石柱头橡胶坝工程施工导流

邵小喜

(金华市婺城区水利水电建筑安装工程公司,浙江 金华 321016)

1 工程概况

石柱头橡胶坝工程位于金华市婺城区白沙溪出口下游的金华江上,工程轴线位置河床宽度约426m(包括预留的60多米的电站),壅水深度达1.5～2.2m,正常蓄水高程30.7m,相应库容301万m3,主要建筑物包括橡胶坝、充水泵房、升卧冲砂闸以及左右岸连接防护堤等。

工程从右岸到左岸总体布置为:①橡胶坝,坝高2.7m,分3跨,每跨净宽105m,含中、边墩总长322m,(桩号0+000～0+322m),基础混凝土堰顶高程28.0m;②充水泵房用于橡胶坝充排水,总宽度13m(桩号0+322～0+335m);③升卧冲砂闸门3扇,每扇净宽8m,边墩宽1.0m,中墩宽1.2m,闸门底板顶高程27.5m,升卧冲砂闸段总宽度28.4m(桩号0+335～0+363.4m);工程总长363.4m。

2 工程地质条件

根据设计文件,坝址左右岸为一级阶地,河床段宽405 m,上部河床段砂砾卵石层厚0.5～1.2m,结构松散,渗透系数大,不适宜作为建筑物的基础;下部基岩强风化厚度0.6～1.6m,由于岩体较破碎,遇水极易软化、风化,不适宜作为建筑物的基础。基础应放在弱风化的钙泥质粉砂岩上。根据2006年8月22日对橡胶坝水下河床段中轴线地面线实地测量,测得高程在26.5～27.0m左右。

3 工程特性

工程特性见表1。

表1 工程特性表

4 导流方案

4.1 导流标准

婺城区石柱头橡胶坝工程正常蓄水位30.7 m,相应库容301万m3,根据GB 50201—94《防洪标准》 的规定,工程等别为Ⅳ等。主要建筑物橡胶坝、泵房、预留船闸、升卧冲砂闸为4级,施工围堰等临时建筑物为5级。各建筑物洪水标准见表2。

表2 建筑物及洪水标准表

根据导流设计文件该工程临时建筑物施工导流标准为非汛期3 a一遇,相应洪峰流量为1 260m3/s。一期围堰断面按水深3.60m,加上安全超高0.5m设置,围堰顶高程为30.7m;二期围堰断面按水深为5.0m,加上安全超高0.5 m设置,按一期堰基蓄水位28.0 m高程加4.1 m过水断面计算,围堰顶高程为32.1m。

4.2 施工导流方式

由于河床宽且来水大,工程施工采取分段围堰法,分2个非汛期年施工,一期围堰围住右岸(见图1),进行第一期的工程施工,水流由左岸缩窄河床宣泄,施工项目为右岸的2跨橡胶坝工程(桩号为0+000～0+215.5 m)。施工时段为2007年11月至2008年4月。

二期围堰围住左岸(见图2),缩窄右河床抬高水位至28m高程,水流由一期已经施工的2跨橡胶坝上导流过水。施工项目形象跨度147.9m,具体桩号为:右岸的1跨橡胶坝工程(桩号0+215.5～0+322.0m)、泵房工程 (桩号0+322.0～0+335.0 m)、升卧冲砂闸工程 (桩号0+335.0～0+363.4m),施工时段为2008年12月至2009年5月。

图1 一期围堰平面布置图

图2 二期围堰平面布置图

4.3 导流围堰的形式及构造

根据分段围堰方案,围护基坑由上下游横向土石围堰和纵向C20细石混凝土灌砌块石围堰组成。

(1)横向围堰为土石结合黏土心墙围堰(见图3),围堰顶宽5m,边坡1∶1.5。为防止围堰上下游转角处受激流冲刷,采用了抛石护脚的措施,黏土心墙基础开挖至基岩。一期土石围堰闭合长度510m;二期土石围堰长度464.6m,由上下游土石围堰与纵向C20混凝土灌砌块石围堰组成,并衔接闭合。为利于施工排水,围堰内坡脚四周开挖了500 mm×500mm的排水沟,并且每间隔30m左右设1个集水井,基坑内渗水由集水井水泵抽排。

(2)纵向围堰采用C20细石混凝土心墙灌砌块石重力挡墙型式,内外边坡均为1∶0.3,为保证纵向围堰能起到较好的防渗作用,设C20混凝土心墙厚40 cm,围堰基础开挖至基岩,围堰长度58m(见图4)。

图3 土石围堰断面图

图4 纵向围堰断面图

5 围堰施工方法

5.1 土石围堰施工方法

围堰填筑前首先进行定位测量,定好上下围堰轴线位置,立好方向标记,料场采用1m3挖掘机挖土装车,由5 t自卸汽车运输进场,按立堵法进行填筑,填筑施工采用推土机分层推平,由振动碾分层压实,压实厚度掌握在30～50 cm左右。

5.2 土石围堰施工流程

按进占法填筑土石料并闭合至壅水位以上高程28.5 m(二期围堰30.0m)→由挖机在高程28.5m(二期围堰30.0 m)围堰面上挖黏土心墙槽沟,深度至基岩→回填夯实高程28.5m(二期围堰30.0m)以下黏土心墙→土石料继续填筑至高程30.7m(二期围堰32.1m),期间可着手基坑排水→由挖机在高程30.7m(二期围堰32.1m)围堰顶面上挖黏土心墙槽沟,深度至高程28.3 m(二期围堰29.8m)→高程28.3m(二期围堰29.8m)以上黏土心墙填筑并夯实→压路机在围堰顶面上整体压实→结束。

二期围堰是将上游来水通过一期已建高程28m橡胶坝混凝土底板上导向下游,围堰水位明显提高,在围堰合龙时水流湍急,给截流带来很大难度,龙口截流采用块状土石,采取立堵法抛投块料逐渐缩窄龙口,直至全部拦截,截流的过程包括进占、合龙、闭气。

5.3 纵向围堰施工方法

纵向围堰采用重力式C20细石混凝土灌砌块石400mm厚素混凝土心墙形式,设置在0+214.5m橡胶坝中墩的位置,施工时期安排在一期主体工程完工后,再进行纵向砌石围堰基础开挖和砌筑,混凝土灌砌块石砌筑施工与混凝土心墙同步上升,施工中混凝土心墙振捣密实,以减少围堰使用中的渗水,从而降低排水费用。

5.4 围堰拆除

围堰拆除按各期围堰导流任务完成以后进行拆除,拆除采用挖掘机挖装5 t自卸汽车,运卸到指定的地点。

6 结 语

石柱头橡胶坝工程由于工程地处金华江,来水流量大,导流围堰填筑方量达5.4万m3,在工程投资中占了较大的比重,工程施工采取了有效的导流方案,抓好了土石围堰填筑质量,保证了围堰断面尺寸,使施工水流得到了有效的控制,特别是一期围堰经历了2007年1月29日的台汛考验,安全度汛,说明围堰的设计和施工均取得了成效。

[1].袁光裕.水利工程施工 [M]..5版.北京:中国水利水电出版社,2009.