何 權(quán)

(黑龍江省水利廳，哈爾濱150001)

1 基本情況

灌區(qū)原有渠首樞紐為已建工程，由小河里攔河引水工程、西八家堆石攔河副壩和右岸小河里防洪堤等組成。小河里攔河引水工程，包括左岸灌區(qū)進(jìn)水閘，右岸電站、裝機(jī)525 kW，引水流量25 m3/s、堆石攔河壩位于中間，與電站之間相隔一小土包，攔河壩寬45 m、壩頂高程212.45 m;上游1 800 m背河入口處為西八家堆石攔河副壩，壩頂高程為213.0 m、寬60 m;副壩左岸為行洪灘地［1］。

出現(xiàn)上述問(wèn)題的主要原因，①簡(jiǎn)易的堆石攔河壩工程標(biāo)準(zhǔn)偏低造成了自身的不穩(wěn)定;②小河里攔河壩過(guò)多的改變了天然河道的自然狀態(tài)、過(guò)高的壅高了上游水位、攔阻了泥沙造成了上游河道的嚴(yán)重淤積，帶來(lái)了不穩(wěn)定和難以正常引水灌溉、發(fā)電等問(wèn)題，這是渠首樞紐工程存在的主要問(wèn)題，年年維修耗費(fèi)大量資金并不能解決問(wèn)題。因此渠首改造非常必要，2011年我省利用超級(jí)產(chǎn)糧大縣獎(jiǎng)勵(lì)資金對(duì)渠首進(jìn)行了改造。

2 工程方案

1)攔河閘采用鋼筋混凝土開(kāi)敞式結(jié)構(gòu)，由進(jìn)口段、閘室段、消力池段和海漫段組成。進(jìn)口段長(zhǎng)12 m、底板厚0.7 m，兩側(cè)邊墻采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)。閘室段長(zhǎng)11 m，為鋼筋混凝土U 型槽結(jié)構(gòu)，優(yōu)化中墩厚度由3.5 m改為1.5 ～2 m、邊墩厚2.25 m、底板厚1.5 m，堰型為無(wú)坎寬頂堰，堰頂高程209.2 m，共3 孔，單孔凈寬12 m，工作閘門為3 扇平板鋼閘門，啟閉機(jī)采用QPPYI－2 ×160 －4 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，檢修閘門為1 扇平板鋼閘門，啟閉選用2 ×160 kN門式啟閉機(jī)。購(gòu)置閘門遙視設(shè)備2 套，用于監(jiān)測(cè)閘前水位及閘門開(kāi)度。消力池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)14 m、深1 m、底板厚1.2 m，消力池末端底板設(shè)5 排排水孔，兩側(cè)邊墻采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)。海漫段長(zhǎng)45 m，采用干砌石結(jié)構(gòu)，砌石厚0.5 m，其下設(shè)10 cm碎石墊層和400 g/m2無(wú)紡布［2］。

2)進(jìn)水閘位于攔河閘左岸，設(shè)計(jì)流量8.18 m3/s。采用鋼筋混凝土涵閘結(jié)構(gòu)，由進(jìn)口段、閘室段、洞身段和海漫段組成。進(jìn)口段長(zhǎng)7.9 m，底板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，厚1.5 m，兩側(cè)邊墻采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)。閘室段長(zhǎng)5 m，為鋼筋混凝土U 型槽結(jié)構(gòu)，底板厚1 m，堰型為無(wú)坎寬頂堰，堰頂高程211 m，共1 孔，凈寬4.2 m，閘門為平板鋼閘門，啟閉機(jī)采用雙吊點(diǎn)QLD －2 ×80 kN 啟閉機(jī)。洞身段長(zhǎng)36 m，為鋼筋混凝土方涵結(jié)構(gòu)，方涵尺寸4.2 m×2 m，涵洞共分三節(jié)，每節(jié)長(zhǎng)12 m，消力池布置于第三節(jié)涵洞中，池深0.4 m。海漫段長(zhǎng)20 m，采用混凝土板護(hù)砌，板厚0.2 m，其下設(shè)10 cm碎石墊層和400 g/m2無(wú)紡布。

3)附屬工程。包括干渠防滲、堤路工程、輸電線路及管理設(shè)施。干渠防滲位于進(jìn)水閘后，長(zhǎng)300 m。采用預(yù)制混凝土板結(jié)構(gòu)，板厚0.1 m，其下設(shè)0.1 m砂礫石和400 g/m2復(fù)合土工膜。堤路工程位于進(jìn)水閘后，結(jié)合干渠一側(cè)堤頂布置，長(zhǎng)500 m。路面為0.2 m混凝土板，其下為水泥穩(wěn)定層0.2 m。輸電線路架設(shè)1 km。建管理站房200 m2。

3 施工布置

五常市雙興灌區(qū)渠首工程位于拉林河上，距五常鎮(zhèn)100 km。新屯基村距渠首1.0 km，輸電引線比較方便。施工進(jìn)場(chǎng)有2 km村路須填筑路面作施工便路，其中有300 m防洪堤路的堤頂須加寬培厚。

渠首進(jìn)水閘與攔河閘工程緊臨，只有進(jìn)水閘后總干渠堤相隔。右岸為小河里電站，施工場(chǎng)地很狹小。施工場(chǎng)地內(nèi)的交通只能通過(guò)圍堰進(jìn)行。攔河閘左側(cè)的擋土墻的施工，須搭建60 m 棧橋進(jìn)行混凝土澆筑。砂石料場(chǎng)及混凝土攪拌機(jī)只能布置在攔河閘與電站之間的小島上。部分砂石料場(chǎng)及混凝土攪拌機(jī)布置在左側(cè)高灘地上。其它臨建設(shè)施布置在便路的左側(cè)高灘地上。

臨時(shí)建筑物如施工圍堰等為5 級(jí)，施工洪水為5 a一遇、按春汛洪水洪峰流量162 m3/s;雙興灌區(qū)渠首樞紐工程右岸為小河里電站，左岸為雙興渠首進(jìn)水閘。按施工期安排，施工期為一個(gè)年度。施工圍堰擋春汛洪水，夏汛前主體工程完工。施工導(dǎo)流通過(guò)上游1 820 m處背河口西八家壩及分水灘地進(jìn)行導(dǎo)流。通過(guò)春汛流量時(shí)西八家壩的壩上水位，為攔河閘工程圍堰的上游設(shè)計(jì)水位。為滿足春灌水位要求，西八家壩壩頂拆至213.0 m設(shè)計(jì)高程。基坑開(kāi)挖導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL303—2004)規(guī)定，施工導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 a一遇洪水。

3.1 導(dǎo)流方式

本工程交叉建筑物施工需開(kāi)挖導(dǎo)流溝道及擋水圍堰，導(dǎo)流時(shí)段在第一年汛后，第二年汛前。按施工期安排，基坑開(kāi)挖之前應(yīng)先拆除西八家壩至設(shè)計(jì)高程導(dǎo)流后，再結(jié)合圍堰填筑和舊堆石壩的拆除同時(shí)進(jìn)行。舊堆石壩拆除的石放棄于海漫深坑位置。

基坑開(kāi)挖采用推土機(jī)推土，挖掘機(jī)挖土運(yùn)至電站一側(cè)填筑施工料場(chǎng)地?；娱_(kāi)挖應(yīng)避免推土機(jī)超挖造成回填。進(jìn)水閘側(cè)開(kāi)挖應(yīng)注意不要超挖，以免把總干渠的擋土墻或土方挖透。所有的基礎(chǔ)底板工程應(yīng)在秋季及初冬季完成，并在基坑內(nèi)蓄水起到保溫養(yǎng)護(hù)作用［3］。

3.2 基坑排水

河床質(zhì)為砂卵石及中粗砂，沒(méi)有透系數(shù)資料。參照王楊渠首工程，滲透系數(shù)0.24 m3/h，本工程略大于王楊渠首，取滲透系數(shù)為0.3 m3/h，基坑面積60 m×100 m，需2580個(gè)抽水臺(tái)班。其中17 kW單級(jí)離心泵5 臺(tái)160 天2400 臺(tái)班，7 kW單級(jí)離心泵2 臺(tái)30天180 臺(tái)班。

3.3 施工準(zhǔn)備

1)施工單位應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)文件、國(guó)家和部頒標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)本工程進(jìn)行施工，施工方法等應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)研究，然后根據(jù)當(dāng)年投資計(jì)劃安排編制施工組織進(jìn)度計(jì)劃，并將其交給監(jiān)理工程師進(jìn)行批準(zhǔn)。

2)須建立健全各級(jí)技術(shù)責(zé)任制度，推行全面質(zhì)量管理，建立專職質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)，確保施工安全、質(zhì)量高、進(jìn)度快。并應(yīng)積極開(kāi)展技術(shù)革新，改進(jìn)施工方法，推廣先進(jìn)技術(shù)。

3)復(fù)核工程控制標(biāo)點(diǎn)。設(shè)計(jì)單位所布設(shè)的工程平面高程控制系統(tǒng)在開(kāi)工前向施工單位進(jìn)行移交，施工單位進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行復(fù)核，如發(fā)現(xiàn)有偏差或與實(shí)際不符時(shí)應(yīng)盡快提出，查明原因予以解決。

4)各項(xiàng)工程施工前要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行放線，基坑開(kāi)挖應(yīng)自上而下進(jìn)行，各部分的施工要嚴(yán)格按其施工規(guī)范進(jìn)行。

4 工程施工

4.1 土方開(kāi)挖

基坑開(kāi)挖宜分層分段進(jìn)行，逐層設(shè)置排水溝，層層下挖。根據(jù)土質(zhì)、氣候和施工機(jī)具等情況，基坑底部應(yīng)留有一定厚度的保護(hù)層，在底部工程施工前，分塊依次挖除。在負(fù)溫下挖除保護(hù)層后，應(yīng)立即采取可靠的防凍措施。土方開(kāi)挖如有超挖，不允許回填土，應(yīng)用砂回填密實(shí)。

4.2 土方回填

填筑前，必須清除基坑底部的積水、雜物等;填筑土料，應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，控制土料含水量，鋪土厚度宜為 25 ～ 30 cm，并應(yīng)使密實(shí)至規(guī)定值(15.5 kN/m3)?；炷凉こ淌┕ひ獓?yán)格按《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T 5144 －2001 進(jìn)行，確保施工質(zhì)量。水工混凝土工程的施工必須根據(jù)其所在部位的工作條件，分別滿足強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B、抗沖刷等性能以及施工和易性的要求。要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范進(jìn)行施工，混凝土施工要防止產(chǎn)生裂縫和鋼筋銹蝕。

4.3 混凝土工程

1)水泥:混凝土所用水泥品質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和使用條件選用適宜的品種，其中:水位變化區(qū)或有抗凍、抗沖刷、抗磨損等要求的混凝土，應(yīng)優(yōu)先選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥;水下不受沖刷部位或厚大構(gòu)件內(nèi)部混凝土，宜選用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤炭硅酸鹽水泥或火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥;水上部位的混凝土應(yīng)選用普通硅酸鹽水泥;水泥標(biāo)號(hào)應(yīng)與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度相適應(yīng)，且不應(yīng)低于325號(hào)，水位變化區(qū)的混凝土和有抗凍、抗?jié)B、抗沖刷等要求的混凝土標(biāo)號(hào)不宜低于425 號(hào)。水泥品種不宜太多，不同品種水泥不得混合使用。

2)骨料:粗骨料宜用質(zhì)地堅(jiān)硬，粒形、級(jí)配良好的碎石、卵石。不得使用未經(jīng)分級(jí)的混合石子。其質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。粗骨料最大粒徑不應(yīng)大于結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4;不大于鋼筋最小凈距的3/4;≤80 mm。細(xì)骨料宜采用質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈、級(jí)配良好的天然砂。其質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)范要求。

3)拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用水:凡適宜飲用的水均可使用，未經(jīng)處理的工業(yè)用水不得使用;水中不得含有有害雜質(zhì)，pH 值≥4。

4)外加劑:有抗凍要求的混凝土必須摻加引氣劑或引氣減水劑。含氣量宜為4% ～6%。外加劑的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《水工混凝土外加劑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SD108 的規(guī)定，摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，并按操作規(guī)程摻用。

5)混凝土的配合比:應(yīng)通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)選定，除應(yīng)滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性及施工要求外，還應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)、合理。

4.4 模板工程

模板的型式應(yīng)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工方法相適應(yīng);具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性;保證澆筑后結(jié)構(gòu)物的形狀、尺寸和相互位置符合圖紙規(guī)定，各項(xiàng)誤差在允許范圍之內(nèi);模板表面光潔平整、接縫嚴(yán)密;制作簡(jiǎn)單、拆裝方便、經(jīng)濟(jì)耐用，盡量做到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。

4.5 鋼筋工程

工程所用的鋼筋種類、鋼號(hào)、直徑等，應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件的規(guī)定。鋼筋的機(jī)械性能應(yīng)符合GB1499《鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋》的要求。鋼筋應(yīng)有出廠質(zhì)量保證書。使用前，仍應(yīng)按規(guī)定作拉力、延伸率、冷彎試驗(yàn)。需要焊接的鋼筋，應(yīng)作焊接工藝試驗(yàn)。鋼筋需要代換時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，并征得設(shè)計(jì)單位的同意。

鋼筋安裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度，鋼筋下面或鋼筋與模板間，應(yīng)設(shè)置數(shù)量足夠、強(qiáng)度高于構(gòu)件設(shè)計(jì)強(qiáng)度、質(zhì)量合格的混凝土或砂漿墊塊，側(cè)面使用的墊塊應(yīng)埋設(shè)鐵絲，并與鋼筋扎緊，所有墊塊互相錯(cuò)開(kāi)，分散布置。綁扎鋼筋的鐵絲和墊塊上的鐵絲均應(yīng)按倒，不得伸入混凝土保護(hù)層內(nèi)。

4.6 金屬結(jié)構(gòu)安裝工程

閘門安裝應(yīng)按《水工金屬結(jié)構(gòu)安裝規(guī)范》進(jìn)行，安裝前應(yīng)具備產(chǎn)品出廠合格證;焊接材料必須有出廠質(zhì)量證明書。

1)閘門及埋件安裝。預(yù)埋在一期混凝土中的錨筋、錨板應(yīng)按設(shè)計(jì)圖樣制造和埋設(shè)。土建施工單位在混凝土開(kāi)倉(cāng)澆筑之前應(yīng)通知安裝單位進(jìn)行檢查、核對(duì)。埋件安裝前，門槽中的模板等雜物必須清除干凈。一、二期混凝土的結(jié)合面應(yīng)全部鑿毛。應(yīng)在5～7 d內(nèi)澆筑二期混凝土，如過(guò)期或有碰撞，應(yīng)予復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)合格方可澆筑混凝土，同時(shí)應(yīng)注意防止撞擊。埋件的二期混凝土拆模后，應(yīng)對(duì)埋件進(jìn)行復(fù)測(cè)并作好記錄。

2)啟閉機(jī)安裝。啟閉機(jī)的樅、橫向中心線與從門槽實(shí)際位置測(cè)得的起吊中心線的距離偏差不應(yīng)超過(guò)±2 mm，高程差不應(yīng)超過(guò)±5 mm。雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)，支承面高差不應(yīng)超過(guò)±0.5 mm。難點(diǎn):①河床地質(zhì)滲透系數(shù)大，基坑排水方案需采取周邊挖排水溝給合排水井綜合排水，而且為避免基土擾動(dòng)，初始排水強(qiáng)度不宜太大;②施工期緊，渠首改造的施工必須在9月份灌溉期結(jié)束后才能開(kāi)工，完工時(shí)間在第二年6月底汛期到來(lái)前。本省位于高寒地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)，無(wú)法施工，實(shí)際施工時(shí)間只有3—4個(gè)月。

［1］東迎欣，石文甲. 北部引嫩有壩渠首工程建設(shè)對(duì)嫩江中游魚類的影響［J］. 黑龍江水利科技，2006，34(02):128－129.

［2］劉鴻雁，李曉丹. 基于北部引嫩渠首工程建設(shè)的必要性［J］. 黑龍江水利科技，2010，38(06):163 －164.

［3］朱新華. 烏什縣躍進(jìn)渠首施工質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)分析［J］.黑龍江水利科技，2014，42(06):170 －171.