某水利樞紐工程導(dǎo)流設(shè)計與施工

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　1、工程概況

　　某水利樞紐工程擬建于新豐江交匯處的新豐江上，壩址在河源市區(qū)珠河大橋下游140m，溢流壩總長200m，壩高（河床以上）5m，與城市規(guī)劃建設(shè)中的文化廣場相配套。工程是以改善城市水環(huán)境為主要功能，并結(jié)合市區(qū)防洪工程美化市區(qū)。

　　2、地質(zhì)條件

　　地質(zhì)鉆探表明，現(xiàn)有河床主要由河流沖積相的砂礫、卵石構(gòu)成，其下伏基巖為白堊系上統(tǒng)南雄群b組的砂礫巖，僅在局部存在人工填土層和殘積土層。場區(qū)范圍內(nèi)普遍存在厚度較穩(wěn)定的卵礫石層，黃褐色，呈現(xiàn)飽和稍密—中密狀態(tài)，主要成分為卵石，約占60%，粒徑30～100mm，個別>150mm，巖石構(gòu)成成份多為花崗巖、石英砂巖等，呈次圓狀，分選性較好，顆粒由上到下逐漸變粗。其天然滲透系數(shù)在（1～10）×10^-3cm/s之間變化，滲流臨界坡降平均值為0.594，滲流破壞坡降平均值為0.727。地質(zhì)資料表明該區(qū)域滲透性較大，重點在于解決其存在的滲流穩(wěn)定性問題。

　　3、圍堰方案的選擇與施工

　　由于該水利樞紐庫區(qū)滲透性較大，因此選擇一個較好的防滲圍堰方案，是庫區(qū)安全蓄水的根本保證。

　　3.1方案一

　　工程采用先圍右岸（橡膠壩），后圍左岸（泄洪沖砂閘、通航孔）的、兩期兩段分期導(dǎo)流方案。其分期施工程序如下：

　?。?）2001年9月下旬修筑完成一期圍堰，完成基坑閉氣和排水，江水由左岸束窄的河床導(dǎo)流。至11月底，完成高噴灌漿、橡膠壩基座、護坦、海漫、消力池等砼澆筑及漿砌石砌筑。

　?。?）2001年12月下旬修筑完成二期圍堰，至2002年3月下旬完成泄洪沖砂閘、通航孔的圬工及砼澆筑。

　　3.1.1圍堰方案設(shè)計

　?。?）一期導(dǎo)流工程沙包圍堰：一期導(dǎo)流工程圍右岸橡膠壩長200m，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示，尼龍袋裝砂礫石3105m³；袋裝粘土土方1842m³；拋石護坡1909m³。

　　圖1橡膠壩剖面圖

　?。?）二期導(dǎo)流工程土石方圍堰：二期導(dǎo)流工程圍左岸泄洪沖砂閘、通航孔，上下游圍堰各長155m，縱向長105m，結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2所示，工程量為41325m³。

　　3.1.2導(dǎo)流工程投資按當?shù)厮娊ㄖA(yù)算定額計算，采用方案一時，導(dǎo)流工程總投資為132.1萬元。

　　3.2方案二

　　根據(jù)所提供的地形、地質(zhì)、水文資料及工程量，本工程采用兩期兩段的導(dǎo)流施工方法。一期圍堰圍左岸泄洪沖砂閘、通航孔及30m的橡膠壩，一期施工時段為：2001年9月份至2002年1月28日，完成的工程形象為：泄洪沖砂閘42.500m以下項目，包括油壓啟閉機及人字門的安裝調(diào)試、30m橡膠壩砼。二期圍堰圍右岸剩余部分的橡膠壩施工時段為2002年2月28日到4月13日，完成的工程形象為橡膠壩工程及驗收，工程可確保在5月1日前達到蓄水條件，5月中旬具備竣工驗收條件。

　　3.2.1一期導(dǎo)流施工

　　（1）一期導(dǎo)流圍堰堰體采用土方填筑，塊石護坡，以確保堰體穩(wěn)定、防滲及抗沖刷，上下游圍堰軸線長均為112m，縱向圍堰長90m，堰頂高程為34.000，堰頂寬為5m，堰內(nèi)可滿足泄洪沖砂閘、通航孔及30m橡膠壩的施工。本方案一期導(dǎo)流河道寬比原方案寬88m，在同樣水位33.000m條件下過流面積為353m²，根據(jù)流量240m³/s及水位33.000m算得流速為0.6m/s，流速較小，沖刷影響較小。

　?。?）圍堰底部覆蓋層防滲處理。定噴防滲墻鉆孔孔徑為150mm，孔距為1500mm，鉆孔深度入巖0.8m，如采用砂石圍堰，定噴高度應(yīng)達到33.000m高程以上，采用粘土圍堰則定噴高度達到30.000m高程。

　?。?）主要工程量：一期土方填筑26896.35m³；戧堤2084.175m³；拋石護坡1978.2m³；高噴防滲墻2432m³；高噴鉆孔1859m³；一期圍堰拆除26376m³。

　　圖2圍堰剖面圖

　　3.2.2二期導(dǎo)流

　?。?）二期導(dǎo)流工程土石方圍堰。二期導(dǎo)流工程圍右岸173m橡膠壩。上、下游圍堰軸線各長189m，縱向圍堰長70m，堰頂高程33.500m，堰體高度3.5m。導(dǎo)流河道從沖砂閘及船閘通過，經(jīng)計算，流速約為1.33m/s，沖砂閘部份不考慮河床的沖刷影響，因此該圍堰也可滿足施工要求。

　?。?）考慮到二期基坑開挖標高為30.000m，二期導(dǎo)流時水位約32.000m左右，水頭只有2m左右，故二期圍堰可采用強行抽水的辦法，不考慮定噴處理。

　　（3）主要工程量：一期土方填筑29298.48m³；戧堤464.6m³；拋石護坡378.0m³；一期圍堰拆除20258.0m³。

　　3.2.3導(dǎo)流工程投資，按當?shù)貎r格計算，采用方案二時，導(dǎo)流工程總投資為282.9萬元。

　　4、兩種方案的比較

　　4.1先圍左岸還是先圍右岸左岸結(jié)構(gòu)為泄洪沖砂閘和通航孔，結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，而右岸橡膠壩結(jié)構(gòu)相對較簡單，根據(jù)以往的經(jīng)驗，先圍左岸要好于右岸。

　　4.2工期不同

　　方案一先圍右岸利用第一個枯水期做橡膠壩的基礎(chǔ)；再在第二個枯水期做左岸的泄洪沖砂閘和通航孔。這樣整個工程在兩個枯水期完成，工期為16個月。方案二先做復(fù)雜的左岸，再在汛期來臨之前做右岸的橡膠壩基礎(chǔ)，經(jīng)過測算只要合理組織完全有能力在5月初竣工。

　　4.3防滲處理

　　根據(jù)地質(zhì)資料反映，該河床砂卵石覆蓋層厚7.5m，透水性強。沖砂閘，通航孔基礎(chǔ)開挖設(shè)計標高為27.000m，基坑水位必須降至26.500m以下才能滿足施工的需要。設(shè)計外江水位為33.400m，水頭為6.9m。如砂卵石覆蓋層方案一不進行防滲處理，據(jù)初步計算，基坑的滲水量約為13.9×104m³/d，相當于12臺480m³/h抽水機的抽水量，其運行成本及設(shè)備投入相當大。為此，一期圍堰必須采用高壓定噴防滲墻防滲。

　　4.4投資比較

　　方案一投資為132.1萬元，方案二投資為282.9萬元。從投資上看，方案一比方案二節(jié)約一百多萬元。但從現(xiàn)在施工來看，不做定噴防滲，圍堰根本就無法正常作業(yè)。方案二做了定噴防滲措施抽水費用降了很多，每天僅一臺480m³/h抽水機的抽水量，抽水費用可節(jié)省了一百多萬元（按當?shù)仉妰r計算），這樣方案二不僅與方案一價格持平，重要的是圍堰施工得到保證。

　　5、結(jié)束語

　　某水利樞紐工程是市政府的民心工程，深受當?shù)馗鹘绲淖⒁?，工程能否順利進行，關(guān)鍵是圍堰的正常使用和安全，選擇圍堰的方案成了重中之重，本文從兩種方案的對比中選擇較佳方案，在保證整個投資不變的前提下第二種方案較第一種方案更能保證工程的順利進行，實踐表明，選擇較佳方案是保證工期及保證工程質(zhì)量的重要因素。