某水利樞紐工程導(dǎo)流設(shè)計(jì)與施工

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　1、工程概況

　　某水利樞紐工程擬建于新豐江交匯處的新豐江上，壩址在河源市區(qū)珠河大橋下游140m，溢流壩總長(zhǎng)200m，壩高（河床以上）5m，與城市規(guī)劃建設(shè)中的文化廣場(chǎng)相配套。工程是以改善城市水環(huán)境為主要功能，并結(jié)合市區(qū)防洪工程美化市區(qū)。

　　2、地質(zhì)條件

　　地質(zhì)鉆探表明，現(xiàn)有河床主要由河流沖積相的砂礫、卵石構(gòu)成，其下伏基巖為白堊系上統(tǒng)南雄群b組的砂礫巖，僅在局部存在人工填土層和殘積土層。場(chǎng)區(qū)范圍內(nèi)普遍存在厚度較穩(wěn)定的卵礫石層，黃褐色，呈現(xiàn)飽和稍密—中密狀態(tài)，主要成分為卵石，約占60%，粒徑30～100mm，個(gè)別>150mm，巖石構(gòu)成成份多為花崗巖、石英砂巖等，呈次圓狀，分選性較好，顆粒由上到下逐漸變粗。其天然滲透系數(shù)在（1～10）×10^-3cm/s之間變化，滲流臨界坡降平均值為0.594，滲流破壞坡降平均值為0.727。地質(zhì)資料表明該區(qū)域滲透性較大，重點(diǎn)在于解決其存在的滲流穩(wěn)定性問(wèn)題。

　　3、圍堰方案的選擇與施工

　　由于該水利樞紐庫(kù)區(qū)滲透性較大，因此選擇一個(gè)較好的防滲圍堰方案，是庫(kù)區(qū)安全蓄水的根本保證。

　　3.1方案一

　　工程采用先圍右岸（橡膠壩），后圍左岸（泄洪沖砂閘、通航孔）的、兩期兩段分期導(dǎo)流方案。其分期施工程序如下：

　?。?）2001年9月下旬修筑完成一期圍堰，完成基坑閉氣和排水，江水由左岸束窄的河床導(dǎo)流。至11月底，完成高噴灌漿、橡膠壩基座、護(hù)坦、海漫、消力池等砼澆筑及漿砌石砌筑。

　?。?）2001年12月下旬修筑完成二期圍堰，至2002年3月下旬完成泄洪沖砂閘、通航孔的圬工及砼澆筑。

　　3.1.1圍堰方案設(shè)計(jì)

　?。?）一期導(dǎo)流工程沙包圍堰：一期導(dǎo)流工程圍右岸橡膠壩長(zhǎng)200m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示，尼龍袋裝砂礫石3105m³；袋裝粘土土方1842m³；拋石護(hù)坡1909m³。

　　圖1橡膠壩剖面圖

　?。?）二期導(dǎo)流工程土石方圍堰：二期導(dǎo)流工程圍左岸泄洪沖砂閘、通航孔，上下游圍堰各長(zhǎng)155m，縱向長(zhǎng)105m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示，工程量為41325m³。

　　3.1.2導(dǎo)流工程投資按當(dāng)?shù)厮娊ㄖA(yù)算定額計(jì)算，采用方案一時(shí)，導(dǎo)流工程總投資為132.1萬(wàn)元。

　　3.2方案二

　　根據(jù)所提供的地形、地質(zhì)、水文資料及工程量，本工程采用兩期兩段的導(dǎo)流施工方法。一期圍堰圍左岸泄洪沖砂閘、通航孔及30m的橡膠壩，一期施工時(shí)段為：2001年9月份至2002年1月28日，完成的工程形象為：泄洪沖砂閘42.500m以下項(xiàng)目，包括油壓?jiǎn)㈤]機(jī)及人字門的安裝調(diào)試、30m橡膠壩砼。二期圍堰圍右岸剩余部分的橡膠壩施工時(shí)段為2002年2月28日到4月13日，完成的工程形象為橡膠壩工程及驗(yàn)收，工程可確保在5月1日前達(dá)到蓄水條件，5月中旬具備竣工驗(yàn)收條件。

　　3.2.1一期導(dǎo)流施工

　　（1）一期導(dǎo)流圍堰堰體采用土方填筑，塊石護(hù)坡，以確保堰體穩(wěn)定、防滲及抗沖刷，上下游圍堰軸線長(zhǎng)均為112m，縱向圍堰長(zhǎng)90m，堰頂高程為34.000，堰頂寬為5m，堰內(nèi)可滿足泄洪沖砂閘、通航孔及30m橡膠壩的施工。本方案一期導(dǎo)流河道寬比原方案寬88m，在同樣水位33.000m條件下過(guò)流面積為353m²，根據(jù)流量240m³/s及水位33.000m算得流速為0.6m/s，流速較小，沖刷影響較小。

　?。?）圍堰底部覆蓋層防滲處理。定噴防滲墻鉆孔孔徑為150mm，孔距為1500mm，鉆孔深度入巖0.8m，如采用砂石圍堰，定噴高度應(yīng)達(dá)到33.000m高程以上，采用粘土圍堰則定噴高度達(dá)到30.000m高程。

　?。?）主要工程量：一期土方填筑26896.35m³；戧堤2084.175m³；拋石護(hù)坡1978.2m³；高噴防滲墻2432m³；高噴鉆孔1859m³；一期圍堰拆除26376m³。

　　圖2圍堰剖面圖

　　3.2.2二期導(dǎo)流

　?。?）二期導(dǎo)流工程土石方圍堰。二期導(dǎo)流工程圍右岸173m橡膠壩。上、下游圍堰軸線各長(zhǎng)189m，縱向圍堰長(zhǎng)70m，堰頂高程33.500m，堰體高度3.5m。導(dǎo)流河道從沖砂閘及船閘通過(guò)，經(jīng)計(jì)算，流速約為1.33m/s，沖砂閘部份不考慮河床的沖刷影響，因此該圍堰也可滿足施工要求。

　　（2）考慮到二期基坑開(kāi)挖標(biāo)高為30.000m，二期導(dǎo)流時(shí)水位約32.000m左右，水頭只有2m左右，故二期圍堰可采用強(qiáng)行抽水的辦法，不考慮定噴處理。

　　（3）主要工程量：一期土方填筑29298.48m³；戧堤464.6m³；拋石護(hù)坡378.0m³；一期圍堰拆除20258.0m³。

　　3.2.3導(dǎo)流工程投資，按當(dāng)?shù)貎r(jià)格計(jì)算，采用方案二時(shí)，導(dǎo)流工程總投資為282.9萬(wàn)元。

　　4、兩種方案的比較

　　4.1先圍左岸還是先圍右岸左岸結(jié)構(gòu)為泄洪沖砂閘和通航孔，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，而右岸橡膠壩結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，先圍左岸要好于右岸。

　　4.2工期不同

　　方案一先圍右岸利用第一個(gè)枯水期做橡膠壩的基礎(chǔ)；再在第二個(gè)枯水期做左岸的泄洪沖砂閘和通航孔。這樣整個(gè)工程在兩個(gè)枯水期完成，工期為16個(gè)月。方案二先做復(fù)雜的左岸，再在汛期來(lái)臨之前做右岸的橡膠壩基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)測(cè)算只要合理組織完全有能力在5月初竣工。

　　4.3防滲處理

　　根據(jù)地質(zhì)資料反映，該河床砂卵石覆蓋層厚7.5m，透水性強(qiáng)。沖砂閘，通航孔基礎(chǔ)開(kāi)挖設(shè)計(jì)標(biāo)高為27.000m，基坑水位必須降至26.500m以下才能滿足施工的需要。設(shè)計(jì)外江水位為33.400m，水頭為6.9m。如砂卵石覆蓋層方案一不進(jìn)行防滲處理，據(jù)初步計(jì)算，基坑的滲水量約為13.9×104m³/d，相當(dāng)于12臺(tái)480m³/h抽水機(jī)的抽水量，其運(yùn)行成本及設(shè)備投入相當(dāng)大。為此，一期圍堰必須采用高壓定噴防滲墻防滲。

　　4.4投資比較

　　方案一投資為132.1萬(wàn)元，方案二投資為282.9萬(wàn)元。從投資上看，方案一比方案二節(jié)約一百多萬(wàn)元。但從現(xiàn)在施工來(lái)看，不做定噴防滲，圍堰根本就無(wú)法正常作業(yè)。方案二做了定噴防滲措施抽水費(fèi)用降了很多，每天僅一臺(tái)480m³/h抽水機(jī)的抽水量，抽水費(fèi)用可節(jié)省了一百多萬(wàn)元（按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)計(jì)算），這樣方案二不僅與方案一價(jià)格持平，重要的是圍堰施工得到保證。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　某水利樞紐工程是市政府的民心工程，深受當(dāng)?shù)馗鹘绲淖⒁?，工程能否順利進(jìn)行，關(guān)鍵是圍堰的正常使用和安全，選擇圍堰的方案成了重中之重，本文從兩種方案的對(duì)比中選擇較佳方案，在保證整個(gè)投資不變的前提下第二種方案較第一種方案更能保證工程的順利進(jìn)行，實(shí)踐表明，選擇較佳方案是保證工期及保證工程質(zhì)量的重要因素。