申由君
【摘要】米蘭河山口水利樞紐工程位于新疆若羌縣境內的米蘭河上,壩址位于米蘭河出山口上游,距下游第一引水樞紐約4km,距若羌縣城約117km,距米蘭鎮(農二師36團)約34km。地理位置:東經88°51′,北緯37°58′。米蘭河山口水利樞紐工程開發任務是向羅鉀工業供水和農業灌溉供水,同時結合工業水量發電,是一座承擔綜合利用任務的水利樞紐工程。
【關鍵詞】米蘭河山口水利樞紐工程;導截流;施工
1、工程概況
工程主要由擋水壩、導流兼泄洪排沙洞、溢洪道、發電引水系統及電站廠房等組成。大壩為瀝青混凝土心墻壩,最大壩高83m。大壩為2級建筑物;導流兼泄洪排沙洞、溢洪道、發電引水洞為3級建筑物;水電站廠房為4級建筑物。
2、施工方案
2.1 導流度汛標準。根據施工進度安排,第三年洪水期過后壩體可上升至上游圍堰設計高程以上,同年汛期采用壩體臨時斷面擋水,導流兼泄洪排沙洞泄流。根據《水利水電工程施工組織設計規范》(SL303-2004)有關規定,本工程壩體度汛期的壩前前攔洪庫容小于0.1億m3,壩體施工期臨時度汛洪水標準為p=2%-5%,綜合分析施工進度,度汛期對施工的影響及大壩安全施工等各種因素,第四年壩體臨時斷面擋水度汛的標準取p=2%,相應洪峰流量為620m3/s。
2.2 導流時段。大壩施工導流、度汛劃分為三個時段:初期圍堰擋水時段、主體工程施工期壩體臨時度汛河蓄水完建時段。
2.3 導流方式。施工導流采用河床一次斷流,上下游圍堰擋水,左岸導流隧洞全年導流的方式。根據設計要求,導流方式采用堤頂高程1385m,截流堤施工,根據現場實際情況,從河道上游距導流洞進口456.64m處,坐標:X=399829.9060;Y=4315236.9350;Z=1384.62的右側山嘴處,順河床而下自右向左填筑導流堤進行單堤擋水,利用河床做引水渠,可以將河水直接導入導流洞進行導流。
2.4 導流建筑物。由于工程河道平均縱坡較大為31.4‰,根據導流洞出口水位與流量關系曲線,導流期20年一遇洪水標準,經調洪驗算下泄流量為178.63m3/s,其水位為1362.2m,低于大壩建基面1367m,故本工程不設置下游圍堰,只修建上游圍堰進行擋水。本工程導流建筑物由導流兼泄洪排沙洞、上游圍堰組成。
2.4.1 導流兼泄洪排沙洞。導流兼泄洪排沙洞布置于河床左岸,溢洪道右側,采用有壓短管進口無壓洞,由進口引渠段、閘井段、洞身段、出口段等組成,進口底板高程為1383m,進口孔口尺寸為3.5mX3.5m,導流流量為178.63m3/s,度汛流量為206.22m3/s。
2.4.2 圍堰。根據瀝青心墻壩結構布置的特點,上游圍堰采用與大壩結合,上游圍堰是壩體的一部分,因此圍堰基礎處理和圍堰填筑標準應與大壩設計標準一致。
上游圍堰堰前水位為1401.5m,設計堰頂高程為1403.00m最大堰高位33m。上游圍堰與瀝青心墻壩結合布置,堰頂寬10.0m,迎水坡1:2.25,背水坡1:2.0,圍堰防滲采用土工膜斜墻,土工膜斜墻填筑頂高程為1402.5m,土工膜厚0.6mm,土工膜兩側分別設0.3m厚的細沙墊層及0.6m厚的過渡料。迎水坡采用垂直厚度1.0m的拋石護坡進行防護,土工膜與基礎的連接采用C20混凝土錨固。
招標階段圍堰基礎防滲采用帷幕灌漿單排,間距1.0m,最大灌漿深度為12m,技施階段根據現場施工進度及地形條件,在圍堰施工的同時,大壩基礎處理及防滲墻混凝土澆筑已基本完成,后期大壩基礎瀝青心墻混凝土澆筑不受堰體滲水影響,因此對圍堰基礎防滲進行優化,取消原設計基礎為么灌漿,同時加強大壩基坑抽排水強度。
2.5 截流。工程截流采用單戧立堵方式。立堵截流簡單易行,輔助設備少,造價低,且已積累了豐富的經驗,本工程截流落差較小,所以截流采用立堵方式。截流戧堤左岸地形相對右岸較平坦,便于堆放截流材料,也便于布置施工道路,所以龍口位置設在右岸,截流采用從左岸向右岸進占的單戧立堵法,截流填筑料初步選擇左岸下游料場沙礫料。
2.5.1 截流前的施工準備。截流前檢查落實料源、料場和特殊材料的備料情況,對截流道路進行維護和修筑,確保道路暢通,料源充足;提前進行水文、氣象觀測,為截流施工時間確定和具體施工安提供準確的資料;根據截流設計的施工安排和進度的要求,提前作好機械設備配置;成立截流施工領導小組和組織機構,組織施工及協調系統運轉情況,確保截流各項工作在統一指揮下有序進行。
2.5.2 施工程序。導截流施工→截流→合龍→觀察(必要時導截流堤加寬培厚)。
2.5.3 截流渠施工方法
(1)導流渠開挖。首先根據測量控制的導流渠軸線按照設計縱坡將渠道底寬進行開挖,開挖料用于渠堤填筑,渠底軸線左右各5m及渠堤填筑范圍內整平,用25t振動碾碾壓密實。
(2)渠堤填筑。利用河床內的砂礫石料,反鏟挖裝,自卸車拉運。預進占堤頂寬為8.0m,填筑過程中保證堤頂平整度,并用振動碾碾壓密實。以保證龍口合龍過程中車輛的的順利通行。開挖料不夠時在導流渠上游開采填筑料。
(3)細沙保護層填筑。細沙保護層鋪設在膜下,采用壩體右岸坡原始堆積的風積沙為砂墊層。首先將設計基面以下0.8m深進行開挖整平碾壓后進行細砂填筑。細砂由自卸車運輸至渠底,推土機或裝載機整平。
(4)土工膜鋪設。導流堤邊坡由人工清理平整,清除邊坡的尖銳物和有可能破壞土工膜的一切雜物,土工膜采用人工鋪設,接縫采用焊膜機進行焊接,焊接好后檢查是否有漏焊和燙傷,如有及時補救;土工膜的內外層土工布采用手提式縫紉機進行縫合;土工膜下端埋入基面以下1m,上端埋入堤頂,埋深0.75-1m。
(5)渠底砂礫石護底填筑。砂礫石在庫內開采,自卸車運輸至填筑現場,挖掘機輔助人工鋪筑,鋪筑厚度為0.5m,人工平整,不得破壞土工膜。
(6)截流。本工程截流戧堤軸線長為456.64m,截流前預進占426m。龍口部位截流戧堤在截流后施工,截流采用明渠導流截流。
3、結語
該施工技術目前在中小型水庫導截流施工中得到了很好的應用,在施工過程中通過對原設計方案多個環節進行優化調整,降低了工程施工難度,提高了施工效率。該工程為國內類似工程施工提供了寶貴經驗和科學依據。