朱晓坤
中铁十七局集团第三工程有限公司河北石家庄050004
摘要:本文通过石阡县二塘水库工程项目坝体导流施工,利用钢管进行小流量施工导流的做法,取得了良好的预期效果,值得同类水利工程参考借鉴。
关键词:坝体;导流法;导流钢管;微膨胀混凝土
1工程概况
石阡县二塘水库工程项目位于贵州省铜仁市境内,坝址位于龙塘河上游河段,龙塘河属于长江流域乌江水系二级支流,一级支流为长溪河。施工导流采用上游设置土石围堰挡水,下游不设置围堰,涵管过流方案。导流时段为10月至次年3月。导流工作结束后,将坝内埋管端头采用钢板封堵,管内用C25微膨胀混凝土填充密实。
2导流方案的分析
施工工班前期提出采用明渠方式进行导流,笔者经过现场踏勘后认为明渠导流存在以下三点不足之处:
(一)不利于明渠段压占部分的土石方开挖。
(二)明渠导流闭水效果难以保证,给坝基开挖造成麻烦。
(三)明渠导流施工土石方工程量大,后期清理困难。
鉴于以上三点不足之处,结合本工程洪峰流量相对较小、工期短的特点,采用钢管进行底孔导流的方法进行导流。研究实际情况并经过有关计算,最终确定以φ120cm钢管,采用焊接形式接长,坝体内部分采用50cm厚C25混凝土进行外包。导流结束后将坝内埋管端头进行切割,并用钢板进行端头封堵,管内采用C25微膨胀混凝土填充密实,外露钢板采用C25混凝土进行外包。
3水力学及淹没过流量计算
根据查询设计资料可得,该处流水日常流量1.6m3/s-2.2m3/s。根据水力学计算平均过流量相应的钢管直径,其计算公式为[1-2]:
上式中:λ-阻力系数;
-水头损失累计系数。
根据现场实际情况,钢管加工长度为18m,由三根L=6m(厚10mm)无缝钢管焊接而成。将l=18m代入上式中逐步计算可以得出,淹没出流量Q=2.4m3/s。计算结果表明,钢管淹没过流量大于日常流量最大值,所以该规格钢管满足流量要求。
4施工注意事项
(一)导流涵管施工期间,采用简易明渠进行导流。简易明渠施工过程中,做好防渗水处理工作,保证导流涵管基础开挖过程中不至于过多的水渗进基坑。
(二)涵管及镇墩基础开挖至设计标高后,试验室必须对地基承载力进行测定,验证是否符合设计图纸要求,否则上报设计院进行设计调整。
(三)导流涵管上游进口设置黄土草袋横向围堰。围堰顶宽1m,底宽2m,顶部高出钢管管顶约30cm。黄土封闭能够使水流从钢管中完全通过,最大限度的防止水流下渗至基坑内,保证涵管土石方正常快速开挖。
(四)上游水流中可能夹杂一些体积较大的漂浮物,安排专人进行打捞进口处漂浮物,并在进口处安装拦污栅,以免造成堵塞。
(五)导流工作结束后,进行导流涵管封堵。在坝体上下游混凝土面外50cm处将钢管进行切割,端头采用厚10mm钢板进行封闭,并在上游留有出气孔,下游留有混凝土泵管口。采用C25微膨胀混凝土从下游泵管口泵入,直至上游出气孔流出各项指标与进口一样的混凝土为止[3-5]。
5结束语
本导流设计方案在具体应用过程中遇到了一次较强降雨,上游来水量加大,最大流量约为2.4m3/s左右,持续了大约2个小时左右,上游进水口水位淹没涵管进口50cm。项目部采取了三台抽水泵直接将上游来水抽至下游渠道中,减轻了导流涵管的泄水压力,保证了上游水位不再继续上升外溢,安全解除了潜在隐患。
通过本项目对导流涵管的应用,解决了明渠导流压占基础开挖作业面的难题,同时也解决了依靠水泵长期抽排带来的管理上的困难,并且节约了施工成本。钢管导流适用于流量较小的水利工程施工,具有使用方便、操作简单、拆除方便等优点。值得同类水利工程施工过程中借鉴。
参考文献
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[2]长委长江勘测规划设计研究院.水利水电工程工程进水口设计规范[S].北京:中国水利水电出版社.2003.
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[5]曾昊,陈毓陵,谭林璐,等.闸站枢纽闸下的底坎整流措施[J].江苏农业科学.2014,42(5):347-349.