立封立堵技术在导流洞封堵中的运用论文_朱志轩

浙江省地矿勘探院 浙江杭州 310030

摘要:以新昌县钦寸水库工程为例,导流洞封堵采用立封立堵技术,取得良好的效果,为相似工程提供依据。

关键词:立封立堵 导流洞 运用

1、工程概述

钦寸水库工程位于浙江省绍兴市新昌县境内,坝址地处曹娥江主要支流黄泽江上的钦寸村附近,距新昌县城约12km,距绍兴市区约108km,距宁波市区约85km。钦寸水库工程是一座以供水、防洪为主,兼顾灌溉和发电等综合利用的水利工程,坝址以上集水面积316km2,水库正常蓄水位98.00m,台汛期限制水位96.00m,死水位66.00m(其中本流域极限供水位62.00m),正常蓄水位以下库容17662万m3,供水调节库容16658万m3,防洪库容6205万m3。本工程水库总库容2.44亿m3,工程为Ⅱ等工程,工程规模属大(2)型水库,电站为小(2)型电站。本工程主要枢纽建筑物有:大坝、溢洪道、放水建筑物、发电引水建筑物(含下游供水管)、发电厂和升压站以及钦寸水库至亭下水库输水建筑物等。

导流洞堵头长度8.5m、宽度6m、高度6-7m,混凝土方量307.45m3。钢筋混凝土闸门左右两孔各2扇,,每扇闸门宽3.4m,高3.7m,厚0.4m,每扇闸门重约13吨。导流洞堵头段固结灌浆在导流前已完成施工。

2、水库下闸水文水位计算

按年保证率80%对应的逐月平均流量表计算,库区在非汛期(10~4月)的平均汇水量为3.96 m3/s。结合历年水文及天气预报资料,选择连续7天无明显降雨的时间段进行导流洞封堵砼施工,最大限度降低风险。按库区总汇水量2m3/s,初始水位52.5m计算,根据钦寸水库导流洞水位~泄量关系表、水位~库容关系曲线表,下闸后库区水位到达各高程所需时间如下表:

3、立封立堵技术

拟采用立堵立封,按1、2、3、4扇闸门依次下闸,两孔封堵体一次性完成封堵的施工方案。封堵砼施工时,迎水面(导0-001端)采用闸门挡水并兼作模板,背水面(导0+007.5端)采用钢支撑组合木模板,1 m3全自动配料搅拌站集中拌料,6 m3混凝土搅拌运输车运输,37m混凝土汽车泵浇筑入仓,预埋管路微膨胀水泥回填灌浆。施工平面图见图-1。

3.1下闸相关准备工作

1、导流洞明洞顶开3个Ø300 mm孔用于混凝土灌注及排气,各孔上安装Ø300 mm钢管,钢管根部用混凝土固定和防水,开孔和钢管安装最迟在下闸前7天完成。

2、对导流洞堵头段老的衬砌砼进行凿毛处理。

3、在导流洞封堵背水面(导0+007.5端)沿隧洞环向布设模板定位加固锚筋及模板拉筋固定端。

4、选定封堵具体施工时间前,安装闸门止水带,用130t汽车吊配合20T手动葫芦试安装第3、4扇闸门并将第1、2扇闸门起吊下放至水面上方2米处。

5、按封堵断面(导0+007.5处)实测尺寸预先加工制作组合木模板,模板采用1.2cm厚胶合板组合5cm*5cm方木,组合模板分块及结构详见图-2。m。在仓内顶拱预埋用于回填、接触灌浆的管路便于后期进行回填、接触灌浆施工。

图-1导流洞进口封堵平面布置图 图-2 组合模板加工制作图

6.组合模板加工完成后,洞外试拼调整后和型钢、钢管支撑等立模材料及小型机具在围堰施工前运至导流洞出口外场地。

7、导流洞出口施工便道修整。

3.2围堰施工

在导流明渠导0-080处设粘土心墙土石混合围堰,围堰顶高程60 m,顶宽3m,两侧坡度1:1。围堰初步堵水成功后,一边进行下闸施工,一边继续加高围堰至60.0m。

3.3下闸施工

在围堰施工至54m高程以上具备初步挡水效果后,即进行闸门槽底部的虚渣、杂物清理。待门槽底部的虚渣、杂物清理干净,将第1、2扇闸门下放到位,吊耳用气焊切割,磨光机磨平,再将第3、4扇闸门起吊下放,同时检查闸门密封性。

3.4闸门防卡、防漏的技术措施

(1)闸门现已预制好,经用测四边长、测两对角线长、四角角度的方法实测已预制好的闸门和闸门槽,闸门和闸门槽形状尺寸是符合设计和安装要求的。

(2)闸门吊装前,先清除闸门槽表面的混凝土残渣、水泥浆和其它杂物。

(3)PA-60型止水橡胶按闸门所须长度订制,避免接头。

(4)按设计要求用螺栓螺帽将PA-60型止水橡胶安装在闸门背水侧及底部,止水橡胶安装要平直,止水螺栓必须紧固到位。

(5)起吊时注意对止水橡胶的保护,吊装闸门进入门槽时,对侧止水橡胶用浇水法进行保护。

(6)通过试安装早发现、早处理闸门安装中可能存在的问题。在导流洞封堵15天前将闸门背水侧及底部的止水橡胶安装好,编好号并做好标识。用130t汽车吊配合20T手动葫芦、22mm钢丝绳分别试安装第3、4扇闸门,经试安装确认安装设备及方法可行,闸门能够顺利安装至设计位置后将第3、4扇闸门吊起后摆放到附近合适位置。试安装过程中如果发现因闸门与闸门槽契合不好导致闸门安装困难,则用磨光机对闸门细部打磨修整至能顺畅安装。随后分别试安装第1、第2扇闸门,试安装时尽可能将闸门落到最低处。试安装确认闸门与闸门槽契合良好后,将第1、第2扇闸门起吊至高处使其不堵住导流洞入口。

3.5模板安装

在第1、2扇闸门下闸完成,导流洞内积水基本排除后,从出口将组合木模板及钢支撑材料运进封堵工作面,即开始立模施工。为加快混凝土封堵施工,采用边立模边浇筑的作业方式,模板安装高度达到1.8m并经监理验收合格后即开始砼浇筑,始终保持模板顶超出混凝土浇筑面0.5~1.8m。

3.6砼浇筑时的防水、排水措施

1、在导流明渠内设粘土心墙土石混合围堰挡水,设水泵抽排围堰与闸门间的积水。

2、在闸门后方设集水坑用水泵抽排渗水。

3、仓内底板安装Ø50 mm排水管,将少量渗水排出仓外。

3.7堵头砼浇筑

利用导流洞进口右侧库底整治平台作为浇筑平台,混凝土搅拌站集中拌料、6m3混凝土搅拌运输车、37m汽车泵进行封堵砼灌注,混凝土运输自大坝搅拌站沿坝顶--坝右公路--进口支洞便道至导流洞进口右侧60m平台。导流洞明洞顶的3个孔,2孔用于排气;1孔用于汽车泵灌注砼。

3.8撤离

在堵头砼灌注完成后施工人员、设备等全部撤离至98.5m高程安全位置。

3.9堵头砼与老衬砌砼间的回填、接触灌浆

(1)埋管

混凝土浇筑前,在堵头段拱部均匀预埋7根Ø50钢管用于回填灌浆;另在两侧及底板上预埋用于接触灌浆的钢管,在拱顶另设一根做为排气孔。预埋的灌浆管在仓内应紧贴砼壁,并固定牢固。埋管位于仓内的一端孔口应塞水泥纸,回填灌浆及排气孔管另一端从导0+007.5侧的模板引出,引出模板外的长度不小于30cm;接触灌浆管从导0+007.5侧的模板引出后按高低位置和左右两侧分做4组,每组分别转接至1根内径不小于50mm的PVC管上,PVC管沿洞壁铺筑至放0+108。

(2)灌浆

灌浆材料:采用微膨胀水泥。

制浆:严格按配合比配料,称量误差小于5%(采用质量法计量),搅拌时间不小于30s。浆液在使用前应过筛,从开始制备至用完的时间应不超过4h。

灌浆方法:在混凝土强度达到70%后进行回填灌浆,采用填压式灌浆法。灌浆采用水灰比0.5:1的纯水泥浆,灌浆压力控制在0.2MPa以上。灌浆由低到高对称进行,灌浆时先灌低处的孔,高处孔兼作排气孔(并在拱顶另设一根排气孔),当高处孔排出的浆液浓度与进浆浓度相同时(或灌浆孔停止吸浆继续灌注10min后)可停止从该低处孔灌浆,改灌位于较高处的孔。如此依次进行直至拱顶孔。在空洞较大的灌浆区可灌注水泥砂浆,但掺砂量不超过水泥量的200%。

接触灌浆在堵头砼施工结束60天后进行,灌浆时先分别灌位于低处的两组孔,再分别灌位于高处的两组孔。

4、结论

钦寸水库导流洞封堵日期选择在3月17日,且气象预报近三天为无雨天气,闸前水位52.5米,为封堵最佳时机。封堵实施过程中,立封立堵技术运用得当,各施工工序紧密衔接,推进快速有序,施工用时23小时,封堵完成时闸前水位仅到达55米。实例证明,导流洞封堵在气象水文条件适当的情况下,采用上游侧立封立堵技术是可行的,且封堵施工安全高效。

参考文献:

[1]钦寸水库施工图设计

[2]钦寸水库度汛报告

作者简介:朱志轩(1978-)男(汉族),江苏盐城人,高级工程师,长期从事工程技术管理工作。

论文作者:朱志轩

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/23

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