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        “水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項目的運用

        2015-02-01 05:31:50
        四川水力發(fā)電 2015年4期
        關(guān)鍵詞:應(yīng)用

        賀 林

        (中國水利水電第七工程局有限公司,四川 成都 610081)

        “水鴨子”在蘇丹羅塞雷斯大壩加高項目的運用

        賀林

        (中國水利水電第七工程局有限公司,四川 成都610081)

        摘要:“水鴨子”作為一種工器具在水電工程中,有著廣泛的用途,不僅僅局限于小范圍的清理積水等施工中,更為突出的功能還很多,而且他的優(yōu)點非常突出。“水鴨子”作為一種施工輔助的設(shè)施或工器具在水利水電工程中的使用,也不是萬能鑰匙,根據(jù)現(xiàn)場實際的情況分析,并首先確保有大型的供風(fēng)系統(tǒng),或水泵等成型的設(shè)備不能實施的位置,并掌握好因地適宜的條件下,予以使用和推廣是可行的,而且是非常經(jīng)濟(jì)的,并能給施工帶來一定的效益,還能保證突擊驗收等關(guān)鍵情況的解決。

        關(guān)鍵詞:“水鴨子”;應(yīng)用;優(yōu)、缺點;經(jīng)濟(jì)分析;工況分析

        1概述

        蘇丹羅塞雷斯大壩位于蘇丹人民共和國青尼羅河州達(dá)瑪津的青尼羅河段上(BlueNileriveDamazzincityBlueNilestatethepeoplesrepublicofSUDAN),在喀土穆上游約555km處,是一座以灌溉、發(fā)電為目標(biāo)的工程。工程分兩期建設(shè),第一期工程于1961~1966年建成,建成最大壩高57m的大壩,形成庫容30億m3的水庫,可灌溉55萬hm2土地,向曼吉爾(Mangil)灌區(qū)、賴海德(Rahad)灌區(qū)以及青尼羅河沿岸灌區(qū)供水。設(shè)計裝機(jī)容量21萬kW。正常蓄水位480m時水庫長約80km,最大水深50m,面積約127km2,庫容30億m3。每年10月10日開始蓄水,3~4周蓄滿,12月下旬至翌年5月中旬放水,庫水位維持在467m。

        第二期加高工程由我公司派外機(jī)構(gòu)實施,將在施工期間要保持水庫運行,發(fā)電站運行的前提下將整個大壩加高10m。正常蓄水位達(dá)490m高程,水庫長約180km,最大水深60m,面積約327km2,庫容74億m3??稍黾咏軡?jì)拉(Gezira)和曼吉爾灌區(qū)受益面積14.3萬hm2,新開發(fā)28.1萬hm2抽水灌溉面積和8.4萬hm2自流灌溉面積。其中2期工程主要工程量為25萬方混凝土澆筑,鋼筋制安1.5萬噸,3 000萬方土石壩填筑,金屬結(jié)構(gòu)翻新及新增約500余噸。將使土石壩達(dá)到25公里長,是迄今為止世界上最長的土石壩。

        2“水鴨子”的由來

        “水鴨子”是傳統(tǒng)施工企業(yè)單位冠以通俗的名稱,以抽排水或液體混合物時,像水鴨子覓食的動作和發(fā)出的聲音類似而故名“水鴨子“。書名我們把他叫做風(fēng)動液體吸食器,顧名思義是利用風(fēng)力作為動力進(jìn)行工作的一種吸水(或含水的液態(tài)混合物)裝置,其組要組成部分由供風(fēng)段、吸管段、出口段及控制段三部分組成(如圖1所示)。根據(jù)不同的施工實施對象可以因地制宜,分別有針對性的設(shè)置這三部分的大小、規(guī)格型號及形式等。一般常用的幾種形式在運用中分別介紹。供風(fēng)管一般DN25/DN50兩種,不宜過大。

        吸渣管和出渣管一般DN25/DN50/DN80/DN100視使用的不同要求予以配置。吸水口宜設(shè)置成鋸齒狀,以便吸渣。

        當(dāng)需要增加排渣管長度和供風(fēng)管長度時,可以設(shè)置為絲扣連接的快速接口并準(zhǔn)備好成批的備品配件,實時的在現(xiàn)場予以增減,且較為方便的實施拆除和移設(shè)工作。

        3 “水鴨子”在實際工程中的應(yīng)用

        3.1倉面清理和基巖面清理

        在水電工程施工中,往往會面臨大面積的基礎(chǔ)清理工作,尤其是新建工程及每層混凝土澆筑前的清理工作,涉及時間,質(zhì)量等的突出問題。利用“水鴨子”是最合適,也是最經(jīng)濟(jì)的方式。利用“水鴨子”靈活性可以將基礎(chǔ)面的清理做到最簡潔、最小程度影響到其他工作,如模板的清理,如果采用高壓風(fēng)水吹洗,難免影響到模板、鋼筋的潔凈度,尤其是最終驗收情況下,難免做重復(fù)的工作,甚至越來越糟糕。這時,使用“水鴨子”,哪里不干凈水洗后吸干凈即可,不影響、不重復(fù)。哪里需要哪里移設(shè),非常方便快捷,而且指哪兒清哪里。做到及時清理,令人即刻滿意。在羅塞雷斯大壩加高施工過程中,混凝土壩段的倉面清理、混凝土拆除后的基礎(chǔ)面清理工作共計3 000余個倉號,全部采用“水鴨子”清理,達(dá)到咨詢工程師、業(yè)主滿意,承包商節(jié)約成本、時間的目的,得到充分運用。

        3.2經(jīng)常性排水

        在水電工程或者其他土建工程中。特別是基于基礎(chǔ)面滲水和散水比較多的情況。使用集水井集中排水或者井點降水法只是一種辦法而已,但是始終避免不了最終混凝土澆筑的排水工作。使用“水鴨子”設(shè)施,結(jié)合混凝土澆筑情況,澆筑到哪兒,“水鴨子”先遣移動到哪里,從而根本上保證了混凝土澆筑過程中的正常進(jìn)行和混凝土的澆筑質(zhì)量。使用“水鴨子”,也可以結(jié)合圍堰的散點排水情況,設(shè)置固定的站點,當(dāng)使用水泵排水時,要么水量大于水泵排水能力,要么水量小于水泵排水能力,始終不匹配,而且很容易造成水泵損壞。使用“水鴨子”,立刻解決水量與水泵不匹配的問題,而且保證隨時抽排正常,不影響其他工作正常開展。

        在羅塞雷斯大壩加高施工過程中,混凝土壩段所有1 000余個倉面共計10萬余平米的拆除后滲水、散水均采用“水鴨子”予以抽排,取得了較好的效果,而且相關(guān)加厚的300余個基礎(chǔ)面?zhèn)}面經(jīng)常性排水等工作,全部由“水鴨子”予以抽排。為項目節(jié)約水泵采購費數(shù)十萬元,節(jié)約抽排水費數(shù)百萬元。

        3.3深井清理

        在土建工程施工中,往往有許多減壓井、沉井、樁基基礎(chǔ)井等的施工工作。為使這些個深井在施工過程中或者施工完成后達(dá)到預(yù)先設(shè)計的要求,就要將這些深井予以清理。為了證明這些深井在工作狀態(tài),或者測試這些深井的工作狀況。這時需要將這些深井進(jìn)行清理或者抽排水的測試,利用一般的水泵抽排水,很容易造成水泵堵塞和損壞,而且不容易將深井中的碎石、草渣等雜物清理干凈。利用“水鴨子”配置大管徑的抽排設(shè)置,在短時間內(nèi)即可完成檢查和檢驗的任務(wù),達(dá)到滿意的效果。

        在蘇丹羅塞雷斯大壩加高施工中,土石壩工程共計326口φ800mm的深度10m至38m的減壓井,共經(jīng)過每年的年度檢查和綜合性驗收證明驗收共計5次,使用一臺5噸的平板汽車,裝載一臺atlaszxs400空壓機(jī)及附屬的水鴨子連接件,平均每2個小時清理一口井,相繼在一個月時間內(nèi)完成一次減壓井的清理,使用DN100mm吸水管及排污管,最大清理出來的廢物直徑達(dá)80mm,最大排出高度達(dá)42米(從減壓井底部,吸水5m+37m排出高度)。充分保證了清理質(zhì)量和清理工期。相比在原來使用德國產(chǎn)φ50mm高壓水泵,經(jīng)濟(jì)投入,該水泵采用發(fā)電機(jī)供電,出水管僅50mm,購置費用為5萬歐元,排水量每小時為12m3,根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果,每清理一口減壓井(25m深度),需要72小時不間斷,并僅能清理φ20mm以下的雜物。從工期和質(zhì)量上都不能與水鴨子相比較,并投入較大。相比兩套方案,(綜合設(shè)備、人員投入和效率)一口減壓井的經(jīng)濟(jì)方案差別人民幣8 000元。以326口井計算,可為單位節(jié)約成本260.8萬元。為更快、更好的完成減壓井周期性清理和階段性驗收做出了突出貢獻(xiàn),更使項目的順利進(jìn)行得到了保障,并取得了業(yè)主工程師的高度評價和積極評價。

        3.4清理淤泥

        在水利水電工程中,往往會遇到常年淤積,需要清理的水庫、池塘、水池、調(diào)壓室前池、尾水池、閘門前后部位等,這些部位通過一個汛期年度或常年未予以使用,淤積了大量的淤泥及沉淀物,包括雜草、木棍等混合物,要想在某個時期實施運行操作,就需要盡快的清理,確保設(shè)備運行的穩(wěn)定和安全。此時,利用傳統(tǒng)的水力充填法,往往達(dá)不到理想的效果,通過水泵排污法,往往使水泵得不到最大效益的發(fā)揮,因為有雜草、木棍等雜物的阻塞,往往在水泵工作期間損壞水泵葉輪等設(shè)施。如果采用“水鴨子”予以吸食,一方面確保了設(shè)備安全,另外一方面也有水利吹吸的功能,能進(jìn)一步了解實際狀況,并能最快最好的解決好淤泥抽排的問題。

        在羅塞雷斯大壩加高施工中,在混凝土壩的下游廊道清理中,由于基本上屬于是流態(tài)的淤泥,其中不免有雜物及動物糞便等,起初,采用泥漿泵予以抽排,每小時每臺泵僅能排污50m3,導(dǎo)致了水泵大面積的損壞,而后改用水鴨子予以吸食,效率非常高,在低揚(yáng)程小于15米吸食高度的情況下,采用DN100的排渣管,一小時的排污能力達(dá)到120m3液態(tài)淤泥。共計采用此辦法將羅塞雷斯的下游約2 000m排水廊道,至1966年建成以來約95 000m3淤泥在兩個枯水期4×2個月內(nèi)清理完成,完成產(chǎn)值達(dá)200萬人民幣。為后期的排水廊道檢驗檢測和實施監(jiān)控提供了良好條件,為項目創(chuàng)造了良好效益。

        3.5輔助用途

        “水鴨子”也可以作為水泵的吸水管灌注水的工作,免除了大功率水泵真空泵的設(shè)置,大大的節(jié)約的成本。(要在工程工地有系統(tǒng)供風(fēng)的前提下設(shè)置,否則需專門設(shè)置空壓機(jī)設(shè)備,不劃算。)

        4 “水鴨子”的優(yōu)、缺點

        4.1優(yōu)點

        (1)設(shè)備制造簡單,取用通用材料,成本低廉;

        (2)設(shè)備移動性強(qiáng),因地制宜,廣泛應(yīng)用與水利水電工程施工中;

        (3)運行維護(hù)成本低廉,且不受環(huán)境條件限制;

        (4)操作簡便;

        (5)對于緊急清理和小范圍的應(yīng)急使用,方便快捷。等。

        4.2缺點

        (1)(不是單獨的設(shè)備,需要有建成的空壓機(jī)站或其他供風(fēng)設(shè)備提供動力源;

        (2)對大體積的積水和高揚(yáng)程的抽排水能力有限,無法滿足大規(guī)模的需求;

        (3)運行時需要掌控其安全因素,因采用高風(fēng)壓力提供動力。

        5經(jīng)濟(jì)分析

        從根本上來說是填補(bǔ)了水泵不能實施部位的空白,比如清理基礎(chǔ)面等水泵無法實施的部位。水泵吸水高度以下的抽排水工作等。

        充分利用工程工地現(xiàn)有資源,綜合利用開發(fā),節(jié)約能源和資源。

        投入成本低廉,隨處可以找到,運行、維修費用基本沒有,而且可以拆卸作他用。

        6工況分析

        根據(jù)本工程的實際應(yīng)用,“水鴨子”使用范圍在結(jié)合吸水揚(yáng)程在10m以下,出水揚(yáng)程根據(jù)不同的風(fēng)壓可達(dá)到40m左右,結(jié)合綜合工況分析,并根據(jù)不同吸水、出水管徑(內(nèi)徑)大小,工況數(shù)據(jù)表如下表所示:

        表1 工況數(shù)據(jù)表

        7結(jié)語

        “水鴨子”作為一種施工輔助的設(shè)施或工器具在水利水電工程中的使用,也不是萬能鑰匙,根據(jù)現(xiàn)場實際的情況分析,并首先確保有大型的供風(fēng)系統(tǒng),或水泵等成型的設(shè)備不能實施的位置,并掌握好因地適宜的條件下,予以使用和推廣是可行的,而且是非常經(jīng)濟(jì)的,并能給施工帶來一定的效益,還能保證突擊驗收等關(guān)鍵情況的解決。可以說是施工中的一個好幫手。

        賀林(1976-),男,湖南芷江人,畢業(yè)于西南交通大學(xué)土木工程專業(yè),項目經(jīng)理,工程師,現(xiàn)于中國水利水電第七工程局有限公司海外事業(yè)部從事項目管理.

        (責(zé)任編輯:卓政昌)

        重點水電工程報道

        收稿日期:2015-08-03圖1“水鴨子”示意圖

        文章編號:1001-2184(2015)04-0118-03

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

        中圖分類號:KV7;TV42+1.1

        作者簡介:

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