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        陳家灣水庫壩下輸水涵洞封堵方案設(shè)計

        2014-04-07 01:44:41劉科良
        山西水利 2014年7期
        關(guān)鍵詞:鉛絲洞身攔污柵

        劉科良

        (山西省水利水電勘測設(shè)計研究院,山西 太原 030024)

        1 工程概況

        陳家灣水庫位于黃河流域三川河水系的南川河中游,是一座以防洪灌溉為主、兼顧養(yǎng)魚發(fā)電的水庫。壩址位于中陽縣寧鄉(xiāng)鎮(zhèn)陳家灣村,總庫容1012萬m3,屬中型水庫,工程等別為Ⅲ等,主要建筑物大壩、泄洪供水發(fā)電隧洞、溢洪道級別為3級,次要建筑物壩后式水電站級別為4級。

        水庫樞紐工程由大壩、溢洪道、泄洪供水發(fā)電隧洞、壩后水電站、壩下原輸水洞等建筑物組成。

        大壩為碾壓均質(zhì)土壩,現(xiàn)狀壩頂高程1048.5 m,防浪墻頂高程1049.7 m,最大壩高36.5 m,壩頂長220 m,壩頂寬8 m。大壩上游壩坡采用干砌塊石護坡,下游壩坡為草皮護坡。

        壩下原輸水涵洞位于大壩右岸岸邊,為鋼筋混凝土涵洞,內(nèi)徑1 m,結(jié)構(gòu)形式為外方內(nèi)圓。洞進口為豎井式,無閘門控制,洞身坡度1/180,坡度較緩。豎井平面尺寸上口為4 m×5 m,深7 m,豎井四壁為水泥砂漿漿砌石,砌石墻頂寬0.8 m,豎井砌石墻頂部于1973年進口改造時在墻頂現(xiàn)澆50 cm后混凝土固定大型工字鋼若干根,形成攔污柵骨架,工字鋼外圍焊接直徑20 mm的鋼筋,間距20 cm,形成攔污柵,攔污柵上游過水面淤泥頂面接近豎井漿砌石墻頂高程,其他三面庫底淤泥地面高程高出漿砌石豎井頂部約4 m左右。涵洞全長180 m,設(shè)計流量2 m3/s。

        2 存在問題

        2013年省水利廳組織專家對陳家灣水庫進行了蓄水安全專項檢查。檢查時發(fā)現(xiàn)輸水涵洞管徑太小,上游無閘門控制,無法進行內(nèi)部檢查,輸水洞的滲水、裂縫、沖蝕及接觸滲透破壞等問題無法判斷,存在安全隱患;原輸水涵洞的出口控制閥長期處于半開啟狀態(tài),振動、滲漏現(xiàn)象嚴重。

        由于除險加固批復(fù)的供水發(fā)電支洞取代了壩下原輸水涵洞,并解決了發(fā)電和下游供水的問題,為消除安全隱患,提高大壩的滲透穩(wěn)定性,確保大壩安全運行,建議將壩下輸水涵洞進行全斷面封堵。

        3 封堵方案

        3.1 一期封堵設(shè)計

        采用水下不灑混凝土工程施工的方法,先將進水口豎井用混凝土封堵后,再利用預(yù)埋的灌漿管對混凝土于豎井四周和井底的連接面進行封堵灌漿。

        工作橋:首先派潛水員下水,找到輸水涵洞進水口,從大壩坡腳開始至進口攔污柵前搭設(shè)工作橋,用腳手架鋼管和卡扣件搭設(shè),上鋪腳手板,兩側(cè)設(shè)欄桿,橋?qū)? m,橋兩側(cè)設(shè)斜撐桿工作橋主要是便于施工人員通行、運送材料及安放混凝土輸送泵泵管等,工作橋和工作平臺高出水面0.5~1 m左右。

        工作平臺:利用鋼管和腳手板在攔污柵上方搭設(shè)直徑7.2 m的擴大平臺作為工作平臺。

        輸水涵洞洞口封堵:用長桿等器械探測進水口的各部尺寸,準確掌握進口豎井底高程,以及直徑1 m的輸水涵洞進口和豎井連接處的位置,澆筑混凝土前根據(jù)洞口位置,從上部用鉛絲和繩索等將鋼板或砂袋、石子袋沿洞口位置吊下去,將洞口基本封堵,減少混凝土流入洞內(nèi)。

        澆筑混凝土:在搭設(shè)的工作平臺上,對準豎井中心下一根混凝土導(dǎo)管,導(dǎo)管直徑20~25 cm,用法蘭盤連接,中間夾橡膠墊片,導(dǎo)管由1 m和2~3 m兩種管組成,考慮到起吊設(shè)備小、便于拆管,上部安裝8節(jié)1 m長管,下部安裝2~3 m長管。導(dǎo)管上端與喇叭口存料斗連接,導(dǎo)管上方設(shè)三角架配倒鏈式1 t卷揚機起吊導(dǎo)管;導(dǎo)管下端距豎井井底高控制在20~30 cm之間?;炷吝\至壩頂,經(jīng)混凝土泵管將混凝土輸入至喇叭口存料斗,進入混凝土導(dǎo)管后入倉。導(dǎo)管在混凝土進管前,為避免混凝土與水直接接觸,防止水泥漿與砂石分離,在導(dǎo)管內(nèi)設(shè)隔水球,隔水球用鉛絲吊牢,混凝土入管前可先將此球置于管內(nèi)水面以上,在管內(nèi)先填50 cm高1∶2水泥砂漿,然后逐漸灌入混凝土,隨著混凝土灌入量的增加,導(dǎo)管內(nèi)牽引隔水球的鉛絲逐漸放長,當鉛絲長度達到接近管長時,剪斷鉛絲,繼續(xù)灌入導(dǎo)管內(nèi)混凝土,直至澆筑完成。在澆筑過程中,隨著入倉混凝土量的增大,導(dǎo)管下端混凝土埋深不斷加大,在保證混凝土下端埋入混凝土高度不小于1.5 m的情況下,利用三腳架卷揚機逐漸拔管、卸管。

        混凝土澆筑的高度至漿砌石豎井為止,但可根據(jù)洞內(nèi)滲漏水情況進行調(diào)整,在進口豎井混凝土水下施工時,禁止開啟下游閘門,以保證在上游混凝土澆筑過程中豎井內(nèi)為靜水狀態(tài)。

        3.2 二期封堵設(shè)計

        在豎井進口澆筑的混凝土達到一定強度,且回填灌漿完成,漿液凝固5~7 d后,將下游閘門逐漸開啟,排空洞內(nèi)蓄水后進行洞身封堵。放空洞身積水后,根據(jù)洞進口和洞身滲漏情況進行處理。如果局部滲漏水較大,影響下部洞身封堵時,可采用水玻璃等放水材料進行堵塞,特殊情況下可將PVC管引出洞外,然后用灌漿進行封堵。

        洞身封堵:采用分段封堵,分段長度8~15 m,在分段處人工砌筑水泥砂漿磚墻,墻厚不小于50 cm,每段在洞頂提前安裝好灌漿管,混凝土填不實處用回填灌漿處理?;炷劣帽盟突炷寥雮},由于輸水涵洞斷面太小,混凝土管可不進行拆卸。

        灌漿工作:每澆筑完一段混凝土后,將分段隔墻砌筑到頂,開始回填灌漿,水灰比分為1∶1,1∶0.8,1∶0.6,1∶0.5 四級,灌漿完成后,進行下一段施工。

        4 結(jié)語

        施工時,根據(jù)工程實際情況及要求考慮了諸多因素,并進行了合理安排和布局,使陳家灣水庫壩下涵洞封堵工作得以順利實施。目前,水庫輸水涵洞封堵工作已經(jīng)完工,運行效果良好。該封堵方案可為類似工程提供參考。

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