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        李家河水庫引水隧洞與放水塔連接施工方案探討

        2012-04-14 10:40:47何建棟
        陜西水利 2012年6期
        關(guān)鍵詞:河水庫水塔塔身

        何建棟

        (陜西省涇惠渠管理局 陜西 三原 713800)

        1 概況

        西安市李家河水庫引水工程位于西安市藍(lán)田縣玉川鄉(xiāng)李家河村灞河支流輞峪河上,是解決西安市東部用水緊張的骨干供水工程之一。工程由水庫樞紐和輸水工程兩大部分組成。水庫樞紐主要由擋水建筑物、泄水與引水建筑物及電站等組成。水庫正常蓄水位880.0m,其總庫容5500萬m3,總供水量為6187萬m3。

        李家河水庫引水洞放水塔緊靠引水洞進(jìn)口,坐落于引水洞進(jìn)口的山體上,由塔基礎(chǔ)、塔身、閘房三部分組成。放水塔整體高度為64m,其中塔基2m,塔身52m,閘房10m,施工內(nèi)容包括基礎(chǔ)石方開挖,模板安裝、鋼筋制安、砼澆筑、金屬結(jié)構(gòu)件制安、電器設(shè)備安裝等。放水塔工作橋長40m,寬4m,分為兩跨,每跨長20m。工作橋的上部結(jié)構(gòu)為預(yù)制鋼筋砼粱,橋墩最高為22m。

        2 李家河水庫放水塔施工難點(diǎn)及存在問題

        (1)施工過程在露天進(jìn)行,受自然條件的影響很大,需要采取適合夏季、冬季以及雨季等各氣候條件的施工措施。由于放水塔工程施工周期較長,跨越夏秋冬季,氣溫差異較大,且正處汛期,在水庫內(nèi)修建水工建筑物需要采取施工導(dǎo)流、基坑排水和安全度汛等措施。

        (2)地質(zhì)問題復(fù)雜。工程區(qū)位于一級(jí)構(gòu)造單元中朝準(zhǔn)地臺(tái)(I)和秦嶺褶皺系(II)的相鄰接觸地段。地勢(shì)南高北低,波形起伏,相對(duì)高差200m~600m,屬侵蝕剝蝕構(gòu)造的中山和低山地形。地下多為花崗巖和堅(jiān)硬的變質(zhì)巖區(qū),兩岸谷坡陡峻,巖體基本裸露。施工過程中,經(jīng)常會(huì)遇到復(fù)雜的地質(zhì),如軟弱地基、滲漏、滑坡、破碎帶及斷層等,因此要進(jìn)行地基處理。

        (3)放水塔施工運(yùn)輸量大、分布面廣、施工場(chǎng)地狹窄、施工強(qiáng)度高,干擾性大,增加了施工組織的困難性。

        (4)引水隧洞與放水塔之間具有差異沉降。由于兩個(gè)工程分處不同的地質(zhì)環(huán)境上,加之施工工藝的差別,如何保證兩個(gè)工程順利銜接、輸水貫通是工程建設(shè)的重點(diǎn)所在。

        3 放水塔施工程序

        3.1 施工程序

        作為該項(xiàng)工程的重點(diǎn),放水塔工程項(xiàng)目主要包括:放水塔的基礎(chǔ)開挖、塔基固結(jié)灌漿、開挖邊坡、塔身施工、進(jìn)口閘房,包括錨桿和噴射混凝土以及施工臨時(shí)排水、施工期邊坡安全檢測(cè)和環(huán)境保護(hù)等內(nèi)容。

        李家河水庫放水塔施工程序是:放水塔施工由下而上,塔基開挖→塔基固結(jié)灌漿→塔基錨桿→開挖邊坡錨桿、噴射混凝土→塔身→閘房施工→設(shè)備安裝。

        3.2 施工方法

        3.2.1 土方開挖

        由于地質(zhì)情況復(fù)雜,在邊坡開挖前,要作好開挖線以外的場(chǎng)地清理和危巖處理、邊坡削坡和加固,并完成相應(yīng)開挖高程的地表排水、截水溝的設(shè)置。開挖邊坡的支護(hù)在分層開挖過程中逐層進(jìn)行,上層的支護(hù)使下層的開挖能安全順利的進(jìn)行。施工期間,定期對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行安全監(jiān)測(cè),對(duì)有可能失穩(wěn)的地段及時(shí)報(bào)告業(yè)主并采取措施保證邊坡的穩(wěn)定。土方開挖采用日立360型反鏟挖掘機(jī)清理,ZL50型柳工裝載機(jī)運(yùn)輸;石方開挖采用YT-28、YT-24型手持式風(fēng)鉆鉆爆,孔徑42mm;炸藥使用乳化炸藥或2#巖石炸藥;采用TK961型噴射機(jī),濕噴法施工;混凝土工程采用HB90型混凝土泵入倉澆筑;閘室設(shè)備安裝待工作橋架設(shè)完成后進(jìn)行安裝。

        3.2.2 塔身施工

        塔身施工主要控制其塔身的垂直度,每上升一個(gè)循環(huán),測(cè)量人員校核一次,并在塔地板上安裝激光垂準(zhǔn)儀,垂直度應(yīng)滿足施工規(guī)范要求。塔身模板采用定型組合鋼模板,為防止混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)露漿現(xiàn)象,在模板拼裝時(shí)采用模板縫隙夾海綿條。使用φ16對(duì)拉螺桿配備蝴碟卡,對(duì)內(nèi)側(cè)異型地方使用2cm厚多層板配備8cm×10cm足尺方木,內(nèi)搭設(shè)滿堂鋼管架進(jìn)行加固;外交通架采用三排架管搭設(shè),距離為1.2m×1.2m×3排,并每隔5m高增設(shè)外挑架一層,伸出滿堂架3m。周圍綁扎安全網(wǎng)。塔身鋼筋在綜合加工場(chǎng)加工完成,用5T自卸汽車運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng),再用塔吊垂直運(yùn)送到施工部位進(jìn)行安裝。

        3.2.3 混凝土施工

        砼澆筑采用HB90型混凝土泵利用接力賽的辦法由拌合料場(chǎng)直接輸送到澆筑倉面。φ75型軟軸插入式振搗棒振搗。每個(gè)循環(huán)混凝土再終凝前進(jìn)行施工縫接茬鑿毛處理并用水沖洗干凈。下次澆筑前先灑水濕潤,再鋪設(shè)2cm~3cm厚的高標(biāo)號(hào)砂漿,然后澆筑混凝土。

        塔內(nèi)二期混凝土澆筑采用人工入倉,模板使用多層木模板,滿堂架進(jìn)行加固。預(yù)埋試件位置準(zhǔn)確,誤差應(yīng)在技術(shù)條款規(guī)定范圍之內(nèi)。

        4 放水塔與涵洞的連接施工

        (1)根據(jù)各季節(jié)的溫度差異,采取不同措施,保證施工對(duì)溫度的需求。在夏季施工中,可以用冰柜自制冰塊,在混凝土拌合水中加冰降低水溫,在骨料堆放場(chǎng)地和澆筑倉面搭設(shè)防曬網(wǎng)以降低混凝土入倉溫度;在冬季施工中,可用6kW的加熱管對(duì)拌合水進(jìn)行加熱,使拌合水溫保持在40℃~50℃之間,保證混凝土機(jī)口溫度穩(wěn)定在6℃,倉面溫度穩(wěn)定在5℃,并采取在拌合料中添加抗凍劑等措施提高混凝土抗凍能力。針對(duì)冬季大風(fēng)造成放水塔混凝土保溫困難情況,可采用搭設(shè)暖棚,安裝碘鎢燈照射、電爐等措施,保證混凝土養(yǎng)護(hù)對(duì)外界氣溫條件的要求,確保放水塔澆筑順利進(jìn)行。

        (2)模板施工。放水塔塔身模板采用定型組合鋼模板,為防止混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)露漿現(xiàn)象,在模板拼裝時(shí)采用模板縫隙夾海綿條。使用φ16對(duì)拉螺桿配備蝴碟卡,對(duì)內(nèi)側(cè)異型地方使用2cm厚多層板配備8cm×10cm足尺方木,內(nèi)搭設(shè)滿堂鋼管架進(jìn)行加固;外交通架采用三排架管搭設(shè),距離為1.2m×1.2m×3排,并每隔5m高增設(shè)外挑架一層,伸出滿堂架3m。周圍綁扎安全網(wǎng)。模板安裝前,首先測(cè)量放線,關(guān)鍵部位可多設(shè)控制點(diǎn),依據(jù)測(cè)量成果和施工規(guī)范進(jìn)行安裝。由吊車、木模工配合拆裝,經(jīng)復(fù)測(cè)合格后加固穩(wěn)定。每次安裝模板前,將模板表面粘結(jié)的雜物清理干凈并刷涂脫模劑。

        (3)混凝土澆筑。放水塔混凝土采用:底板→左、右邊墻→頂部排架順序。混凝土在拌和站拌制HB90混凝土泵泵送入倉。二期混凝土采用人工入倉?;炷琳駬v采用插入式硬軸振搗器輔以人工進(jìn)行振搗;板、梁、柱等倉面較小的倉號(hào),則采用軟軸振搗器輔以人工進(jìn)行振搗。振搗時(shí)間以混凝土不再顯著下沉、不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿為準(zhǔn)。振搗器距模板的距離不小于振搗器有效半徑的1/2,不得觸動(dòng)鋼筋及預(yù)埋件。

        洞身段混凝土襯砌擬將斷面分成兩部分。同一澆筑塊,在澆筑時(shí)均勻連續(xù)進(jìn)行,加強(qiáng)振搗,拱頂中心線左右兩側(cè)對(duì)稱、均勻地澆筑,以免澆筑混凝土?xí)r對(duì)鋼拱架產(chǎn)生過高的偏壓力,引起模板的變形,在邊側(cè)混凝土初凝前,頂模就位開始混凝土澆筑。當(dāng)一段混凝土襯砌完,鋼模板脫離混凝土后,及時(shí)清掃鋼模,刷脫模劑。在澆筑過程中使?jié)仓姹3忠欢ǖ钠露?,避免倉內(nèi)集水。混凝土澆到超過洞頂拱后,泵管出口深入每段上游側(cè)較高部位,較近部位再埋一根排氣、觀察管。封頂時(shí),確保砼流動(dòng)性較好,以保證能填滿頂部空腔。

        (4)在輸水隧道與放水塔的施工中,除要滿足強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B要求,關(guān)鍵要嚴(yán)格控制混凝土在硬化過程中水化熱引起的內(nèi)外溫差,防止因溫度應(yīng)力而造成混凝土產(chǎn)生裂縫。要優(yōu)選材料,控制混凝土澆筑溫度。盡量縮短混凝土的運(yùn)輸時(shí)間,合理安排澆筑順序,及時(shí)卸料。在澆筑前,用水沖洗模板降溫;泵管用麻布包裹,以防日光暴曬升溫。要加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)及測(cè)溫工作,可采用“蓄水法”進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。具體做法是:先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋,澆水濕潤。待混凝土初凝后,在基礎(chǔ)周圍砌擋水,蓄水深10cm,養(yǎng)護(hù)28天。為及時(shí)掌握混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的變化值,在基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)測(cè)溫點(diǎn)20個(gè),深度分別設(shè)在板中及距表面10cm處,分別測(cè)量中心最高溫度和表面溫度,測(cè)溫管均露出混凝土表面12cm。

        5 引水隧洞與放水塔連接處施工的處理方法

        (1)在李家河水庫放水塔施工過程中,引水隧洞與放水塔之間具有差異沉降,因此需要設(shè)置施工后澆帶。待放水塔完成后,再將后澆帶處澆筑混凝土,以減小放水塔與引水隧洞的差異沉降。

        (2)李家河水庫引水隧洞與放水塔連接處施工的處理中,放水塔采取箱型懸臂的結(jié)構(gòu)體型。由于塔體的受力狀態(tài)較為復(fù)雜,所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)的分析時(shí),必須應(yīng)用科學(xué)的力學(xué)計(jì)算方法,以便獲取塔體真實(shí)的受力狀態(tài)。在放水塔的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算中,其結(jié)果為近似的受力特征,只有實(shí)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果更為規(guī)范、合理,才能為引水隧洞的連接處施工創(chuàng)造必要的條件。

        (3)在李家河水庫引水隧洞與放水塔連接處施工過程中,必須對(duì)于有可能發(fā)生塌方現(xiàn)象的地段進(jìn)行處理,并且加強(qiáng)預(yù)報(bào)工作。在進(jìn)行塌方地段的處理前,水庫工程技術(shù)部門應(yīng)詳細(xì)勘察其范圍、形狀、地下水分布情況及塌穴地質(zhì)構(gòu)造等,根據(jù)勘察結(jié)果制定相應(yīng)的處理方案。李家河水庫在放水塔與引水隧洞連接處施工中,主要采取注漿、噴錨支護(hù)、管棚等先進(jìn)的技術(shù)處理措施,并且加強(qiáng)了相關(guān)工藝和技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用。

        6 結(jié)語

        科學(xué)的施工方法是保證工程建設(shè)順利進(jìn)行的重要保障。作為李家河水庫建設(shè)的重點(diǎn)工程,放水塔與引水洞的連接成功與否決定著整個(gè)工程發(fā)揮成效的大小。通過分析施工中的溫度、地質(zhì)困難,以及巨大的施工量,提出了科學(xué)合理的施工方案,控制好施工溫度,加強(qiáng)模版支護(hù),對(duì)混凝土澆筑中的一些細(xì)節(jié)和需要注意的問題均提出了處理措施。同時(shí),要求加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。對(duì)于連接部分易出現(xiàn)的問題也提出了見解和處理方法,以保證工程順利完工。陜西水利

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