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        水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)

        2022-07-14 09:12:18焦戈君
        湖南水利水電 2022年3期
        關(guān)鍵詞:泄水閘閘室除險(xiǎn)

        焦戈君

        (進(jìn)賢縣水利綜合服務(wù)中心,江西 南昌 331799)

        1 工程概況

        下埠嚴(yán)橋水閘屬中型工程,等別為三等,主要建筑物級(jí)別為3級(jí),次要建筑物為4級(jí),臨時(shí)建筑物為5級(jí),設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇,設(shè)計(jì)最大過流量為173 m3/s,水閘集灌溉和排澇為一體,主要用于農(nóng)業(yè)灌溉與沿途村民生活用水。水閘興建于1958年,受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)條件和設(shè)計(jì)水平限制,存在施工工藝落后及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足等問題,經(jīng)過長(zhǎng)年運(yùn)行之后,陸續(xù)出現(xiàn)諸多問題:閘墩混凝土、泄槽、閘室底板開裂或老化,表面缺少保護(hù)層;啟閉平臺(tái)結(jié)構(gòu)比較單薄;排架柱露石或不平整;下游漿砌石擋墻存在破損,砂漿脫落,部分位置開裂;交通橋破損或不平整,存在嚴(yán)重的開裂問題,結(jié)構(gòu)不安全;下游段被沖毀,消能防沖起不到作用;消力池尺寸不達(dá)標(biāo)準(zhǔn);上下游缺少護(hù)岸;中間鑄鐵閘門存在一定程度變形或銹蝕,難以有效止水;啟閉機(jī)機(jī)座銹蝕嚴(yán)重導(dǎo)致難以啟閉;未建設(shè)啟閉機(jī)房;未設(shè)置安全監(jiān)測(cè)和通訊管理設(shè)施及建設(shè)管理用房等。

        1.1 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)方案

        一是加固壩體,采取加寬壩體斷面層、減緩壩坡或采用棱體排水的方式進(jìn)行;二是防止壩基滲漏,采取垂直鋪蓋或水平覆蓋;三是合理布置溢洪道;四是排水設(shè)計(jì),在基坑底部及周邊挖掘排水溝對(duì)坡面雨水和滲水進(jìn)行攔截,或在工程上、下游圍堰處進(jìn)行挖集水坑作業(yè)。

        泄水閘選擇開敞式無坎寬頂堰水閘,設(shè)計(jì)水位23.35 m。堰頂高程為21 m,共3孔,孔口寬5 m,中墩厚1.30 m,邊墩厚1 m,閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)9.50 m,基礎(chǔ)高程與閘頂高程分別為20.20 m、24.83 m。工作閘門采用平板鋼閘門,頂高程和啟閉平臺(tái)高程分別為23.70 m和29.33 m,工作閘門槽與檢修閘門槽之間相隔距離保持2.90 m,電動(dòng)葫蘆啟閉。在工作閘下游位置布置交通橋,橋面高程24.83 m,寬度4 m,兩岸土堤與交通橋按照平順方式連接。在各種運(yùn)行工況頻率下,洪水閘上、下游水位及泄流量關(guān)系如表1所示。

        表1 各種運(yùn)行工況頻率下水閘上、下游水位及泄流量關(guān)系表

        1.2 安全監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

        一是沉降觀測(cè)與水平位移觀測(cè)。水平位移監(jiān)測(cè)采取視準(zhǔn)線的方式進(jìn)行。在泄水閘所有閘段中墩位置建立一個(gè)測(cè)點(diǎn),兩岸分別裝置工作基點(diǎn)和校核基點(diǎn),以保證觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其中泄水閘垂直位移監(jiān)測(cè)采取精密水準(zhǔn)法,各閘墩水平位移、垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)采取共用模式,再于閘址上游地基穩(wěn)固的位置設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)。二是流量與水位觀測(cè)。在兩岸下游進(jìn)行流量觀測(cè),在每個(gè)泄水閘的閘前和下游流量觀測(cè)斷面岸邊,分別設(shè)置對(duì)應(yīng)的水位觀測(cè)設(shè)施,實(shí)現(xiàn)全時(shí)段全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。三是揚(yáng)壓力觀測(cè),設(shè)置兩個(gè)橫斷面在泄水閘位置,要求所有的橫斷面位置都要埋設(shè)對(duì)應(yīng)的測(cè)壓管,以實(shí)時(shí)監(jiān)控基底承受的揚(yáng)壓力數(shù)值。

        2 水閘除險(xiǎn)加固施工組織設(shè)計(jì)

        2.1 消防、電工、金屬結(jié)構(gòu)施工組織設(shè)計(jì)

        2.1.1 消防設(shè)計(jì)

        其一,沿河堤堤頂至主交通干道,要滿足消防車輛能夠順暢進(jìn)入各個(gè)閘室;其二,閘室消防門設(shè)計(jì)為向外開啟,在開關(guān)站對(duì)應(yīng)位置配備相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的砂箱、磷酸銨鹽干粉滅火器和泡沫滅火器等;其三,電纜鋪設(shè)必須穿過樓板進(jìn)入屏柜底部孔洞,穿樓板位置與進(jìn)入配電箱底部的孔洞要選擇耐火堵料嚴(yán)密封堵,避免火情發(fā)生時(shí)外泄蔓延;其四,電纜吊架層與層間要選擇防火隔板進(jìn)行隔離;其五,每間閘室及管理房都需要配備磷酸銨鹽滅火器[1]。

        2.1.2 電工組織設(shè)計(jì)

        一是在接近水閘管理房端部布置10 kV變電站,主變電站要安裝在周邊設(shè)置高度不低于2.5 m的圍欄內(nèi)并加以保護(hù);二是在管理房?jī)?nèi)布置4個(gè)低壓配電屏;三是布置防雷與過電壓保護(hù)設(shè)施,并且要求各個(gè)閘室的防雷接地與過電壓保護(hù)采用相同裝置;四是在屋頂設(shè)置避雷網(wǎng)以避免雷電波侵入,使用氧化鋅避雷器對(duì)10 kV進(jìn)線進(jìn)行保護(hù),要求閘站金屬外殼與構(gòu)建完全接地。

        2.1.3 金屬防腐

        鋼閘門及埋件的鋼筋外露部位,需要采用環(huán)氧類油漆進(jìn)行防腐處理,鋅厚度要求≥0.16 mm,油漆底層采用“環(huán)氧富鋅防銹底漆”涂刷,其厚度要求≥0.08 mm,油漆總厚度≥0.38 mm,面層采用“厚漿型環(huán)氧瀝青防銹漆”涂刷,其厚度要求≥0.2 mm,防腐面積為650 m2左右。

        2.2 施工條件控制

        施工過程中所需的油料、鋼材、水泥需要足額配備,塊石料與砂礫石可分別從東鄉(xiāng)縣石料場(chǎng)、溫圳撫河砂場(chǎng)購(gòu)進(jìn);施工用水就近抽取河水,施工期間用電采取就近搭接電網(wǎng)的方式解決。

        2.3 施工導(dǎo)流

        嚴(yán)橋水閘屬于中型水閘,其主要建筑物級(jí)別為3級(jí),次要建筑物為4級(jí),臨時(shí)建筑物為5級(jí),根據(jù)水利水電工程《施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL 303-2017),導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇的洪水重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)橋1號(hào)泄水閘、2號(hào)泄水閘擬建設(shè)成互為導(dǎo)流排水的通道,具體為1號(hào)泄水閘建設(shè)施工時(shí),2號(hào)泄水閘用于導(dǎo)流,反之則是2號(hào)泄水閘建設(shè)施工時(shí),1號(hào)泄水閘則用于導(dǎo)流。導(dǎo)流程序?yàn)椋寒?dāng)年的10月至第二年的2月期間,左岸灌溉閘和1號(hào)泄水閘施工;在水閘上下游河道建設(shè)圍堰擋水,通過左岸2號(hào)泄水閘導(dǎo)流;第二年10月至第三年2月,在2號(hào)水閘上下游河道建設(shè)圍堰擋水[2],利用1號(hào)泄水閘進(jìn)行導(dǎo)流,2號(hào)泄水閘施工。

        采取不同時(shí)段,根據(jù)兩水閘的洪峰泄流曲線及兩水閘閘下河道斷面的水位、流量關(guān)系及泄流曲線確定施工期閘上、閘下水位。其中,水閘施工期設(shè)計(jì)洪水位詳見表2,部分月份月平均流量數(shù)據(jù)詳見表3。

        表2 水閘閘上、閘下施工期20%設(shè)計(jì)洪水位成果表

        表3 嚴(yán)橋水閘斷面施工期設(shè)計(jì)洪峰流量成果表

        根據(jù)主體建筑物工程量加固情況,各段建設(shè)時(shí)間最少為5個(gè)月,即當(dāng)年10月至次年2月,導(dǎo)流流量為5年一遇的洪峰流量18.90 m3/s。1號(hào)泄水閘建設(shè)時(shí),上游圍堰選擇采用袋裝黏土圍堰型,其主要用于臨時(shí)便道使用;下游圍堰則選擇采用均質(zhì)土堰型,其中上、下游的內(nèi)外邊坡施工都采取1∶1.5的比例進(jìn)行,頂寬分別為5 m和2 m。2號(hào)泄水閘建設(shè)時(shí),上游圍堰也選擇采用袋裝黏土并配備均質(zhì)土圍堰型,下游則單獨(dú)采用均質(zhì)土堰型,上、下游的內(nèi)外邊坡施工同樣采取1∶1.5的比例進(jìn)行,頂寬分別為5 m和2 m。需要注意的是在2號(hào)泄水閘施工期間,填筑上游圍堰時(shí)會(huì)造成部分河道變窄,因此需要拓寬該位置河道,以不低于15 m為參考標(biāo)準(zhǔn)。

        2.4 施工布置

        一是在嚴(yán)橋1號(hào)、2號(hào)泄水閘間修筑一條0.14 km的道路便于施工通行;修筑0.5 km的道路用于工程施工區(qū)和料場(chǎng)區(qū)的材料及設(shè)備運(yùn)輸。二是需要將生活區(qū)和管理區(qū)設(shè)定在閘址下游的右岸臺(tái)地位置,其高度應(yīng)保持在24 m左右,占地面積需達(dá)到750 m2。另外,閘址上游的右岸臺(tái)地位置,需建一座混凝土拌和站,并配備攪拌機(jī),采用動(dòng)翻斗車運(yùn)輸及澆筑施工。在拌和站周邊設(shè)置一個(gè)面積約800 m2的預(yù)制場(chǎng),細(xì)骨料、混凝土、水泥堆積保存在拌和站周邊,施工倉庫建設(shè)面積約為200 m2,木材、鋼筋加工廠建設(shè)面積約為100 m2,配合搭建部分簡(jiǎn)易庫房,建設(shè)簡(jiǎn)易工棚。三是施工期間采取就近連接電網(wǎng)的供電模式,在保證用電安全的前提下布置配電設(shè)備并架設(shè)電線,向各施工區(qū)域供電,但仍需配備2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)以防突然斷電;在河道上游建設(shè)一座抽水站,配備80QW60-13-4型潛水泵,布置30 m×30 m×30 m的簡(jiǎn)易儲(chǔ)水池,便于后續(xù)施工所需[3]。

        3 結(jié) 語

        病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固關(guān)系到水閘的安全穩(wěn)定運(yùn)行,對(duì)保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要意義。本文以下埠嚴(yán)橋水閘為例,就水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述分析,以確保病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固的成效和施工質(zhì)量。

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