程艷娜

（遼寧西北供水有限責(zé)任公司清河分公司 鐵嶺市 112300）

1 概 述

柴河水庫位于遼寧省鐵嶺市境內(nèi)，是一座以防洪、灌溉、工業(yè)和城市供水為主，兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚綜合利用的大型水利樞紐工程。水庫為大（Ⅱ）型水庫，水庫原設(shè)計(jì)按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，可能最大洪水校核。水庫總庫容6.36億m3，防洪庫容1.34億m3，興利庫容3.357億m3。柴河水庫下游有鐵嶺市、沈陽市、鞍山市、盤錦市、長大鐵路、沈哈高速公路，八三泵站，影響人口20余萬人，耕地1.47萬hm2（22萬畝）。由于柴河水庫一直處于病險(xiǎn)狀態(tài)運(yùn)行，2005年水利部大壩安全管理中心核準(zhǔn)確定柴河水庫為三類壩，2007年開始進(jìn)行加固施工。其中大壩上游拋石加固為主要施工項(xiàng)目。

柴河水庫壩體上游水下拋石施工，于2008年5月25日開工，7月15日完工。主要包括臨時(shí)碼頭水下拋石、主壩上游壩坡加固水下拋石。臨時(shí)碼頭水下拋石方量為1.1萬m3，主壩上游壩坡加固水下拋石方量為7.31萬m3。

2 水下拋石施工方法

水下拋石施工程序?yàn)椋簞澐中^(qū)、準(zhǔn)確定位、掌握落距、合理掛檔、定量拋投、多次拋勻，水下拋石施工工藝流程見圖1。

圖1 水下拋石施工工藝流程圖

2.1 拋前水下地形測量

在施工前，由測量人員按設(shè)計(jì)拋石加固施工范圍，用水下測量工具結(jié)合全站儀等測量儀器，進(jìn)行拋前水下地形測量。測量后將測量結(jié)果上報(bào)監(jiān)理工程師審批。

2.2 施工小區(qū)（網(wǎng)格）劃分

水下拋石施工的關(guān)鍵是合理劃分施工小區(qū)（網(wǎng)格），根據(jù)多年從事水下拋石施工的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際拋石施工中裝石船的具體情況，將施工小區(qū)劃分為6m×6m的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中每個(gè)拋區(qū)的厚度以及拋前水下地形測量成果，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)格應(yīng)拋石數(shù)量。

為準(zhǔn)確掌握拋石范圍內(nèi)各具體部位的實(shí)際情況，以便指導(dǎo)施工控制，因此需要進(jìn)行施工控制水上測量。

測量設(shè)縱向控制線兩條：其中以壩坡95m高程馬道為起點(diǎn)，平行壩軸線方向按2m間距定出一條控制線；在水面內(nèi)距壩坡95m高程馬道水平距離54m處平行壩軸線方向，以右壩端、輸水洞啟閉塔為固定點(diǎn)，用鋼索連接定出另一條施工控制線。在兩條縱向控制線之間用尼龍繩連接為橫向控制線，同時(shí)用浮球、紅綢繩作樁號和尺寸標(biāo)記。水上測量采用手劃橡皮船和平底鉛錘的測繩，岸坡設(shè)置水準(zhǔn)儀，按照縱向樁號和橫向水平距離，形成方格網(wǎng)圖，計(jì)算出每格拋填量，定出每格的拋填深度，并繪制成壩坡斷面圖、實(shí)測柱狀圖，同時(shí)計(jì)算出總拋石量。

2.3 定位平臺(tái)定位

本工程新投入一座重20t的鋼結(jié)構(gòu)定位平臺(tái)，單節(jié)尺寸為6m×1.5m×0.75m（長×寬×高），共14節(jié)，總長為42m，吃水深度為（0.3～0.5）m，用于拋石船準(zhǔn)確定位，保證拋投位置準(zhǔn)確，拋石平臺(tái)布置如圖2所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)拋石平臺(tái)布置圖

以施工控制測量的水邊壩坡95m高程順壩軸線方向排出的2m樁號和水面54m處鋼索為兩條縱向控制線，以3m寬、42m長的定位平臺(tái)垂直壩坡擺放，并用4道鋼索與壩坡固定作為橫向控制線。

2.4 石料船的石質(zhì)檢查、計(jì)量和拋石施工

拋石船只的選用：采用15t的駁船，船倉改裝成3個(gè)相互獨(dú)立的船底自卸料倉，每倉由兩個(gè)手動(dòng)葫蘆用手搖控制料倉卸料。

2.4.1 石料石質(zhì)的控制和數(shù)量的確定

（1）石質(zhì)的控制。水下拋石要把好石料質(zhì)量關(guān)，塊石供應(yīng)先經(jīng)試驗(yàn)，確定其符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)合格后，方可選用。杜絕風(fēng)化石、水解、碎石等不合格的石料。

（2）數(shù)量的確定。石料船到達(dá)工地指定地點(diǎn)后，根據(jù)船體吃水深度經(jīng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)標(biāo)記出不同裝載量的船體吃水線，依據(jù)拋石量控制裝載量。

2.4.2 拋石施工

首先在壩腳前拋一層直徑大于50cm的大塊石進(jìn)行擠淤，擠淤方向——由壩腳向庫內(nèi)方向擠推。定位平臺(tái)定位結(jié)束后，拋石船順向與拋石平臺(tái)靠近并固定，由壩腳向壩軸線方向進(jìn)行拋填施工。

拋填石料運(yùn)至壩東坡腳臨時(shí)碼頭處裝船，采用縱橫雙向移位疊加拋石方法。拋石船按照現(xiàn)場拋填部位靠緊拋石平臺(tái)，船體橫向、縱向完全固定后再采用人工手搖葫蘆自動(dòng)卸料拋填。利用壩坡95m高程順壩軸線方向排出的2m樁號移動(dòng)拋石平臺(tái)，可進(jìn)行縱向移位疊加拋投；沿著平臺(tái)上標(biāo)記的軸距，前后錯(cuò)位可進(jìn)行橫向移位拋投。拋石船每拋一船后對該部位進(jìn)行再次測量，指導(dǎo)下船拋填量和具體位置。同時(shí)結(jié)合另一小船進(jìn)行人工拋石，以解決缺料較少部位及岸邊大船不能到位的部位拋石。

2.5 竣工水下地形測量

水下拋石工程結(jié)束后，對拋投區(qū)域及相鄰的部分水域聯(lián)合進(jìn)行水下地形測量，并繪制比例為1∶2000的水下地形圖，將拋前拋后的水下地形圖進(jìn)行對比，確定拋投成果。

定點(diǎn)測量原壩坡拋石面增厚控制在70%～130%，如增厚小于70%，則須補(bǔ)拋塊石，如大于130%，則須安排潛水員進(jìn)行水下埋坡工作。

2.6 施工技術(shù)要求

2.6.1 拋投作業(yè)

（1）施工開始時(shí)，按圖紙要求達(dá)到的斷面尺寸，首先在壩腳前拋一層直徑大于50cm的大塊石進(jìn)行擠淤，擠淤方向——由壩腳向庫內(nèi)方向擠推。

（2）拋石順序由壩腳向壩軸線方向一次性按排進(jìn)行，每一排石料必須由壩體一端始拋到壩體另一端止，在第一排石料拋完后，經(jīng)測量檢驗(yàn)合格，再拋第二排，依此類推，連續(xù)進(jìn)行。不得將壩體分成幾個(gè)施工段進(jìn)行局部超高拋填。

（3）施工預(yù)留沉陷量：填料深度超過3.0m的部位預(yù)留沉陷量為0.4m，其余部位最小為0.2m，拋石表面平順過渡，不得出現(xiàn)陡坎。

（4）施工時(shí)靠近壩坡部位時(shí)，由于水位原因，局部地方船只無法拋投時(shí)，必須采用岸上人工抬拋，以保證護(hù)坡的質(zhì)量。

2.6.2 安全作業(yè)

為了保證壩體安全，不得在壩體上和壩體兩端進(jìn)行危及壩體安全的施工作業(yè)。例如：不得在壩體上由壩頂向壩腳方向滾石作業(yè)；不得在壩體兩端進(jìn)行危及壩體安全的采石放炮。總之，不能因加固除險(xiǎn)施工再造成新的人為險(xiǎn)情。

2.6.3 拋石試驗(yàn)

在進(jìn)行正式拋石前，先進(jìn)行拋石試驗(yàn)，通過試驗(yàn)以得到落距與水深、塊徑之間的關(guān)系。根據(jù)水位及時(shí)調(diào)整定位平臺(tái)位置，勤測水位、水深等參數(shù)，計(jì)算調(diào)整好拋石落距。

2.6.4 結(jié)果分析

一個(gè)單元拋投結(jié)束后，分析拋投結(jié)果，以便及時(shí)調(diào)整分條網(wǎng)格拋投計(jì)劃和水上作業(yè)定位位置。

2.7 質(zhì)量保證措施

2.7.1 材料質(zhì)量控制

拋石施工的施工材料比較單一，主要為塊石，塊石質(zhì)量要求見附表。

附表 拋石石質(zhì)要求

2.7.2 拋石過程控制

（1）每天做好詳細(xì)的施工記錄，包括水文、氣象、塊石沖距、定位平臺(tái)定位、移位、施工樁號、拋石船舶號及載石量，當(dāng)天船只數(shù)，過磅船噸位及數(shù)量，拋石船拋石檔位圖及總拋石量等原始施工記錄。

（2）拋石施工進(jìn)度必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)度要求分段、分區(qū)實(shí)際控制，未經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)不得提前結(jié)束拋填或改變區(qū)域拋填，一個(gè)單元拋填結(jié)束后，須經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格同意后方可移動(dòng)定位平臺(tái)進(jìn)行下一個(gè)單元施工。

（3）每拋石、鋪石10000m3，取一組試樣，并注明其投放在壩體的位置，作出一條顆粒大小分配曲線。以便采取適當(dāng)措施，調(diào)整石料級配使其與設(shè)計(jì)相吻合。必要時(shí)，經(jīng)與有關(guān)部門磋商，可臨時(shí)增加試驗(yàn)組數(shù)。

（4）鋼結(jié)構(gòu)定位平臺(tái)固定牢固，且用經(jīng)緯儀準(zhǔn)確定位，保證拋石位置準(zhǔn)確。

（5）大風(fēng)天氣定位平臺(tái)不穩(wěn)定時(shí)停止施工。

（6）開始拋投前準(zhǔn)確測量水下地形，并劃分拋投區(qū)域，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的拋填量，拋填時(shí)準(zhǔn)確計(jì)量已拋石料量，保證不多拋也不少拋。

3 結(jié) 語

柴河水庫除險(xiǎn)加固工程壩體上游拋石施工于2008年順利完成，從施工后的竣工測量結(jié)果來看，完全滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)經(jīng)過近幾年的運(yùn)行，證明壩體上游水下拋石施工對于柴河水庫上游壩坡加固是有效的，而且使柴河水庫蓄水水位自建成后首次達(dá)到設(shè)計(jì)高水位，增加了水庫的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。水下拋石加固施工方法，可以在不影響水庫正常運(yùn)行的條件下進(jìn)行施工，較其他加固方法避免了因施工而需放空庫容帶來的經(jīng)濟(jì)損失，可為類似工程施工提供借鑒和參考。

[1]DL/T5129-2001.碾壓式土石壩施工規(guī)范[S].

[2]DL/T5173-2003.水電水利工程施工測量規(guī)范[S].