□李 霞(桐柏縣水利局)
曹樓水庫位于桐柏縣回龍鄉(xiāng)梁崗村,屬淮河流域毛集河支流,水庫控制流域面積1.74 km2,主河道長2.70 km,河道平均比降0.05,大壩為均質(zhì)土壩,壩頂高程185.00~185.23 m。最大壩高11.80 m,壩長93.30 m。壩頂高程182.50~183.27 m以上,為風(fēng)化砂壩,水庫于1973年8月開工,1974年11月竣工,是一座集防洪、灌溉為主,結(jié)合養(yǎng)殖等綜合利用的?。?)型水庫。曹樓水庫工程等別為V等,主要建筑物級別為5級,水庫原設(shè)計防洪標準為20 a一遇設(shè)計,200 a一遇校核,興利水位181.80 m,興利庫容31.40萬m3;死水位175.10 m,死庫容為3.00萬m3。水庫下游回龍村、袁溝村等6個行政村,人口0.08萬人,耕地64.00hm2,地理位置重要。
2.1.1 工程項目
曹樓水庫除險加固工程主要包括大壩加固、溢洪道護砌、輸水洞進口段拆除重建、監(jiān)測設(shè)施、防汛路及管理房工程。
2.1.2 對外交通
曹樓水庫位于桐柏縣回龍鄉(xiāng)梁崗村,交通方便。距離大壩不遠處既有村村通公路,有農(nóng)用生產(chǎn)路可進入庫區(qū),并直接連接壩頂,小型施工機械可以通過,大型施工機械通行不便,施工時需拓寬,作為臨時施工道路。
2.1.3 施工場地條件
壩址下游為丘陵區(qū),土料場充足,運距1000 m。
2.1.4 建筑材料的來源,水電等供應(yīng)條件
工程所需主要建筑材料有水泥、砂、石料、柴油、黃泥、汽油、鋼筋等,大部分材料都可以從桐柏縣城購買,運距45 km。位于水庫下游10 km處毛集河砂砂場,砂料場開采條件較好,場地開闊,有公路通往料場,運距約10 km。距水庫20 km處的毛集鎮(zhèn)鐵山石料場,石料場巖性為花崗巖,儲量及質(zhì)量滿足要求。
工程的施工用水、用電較為方便,施工用水可直接從水庫中提取,用水水質(zhì)和水量均能滿足生產(chǎn)需要,施工用電可從曹樓村引入,電源可以滿足施工要求。
該流域地處北亞熱帶北部邊緣,屬亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候,季風(fēng)進退與更迭較為明顯,四季分明。多年平均降雨量為1163.00 mm,降雨主要集中在7-9月,約占全年降雨量的80%,且多以暴雨形式出現(xiàn)。夏季炎熱多雨,庫水位較高,且可能遭遇洪水,故施工應(yīng)避開汛期。春、秋兩季晴和氣爽,適宜施工。
3.1.1 大壩清基
清基土方平均厚度30 cm,把壩體上的雜草、灌木連根清除,所開挖的土方均作為棄土堆置。
3.1.2 壩體施工
3.1.2.1 大壩上游護坡整修
大壩上游護坡平均坡度1:2.35,有干砌石護坡,護坡石松動脫落嚴重,壩坡淘刷,需進行整修。設(shè)計以死水位現(xiàn)狀壩腳為基點,在清基處理的基礎(chǔ)上,將上游坡整修為1:2.35。
3.1.2.2 現(xiàn)澆混凝土板護坡施工
首先進行測量放線,完成漿砌石齒墻施工,并將壩坡用挖掘機反鏟夯實,必要時采用人工輔助修整、夯實,經(jīng)監(jiān)理驗收合格后,開挖防滑槽,進行下道工序施工。
每層混凝土面板澆筑前,先在防滑槽及板與板之間橫縫位置鋪設(shè)40 cm寬無紡?fù)凉げ迹缓蟛捎?2 cm×5 cm×300 cm及12 cm×5 cm×200 cm的木模作為模板,用卡具固定好模板,再澆筑混凝土,保證澆筑混凝土振搗后模板不走樣。
護坡C20混凝土采用攪拌站集中供應(yīng),由于在坡面澆筑,塌落度控制在3~5 cm,且和易性好。在模板內(nèi)表面涂抹一層脫模劑,再澆筑混凝土。先用振搗梁或平板振動器振搗后,再用人工插釬振搗或平振、整平,人工收面三次,并保證原漿收面。
混凝土養(yǎng)護,每施工完成一段待初凝后,每天灑水1~2次,并用養(yǎng)護膜覆蓋密封養(yǎng)護,保證混凝土表面24 h保持濕潤。
3.1.2.3 下游壩坡整修施工
施工工序為:清基-分層填筑-碾壓-壩坡整修-草皮護坡及修建排水溝。施工時應(yīng)嚴格按照規(guī)范規(guī)定的相關(guān)技術(shù)要求。土方充分利用整修時消坡土方,消坡土方不足時再采用土料場外調(diào)土方。下游壩坡整修后坡度保持為1:2.15。土方開挖運輸與填筑碾壓均采用機械施工,從庫內(nèi)料場將符合質(zhì)量指標要求的土料,用小型翻斗車運輸至作業(yè)面,74 kW推土機推平,平鋪厚度0.30 m左右,使小型震動碾進行壓實,注意搞好層間結(jié)合及施工段落之間的結(jié)合,壓實度達到96%。機械無法壓實的部位,用打夯機壓實,夯實干密度應(yīng)達1.60 t/m3以上。
3.1.2.4 壩頂?shù)缆肥┕?/p>
壩頂?shù)缆窇?yīng)在壩體灌漿后進行。壩頂?shù)缆肥┕r,先清理、整平壩頂,然后回填泥結(jié)石,整平壓實,并做成設(shè)計橫坡。
3.1.2.5 大壩灌漿施工
大壩接觸帶充填灌漿范圍為樁號0+045~0+085,雙排,灌漿分兩序施工,終孔間距0.75 m,布孔沿原壩軸線布置。灌漿頂部高程在壩基線以上4.00 m;底部深入基巖1.00 m。
充填灌漿鉆孔采用干鉆法,施工時采用套管護壁。鉆孔采用XY-2型地質(zhì)鉆機,φ59~75 mm合金鉆頭造孔,鉆孔必須保證鉛直,其孔位偏差不超過鉆孔深度的2%。
灌漿材料采用水泥粘土漿,水泥與粘土重量比為2:8。水泥采用42.5普通硅酸鹽水泥,細度要求通過80 um方孔篩的篩余量不大于5%(重量計)。水泥應(yīng)保持新鮮,受潮結(jié)塊者不得使用。
壩體充填式灌漿施工時先灌上游排,再灌下游排。采取自下而上循環(huán)灌漿,灌漿段長度保持5.00 m不變,灌漿壓力≤0.05 MPa。
3.2.1 溢洪道邊坡采用M7.5漿砌石護砌。
3.2.1.1 對石料的要求
砌體所用石料應(yīng)質(zhì)地堅硬,無風(fēng)化剝落和裂隙。
3.2.1.2 施工方法
漿砌,施工采用鋪漿法,使用前塊石必須用水濕潤,并洗凈表面附著的泥土和水銹,用大的塊石砌腳,石料大小搭配,外表面要平整,逐坡臥砌筑漿,砂漿填充飽滿。石塊之間較大的空隙應(yīng)先填砂漿,后用小石片嵌實,上下層要互相錯縫,內(nèi)外交叉搭砌。
3.2.2 溢洪道底板主要采用C20混凝土護砌
在溢洪道左側(cè)平緩河灘設(shè)置拌和站,混凝土采用泵送模式入倉,插入式震搗器與平板式震搗器結(jié)合。震搗密實。施工中應(yīng)嚴格按設(shè)計標準和規(guī)范要求,對材料的質(zhì)量、規(guī)格、配合比、拌和、運輸、澆筑、養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督檢查。
新建輸水洞進口段主要施工內(nèi)容為原爬坡漏挖除;C20鋼筋混凝土洞身;M7.5漿砌石啟閉機室基礎(chǔ)及磚混結(jié)構(gòu)啟閉機室;新建輸水洞出口泄洪閘。
爬坡漏鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工。人工綁軋鋼筋立模,混凝土澆筑采用1臺0.80 m3攪拌機和1臺0.40 m3攪拌機拌和,1 t機動翻斗車水平運輸200 m,采用履帶機吊垂直運輸入倉,然后插入式震搗器與平板式震搗器結(jié)合,震搗密實,并做好養(yǎng)護。
施工過程中注意按設(shè)計要求預(yù)留伸縮縫并做好止水?;炷翝仓墓ぷ骺p應(yīng)按施工規(guī)范要求,混凝土表面應(yīng)用壓力水、風(fēng)砂槍或刷毛機等方法加工成毛面并沖洗干凈,排除積水,層面鋪2~3 cm厚的高標號水泥砂漿后再澆筑新混凝土。為防止產(chǎn)生溫度裂縫,本工程混凝土應(yīng)避開低溫季節(jié)。
防汛路施工時,先將設(shè)計區(qū)域內(nèi)的地面回填至相應(yīng)高程,然后進行平整,用16 t機械壓實后,再在上面鋪筑150 mm厚10%水泥穩(wěn)定土基層,然后鋪筑150 mm厚C25混凝土路面,注意做好養(yǎng)護,并預(yù)留縮縫和脹縫。土石方本著移挖作填,就近利用,減少運距的原則進行調(diào)配。
由于工程施工線較長,施工面較大,為施工方便及節(jié)約投資,拌合場設(shè)置一個,布置在大壩下游河灘。項目部布置在左壩肩擬建管理站位置,生活和交通都比較方便。大壩下游整修需要外調(diào)土方,設(shè)計在庫區(qū)下游灘區(qū)設(shè)一土料場,就進取土,平均運距1.00 km。
在滿足施工進度的條件下,工程擬定臨時水泥工棚建筑面積200 m2,作為項目部生活用房;擬定帆布工棚200 m2,主要用于施工人員住宿及施工材料倉庫。
根據(jù)水文分析,設(shè)計圍堰時非汛期11-12月5 a一遇最高水位為176.80 m,鑒于水庫淤積情況,圍堰平均建基面高程取死水位175.10 m以下1.00 m,安全超高取0.50 m,則圍堰頂高程177.30 m,圍堰平均高3.20 m。
圍堰設(shè)計為土石圍堰,迎水面0.50 m寬用袋裝粘土防浪,頂寬共2.00 m,兩側(cè)邊坡均取1:2。
秋季10月份進行施工準備,11月初開工,主汛期到來前5月底竣工,總工期8個月。由于總體工程量較小,工作面較大,各個分項工程施工互相干擾較小,可交叉施工以加快施工進度。根據(jù)工程特點,大壩整修加固、溢洪道護砌、壩體灌漿、輸水洞爬坡漏重建等主體工程可同時進行。
根據(jù)水庫存在的主要問題,為了確保保護區(qū)內(nèi)人民生命財產(chǎn)安全,保障水庫受益范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)供水及農(nóng)業(yè)灌溉,并達到小型水庫管理標準,確保工程效益的正常發(fā)揮,對曹樓水庫進行除險加固是十分必要的,也是十分緊迫的。