吳曉偉,陳 平

(中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)

1 工程概況

錦屏二級(jí)水電站進(jìn)水口工程圍堰為過水圍堰,圍堰堰頂高程 1641m,基坑底板高程1616m,上下高差25m,若讓洪水自然過流,必然會(huì)對(duì)圍堰的安全穩(wěn)定造成影響,甚至發(fā)生破壞。為避免圍堰過水時(shí)堰體兩側(cè)水位差及洪水沖刷等對(duì)圍堰的危害,確保2010年汛期圍堰安全度汛,在江水漫過圍堰堰頂前達(dá)到1638m高程時(shí),采取措施向基坑內(nèi)充水,將基坑內(nèi)水位充至與江水面高程相當(dāng),然后使江水自然漫過圍堰,以保護(hù)圍堰的安全。

向基坑內(nèi)進(jìn)行充水,原設(shè)計(jì)采用大功率水泵進(jìn)行,考慮到使用水泵充水存在較多不利影響,如基坑沖水前須撤出圍堰及基坑內(nèi)的所有施工設(shè)備,其施工電源布置不方便,基坑充水完成后無法撤出抽水泵等等。經(jīng)過比較,采用虹吸管方式向基坑充水,消除了受其他設(shè)備的干擾影響,且該方式施工便捷、投入少。

2 虹吸管設(shè)計(jì)

2.1 基坑充水量計(jì)算

按照基坑充水高程至1637.5m計(jì)算沖水量,基坑1616.0m～1637.5m高程蓄水量為 12萬m3,1#～4#引水隧洞事故閘門前0+002.00m～0+100.00m段蓄水量為5.70萬m3,基坑充水至1637.5m高程時(shí)總蓄水量為17.70萬m3。

2.2 虹吸管選型

由于雅礱江進(jìn)入主汛期后江水上漲較快,為避免基坑未充滿洪水已漫過堰頂,要求基坑度汛警戒水位為1638m。江水達(dá)到此高程時(shí),所有施工人員及設(shè)備立即撤離,四扇事故閘門下閘,開始向基坑內(nèi)充水,計(jì)劃2天時(shí)間將基坑水位充至1637.5m高程。

虹吸管采用DN250、DN400兩種型號(hào)鋼管,管路流速按照經(jīng)濟(jì)流速2.5m/s計(jì)算,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,兩種型號(hào)的鋼管分別布置3根、2根,兩天時(shí)間虹吸管吸水量可到17.21萬m3。即采用3根DN250和2根DN400兩種型號(hào)鋼管作為虹吸管,在兩天時(shí)間內(nèi)可將基坑內(nèi)水位充至1637.5m高程。

3 虹吸管的施工布置及工作原理

虹吸鋼管均采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼管,單根長(zhǎng)6m,管間采用法蘭盤連接,鋼管連接要求密封,每根虹吸管進(jìn)出口段均設(shè)置排空氣閥,出水口安裝止水閥。排空氣閥與大氣連通,在圍堰迎水坡面1637.0m高程開始布置虹吸管進(jìn)水口。為保證圍堰背水坡面漿砌石不被沖刷,虹吸鋼管跨過圍堰頂順著背水坡面至1629.0m高程,出水口低于攔污柵墩前斜坡護(hù)面混凝土頂面1m。虹吸管布置示意見圖1。

圖1 虹吸管布置示意

虹吸管安裝就位后出口止水閥處于關(guān)閉狀態(tài),排空氣閥1關(guān)閉,排空氣閥2打開,排空氣閥2與真空泵連接。江水位達(dá)到警戒水位后,虹吸管進(jìn)口低于江水面,開啟真空泵將管內(nèi)空氣排出,利用真空原理將管內(nèi)充滿水,打開出水口止水閥開始向基坑充水。當(dāng)出現(xiàn)沖刷圍堰或其它情況要求停止虹吸時(shí),開啟虹吸管頂部的進(jìn)氣閥門,使空氣進(jìn)入虹吸管中停止虹吸運(yùn)行,同時(shí)關(guān)閉出口處止水閥封堵虹吸管。重復(fù)上述操作可再次進(jìn)行虹吸充水。

4 結(jié)語(yǔ)

2010年5月中旬錦屏進(jìn)入主汛期,江水開始上漲,進(jìn)水口基坑開挖及支護(hù)于5月底完成施工,基坑充水設(shè)施安裝就緒,具備事故閘門下閘基坑充水條件。進(jìn)水口圍堰處雅礱江水位于6月4日達(dá)到警戒水位1638m高程,基坑施工人員和設(shè)備迅速完成撤離,當(dāng)天中午12時(shí)開始向基坑充水。通過觀測(cè),充水情況正常,6月5日8時(shí)充水至1628m高程,計(jì)算得出實(shí)際充水速度與預(yù)計(jì)相當(dāng),安全監(jiān)測(cè)顯示進(jìn)水口圍堰穩(wěn)定,未出現(xiàn)變形現(xiàn)象。安排繼續(xù)充水,基坑水位于6月6日凌晨1時(shí)充至預(yù)計(jì)高程1637.5m。整個(gè)充水過程比較順利,虹吸管淹沒于水中,下半年汛后作為基坑抽排水管路使用。