大沙河水库入库泵站跨汛期施工常见问题及对策
张辉
摘 要:为保证大沙河水库入库泵站在汛期顺利完成建设任务,施工过程中要加强安全措施投入,密切关注天气对施工期的影响,严格控制施工质量、原材料质量,优化配合比试验和施工工艺,加强养护,并根据度汛标准要求,复核汛期导流流量和排水泵的排水流量,避免围堰发生垮塌,确保工程质量安全。
关键词:水库;泵站;汛期;水泥;商品混凝土
为完成大沙河水库入库泵站汛期建设目标,根据大沙河水库工程入库泵站设计、施工单位的汇报,在确保工程质量、安全前提下可采取特殊措施。以目前采取措施的合理性,提出如下建议:
1 项目简介
1.1 工程位置
入库泵站位于水库西南角,与东沟河顺接,围坝设计桩号0+000,中心线与围坝轴线正交。
1.2 设计指标
水库设计蓄水位48.00m、平均水位45.04m、设计死水位41.70m;设计水位由于楼分水闸(东沟引水闸)设计引水流量确定43.45m,最低运行水位由设计水位减去0.50m确定为42.95m。设计入库流量8.0m3/s,小(1)型泵站,4级建筑物,坝后式布置。
1.3 工程布置
入库泵站主要包括上游衔接段、引水闸、前池、进水池、主厂房、过渡段、穿坝涵洞、入库闸、消力池、下游衔接段等建筑物。
(1)上游衔接段。进水口段长8.00m,底部平面呈梯形,底宽由12.50m减缩至9.10m,底高程42.30m,护底采用0.40m厚M10浆砌块石护底,下铺0.10m厚碎石垫层。两岸八字翼墙为M10浆砌块石重力式挡土墙,墙顶由4230m渐升至45.50m。
(2)引水闸段。引水闸为3孔C25钢筋混凝土结构,闸室总净宽7.50m,底板顶高程42.30m,墩顶高程45.50m,闸室长8.70m。闸前设清污机,其后闸墩顶部设C30钢筋混凝土矩形板式交通桥,桥板厚0.30m,桥面高程为45.80m,宽4.00m。其后为机架桥,机架桥板厚0.30m,桥顶高程48.30m,宽1.20m。
(3)前池段。前池底部平面呈梯形,前池扩散角α=19.5°,池长8.50m。池底高程由42.30m降到41.80m,坡降为1∶17。池底采用C25钢筋混凝土护底,厚度0.30m,下铺厚0.10m的碎石垫层。前池翼墙为C25钢筋混凝土悬臂式挡土墙,墙顶高程为45.50m,墙身设排水孔,梅花形布置。
(4)进水池段。泵站的进水池采用矩形开敞式结构,单机单孔的进水方式布置,池底高程为41.80m,池顶高程47.00m。隔墩与底板均为C25钢筋混凝土结构,底板下铺厚0.10mC15素混凝土垫层和厚0.30m水泥土垫层。隔墩前部设拦污栅门槽,并设1.20m宽工作平台。
(5)主、副厂房。主、副厂房一字排列,为钢筋混凝土结构,内设3台1000ZLB-3型立式轴流泵,呈一字形排列,機组间距5.30m。主厂房底板顶高程41.80m,水泵底座安装高程为43.95m,支撑于0.35×0.60m水泵梁上。电机层楼板高程47.00m,布置3台电机。
(6)出水池段。出水池为C25钢筋混凝土整体结构,上游侧为无压矩形竖井,总宽度16.30m,长6.40m,深6.20m,底板顶高程41.80m。下游侧为梯形压力箱,总宽度由16.30m缩窄至14.82m,长2.0m,底板顶高程41.80m,池壁顶高程44.80m。
(7)过渡段。自出水池到穿坝涵洞的过渡段,采用C25钢筋混凝土结构,宽度由14.82m缩窄至3.50m,长14.90m,净高2.5m。渐变段顶板厚0.50m,底板厚0.60m,底板顶高程41.80m,边墙厚0.60m,内设2隔墙,墙厚0.40m。
(8)穿坝涵洞段。穿坝涵洞坝顶高程为49.20m,顶宽60m,迎水坡1∶3.0,背水坡1∶3.0。涵洞为1孔2.50×2.50m的钢筋混凝土箱涵,洞身总长9.00m,底板厚0.60m,边墙厚0.50m,顶板厚0.50m,洞底坡降i=0,洞底顶高程41.80m。
(9)入库闸段。入库闸单孔净宽2.5m,采用C25钢筋混凝土结构,闸底板顶高程41.80m,底板厚0.80m,边墩顶高程48.70m,墩厚0.60m。墩顶设检修平台,检修平台以上为启闭机房,机房底高程为49.20m。闸底板后接C25钢筋混凝土消力池和M10浆砌块石海漫。
(10)消力池及下游衔接段。消力池总长15.0m,闸室出口接陡坡扩散段,长5.0m,陡坡坡度1∶5,净宽2.50~4.63m;水平扩散段,长10.0m,净宽4.63~8.90m,池深1.0m,底板顶高程40.80m,消力池挡墙顶高程由45.50m放坡至43.50m。池后接12.50m长的海漫,边墙为M10浆砌块石挡土墙。
2 明确和解决问题
2.1 关于安全管控
(1)加强安全措施投入,密切关注天气对施工期的影响。雨期即将到来,在施工现场应采取有关防护设施,保证人身安全,减少和避免财产损失,确保施工如期进行。
(2)涉及深基坑开挖、脚手架工程、模板工程及支撑体系、围堰拆除作业等危险性较大的分部分项工程,要形成“专项施工方案”,对于超过一定规模的危大工程要组织专家对方案进行论证。
(3)施工现场应配足安全管理人员,部分单元工程昼夜施工应做好安全防护、设置足够的警示标志。
2.2 关于建材选用及实体检测
(1)对采用水泥搅拌桩施工方案的基础处理工程,施工过程中要严格控制施工质量、水泥品质,使用普通硅酸盐早强水泥(P·O42.5R)或普通硅酸盐水泥(P·O42.5)+早强剂方案,水泥掺量要达到15%~18%,有抗腐蚀性要求的应使用高抗硫酸盐硅酸盐水泥(P·HSR42.5)。根据试验资料、经验,加早强剂可提高强度20%左右,建议及时委托有检验检测资质的单位进行检测,待单桩承载力、复合地基承载力符合设计要求后,进行下一道工序施工。
(2)采用商品混凝土的分部分项工程,要按照《混凝土外加剂》(GB8076-2008),掺加高性能减水剂、早强剂、优质的引气剂,高性能减水剂减水率可达25%以上,如聚羧酸高性能减水剂等。按照《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)做好配合比试验,确保拌合站和入仓混凝土含气量4%~6%,并满足设计强度和耐久性要求。建议使用商品混凝土的分部分项工程,每生产1000.00m3混凝土,检查一次混凝土外加剂用量,外加剂由施工方单独采购,施工和监理共同监督,确保足量添加混凝土外加剂。
(3)混凝土施工过程中,要严格控制原材料质量,优化配合比试验和施工工艺,加强养护,确保工程质量。混凝土龄期7天后,采取回弹法现场测试实体混凝土抗压强度,预留标准试块和同条件养护试块试验,待强度达到28天抗压强度的70%后,方可进行下一步工序施工。
(4)为了达到主汛前的建设目标,经专家论证后建议采取提高混凝土标号的措施,并加强养护,尽快达到设计强度。
2.3 关于施工组织及设备采购
(1)建议施工项目进度计划进行动态管理,及时调整,确保按照目标要求工期完成。
(2)针对灌注桩、搅拌桩等基础处理工程,建议配置足够桩基设备,优化施打顺序,提高施工效率。
(3)建议增加模板、钢管等周转材料配置,拉大作业层面,减少周转次数,提高工效。
(4)建议尽早签订金属结构及机电设备采购加工合同,提前进行定做加工。
(5)为保证泵站工程主厂房的施工进度、质量,避免基坑开挖产生边坡滑塌,建议首先进行打井排水,井距井深根据水文地质条件合理确定,对于含有透水性较弱的地基土层井距建议适当加密。基坑边坡应按设计放坡或采取特殊安全措施。
(6)为满足入库闸工程进度、质量,避免开挖边坡的滑塌,建议做好施工降水,应按设计进行放坡或采取特殊安全措施,完善施工导流和度汛方案。
(7)机架桥等设计为现浇的分部分项工程,经专家论证后,在不影响工程整体质量和结构稳定的前提下,可变更为预制施工,有效缩短工期。
2.4 关于围堰施工
(1)建议在围堰后增加一排降水井,井间距6~8米为宜,降水井应加深孔深,增加井内沉淀管长度,防止细颗粒堵塞降水井。
(2)建议在帷幕两侧分别增设观测井。基坑东、西侧高边坡应增加地下水出逸点观测,杜绝渗透破坏引起边坡失稳,降水井开始降水后应观测井内沉淀物沉积厚度和地面沉降及关系,防止井点集中强降水而造成地面沉降。加强围幕墙内外水头差观测和记录,分析地下水对边坡稳定影响。
(3)建议补充复核控制工况下钢板桩围堰抗滑稳定计算。
(4)建议补充围堰渗流稳定分析,计算渗水流量,采用合理排渗措施,鉴于泵室部分基坑距離围堰有一定距离,建议采用井点两级排水。
(5)建议及时开展第三方检测。围堰应根据防御风暴潮的标准进行稳定计算分析并确定其顶高程。
(6)泵室底部2~3米以下有较厚黏土隔水层,施工现场已加密了排水管井,如排水效果不好,建议增设部分沙井,以利排水。
3 结语
即将进入主汛期,建议在上游方向增设围堰,根据度汛标准要求,复核汛期导流流量和排水泵的排水流量,并据此确定排水泵型号和数量。进一步细化完善度汛应急预案,确保安全度汛。
参考文献:
[1]《平原水库工程设计规范》(DB37/1342-2009)[S].山东:2009.
[2]《水利泵站施工及验收规范》(GB/T51033-2014)[S].北京:2014.
[3]《水闸设计规范》(SL265-2001)[S].北京:2001.
[4]《水闸施工规范》(SL27-2014)[S].北京:2014.
[5]《混凝土外加剂》(GB8076-2008)[S].北京:2008.
[6]《水工混凝土试验规程》(SL352-2006)[S].北京:2006.
[7]《水工混凝土施工规范》(SL677-2014)[S].北京:2014.
[8]《水利水电工程施工安全管理导则》(SL721-2015)[S].北京:2015.