第五节 下游挡水堤

知识类型: 析出资源
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内容出处: 《白溪水庫志》 图书
唯一号: 113020020240000029
颗粒名称: 第五节 下游挡水堤
分类号: TV698.2+3
页数: 10
页码: 122-131
摘要: 下游挡水堤位于大坝下游270m处,主要建筑包括挡水堤、泄水涵洞、溢流侧堰。介绍了工程地质、结构特征、施工导流及度汛、基础防渗墙施工、心墙混凝土施工、挡水堤填筑及溢流侧堰和泄水涵洞的施工情况。
关键词: 下游挡水堤 基础防渗墙 泄水涵洞

内容

白溪水库引水建筑物包括引水主洞、两条发电支洞、进口拦污栅、检修闸门井、放空洞、补充供水消力池。1998年4月4日,进口段在0+4.53处提前进洞开挖,1999年4月6日,引水洞全断面贯通。同年4月15日开始混凝土衬砌;1998年7月,闸门井开始导井开挖。1999年2月3日,闸门井扩挖完成。1999年10月22日,开始进行闸门井混凝土衬砌。2000年5月底,混凝土浇筑至启闭机平台180m;放空洞开挖于2000年4月17日,6月30日结束,7月份完成压力钢管安装。2001年10月12日完成消力池混凝土浇筑;下闸蓄水前,引水洞进口及洞内施工全部完成。闸门及启闭机安装到位,进水口拦污栅吊定就位。补充供水管安装结束,出口消能室混凝土浇筑完成,准备安装出口锥阀和启闭机;2001年11月底,引水系统及补充供水系统施工已全部结束。都已投入正常使用。同年底,放空洞启闭机安装调试完成。
  一、引水、供水、放空隧洞工程的结构特征
  引水发电、放空洞布置于右岸,洞轴线基本平行于导流洞,由进水明渠、进水口检修闸门井、进口拦污栅、隧洞(主洞段)和压力钢管段、出口明渠组成。主要布置的建筑物有:引水主洞、发电支洞、进口拦污栅、检修闸门井、放空洞、补充供水消力池,是集引水、发电、供水、放空为一体的多功能隧洞。
  引水主洞全长315.4m(0+4.53~0+319.936),圆形开挖断面Φ450cm,钢筋混凝土衬砌,厚度50cm,纵坡0+164.46桩号上下游分别为5.35%和7.23%,检修闸门井中心位于0+164.46桩号,由82m高程到170m高程,开挖断面最大宽度640cm,全断面混凝土衬砌。在引水洞达到末端即0+308.77和0+322.91处设一条岔管,下接两条发电支洞,分别进入厂房机组发电。两条发电支洞开挖断面为圆形,Φ370cm,钢衬外包混凝土,钢管Φ250cm,钢衬长度分别为88.238m和80.741m,相应的衬砌桩号分别为引(2)0+321.636~0+409.874和引(1)0+333.585~0+414.326。
  放空连通洞全长84.64m,开挖断面椭圆形,洞径由450cm变为370cm,纵坡7%,洞径450cm的洞段衬砌混凝土,衬厚50cm。370cm洞径的洞段用钢管衬砌,钢管段洞径2.5m,外包混凝土,其出口设弧形闸门和消力池。
  补充供水锥阀室位于厂房左侧,为混凝土结构,形体尺寸为25×8.2×19m(长×宽×高)。
  引水洞的进水高程89m,出口明渠高程71m。进水口长约60m,进口段i=0.07315,由喇叭口段与平洞段组成。出口明渠长约230m,隧洞总长439.62m,进口段i=0.04,引水段i=0.07315,放空段为平坡。平洞段圆型断面尺寸3×3.5m。
  闸门井中心桩号为0+089,开挖断面为5.3×3.0m,高程171.00~91.25m,垂直高度为79.75m。闸门井由门槽及通风进人孔组成,门槽尺寸4.1×1.8m,进人孔1m见方,闸门井顶部高程178m,底部高程86.93m。
  二、洞挖
  引水、供水、放空隧洞的开挖分为明挖和洞挖两种情况。
  明挖工程 包括进水口、竖井169m高程平台两部分,发电支洞出口和放空洞出口分别与厂房和导流洞相接。
  进口明挖段岩性为凝灰岩,整体性较好,开挖选用手风钻自上而下分台阶梯段爆破,以确保边坡稳定。钻爆参数,孔径42mm,孔排距1.2~1.5m,孔深3.0m,单耗药量0.48~0.55kg/m3。出渣选用PC-200反铲配5t运输车。竖井顶部明挖工作量小,选用手风钻造孔,人工翻渣。
  洞挖工程 洞挖均采用手风钻造孔,直眼掏槽,先小导洞,后扩挖的开挖方法,扩挖层厚度一般为50~180cm,均按光爆要求钻孔和爆破。
  竖井开挖自上而下先开挖直径250cm的小导洞,手风钻钻孔。小导洞贯通前,出渣由顶部卷扬机提升,人工出渣。为保证安全和排水,小导洞每隔10m左右扩大开挖,以形成避人洞。小导洞贯通后,扩大部分开挖,也自上而下一次开挖到设计线。光面爆破直接落至82m高程,人工装车运至引水洞进口,集中堆放。引水、放空洞的开挖也均采用小导洞先行掘进、再扩挖成型的方法。
  洞挖具体施工顺序为:测量放样→钻孔→装药爆破→排烟→安全处理→出渣。
  洞口的保护和安全处理 共采用了两种保护措施,其一是洞顶边坡保护:洞口仰坡从上向下逐层按设计边坡修规,在高程113.5m以下的洞顶仰坡作锚喷处理,锚杆为Φ25@150梅花型布置,喷射混凝土厚度10cm。其二是洞脸支护:进口为含角砾熔结凝灰岩,无断层、破碎带通过,岩性较好,只需在洞脸部位作锚喷处理即可。
  三、混凝土衬砌
  引水、供水、放空洞的混凝土衬砌施工,包括进水口拦污栅平台、主洞洞身、岔管、钢管衬砌外包部分、放空洞出口镇墩、闸室、消力池、供水消能室等。根据不同部位特点制订不同施工方法,不同部位混凝土设计标号亦不同。工作桥C??,拦污栅、引水洞、钢管外包混凝土、竖井C??,岔管段C??S?,门槽二期C25。
  (一)竖井混凝土施工
  竖井垂直高差达90m,设计衬砌混凝土标号C??,采用滑框倒模工艺施工。滑升前,先完成93m高程以下混凝土浇筑。该段采用钢管手架支撑,普通标准模板立模,泵送混凝土入仓,由82m高程分层浇筑至93m高程,然后安装滑模框架。
  滑模框架由四层平台构成,顶部保护平台,中间卸料平台和操作平台,下部设拆模平台。每次滑升高度为30cm或60cm,每滑升10m停歇一次,以便完成下一个滑升段的灌浆孔钻孔埋管和外层钢筋绑扎。混凝土由工程车运至工作面下部料斗,然后,用卷扬机提升至卸料平台,溜筒入仓,人工平仓。每天测量监测滑升精度。
  (二)洞身混凝土施工
  引水、供水、放空洞混凝土施工,包括进水口拦污栅平台、主洞洞身、叉管、钢管衬砌外包部分、放空洞出口镇墩、闸室、消力池、供水消能室等。
  进水口拦污栅混凝土由89~145m高程,其上设有拦污栅吊架。混凝土采用分层浇筑,每层高度3.5m,使用P3015、P3012标准模板和特制大模板,人工立模。混凝土入仓方法是:95m高程以下,吊机吊罐入仓;95~113m高程,溜槽入仓;113m以上高程,分别用吊罐和泵送入仓,人工平仓。
  岔管段,引0+309.936至1#、2#支洞钢衬接头,断面形式复杂,为保证混凝土形体,特作了一套定型模板(木模),拉、撑相结合的固定结构,泵送混凝土入仓,全断面全长一次浇筑。
  引水洞、放空洞洞身用分段浇筑法,分段长度最大20m,一般为10~12m。使用P1012钢模拼装,外部模板接缝嵌木条密封,模板支撑系统由Φ48钢管弯曲作横围楞,纵向围楞12cm×12cm方木,每段全断面一次浇筑成型,泵送混凝土入仓,铺料方法视工作条件选用平铺法或台阶法。
  钢衬回填混凝土,该段混凝土在钢管安装结束后,做好端部封头,泵送混凝土入仓,人工振捣,一般20m长为一浇筑段,浇筑和安装交错进行。
  放空洞出口由镇墩、连接钢管、闸室、消力池组成。出口段均使用P3015模板立模,分层浇筑,泵送混凝土入仓,人工振捣。
  消能室使用P3015模板,由底部分层(一般为3.0m)浇筑,塔机吊罐入仓,底板台阶法铺料,人工平仓振捣。
  四、灌浆
  灌浆包括回填、固结、接触三种类型。引水洞灌浆主要施工工艺流程为:孔位放样→风钻造孔→孔深验收→洗孔、压水→灌浆→封孔。
  (一)钻孔
  钻孔采用Φ42mm硬质合金钻头,钻孔结束后,用风吹净孔内岩粉,然后,验收检测,是否符合设计要求。如钻孔不够深,必须补打至符合设计要求为止。
  (二)洗孔和压水试验
  钻孔验收合格后,通入压力水,进行固结孔孔壁冲洗,冲洗至见清水后结束,转入裂隙冲洗,该冲洗分有压力、无压力各5min,利用压力水进入裂隙,5min后,突降至0,压力水回出孔外时,带出裂隙中的脏物,如此反复四次,见清水后结束。压水试验控制在总灌孔数的5%进行,压水采用单点法压水,连续四次读数达到稳定后结束。洗孔、压水压力采用灌浆压力的80%,若此值大于1Mpa时则采用1Mpa。
  (三)灌浆
  灌浆采用立式双缸灌浆泵,配以高速搅拌桶制浆。取水隧洞的灌浆工程分为回填灌浆和固结灌浆两种。回填灌浆施工分两个次序进行,二序孔中斗包括顶孔,灌浆施工从较低的一端开始向较高的一端推进。回填灌浆施工时采用纯压法,浆液的水灰比采用了1∶1、0.6∶1或0.5∶1浓度浆液灌注,每个单元采用Ⅰ、Ⅱ序施工,灌浆压力为0.3Mpa。在灌浆过程中,根据施工规范要求变换浆液,灌浆孔口冒浓浆后进行封堵。灌浆连续进行,因故中断的孔进行复灌。在0.3Mpa的压力下,灌浆孔停止吸浆后,延续灌注10min,结束灌浆。
  固结灌浆施工分两个次序进行,其中侧墙的孔深为2.0m,其余固结孔的孔深为3.Om。固结灌浆孔造孔时,采用Φ42mm合金钻头造孔,待各孔的孔位、孔深、孔向验收合格后,进行孔壁冲洗,在孔壁冲洗结束后,用压力为0.28Mpa的压力水进行裂隙冲洗,待孔内裂隙冲洗结束后,自下而上进行逐孔灌浆。浆液配合比为5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、0.8∶1、0.6∶1的浓度浆液,固结灌浆压力为0.35Mpa。灌浆遵循由稀到浓逐级变换的原则,当吸浆量大于30L/min时,则越级变浓,每个单元采用Ⅰ、Ⅱ序制度。固结灌浆孔用孔口循环一次性灌浆。在0.35Mpa压力下,注入率大于1L/min后,继续灌注30min,结束灌浆。
  钢衬接触灌浆在灌前用锤击探测脱空区,布孔直径不小于12mm灌浆时,先由低到高,边灌边用锤击,以震动脱空区。每个脱空区由低到高不少于2孔。
  (四)封孔
  各灌浆孔灌浆结束后,待凝后拆除孔口装置,孔内脱空部位用干硬性水泥砂浆人工封堵、抹平。接触灌浆孔用气割除孔口灌浆管后,用电焊封孔磨平。
  五、金属结构及启闭机安装
  金属结构和启闭机安装工程由十二局承建,实际由浙江江能公司完成此项任务。2000年9月20日—2003年3月15日,江能公司完成了取水隧洞金属结构及启闭机安装工程。取水隧洞金属结构安装工程主要包括取水隧洞工作闸门、检修闸门、拦污栅和闸门槽的安装,金属结构安装量54200kg,混凝土浇筑25m3。启闭机安装工程主要包括工作闸门启闭机和检修闸门启闭机的安装,即固定卷扬启闭机两台;启闭机房一间。
  1999年3月31日完成检修闸门门槽、拦污栅门槽安装及二期混凝土施工,2000年6月24日完成检修闸门门槽二期混凝土施工,2000年9月10日完成拦污栅门槽二期施工,2000年6月1日安装检修闸门,2000年7月1日移交启闭机安装工作面,拦污栅于2000年10月20日成功沉放到底,2000年8月19日检修闸门进行了试沉放并具备过水条件。
  所有安装工作都采用25t吊机吊装。安装过程中,施工人员首先熟悉图纸,吃透安装作业指导书,然后由测量队放好控制点的高程、里程和中心,施工人员根据图纸将测点引到测量架上,拉好控制线,将各组成部位安装就位,最后进行止水的安装和控制电缆的铺设。
  施工时及时做好各项自检记录,施工完成后进行测量复测和超声波探伤(对Ⅰ、Ⅱ类焊缝),对自检合格后提交的资料,请监理工程师复核。最终验收以监理工程师签字为准。然后进入下一道工序施工。
  启闭机安装按设计要求,放样高程中心为准,找正设备位置中心,再按设计配线。在安装完毕后,经检查符合设计要求,经静、动试验,能安全稳定运行,满足设计要求。安装偏差小于设计及规值;I、Ⅱ类焊缝探伤结果满足设计及规范要求;闸门的启闭及挡水效果较好;拦污栅开合正常,符合规范要求;防腐涂料涂装,其涂厚经测厚仪检测合格。安装质量等级为优良。
  在金属结构及启闭机安装过程中,监理工程师在控制点和控制线位置均进行了复核,对所有焊缝均要求施工单位进行超声波的无损检测。在所有组成部分安装完毕和控制电缆铺设完毕后,督促和监督施工单位进行启闭机的调试工作,直到启闭机工作正常为止。
  (一)引水钢管的运输安装
  引水钢管的制作质量经工程师及安装单位验收须符合《规范》DL5017-93要求及技术条件之规定,检查合格后,钢管内部支撑加固牢靠,以减少运输安装过程中的变形。
  钢管表面的防腐蚀 钢管由业主制定的供货地点采用半挂车用鞍形支座装上钢管并用钢丝绳绑扎可靠后运至施工堆放场卸车,在堆放场地搭设临时喷砂工棚,场地上布置喷砂除锈工具一套,钢管的装卸车由汽车吊进行。钢管的防腐蚀方法如下:
  钢管表面预处理前将油污、焊渣等污物清除干净。
  表面处理采用喷砂除锈,除锈所用的磨料应清洁干燥,喷射所用的压缩空气先过滤,除去油水。
  除锈等级达到CB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》标准中规定的Sa2.5级,表面粗糙度达到Ra40-70μm。
  钢管除锈后,用干燥的压缩空气吹净,或用吸尘器清除灰尘,涂装前如发现钢钣表面污染或返锈,重新处理到原除锈等级。
  除锈后的钢材表面在4h内涂装完毕,晴天和正常天气条件下,也不超过24h。
  使用的涂料符合图纸规定,涂装层数,每层厚度,逐层涂装间隔实践,涂料调配方法和涂装注意事项,按设计文件或厂家说明书规定进行。
  在环缝两侧各200mm范围内,先涂装焊接时不会对焊缝质量产生不良影响的车间底漆,以免坡口生锈。环缝焊后,对焊缝区进行二次除锈,用人工涂刷或用小型高压喷漆机喷涂涂料,达到规定厚度。
  当空气相对湿度超过85%,钢钣表面湿度低于大气露点以上3℃或高于60℃以及环境湿度低于10℃时,暂停涂装。
  涂装时编制防腐蚀工艺技术措施报监理工程师批准。
  涂料涂层质量确保表面光滑,颜色一致,涂料涂层质量并经工程师检查合格。
  钢管安装钢管由现场堆放场地采用半挂车用鞍形支座装上钢管并用钢丝绳绑扎可靠后分别运至安装管线地段。钢管安装先后次序安排:引水钢岔管前直管段安装第1#引水钢岔管安装;2#引水钢岔管安装;机组1#压力钢管安装;机组2#压力钢管安装;放空洞钢管安装。
  钢管安装前,放空洞必须开挖好,并清理完毕,其开挖尺寸根据设计院提供的主岔管运输尺寸能顺利进入洞内,开挖宽度为4.7m,高度约为7.5~85m,洞内岔管安装位置开挖尺寸能保证岔管运到安装位置后的起吊高度和卷扬机高度。将整个系统布置完毕并通过安全可靠性检查后,再进行拖运钢管。首先将始装节(引水钢岔管前直管段)钢管用汽车吊装上平台车,拖运到位后,在外管壁上撑好安装调整材料,然后粗调好钢管的中心桩号、里程、高程等加固定位。
  钢管的安装工艺顺序如下:
  将始装节安装定位后,细调钢管的管口中心,直至符合技术要求,然后利用事先预埋好插筋进行支撑定位。支撑定位做到牢靠,确保混凝土回填时位置不变,定位时各种支撑、拉杆均固定在加强环上或加强板上,不直接在管壁上撑焊任何物件。同时还必须注意如下事项:为增加钢管稳定性,便于找正,先组装成单节安装、单节长度以利运输;为防止运输和吊装时变形,钢管椭圆度达到要求后在管内设井字或米字形钢支撑;将两端管口中心偏差调至5mm内,然后加固定位,防止因与上下游管节压缝而产生位移。
  将上游面1#主岔管拖运到位后,翻转90°就位,调整好上下游各管口中心高程、里程后进行定位加固,加固用型钢与基础预埋件插筋连接。加固可靠,防止浇二期混凝土时变形移位。
  将2#主岔管用汽车吊装上平台车拖运到位后,分别调整上、下游管口中心高程、里程后进行定位加固,加固方法同上。 将安装完毕的主岔管做好记录,自检合格后报监理工程师进行浇筑混凝土前的验收,验收合格后,回填混凝土并作为安装下游管节定位节。
  机组引水钢管的安装顺序如下:
  引水支洞开挖、清理完毕,开挖尺寸能保证钢管装上平台车后顺利进入。
  安装轨道及导向滑轮组,将卷扬机与平台车及滑轮组相接,整个系统布置完毕,检查系统的安全可靠后,用汽车吊将安装管节装上平台车,拖运到位后,调整钢管管口中心高程、里程后定位加固。根据土建施工进度,可采取安装一段通过验收浇筑混凝土一段的方法,逐步交叉完成两条管子的安装。
  放空洞钢管安装以安装好浇筑混凝土完成的岔管作为定位节,分别按顺序将各安装管节用汽车吊装上平台车,拖运到位后与定位节进行压缝。调整管口上下中心高程、里程后,定位加固,并根据土建施工进度,采用安装一段通过验收浇筑混凝土一段的方法,逐步完成整条管子的安装。
  伸缩节安装伸缩节到货前,首先检查制作质量符合规范要求,伸缩节的内、外套管和止水压环焊接后的弧度,用样板检查,其间隙在纵缝处不大于2mm;其他部位不大于1mm,在套管的全场范围内,检查上、中、下三个断面。
  伸缩节内、外套管和止水压环的实测直径与设计直径的极限偏差不超过±D/1000,且不超过±2.5mm,每端管口直径测量应大于4对。
  伸缩节的内、外套管间的最大和最小间隙与平均间隙之差不应大于平均间隙的10%,伸缩行程与设计形成的极限偏差不得超过±4mm。止水盘根必须完好。
  与伸缩节连接的管子法兰预先装好,法兰的平面度,法兰与管轴线的垂直度确保达到规范要求。并将法兰与管子焊接好。
  用汽车吊将伸缩节吊上安装位置,用螺栓与钢管法兰连接,调整中心高程与设计高程相符。伸缩节轴线与钢管设计轴线的不平行度不大于2/1000。
  钢管的焊接焊接前首先做好焊接工艺试验,根据试板的试验结果,选择焊接参数并编制焊接指导书和工艺卡,由监理工程师批准。
  钢管的主缝焊接全部由取得水工金属结构焊接上岗证的合格焊工施焊。
  焊接的具体要求严格执行规范,当洞内钢管焊接时,有穿堂风或漏水时,应有可靠的防水防风设施,否则不得施焊。
  施焊完毕,外观检查合格后,对现场焊接焊缝进行无损检测,对检测不合格者进行返工处理并进行二次探伤检测合格。同一部位返工次数不超过2次。钢管的现场焊接位置防腐蚀 钢管安装好后,检查防腐层质量情况,对运输过程中损伤的部位重新进行刷涂。涂刷层数必须与原刷涂时一样。
  对现场焊接位置未防腐部位进行除锈,除去灰尘、水份、焊渣、油污等。除锈用钢丝刷。除锈质量达到GB8932-88标准中规定的Sa2.5级。除锈后应用干燥的压缩空气吹净,组装前如发现钢板表面污染或返锈,重新处理到原除锈等级。根据防腐工艺技术措施及技术条件与规范要求,涂刷底漆及面漆达到设计要求。
  (二)闸门运输安装
  引水洞水口闸门安装 闸门沿临时公路运输到工作场地后,利用人字桅杆和卷扬机卸车到172.0平台;平台上搭设临时拼装闸门轨道,用人字桅杆和卷扬机将下节闸门面板朝下,底止水座板朝下游放置轨道上,轨道与面板间用槽钢隔开;用同样的方法将上节门板放在轨道上,吊耳板朝上游,面板朝下拼装焊接完毕。焊接时编焊接工艺技术措施报监理工程师批准后实施。并对安装焊缝进行防腐蚀处理,达设计要求;装上水封装置及滚轮装置后,门叶整体经监理工程师验收合格后,用2台卷扬机和滑轮组将门叶沉放到位。
  进水口拦污栅的安装 拦污栅运输到进水渠89.0m高程位置上,利用35t汽车吊,将分节拦污栅吊至110m高程土建施工平台上,在平台上将拦污栅放置在预先搭好的拼装轨道上拼装成整体;编制焊接工艺技术措施经监理工程师批准后,将拦污栅拼装焊成整体,并对安装焊缝进行防腐蚀处理,达到设计要求;经监理工程师验收合格后,用2台5t卷扬机和人字桅杆将拦污栅沉放到位。
  机组尾水闸门安装 在副厂房门口布置场地,将闸门水封装好,经监理工程师验收合格;利用厂房施工塔机将闸门吊装沉放到位;将各锥形闸门、闸阀用汽车吊吊装就位,严格执行安装规范进行安装和试验。
  第五节 下游挡水堤
  下游挡水堤位于大坝下游270m处,右侧与发电厂房平台相接,左侧与岸坡相接,下游为导流洞出口,在主体工程施工期间兼作下游围堰。挡水堤轴线呈折线型布置,从左到右由S61°W折向N75°W。堤址河谷较宽,约250m。其中,主河槽位于河床左侧,宽约60m,最低高程约为69m;其余为滩地,宽190m,地面高程77~80m。枯水期主河槽宽约40m,水面高程约72m。

知识出处

白溪水庫志

《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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