苇子沟水库除险加固施工组织设计

2014-04-02张伟华

黑龙江水利科技 2014年10期

关键词：运距主体工程水洞

张伟华

(海城市防汛抗旱中心，辽宁海城 114200)

苇子沟水库除险加固施工组织设计

张伟华

(海城市防汛抗旱中心，辽宁海城 114200)

水库的除险加固施工技术，是相关操作以及设计当中的重点环节。文章针对海城市苇子沟水库施工组织的内容展开论述，详细的分析了水库的除险加固设计具体方案，从实际的角度出发，针对设计过程当中的一些关键性的环节，进行全面的探析。重点阐述了大坝、溢洪道、输水洞等主体工程的施工方法，并布置了施工场地，对施工总进度进行了说明和分析。

水库；除险加固；施工组织；施工条件

1 概况

苇子沟水库位于海城市南部距市内32km之远的山区，英落镇苇子沟村的前沟口，是以灌溉、防洪、养殖等为主的综合利用水库。水库原有总库容108万m3，防洪库容为60.5万m3，兴利库容43.5万m3，校核洪水位21.12m，相应库容为90.04万m3。水库主要由拦河大坝、输水洞、开敞式溢洪道组成。坝型为黏土心墙，坝顶高程22.45m，大坝长290m。

2 施工条件

2.1 工程条件

苇子沟水库对外交通以公路为主，交通条件比较便利。工程区内水库水及地下水均满足混凝土的拌制以及养护的要求，对混凝土结构无腐蚀性。拌制混凝土及其他生产用水仅作沉淀处理即可，生活用水由附近村内井水提供。施工用电采用50kW柴油发电机解决，生活用电由村内照明电解决[1]。

2.2 自然条件

海城属温带季风气候区，四季分明、雨量充沛，主要气候特点是降水偏多，主要集中在7、8月间，夏季平均气温较高。流域内多年平均降水量703.6mm。降水量的年际变化较大，降水在年内分配极不均匀，雨量多集中在夏季，6—9月约占全年降水量的72%以上，其中7、8月更为集中，占全年51%。流域内多年平均蒸发量1659.4mm。流域内多年平均日照对数2624.5h，5月份最多，多年平均为268.4h，12月日照时数最短在172.7h。流域内冬季受西伯利亚冷空气南下及地形影响，最大风速为20m/s，其相应风向为SSE。

2.3 工程地质条件

苇子沟水库属于小(2)型水库，坝体结构为黏土心墙坝，坝体整体质量较好。心墙与坝壳之间没有反滤层及过渡层，坝体上游护坡局部已出现塌陷变形，左坝体下游坡脚存在渗漏点。黏土心墙质量较好，虽局部有软塑状黏土夹层，但仍具有较好的防渗功能。右侧坝基岩性为绢云母片岩，透水性微弱；左侧坝基岩性为石英岩，局部透水率>30Lu，但不影响坝体整体稳定性。溢洪道衬砌底板及挡墙已老化、变形，底板下方有连续分布的垫层(砾砂)及较厚的含砾黏土层，沿底板下方可能有渗流冲蚀形成的孔洞[2]。

3 主体工程施工

3.1 大坝施工

上游护坡砌石拆除。上游护坡砌石拆除采用人工拆除，利用率为30%的块石，利用部分用于下游排水棱体砌筑及溢洪道下游抛石护坦，平均运距1km，其余抛至死水位以下。

浆砌石拆除。防浪墙浆砌石部分拆除，采用1.0m3挖掘机拆除，1.0m3挖掘机装5t自卸汽车运输至弃渣场，平均运距1km。

排水棱体拆除。采用人工拆除，拆除块石用于溢洪道下游抛石护坦。

碎石垫层、反滤层、护坡块石、排水棱体。由自卸汽车将材料运到坝顶经溜槽至施工作业面附近，人工搬运至工作面，人工铺填和砌筑。护坡块石每层石料之间应错缝搭砌，缝间用片石塞缝。由自卸汽车运到坝脚，人工搬运至工作面，人工铺填和砌筑排水棱体，块石每层石料之间应错缝搭砌，缝间用片石塞缝[3]。

浆砌石砌筑。砂浆使用0.4m3混凝土搅拌机现场拌制，运输采用胶轮车，平均运距100m，人工砌筑。

坝顶路面。砂石料及路缘石由1t自卸汽车运至坝顶。内燃压路机12～15t震动碾压实。

下游碎石护坡。下游坝坡平整，运送石料到坝顶，人工进行碎石护坡。

3.2 溢洪道施工

混凝土拆除。溢洪道底板混凝土拆除采用人工凿除0.3m厚，消力池整体拆除采用挖掘机拆除。1.0m3挖掘机装5t自卸汽车运输至弃渣场，平均运距1km。

浆砌石拆除。浆砌石拆除采用挖掘机拆除，1.0m3挖掘机装5t自卸汽车运输至弃渣场，平均运距1km。

土方开挖。土方开挖采用1.0m3挖掘机装5t自卸汽车运输，回填土运至附近临时堆渣场，平均运距1km。

浆砌石砌筑。砂浆使用0.4m3混凝土搅拌机现场拌制，运输采用胶轮车，平均运距100m，人工砌筑。

混凝土浇筑。混凝土拌制采用0.4m3混凝土搅拌机，运输采用胶轮车，1.1kW插入式振捣器和2.2kW平板式振捣器联合振捣。拆模时间控制在满足混凝土强度达到28d强度的75%，拆模后及时洒水养护。

石笼护坦。由自卸车将迎水面拆除的护坡石运到施工作业面附近，人工搬运至工作面进行石笼护坦。

交通恢复工程。砂石沥青为外购，运到施工现场后人工铺筑。

3.3 输水洞施工

浆砌石拆除。浆砌石拆除采用人工凿除，胶轮车运输50m至弃渣场。

土方开挖。土方开挖采用1.0m3挖掘机装5t自卸汽车运输，回填土运至附近临时堆渣场，平均运距0.5km。

浆砌石砌筑。砂浆使用0.4m3混凝土搅拌机现场拌制，运输采用胶轮车，平均运距100m，人工砌筑。

混凝土浇筑。消力池底板混凝土拌制采用0.4m3混凝土搅拌机，运输采用胶轮车，1.1kW插入式振捣器和2.2kW平板式振捣器联合振捣。拆模时间控制在满足混凝土强度达到28d强度的75%，拆模后及时洒水养护。

混凝土凿毛。进口闸门楼旧混凝土排架凿毛2～3cm，砂浆抹面。

4 施工交通运输

对外交通运输。苇子沟水库位于海城市英落镇苇子沟村山谷中，大青河最上游的一个小支流上。对外交通以公路为主，并就近与各乡、县级公路连接，是良好的对外交通道路。

施工临时道路。施工临时道路包括弃碴场道路和厂区内临时交通道路、溢洪道边墙拆除影响公路交通，修交通便道。

弃碴场道路为单车道，路面为砂石路面，路面宽度为3.5m，路基宽度为4.5m；厂区内临时交通道路为砂石路面，路面宽度为3.5m，路基宽度为4.5m。溢洪道拆除影响交通，修交通便道，路面宽度4m。

5 施工总布置

5.1 施工工厂布设

根据水工枢纽的布置情况及厂区交通情况，在输水洞出口下游设置一混凝土拌和系统，混凝土拌和系统距泄洪输水洞出口大约100m处，采取集中布置方式，即供水、水泥、骨料等均靠近拌和站。选择0.4m3混凝土搅拌机2台，日生产能力为200m3/d，满足施工要求。施工供风采用2台6m3/min的电动移动式电动空气压缩机供风，用于石方开挖和混凝土施工。施工供电采用50kW柴油发电机解决。施工供水包括工地施工用水、生活用水和消防用水。施工用水来源于水库，工区建一座蓄水池，采用17kW的深井泵将水库内的水抽至蓄水池内，Φ100mm的PVC管输水满足施工和消防用水，生活用水由附近村内井水提供。施工通信作为对外通信的补充，场区内通信以讲机为主要手段。

5.2 施工区布置

主体工程施工区。主体工程施工区为工程的主要施工区，包括拦河坝、输水洞、溢洪道，还包括管理房等，以及生产和生活的附属工程。

辅助企业区。包括混凝土拌和系统、钢筋加工厂、木材工厂、骨料堆放场、钢筋堆放场、木材堆放场和工地试验室、施工机械停放场等。还包括水泥库、工具和材料仓库以及综合仓库。

施工管理及生活福利区。办公室、施工住房、食堂、浴室、职工活动室等在附近村内采用租赁方式解决。根据工程规模以及施工总进度安排的施工强度，经过计算并优化，需新建施工临时设施100m2。

5.3 渣场布设

本工程包括主坝改造、溢洪道改造、输水洞改造和其他配套工程等。本着对开挖料和弃料能利用的部分尽可能利用的原则，进行了土石方平衡。

为了合理充分地利用开挖料和弃料，经分析计算，主体工程(包含主坝、溢洪道、输水洞)石方开挖渣料弃置于渣场；护坡石拆除利用部分用于大坝下游排水棱体及抛石，其余部分用于大坝上游坝脚抛石。

本着尽量少占耕地、减少对环境影响的原则，进行工程弃渣场的规划布设。

本工程弃渣场位于主坝与下游导流堤之间的河床，此处位于水库管理区内，不需额外征地。

5.4 工程临时占地

本工程施工临时占地主要为施工临时建筑、施工临时道路和临时堆渣场的用地，其范围和面积由施工组织设计确定。其中施工临时建筑、临时堆渣场、土料场用地及施工临时道路均位于水库管理范围内，不需再另行征地。

6 施工进度

根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303—2004)以及有关的规程规范，力求缩短工程建设周期，各项施工程序前后兼顾，正确处理施工准备工程与主体工程、主体工程与各单项工程、土建工程与金属结构安装工程、临时工程与永久工程及不同阶段工程的施工关系，做到衔接合理，干扰少，施工均衡，采用平均先进指标，并适当留有一定余地，在保证工程质量与施工总工期的前提下充分发挥投资效益。

6.1 施工分期

工程筹建期。工程筹建期的主要目的是为主体工程开工创造条件，具体任务是水库年底前开始放水，2012年3月末水库放空。在此时期内项目法人进行施工规划，完成招标、投标工作，为施工单位进入现场施工创造条件。

工程准备期。工程准备期为，2012年4月工程准备期内完成的主要项目有场内输电线路，供风、供水、通讯系统，砂、石加工系统，混凝土拌和站及主要施工辅助工厂，修筑场内施工道路等。

主体工程施工期。本工程的主体工程包括主坝改造、溢洪道改造、输水洞改造和其他配套工程等。根据本工程的枢纽规模和特点，溢洪道改造和输水洞改造为施工关键线路，其它项目在根据实际情况灵活安排。主体工程总工期为8个月，即4月初至11月末。

工程完建期。工程完建期为2012年12月份。拆除施工临时设施、清理施工场地，整理工程资料。

6.2 施工总进度

本工程总工期9个月，其中主体工程总工期为8个月。本流域属温带大陆性季风气候区，年内温差较大。本工程的混凝土浇筑和大坝填筑的施工受气象因素影响比较大，因此，低温季节和降水量较大时不安排施工。年内各月的平均有效施工天数按25d计算。