岙溪改道引水渠
叶岙溪的水通过山岙流入坝基坑,截流后须将叶岙溪的水改道引出基坑,引水渠底宽4.0m,开挖边坡1∶0.6m,渠道底坡进口段i=0.34,其余段为i=0.081,外侧用浆石作边墙,浆砌块石及底坡用水泥抹平,渠道总长约200m,深度1.Om。1997年11月至1998年1月,为叶岙溪引水渠施工期。叶岙溪改道工作在1998年9月28日截流前完成,最大流量9m3/s,特别应做好改建渠道跨越157m、53m线的涵洞,山坡明渠两侧浮石应清理干净,以确保汛期道路畅通。1997年57月,叶岙溪改道引水渠竣工。
(二)导流洞进出口围堰
导流隧洞进口围堰采用预留岩梗型式,预留岩梗顶部宽度不小于2.Om,将原机耕路拓宽、加高至80.5m高程,同预留岩梗组成高程为80.5m、宽度不小于8.0m的围堰。进口围堰挡水标准为P=10%,洪峰流量为1770m3/s,水位高程78.05m,相应导流洞进口水位高程约即坝址水位约为78.5m,出口水位高程约78.1m。堰顶高程不低于79m。
导流洞出口围堰为黄土心墙围堰,也采用预留岩梗,在岩梗原地表面下挖至72.2m高程,底宽2.0m,开挖边坡1∶0.5,回填粘土作为防渗心墙,心墙筑至78.2m高程,上部加0.4m堆石保护,预留岩梗宽度不小于50m,导流洞内设集水子围堰,将水抽出洞外。
1997年8—12月,导流隧洞进出口围堰竣工。
导流洞进出口围堰在完成使命后,必须铲除。导流洞进口岩梗开挖用潜孔钻钻水平孔,一次爆破后,用反铲挖出。导流洞出口围堰直接用反铲挖出即可。
(三)引水洞进出口围堰
引水洞进口底板高程89m,高于防汛水位,可不做进口围堰。
引水洞出口围堰结构与导流洞出口围堰相同,并在导流洞和引水洞之间做一条相同类型的纵向围堰,与导流洞出口围堰相接,与导流洞围堰累计长约400m。
引水洞围堰完成使命后,必须拆除,直接用反铲挖出即可。
(四)上下游围堰后子围堰
上下游围堰堰后子围堰采用草袋或编织袋盛装粘土,高度1.5~2.0m,宽度1.0m,长度(包括上下游堰后子围堰)约150m。同时,在堰后子围堰之间布置集水井,用水泵排水,子围堰长度与修筑位置视实际开挖的情况而定。
下游围堰堰后也象上游围堰一样设有草袋粘土做成的标准规格完全一样的子堰。其防渗灌浆施工采用塑性混凝土防渗墙,其填筑石、土料来源于上游围堰相同。围堰施工前,也象上游围堰一样先除去表面浮土,然后再进行河道部分施工。防渗墙施工时,滩地高程高于78.0m,应下挖至78.0m高程。五、施工期间的度汛安排
各施工期间度汛标准及度汛面貌要求 1996年12月-1998年9月底,度汛标准为P=10%,洪峰流量1770m3/s,该时段完成导流隧洞施工,同时完成引水洞、大坝73m以上岸坡,趾板开挖围堰体等工程施工。
1997年1月—1998年9月(截流前),枯水期、汛期利用河床过流。
1998年10月—1999年5月,即截流后的第一个枯水期,该时段完成上下游围堰施工,并完成大坝临时度汛断面118.6m及砂浆固坡工作,采取上下游围堰挡水、导流隧洞过流的施工导流方案。其度汛时段与标准为1998年10月—1999年5月15日P=10%,洪峰流量349m3/s。
1999年汛期前做好预报洪水情况工作,当预报洪水将超过引水洞进口底板高程时,将引水洞进行临时封堵,引水洞封堵工作于4月10日前完成。
1999年6月1日—2000年2月28日,坝体填筑已至Ⅰ期拦洪度汛高程120.5m(1999年5月31日),上游面碾压砂浆护面至130m高程及大坝一期混凝土面板施工与保护措施,因此,汛期采取上下游围堰、坝体全断面挡水,导流隧洞的施工导流度汛方案。度汛标准为50年一遇洪水,洪峰流量为2840m3/s。
2000年3月1日—2001年3月31日,该时段大坝全面上升至178.6m,2000年9月28日下闸蓄水前,完成了溢洪道、引水系统、厂房土建与机电安装、供水系统等工程,汛期采取坝体及全断面及下游挡水堤挡水,导流隧洞过流的施工导流度汛方案。同时,引水隧洞进口闸门在台汛期前安装完毕。度汛标准为P=0.5%,洪峰流量3750m3/s,该时段全大坝全面上升至178.6m。
2000年5—10月下闸蓄水前,汛期采取坝体全断面及下游挡水堤挡水,导洞隧洞过流的施工导流度汛方案。同时,引水隧洞进口闸门在台汛期前安装完毕。
2001年5月15日至台汛期(7月15日)来临之前,利用厂房发电控制库水位;进入台汛期后,溢洪道具备泄洪条件。水库泄水调度原则按照宁波市水利局有关洪水调度批复意见,以及结合华东院设计要求进行。
度汛措施 严格按照文件规定,保质保量地完成大坝临时度汛断面所需的大坝填筑工作量,切实做好6cm厚的碾压砂浆固坡工作。确保临时度汛断面的安全。围堰在10月16日—次年5月15日分期P=10%洪水情况下,上下游围堰防渗体的施工和大坝施工顺利进行;按《水电基本建设工程防汛管理暂行条例》承担防汛责任和义务,在防汛指挥部门统一领导下,积极与气象、水文部门取得联系,建立完善的水情、气象预报系统;每年2月10日前将该年度的安全度汛措施报告,包括汛前各坝体填筑高程以及引水隧洞、取水隧洞、厂房等的安全度汛措施,报经指挥部批准;十二局于汛期成立防汛小组,负责防汛工作,保证24h有人值班,准备重组的人员和防洪材料及机械设备,一旦出现险情,人员、设备、材料能迅速到位,抗洪抢险,把洪水造成的损失降到最低限度,并在洪水过后马上恢复生产;临时建筑设施、材料、设备的布置和堆放地点不低于全年10年一遇洪水位高程,临时堆放的物品,在汛期派人看守。
六、基坑排水
排水量设计 基坑范围内受雨水影响的山地面积约14.1万㎡(不包括叶岙溪流域),在发生1997年10月16日 1998年5月15日分期P=10%洪水时,基坑内应能正常施工。为减少在基坑范围内的集雨面积,在大坝岸坡顶增设截水沟,将雨水引出坝基范围之外。叶岙溪来水通过改道了的叶岙溪引水渠排出基坑,实际坝基初期排水集水面积约6万㎡,包括围堰渗水范围,大坝基坑内积水约9万m3,抽水强度按1200m3/h,3天可抽完,选用水泵型号为2台6SH-9A、2台10SH-9A及5台潜水泵。
经常性排水 经常性排水包括围堰渗水、施工废水及降雨等,经常性排水强度为500m3/h左右,在大坝上下游趾板前、坝后填筑边线外6m,分别设置集水井和子围堰,以利施工排水,选用2台水泵型号6SH-9A、1台型号10SH-9A及4台潜水泵。
第三节 大坝
1997年2月,白溪水库工程开始73m以上岸坡开挖,坝基73m以下开挖在截流后2月内抢挖至设计高程。1997年8月,右岸趾板开挖,1998年10月结束。由于受左岸崩塌体开挖影响,左岸趾板开挖始于1998年8月,至2000年2月结束。河床趾板开挖始于1998年10月,1998年底结束。坝后齿槽开挖于1998年10月一个月内完成。
1998年5月24日,开始坝轴线下游右岸预填筑,10月中旬,开始左岸填筑。1999年1月底,开始上游面填筑,至此,坝体大规模填筑正式开始。1999年5月27日,大坝提前达到50年一遇度汛断面高程120.5m,月填筑最高强度46万m3,创造了面板坝截流后第一个汛期不过水挡水坝体最高和全断面填筑两项国内记录。1999年7月15日,主汛期来临之前,大坝如期填至100
知识出处
《白溪水庫志》
《白溪水库志》由白溪水库志编纂委员会编纂,详细记录了白溪水库的历史沿革、建设过程、运营管理、社会文化影响等方面,展现了水库对当地经济社会发展的重要作用。
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