■洪玉童
(浙江省泰順縣水利電力建設工程公司,泰順 325500)
圍堰是一種圍繞水下基礎平面尺寸外圍修建的臨時擋水設施。 圍堰建成后, 可使基礎工程由水下施工變?yōu)榈孛媸┕ぁ?圍堰的結構形式和材料要根據水深、導流流量、水文地質情況、基礎形式等條件進行選擇。
常用的圍堰形式有土石圍堰、土袋圍堰、漿砌石圍堰、鋼絲籠竹籠圍堰、鋼板樁圍堰和等,通常須滿足下列要求: (1) 圍堰超高0.5~0.7m; (2) 圍堰斷面形狀應適應水流的排泄、 沖刷, 并保證有足夠的強度和穩(wěn)定,確保施工期間不產生倒塌、滑動和傾覆。一般有矩形、 梯形等; (3) 堰內平面尺寸應滿足建筑物的基礎施工的需要; (4) 圍堰要求有較好的止水效果, 減少滲漏; (5)堰體外坡面和河床需要設置防沖刷設施。
其中, 土石圍堰應用于工程量較大, 需要止水處理,堰頂不宜過水的情況;土袋圍堰用于輔助截流,適用于流量小,淺水的情況;漿砌石圍堰需要輔助截流,施工期較長,不宜水下施工,成本較高;灰泥漿砌石圍堰則可直接水下砌筑,防沖刷能力較好,取材方便,成本較低。山區(qū)河流坡陡、水流急,河槽調蓄作用小,如洪水經常暴漲暴落,便會出現堰頂過水現象?;夷酀{砌石同時具備土袋和漿砌石的功能, 水下砌筑截流時形成圍堰, 能起到滿意的止漏效果和堰頂過水的防沖刷要求,同時圍堰也易于拆除。
灰泥漿砌石圍堰成形后不需要進行養(yǎng)護即可擋水,灰泥漿類似于不干膠狀, 不產生裂縫, 堰體出現局部漏洞可直接用灰泥漿堵漏。 經過汛期的堰頂過水后觀察堰頂基本完好,抗沖刷能力相對較好。
灰泥漿砌石圍堰主要適用條件主要有: (1) 材料為粘土、 水泥、 砂、 塊石可以就地取材; (2) 地質條件要求為硬基河床, 不要求水下完全清基, 可留部分浮渣; (3) 結構形式: 圍堰堰體為梯形結構或矩形,頂寬0.6~1.0m, 底寬根據水深而變化, 堰頂超高0.5~0.7m。 迎水面、 背水面坡比一般為1∶0.25、1∶0.25 或1∶0.4、1∶0.1; (4) 計算依據可參照漿砌石相關規(guī)范要求; (5)灰泥漿配比為粘土∶水泥∶砂=3∶1∶1。
圍堰施工組織實施主要有:
(1)施工材料、灰漿拌和場地準備,利用壩坡開挖的粘土和塊石進行堆放準備,就近選擇灰漿拌和場地;
(2)地形選擇在主體建筑輪廓線外,進量選擇河床地勢較平坦,且水流分布較寬淺的位置;
(3)清除堰基部的砂礫石及覆蓋層,滿足建基面可以砌石;
圖1 灰泥漿砌石圍堰
(4)灰泥漿拌和視工程量的大小采用人工或小型挖掘機拌和,先按粘土、水泥、砂的配比進行干料拌和均勻,再適當加水拌和成干性可塑的灰泥漿;
(5)圍堰的砌筑類似漿砌石,可采用人工座漿砌石和機械輔助座漿砌石,關健在于水下施工時要求從深水處開始砌筑,采用總體平行上升的方法,保持較寬的過水斷面,不形成高流速的窄深缺口以免造成灰泥漿的過量沖刷流失。截流砌筑到水面以上形成基坑后,進行基坑排水,從背水坡加厚加高砌筑到設計標高(如圖1)。
友誼水庫的集雨面積162.6km2,根據壩址地理位置條件及拱壩的施工特點,大壩工程采用分期圍堰、底孔導流方式:一期圍左岸導流底孔,由右岸河床導流,導流段河床寬為30m,二期圍右岸,底孔導流。經計算,底孔斷面3.0m×3.0m, 城門洞形, 設置高程為441.40m。 圍堰堰體均采用灰泥漿砌石圍堰, 堰頂寬1.0m,迎水坡1∶0.25,背水坡1∶0.25,考慮枯水期施工,經計算,一期圍堰高3.0m,二期圍堰高5.0m,圍堰僅拆除左岸部分,便于導流及放水。
(1)導流標準
本工程為Ⅳ等工程,根據SDJ338-89《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》的規(guī)定,導流建筑物為5 級,砼類圍堰設計洪水標準為非汛期3 年一遇,相應洪峰流量51m3/s。
表1 不同設計頻率洪峰流量表
(2) 導流方案
由于采用底孔導流, 孔口底高程441.8m, 調洪起調水位選定為441.8m。施工導流計算成果見表2。
表2 施工導流水力計算成果表
(3) 施工圍堰設計
根據水力計算成果, 非汛期3 年一遇設計洪水為446.7m, 相應的堰頂高程為446.8m, 圍堰選定為灰泥漿石圍堰,堰頂寬度1.0m,最大堰高5.0m,上、 下游邊坡1∶0.25、1∶0.25。
(4) 圍堰施工
圍堰清基采用挖掘機清理浮石,圍堰施工土方由附近的料場供應,由1m3挖掘機挖裝,5t 自卸汽車運土至圍堰處,進行機械或人工拌制灰泥漿,人工填筑,塊石利用壩肩開挖的石料現場采集。一期圍左岸,由右岸河床導流, 導流段河床寬為30m, 最大堰高3.0m, 堰頂寬0.8m,二期圍右岸,底孔導流,圍堰高5.0m, 堰頂寬1.0m,施工水深最大達2m,采用水下砌筑,先小斷面施工以滿足截流速度和高度的要求,采用二次加厚砌筑至設計堰高。圍堰成型后,滲漏量很少,完全滿足基坑開挖的要求。圍堰砌筑完成后經跨汛期多次堰頂過水考驗,堰體受沖刷程度輕微。
在工程施工中,灰泥漿砌石同時具備土袋和漿砌石的功能,是一種簡單實用的方法,不需要養(yǎng)護便可以起到實時擋水作用,不但可以水下砌筑截流形成圍堰,又能起到滿意的止漏效果,堰頂過水時的防沖刷能力較好,且圍堰便于拆除。