于名偉
(山東臨沂水利工程總公司,山東臨沂 276000)
截流備料分為圍堰填筑材料及截流拋填料。圍堰填筑采用上游河道疏浚開挖料及上游棄土場堆料進(jìn)行回填。截流拋填料,準(zhǔn)備鋼筋籠(主筋φ20@150,箍筋φ12@100)20 個、塊石(預(yù)置2500m3)、噸袋(內(nèi)填砂卵石料)2000 個、擬采用大塊石料進(jìn)行拋填龍口,根據(jù)現(xiàn)場龍口水流流速情況增減塊石數(shù)量及重量等。拋填料及大塊石料堆放在左右岸圍堰臨近處,便于截流拋填。
一期右岸河道上下游疏浚已按設(shè)計高程開挖完成。上游通過開挖導(dǎo)流槽將左岸主河槽水引進(jìn)右岸已完3 孔閘段進(jìn)行導(dǎo)流,下游河水經(jīng)3 孔閘段后進(jìn)入左岸主河槽自流。上下游河道無影響阻水的部分。
1.2.1 上游疏導(dǎo)
在二期橫向圍堰上游420m 處開挖導(dǎo)流槽,槽寬30m,槽底高程與上游護(hù)底一致,為3650.0m,將主河道水流向右岸已完三孔閘室引導(dǎo)。在導(dǎo)流槽下游50m 和上游100m 處設(shè)置填筑兩處丁壩,將上游主河道水流挑引至導(dǎo)流槽。
1.2.2 截流非龍口進(jìn)占施工
非龍口進(jìn)占主要利用現(xiàn)場砂卵石料結(jié)合部分噸袋及少量特殊料直接上堰拋投,具體方法如下:
(1)圍堰進(jìn)占時,需選用自卸式車輛進(jìn)行拋填,若是水位不深,應(yīng)在明確堤頭穩(wěn)定情況的基礎(chǔ)上合理選用拋投方式,常用的方法是于堤頭處利用自卸車輛進(jìn)行卸料,采用全斷面拋投方式。若進(jìn)占水位相對較深,則可于提頭處卸車集料,之后利用推土機(jī)輔助趕料而后完成拋投作業(yè)。截流挖掘時,需利用液壓反鏟挖掘機(jī),還需利用裝載機(jī)等其他設(shè)備輔助。
(2)非龍口段進(jìn)占施工寬度與設(shè)計相符時,可利用大型石塊進(jìn)行左右兩側(cè)岸戧堤堤頭的保護(hù),且要做好堤頭下游角保護(hù),以免在水流回流沖刷時,因下游角受損而使提頭出現(xiàn)穩(wěn)定性下降或坍塌事故。
(3)若進(jìn)占過程中,非龍口處存在較大的水面流失現(xiàn)象,必要時根據(jù)具體情況拋填大塊石料等特殊料物。
1.2.3 龍口布置及寬度選擇
拉薩河5#閘工程二期導(dǎo)(截)流施工時,利用一期己完工的右岸3 孔閘段導(dǎo)流,同時二期縱向圍堰己在一期圍堰的圍護(hù)下實施完成。左岸河槽即為龍口。本工程二期截流主要是利用雙向進(jìn)占的方式填筑戧堤,逐漸束窄河槽最終和己建的二期縱向圍堰相合龍。
1.2.4 截流龍口進(jìn)占施工
進(jìn)占截流戧堤龍口段時,可應(yīng)用的進(jìn)占方式主要有兩種:①全斷面推進(jìn)進(jìn)占;②凸出上游挑角進(jìn)占,堤頭拋頭時,既可直接進(jìn)行拋投作業(yè),也可集中推進(jìn)后再拋投,或是應(yīng)用卸料沖砸拋投等其他方式。
(1)進(jìn)占方式選擇。通過對堤頭穩(wěn)定性進(jìn)行分析,可兩種進(jìn)占方式結(jié)合作業(yè):①選用在提頭集料并利用裝載機(jī)趕料法進(jìn)行拋投作業(yè);②自卸車直接拋填。
(2)進(jìn)占方法應(yīng)用。堤頭趕料法主要應(yīng)用于坍塌系數(shù)較高的施工段,可于堤頭處利用自卸車進(jìn)行卸料,卸車量為3~5 車左右,集料達(dá)到100m3即可,而后利用裝載機(jī)趕料并完成拋填作業(yè)。根據(jù)實際情況采用石渣料、噸袋、大塊石料快速拋投跟進(jìn)護(hù)。
1.2.5 閉氣
若要降低戧堤流量,快速完成下基坑施工,應(yīng)于戧堤合龍加高施工完成后,在迎水面采用粘土料或混凝土進(jìn)行閉氣;同時,為保障工程截流安全,合龍后需立即跟進(jìn)戧堤上游側(cè)堰體填筑料,并盡快開始圍堰防滲施工,實現(xiàn)圍堰閉氣。
施工過程中,確保其容量大小及效率高低均與設(shè)計相符,以達(dá)到規(guī)定的截流拋投強度,且要結(jié)合雙堤頭進(jìn)占情況合進(jìn)進(jìn)行挖掘裝運設(shè)備的選配。推料及挖裝設(shè)備應(yīng)分別應(yīng)用50 裝載機(jī)及卡特320D 挖掘機(jī),且需利用裝載機(jī)及噸位為25t 的自卸車進(jìn)行鋼筋石籠的運送,并充分考慮備用及富裕,擬配置25t 自卸汽車共10 輛,裝載機(jī)4 臺,挖掘機(jī)6 臺。
管理人員:10 名,駕駛員、操作手:22 名,截流各組人員:25名,修理工:2 名,電工:2 名,其他輔助人員:4 名。
結(jié)合施工導(dǎo)流布置及進(jìn)度安排,根據(jù)截流時期重現(xiàn)期近5~10 年內(nèi)的月平流流量作為依據(jù)進(jìn)行截流標(biāo)準(zhǔn)的確定。采用P-III型曲線法,結(jié)合1956—2016 年10 月期間的徑流量進(jìn)行統(tǒng)計,計算出5 年及10 年一遇的10 月流量均值分別為每秒鐘339m3與384m3。
龍口位置位于主河槽中間部位,龍口寬度的確定應(yīng)以預(yù)進(jìn)占填筑渣料特性為依據(jù),并結(jié)合河床束窄程度,最終確定寬度值以60m 為宜,可將龍口進(jìn)占區(qū)劃分為三個部分:一區(qū)龍口寬度應(yīng)介于50~60m 之間,流速為每秒1.821~1.939m。二區(qū)龍口寬度應(yīng)控制在15~50m 之內(nèi),平均流速為最低值為2.083m/s,最高不能超過2.415m。三區(qū)的龍口寬度應(yīng)低于10m,且平均流速應(yīng)控制在每秒2.42m 以內(nèi)。當(dāng)龍口合龍時,上游壅高水位為3651.11m,龍口下游水位為3650.09m,最大瞬時落差為1.02m。
3.3.1 戧堤頂高程計算
根據(jù)水文成果,閘址區(qū)域的5 年一遇10 月流量均值為每秒339m3,閘下水位及底板高程數(shù)值接近,分別為3650.09m 與3650.00m。
閘門臥倒后閘面頂高程為3650.33m,按照有底坎寬頂堰計算閘上水位經(jīng)計算,對應(yīng)5 年一遇的10 月平均流量339m3/s,計算得出閘上水位為3651.11m。進(jìn)占時,應(yīng)實時觀測截流戧堤頂部高程,以免其受到洪水漫溢和沖刷,相應(yīng)導(dǎo)流建筑物級別降低一級,取當(dāng)月洪峰流量對應(yīng)上游靜水位加高0.50~1.0m。本工程導(dǎo)流建筑物為4 級,因此,戧堤級別為5 級,可以上游靜水位作為截流戧堤頂高程值的確定依據(jù),應(yīng)比上游靜水位高出0.5m 左右。上下游戧堤頂高程有相應(yīng)的高度差,若下游戧堤頂高程為3650.59m,上游戧堤頂高程應(yīng)比之高出1.02m,且以1:2 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行迎水及背水面邊坡的設(shè)置。
3.3.2 戧堤頂寬計算
根據(jù)《施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL 303—2017),截流戧堤頂寬根據(jù)回填強度、行車密度和回填方式確定,宜取10~25m。本工程截流戧堤回填總量約為10440m3,截流時間為20d,日回填強度為522m3/d,20t 自卸汽車車載卵石混合土約26.1m3,共需25t 自卸汽車26 輛,考慮從取土到回填壓實時間約為1h,可以雙向車道的寬度作為戧堤頂部的寬度值,設(shè)置為10m 即可。
(1)二期工程截流期間加強水環(huán)保保護(hù)措施,對外置堆土及時苫蓋、車輛過往道路及時灑水降塵、噪聲鳴笛及時制止、對一期有害物質(zhì)及建筑生活垃圾妥善處理。
(2)二期導(dǎo)截流后上游主河槽水位升高,下游主河槽無影響。
(3)二期工程截流前應(yīng)對己完工的右岸3 孔閘段進(jìn)行驗收。
(4)二期工程截流期間,應(yīng)組織做好水文監(jiān)測與水情預(yù)報工作,時刻監(jiān)測上游來水及閘址處上、下游水位及龍口處實測流速。
(5)根據(jù)上游來水流量、實測流速及時調(diào)整截流進(jìn)度,并以此為依據(jù)確定拋填塊石粒徑。若上游來水流量不超過每秒339m3,可適當(dāng)提升截流施工速度,若來水流量高于這一數(shù)值時,則應(yīng)根據(jù)實測流速及時調(diào)整拋填塊石粒徑,確保截流工程能夠順利完成。
(6)為降低截流難度,增加泄流能力,減少截流上下游水位差,減少截流材料流失量,建議截流前從主槽向右岸己建液壓壩挖導(dǎo)流槽。
(1)左岸主河槽維持現(xiàn)狀。
(2)左、右岸上、下游灘地,按設(shè)計河道疏浚范圍及高程進(jìn)行清理。
(3)二期橫向圍堰及縱向圍堰進(jìn)行清理。
(4)對施工現(xiàn)場建筑垃圾、生活垃圾進(jìn)行清理。
拉薩河綜合整治工程5#閘建設(shè)工程導(dǎo)(截)流工程施工按照總進(jìn)度計劃按期截流完成,為高原地區(qū),特別是拉薩河流域待建攔河閘的導(dǎo)(截)流施工積累了寶貴的經(jīng)驗。同時,即節(jié)約了管理和施工成本,也取得了良好的社會效益。
(1)本工程的導(dǎo)(截)流施工充分利用了現(xiàn)場及工程周邊村莊的機(jī)械設(shè)備資源,項目部也組織了有豐富導(dǎo)(截)流經(jīng)驗的技術(shù)骨干親臨指揮,為二期工程能夠如期完成奠定了基礎(chǔ)。
(2)在導(dǎo)(截)流施工過程中沒充分利用了右岸主體工程開挖存料、左岸上、下游清淤料以及右岸臨建設(shè)施拆除料,節(jié)約了施工成本,增加了經(jīng)濟(jì)收益。
(3)二期導(dǎo)(截)流施工備料,原投標(biāo)方案是根據(jù)初設(shè)要求在附近石料場采購石料作為截流龍口拋填料。經(jīng)項目組織方案優(yōu)化后,為避免對環(huán)境的影響,盡量減少對石料的需求,改用噸袋,內(nèi)裝現(xiàn)場清淤外運的砂卵石料。同時,增加鋼筋籠,固定拋填石料,減少石料因水流沖刷造成的流失。所選用的石料均從拉薩市周邊在建高速公路隧洞中進(jìn)行運取,保證了西藏地區(qū)對本工程的環(huán)保要求,同時也取得了良好的社會效益。