上堵口电力排灌站拆除重建施工方案探析

2023-12-16陈望东

小水电 2023年6期

陈望东

(阜南县水利局，安徽？阜南？236300)

1 工程概况

安徽省阜南县上堵口电力排灌站位于淮河左堤，阜南县蒙洼蓄洪区郜台乡桂庙村室南侧50 m，是排灌结合泵站。该站始建于1975年9月，1980年5月竣工正式投入运用，主要功能是汛期排除蒙洼蓄洪区黄泥湖至黄郜路闸之间的涝水，旱季抽取淮河水灌溉蒙洼蓄洪区内蒙马河两岸的农田。排灌站自建成已运行多年，由于运行时间较长故出现多种问题，2016年安全鉴定被评定为四类泵站，2020年汛期又出现险情；为保证安全运行，决定将上堵口电力排灌站进行拆除重建。

重建的上堵口电力排灌站工程规模为中型Ⅲ等泵站，采用堤后式布置，正向进、出水方式；所在堤防为3级，工程的主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。工程包括：进水引渠、进水闸、前池、进水池、泵房、压力水箱、穿堤涵洞、防洪闸、出水渠、变电站等。新站设计排涝标准为5年一遇，排涝面积88.3 km2，排涝流量39.7 m3/s，灌溉流量12.5 m3/s；在丰水年淮河蓄水位较高时，可自流引水灌溉，设计引水流量12.5 m3/s。安装6台1600ZDBX—50J型潜水轴流泵，中间3台机组排灌两用(其中1台备用)，两侧3台专用于抽排，总装机容量4 800 kW。一级灌采用2台500HDB—50型潜水泵，提水流量1.0 m3/s，总装机容量220 kW。

图1 信息化系统总体框架

2 施工条件

拆除重建的上堵口排灌站位于原站址处，采用堤后式布置，正向进、出水方式，排灌站的站身顺水流向中心线与堤轴线正交。工程建筑物顺水流向依次为进水引渠、进水闸、前池及进水池、泵房、压力水箱、穿堤涵洞、防洪闸和出水渠。

2.1 交通条件

工程交通便利，泵站出口为淮河，水路沿淮河向上游可到达淮滨县，向下可通周边多个市县；陆路方面，王家坝～曹集公路从站址处堤顶通过，并可连接至附近的主干公路阜阳～淮滨公路。

(1)对外交通

施工场地自基坑东西两侧现有村庄道路能到达，但考虑到运输量较大，设备构件尺寸大，自村庄通行不便，会对当地民众生活造成干扰。本次设计将水塘与S204省道之间空地整平，修建碎石道路，连接施工地点与S204省道；路面宽度4.5 m，长0.30 km。

(2)场内交通

根据场地情况及进场道路情况，场内主要运输线路布置在基坑东侧，路面宽度4 m。下基坑道路在左右岸各布置1条，由滩地至基坑，采用石碴路面，宽度4.0 m，总长250 m。

2.2 建材供应条件

各类建材采购和运送条件较为便利：钢材、木材、油料从阜南县城采购，汽运至工地，运距40 km；砂料从附近码头采购，汽运至工地，运距5 km；块石从怀远县石料场采购，水运至工地，运距200 km；碎石从凤台石料场采购，水运至工地，运距110 km；水泥从霍邱水泥厂直接采购，汽运至工地，运距70 km。

2.3 水电供应

施工生产用水可用蒙马河或淮河水，生活用水接两岸村庄自来水，水质均达标。供电设备附近有10 kV电力系统电，施工用电可就近接线。

2.4 气象水文条件

项目所在的蒙洼蓄洪区气象、水文等方面具备良好的施工条件。区域内洪涝灾害都是由暴雨产生的，其特点是降雨范围小、历时短、强度大。而对应外河水位高，持续时间长，对内水形成顶托，在洪水期区内往往形成外洪内涝的局面。

3 施工导流、截流方案

3.1 围堰

(1)围堰位置

为防止围堰外水位抬高围堰内两侧岸坡中地下水水位，围堰位置要离泵室较远，选定下游围堰中心线布置在防冲槽末端50 m处，利用弃土在下游引渠与淮河月牙堤交界处填筑施工围堰。

内河侧由于原排涝进水闸下前池拆除重建，若利用原排涝进水闸挡水，渗径不足，不满足防渗要求，对原排涝进水闸渗流安全不利；故需要填筑施工围堰，堰顶高程同现状地面高程24.00 m。

(2)围堰填筑

围堰工程级别为5级，结合基坑开挖步骤，考虑到该围堰的重要性及施工期间需要作为场内交通道路，外河侧围堰顶宽6 m。为解决两岸交通，堰顶铺设200 mm厚混凝土道路，堰顶高程27.50 m，河底高程16.00 m，最高挡水位26.24 m，堰顶超高1.26 m，最大挡水深度10.24 m，堰体高度11.50 m。22.00 m高程处内坡设10 m平台，外坡设3 m平台，22.00 m以上边坡1∶3，22.00 m以下内边坡1∶3，外边坡1∶4。挡水期淮河侧水深较大，波浪冲刷频繁，为保护堰体坡面，在淮河测铺设雨布，压土袋。根据《碾压式土石坝设计规范》(SL 274—2001)计算得堰顶高程为27.50 m。

3.2 施工降水

(1)明水抽排

围堰顶面做成1.5%坡向基坑外侧倾斜，防止雨水流入基坑。基坑内沿围堰内侧坡脚及两侧河坡3 m设排水沟，截排基坑四周边坡雨水及堰体渗流，分别引至基坑上、下游段两侧的集水井内，设泵外排。

(2)基坑内地下水降排

为保证施工过程中底部工程施工时对降低地下水位的要求，以及防止第⑤层承压水对基坑的危害，拟采用深井降水方案。降水井布置在截渗帷幕的外侧。开挖过程中基坑中的渗水采用明排。截渗帷幕内适当位置处布置4眼深井，作为将基坑内承压水的备用井及雨后基坑土饱和时降排水使用。

根据本地的深井降水经验，井距宜为15～20 m，在临近淮河处应适当加密。为保证降水效果，井位距基坑轮廓不宜太远，降水深度不宜过深，以满足高程较低部位的干地施工要求为准；合计布置31眼深井。

4 主体工程施工方案

4.1 土方工程施工

内河侧围堰土方取开挖堤防的土方填筑，采用1 m3反铲挖掘机配8 t自卸车运输，进占法施工；水上部分用75 HP推土机平土并压实；拆除时可用1 m3反铲挖掘机配8 t自卸车将弃土运至指定地点堆放。基坑开挖采用1 m3反铲挖掘机配8 t自卸车运输。建筑物土方回填采用机械与人工结合进行，对填筑宽度≥3 m的工作面，可用75 HP推土机平土并压实；否则可由人工分层铺填，用蛙式打夯机或人工夯实。对混凝土或砌石部位的土方回填，必须在混凝土或砌石砂浆强度达到70%以上进行；铺土厚度机械施工25 cm左右，蛙式或人工夯实15～20 cm。

4.2 钢筋混凝土工程

水泥和钢材应直接采购后运送到工地，经检验合格后投入使用。水泥的存放要求必须保持干燥，仓库地面高出地面至少50 cm，不得乱掺或将陈货压在下面，以致日久失效或降低水泥标号。混凝土立模支模要牢固，防止胀模或倾斜；模板接缝要严密，振捣充分，并用宽胶带粘贴接缝处，以防漏浆、产生蜂窝麻面。钢筋φ10 mm以下必须经过冷拉回直后使用，按照墙面与底板不同保护层厚度的要求尺寸预先制好垫块，上面埋入20号铅丝扎丝，以便扎放固定，保证钢筋保护层厚度。底板面层钢筋要用钢筋撑架架立，防止下坠；如有下坠，面层钢筋的有效高度将得不到保证，结构的抗弯甚至抗剪性能将会降低。注意钢筋接头不得在同一断面上，且在一半范围内不得超过25%。

混凝土的拌和要充分，计量要准确，运输中间要防止离析，从仓面“跳”倒入模板内高度超过2 m时要用漏斗输送。混凝土振捣用插入式振捣器进行，要防止漏振，振捣器不得紧靠模板或钢筋振捣，以免“跑模”或使钢筋走型；对上面要接“茬”的混凝土面，应及时“冲毛”或“打毛”，除去混凝土面上的乳皮，以利新老混凝土结合。

本工程混凝土方量大，混凝土的垂直运输采用塔式起重机。底部施工时，将混凝土生料运至闸室底部，近处的直接卸料至仓面，远处的用机动翻斗车运至各施工地点。浇筑好的混凝土要及时按要求养护，保证混凝土强度。

4.3 预制混凝土护坡工程

混凝土预制块护坡厚度12 cm，护坡下设10 cm厚砂石垫层，坡顶、坡脚设混凝土石埂。施工程序按“坡、岸平整→砂石垫层铺垫→混凝土预制块安砌”顺序进行。先进行放样，再开始进行垫层的铺设，施工由坡脚向坡顶的顺序，填料须均匀铺设，并加以平整，然后再进行混凝土预制块砌筑。应注意尺寸及强度满足设计要求，铺设重点是既要保证河口线、底脚线顺畅，又要保证铺砌面的平整，才能确保整个护坡外观质量达到要求。

4.4 格宾网护坡施工

首先进行石料和石笼网的现场验收，需符合标准要求。工艺流程：基础开挖→测量高程及堤轴线→铺设碎石垫层→摆放网笼→装填块石→封笼盖。

安装要求：

4.5 固结灌浆

施工前填筑1 m厚的黏性土压重覆盖层，分层压实，以维持灌浆压力。采用单管注浆法施工，在钻机与灌浆设备就位后开始钻孔，然后插入注浆花管进行注浆。注浆完毕后，用清水冲洗花管中的残留浆液，以利下次再行重复灌浆。钻孔共钻3排(管道顶1排，排间距1.5 m)，孔径70 mm，每排上的钻孔孔距1.0 m，两排钻孔之间采用梅花型布置。管道纵向注浆孔顶高程为大堤顶面或地面高程，中间排孔底高程为17.80 m，边排孔底高程为13.80 m。

5 施工总平面布置

大宗材料尽可能靠近施工地点，就近堆放。砂石堆放场、拌和站等应靠近浇筑地点，以减少主体混凝土工程的生料运距。块石堆放在砌筑地点附近，以便就近进行护底、护坡工程。钢、木材加工场靠近工地。生活区与生产区分开，生活区相对集中，便于管理的同时可减少管线布置及道路修建。

根据施工地点的实际地形情况，施工生活区布置在内河侧滩地上。施工生产区布置在外河侧滩地，该处滩地地面高程基本与20年一遇洪水位齐平，施工期不受洪水威胁。机械停放场、修理厂布置在内河侧滩地。

6 工程信息化建设

该工程的信息化建设是在现有工程信息化基础上，探索采取与基层防汛预警、河长制等其他信息工程分步结合建设的方法，逐步建成一个以信息系统技术为基础，以有线和无线通讯系统为纽带，计算机网络系统为关键、决策支持系统为核心的智能化运行管理信息系统工程。探索出的工程信息化系统围绕“1+1+1”的总体框架进行设计，即一网(监测感知网)、一平台(管理应用平台)、一中心(监控管理中心)，总体框架如图1所示。

该信息化系统在工程建设管理中发挥重要指挥作用，也将在今后的防汛工作、水文水资源等多项工作中发挥作用，既可以提高防汛抢险指挥调度能力，也能增强防汛应急迅速反应的能力，充分发挥工程及非工程措施在抗御自然灾害中的作用，最大限度减少洪灾损失，具有非常重要的政治意义和经济效益。