小型水库除险加固施工技术

所属栏目:水力论文 发布日期:2016-11-23 13:50 热度:

   小型水库容易出现安全隐患,水利工程的质量关乎人民群众生命安全,小型水利工程的施工质量更加需要强有力的监督与管理,本文就针对小型水利工程的施工技术要点进行探讨。

浙江水利科技

  《浙江水利科技》浙江省杂志发表,创刊于1973年,由浙江省水利河口研究院、浙江省水利学会主办。是经国家科委批准的集实用性、技术性、学术性一体的水利专业期刊,主要服务对象是广大水利科技人员和管理人员,信息量大,可读性强。是浙江省水利行业唯一的公开出版的技术类刊物。

  小型水库除险加固是近年来全国水利工程建设中的一个重要任务,如何做好施工,解决好小型水库中存在的安全隐患,是关系到人民生命财产安全的关键工作。本文以祝家坞水库除险加固为例,提出了大坝、溢洪道、新建灌溉涵管等施工的几点施工技术,供大家参考。

  一、工程概述

  祝家坞水库位于德兴市新岗山镇西坑村,距德兴市约54km。大坝座落在饶河流域乐安河银港水占才水上,坝址以上控制集雨面积3.6km2,水库总库容54.10万m3,是一座以灌溉为主,兼顾防洪和养殖等综合效益的小型水库。本次工程为除险加固工程,主要项目有:大坝、溢洪道、新建灌溉涵管、上坝公路等。大坝为本次除险加固最主要项目,施工项目有:冲抓造粘土防渗心墙,下游坝坡培土、护坡,新建坝顶砼路面,新建下游贴坡排水,安设水位观测设施等。溢洪道本次实施项目有:控制段新建挡墙,底板开挖衬砌;新建排洪渠。新建灌溉涵管本次实施项目有:拆除原灌溉涵管,新建斜涵进水口,新建灌溉平涵。

  二、祝家坞水库现状

  1、大坝

  坝顶为泥质路面,凹凸不平,上游坡无护坡,下游坡为杂草坡面,不平整,存在渗水点,无排水体,无坡面排水。存在蚁害现象。坝坡存在散浸;下游坝脚左侧有1处集中渗漏点。

  2、溢洪道

  溢洪道位于大坝左岸山体,采用砼和砌石挡墙衬护,底板破损严重,挡墙块石风化,存在冲刷问题。出口无消能设施。

  3、灌溉涵管

  坝下灌溉涵管尺寸为0.25×0.35m,断面较小,不易维修;斜涵为砼方涵,砼老化,破损,渗漏严重,平涵为砼方涵,破损,漏水严重,影响大坝安全。

  三、 小型水库工程勘察要点

  本次工程地质勘察工作,完成坝址区工程地质平面测绘0.011Km2,工程地质剖面测绘约435m,对天然建筑材料进行了调查,在大坝坝体上开挖了探坑2个,坝基开挖了探坑2个,总开挖深度约5.2m,在野外通过用手搓土条法对土体进行初步定名。

  小型水库工程的勘察要点除了按规范规定的任务进行勘察外,还应该重点注意以下五个方面的勘察。

  1、增加坝体和坝基中渗透处的钻孔数量,并为坝体坝基渗流的计算提供数据。

  2、增加对主要建筑物输水洞和溢洪道处坝体横断面的勘察,并为输水洞和溢洪道设计提供数据。

  3、增加对库区山体中可能出现崩塌或滑坡处的勘察并为崩塌或滑坡设计提供数据。

  4、增加土坝两侧坝头和山体连接处的钻孔数,防止坝头渗漏并为设计提供准确数据。

  5、明确土坝坝体纵横向裂缝产生的原因,并分析是否需要进行处理,提出处理意见。

  四、 施工导流

  大坝粘土心墙防渗处理施工需尽可能降低水库水位,将水库水位降至死水位后利用原灌溉涵管进行导流。涵管建成后可利用其进行施工导流。灌溉涵管施工,需做施工导流围堰。考虑先进行涵管进水塔施工,利用建好的进水闸截流挡水,再进行洞内施工。溢洪道进口底板高程为95.7m,利用新建的灌溉涵管导流,无须考虑导流问题。

  五、大坝冲抓粘土心墙填筑施工

  1、 大坝防渗设计方案选择

  对大坝防渗主要有上游防渗处理方案和坝身垂直防渗方案,而上游防渗处理方案比较可靠的防渗方案主要为粘土斜墙。水库大坝相对较高,坝坡符合设计要求,但渗漏严重的,采取冲抓粘土心墙防渗处理方案。冲抓粘土心墙方案的主要优点是施工机械简单,质量容易控制,施工进度快,不需施工围堰。缺点是对防渗土料的含水量与粘土斜墙方案一样要求较高,故需对土料进行保护,施工受天气影响较大。但粘土斜墙方案施工用土量相对较大,造价相对较高;施工时要求降低库水位,使施工面全部露出水面,如大坝施工导流条件很差,施工围堰工程量大,基坑防渗排水困难,且工期长,受气候条件影响大,雨季无法施工,施工工期和施工质量难以保证。考虑两种方案的优缺点,结合本工程实际,决定采用冲抓粘土心墙防渗处理方案。

  2、大坝坝体冲抓粘土防渗心墙加固设计

  该方案防渗心墙轴线布置在坝轴线上游7.5m处,采用冲抓套井回填粘土再造心墙并截至基岩,形成一道防渗体系达到坝体防渗的目的;根据目前已实施的同类工程,设计采用冲抓孔径为1.1m,采用1排,搭接长度0.35m,孔距0.75m,有效墙厚0.805m。

  3、施工技术要点

  (1)在进行冲抓套井回填粘土心墙施工前1个月把库水位放空。

  (2)全面施工前建议先做现场击实试验,以确定回填土料在设计含水量范围内的压实遍数和回填速度。

  (3)套井回填粘土心墙施工分二序孔进行,先打二序孔,再打一序孔。打孔时先打1、3孔,回填夯实后,再打2孔,依此顺序进行施工。

  (4)套井造孔机架要保持固定平衡,不得因震动而产生位移,且必须保证井孔必要的垂直度。#p#分页标题#e#

  (5)井孔底部应尽可能清除井底积水、泥浆和石碴等,必要时可人工挖除。粘土心墙与基岩面接触时,若基岩面完整且无泥浆、石渣及积水等可直接回填粘土;若基岩面以上积水较多且无法排干时,宜采用425﹟普通硅酸盐水泥拌粘土进行回填;若基岩面不完整,且无积水时,为保证粘土心墙与基岩面更好接触,防止渗透破坏,应先在基岩面上回填0.1m厚的M10水泥砂浆,再正常回填粘土。

  (6) 回填粘土应严格控制填土厚度,每层回填土厚度宜为0.3~0.5m,土中不允许掺杂物,严禁使用大块冻土,向井内倒回填土时,夯锤应提起1.5m高度以上。

  (7)对回填土夯击时,落距宜控制在1.5~2.5m,设计击实功能J=710~887KJ/m2。

  4、质量检查

  通过现场取样,检查回填土的夯实情况,测定夯实后的干密度和含水量。取样所测定的干密度,其合格率不小于90%,且不合格样品不得集中,不合格干密度不低于设计干密度的98%。

  六、 溢洪道施工

  溢洪道改造一般是在对原溢洪道进行调洪演算后,重新砌护、加固处理。施工处置不当,容易出现流道底板断裂、淘蚀及由于墙背填土不密实,引起接触性渗漏等问题。本工程主要有有控制段底板岩石开挖、底板和宽顶堰砼浇筑、边墙砼砌筑等项目。石方开挖,采用风钻打孔,人工清石碴,石碴外运用于排洪渠边墙填筑。溢洪道底板、宽顶堰、边墙等砼浇筑,模板、钢筋在加工厂制作好后运至现场安装,砼拌和系统布置在左岸,0.4m3搅拌机拌和,双胶轮车运砼,人工铲运入仓,2.2kw震捣器震捣。具体施工如下:

  1、在浇筑各砼建筑物前,应先铺设一层厚100mm的素砼垫层。

  2、进水渠段重建左侧边墙采用C25砼重力式,顶宽0.4m,内墙面垂直,外墙面坡比为1:0.4,右侧保留原有砼边墙。

  3、控制段底板为厚0.20mC25钢筋砼,上、下游侧各设一0.4×0.3m齿槽深入基础,左侧采用C25素砼重力式边墙,结构形式同进水渠段,右侧边墙采用C25砼仰斜式边墙,外墙坡比为1:0.2,内墙坡比为1:0.25,顶宽0.3m。

  4、泄槽段底板为厚0.20mC25钢筋砼,两端分缝处下部应各设一0.4×0.3m齿槽深入基础,左侧采用C25素砼重力式边墙,右侧采用C25素仰斜式边墙,边墙结构形式砼控制段。

  5、消力池底板为厚0.3m的C25砼,底板两端下部应各设一0.3×0.3m齿槽深入基础,左侧采用C25素砼重力式边墙,右侧采用C25素仰斜式边墙,边墙结构形式砼控制段。

  6、泄槽段、消力池段底板及两侧边墙外坡下部均设一纵向或横向排水沟,排水沟截面尺寸大小为0.3×0.3m,采用级配碎石填充,外包土工布。

  7、溢洪道底板及边墙分缝处采用橡胶带止水,缝宽20mm,在水平和垂直止水相交处应采用胶热连接,填缝材料为沥青杉板,厚20mm。

  8、边墙设置Φ70mmPVC管排水孔,排水孔间距为2.0m,排水孔坡度为3%管端处包裹土工布一层。

  9、消力池底板下设Φ70mmPVC管排水孔,排水孔呈梅花型布置间距1.0m,下部管端处包裹土工布一层。

  10、溢洪道边墙后回填土采用透水性强的土料,压实度≥0.92,其它要求按有关规范执行。

  11、控制段底板、泄槽底板、消力池底板配Φ10的温度筋。

  12、砼浇筑时,应振捣密实,并要求使用振捣器捣固,每个位置的振捣时间以砼不显著下沉,不出气泡,并开始泛浆为准。砼浇筑完毕后,应及时洒水养护,以保持砼表面经常湿润。脱模的砼表面不得出现蜂窝麻面,及时修整、抚光。

  七、新建涵管施工

  本次实施项目有:新建进水斜涵及箱涵等。灌溉输水涵管施工,需做施工导流围堰,围堰设计及施工前面已述叙,此处不再重复。

  进水斜涵及箱涵砼浇筑,因工程量小,砼拌和系统考虑布置在大坝左坝头,0.4m3搅拌机拌和,2.2kw振捣器振捣。

  涵管施工,在围堰工程完工进行,利用围堰截流挡水,施工人员从涵管下游往上游开挖,洞内施工存在工作面小、运输困难等不利因素。

  涵管砼浇筑时模板、钢筋在加工厂制作好后运至现场安装,人工制作安装模板,模板要求平滑、缝小、安装牢固;钢筋采用切断机、弯曲机或人力加工,电焊机焊接。

  结束语

  祝家坞水库除险加固施工根据当地水土资源、自然条件和社会经济情况,按水利开发规划的要求开展,施工效果良好,实现了服务农业,满足0.4万亩农田灌溉用水,并发展库面水产养殖的要求。

  参考文献:

  [1] 碾压式土石坝施工规范DL/T 5129-2001[S].北京:中华人民共和国国家经济贸易委员会,2001.

  [2] 薛化斌,李梅,路辉.病险水库除险加固问题及对策[J].山东水利职业学院院刊, 2009(04).

文章标题:小型水库除险加固施工技术

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