某山塘治理工程新裝放水涵管與原涵管之間空間封堵工作,于2010年10月18日開始施工,10月19日下午5日結束。10月26日進行涵管試放水,發現涵管出流量減少,農灌用水高峰時會影響到下游農田灌溉用水需要。事故發生后,對處理方案研究探討。
一 受堵范圍與變形程度
用直徑20厘米園球接長棒進行查勘,當園球穿進下游涵管9米處時被卡住,說明變形范圍從下游9米處開始,PE管的變形量在100mm以上。目前水庫水位高,上游無法進行測勘,上游方向的受堵范圍及變形量無法探測。
二 受堵危害
放水PE管道,四周受超壓灌漿壓力作用,導致斷面擠壓不規則變形,PE管水流斷面積減少,造成放水涵管放水流量不足,經估算出流量約減少30%左右,下游灌溉農田灌溉面積約1400畝,當遇水庫低水位用水高峰時,影響到農作物灌溉供水量不足。
三 處理方案提出與比較
增加安裝灌溉虹吸管方案
在溢洪道右側或原放水涵管位置,增設灌溉放水虹吸管一條,管徑¢200-300mm,工作壓力1.25Mpa,材料聚苯乙烯(PE)管,并裝放水閘閥與灌水排氣附件,虹吸舵頂安裝在水庫設計正常水位99.0m左右(設計放水管進口高程90.75m,出口高程90.0m)。本方案優點不受山塘水位影響,施工設計面較少,施工時間較短,缺點是新涵管報廢,追加投資8萬。
大壩放水涵管處全斷面開挖方案
本山塘為均質土壩,最大壩高19米,放水涵管布置位置壩高12.6米,放水涵管長度62米,采用開挖重新安裝方案,主要有以下困難;
(1)、目前水庫水位高,土方開挖工程量大,開挖高度達12.6米,高水位開挖不安全。剛處理過的好大壩護坡、啟閉機房需拆除從新建造,經濟損失慘重。開挖部位旁邊無堆土空間,開挖土方只有運堆至下游壩腳空地,回填二次搬運費用增加。
(2)、大壩開挖后,原防滲墻破壞,需外運粘土回填壓實,當地粘土供應困難,外運距20公里以上,采集粘土料成本高。
(3)、為確保施工安全,開挖方案施工需排水降低水庫水位,再增加虹吸管吸水降低水位,或安裝抽水機排水,費用增加多。
本方案優點徹底解決發生的問題,但涉及面大,施工時間長,費用12萬元以上。
3、頂管鉆孔方案
在變形的涵管內進行頂管施工,介質是1:1水泥砂漿,硬度較高,頂管設備適宜土質頂進施工,在固結水泥砂漿上頂進施工,對原涵洞周圍介質震動較大,影響大壩穩定。采用該方案必須制作專用鉆頭,降低頂進速度,嚴格控制頂進軸線精度。頂進施工放水涵管總長74米,采用¢110-280鉆頭頂進施工,總費用10萬元,費用高。
四 最終方案采用與結果
在綜合對三方案的比較,三方案處理都存在時間長、費用高,后采用地質鉆機橫向鉆孔原理,對鉆頭進行改進,根據新涵管軸線從下游橫鉆,到9~11米位置沙漿液流出后貫通擴孔,處理費用5萬,放水試驗成功。對待施工中出現的問題,我們要科學分析,以查勘情況為依據,綜合各方意見決定處理方案。