復(fù)合土工膜面板堆石壩無動力自浮式攔污漂施工創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

李小峰，馬文振

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司國際公司,陜西 西安 710065）

1 概述

老撾南歐江六級水電站大壩為復(fù)合土工膜面板堆石壩,大壩防滲結(jié)構(gòu)為復(fù)合土工膜,復(fù)合土工膜采用符合國際標(biāo)準(zhǔn)的3.5 mm厚PVC土工膜,一布一膜結(jié)構(gòu),每平方米重700 g。且大壩上游為全裸露結(jié)構(gòu)。老撾南歐江六級水電站計劃2015年10 月初開始下閘蓄水,水庫死水位為490.0 m高程,根據(jù)相關(guān)會議要求,設(shè)計院完成了攔污漂的設(shè)計圖并與9月初發(fā)至現(xiàn)場。該方案基礎(chǔ)開挖高程為484.0 m高程,土建開挖支護(hù)及混凝土施工高度均為36 m,工程量較大,經(jīng)分析施工工期需要4.5 個月,加之9 月份開挖施工期處于主汛期,土建施工效率極低,工期會嚴(yán)重拖延,無法滿足下閘蓄水以前完成的要求,嚴(yán)重影響項(xiàng)目總體大局。

經(jīng)各方溝通,建議采用簡易攔污漂方案,由施工方對水庫攔污漂進(jìn)行設(shè)計、采購、施工。經(jīng)過查詢、咨詢多方資料,結(jié)合同類工程結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,初步確定了攔污漂方案（見圖1）。

圖1 無動力自浮式攔污漂示意圖

2 設(shè)計方案

2.1 材料選用

設(shè)計方案初期,經(jīng)過市場調(diào)查,結(jié)合已建項(xiàng)目攔物漂材料使用情況反饋,對圓形塑料桶、圓形鐵皮桶及PE塑料浮筒等進(jìn)行耐腐蝕性、抗氧性、耐久性、美觀性及價格綜合型對比分析,三種材料投資基本相同,但圓形塑料桶及圓形鐵皮桶耐久性差,三種材料相比,PE塑料浮筒更為美觀,且前兩者不具備承載能力,PE塑料浮筒承載力較大,可兼顧做為打撈平臺。PE塑料浮筒作為新型環(huán)保產(chǎn)品,具有以下特點(diǎn)：

（1）材質(zhì)采用高分子量高密度合成材料,為抗腐、防凍、抗氧化、抗紫化線的強(qiáng)化材質(zhì),不受海水、化學(xué)品、油漬及水生物的侵蝕；無污染、不破壞環(huán)境。

（2）浮筒體上部表面采用防滑花紋設(shè)計,安全穩(wěn)固；四角皆為圓弧鈍角造型,避免一般水泥、 木制、鐵制設(shè)施所常見的危險,例如：滑倒、被碎木屑、銹釘刺傷等。

（3）較高承載力,筒體平穩(wěn)、耐久,每平方米的浮力可達(dá)350kg以上。

（4）本產(chǎn)品使用壽命在15 年以上,除遇強(qiáng)自然力及人為的不當(dāng)使用,不需花費(fèi)任何保養(yǎng)、維修費(fèi)用。

（5）組裝簡易、快速、靈活、造型多樣,整體采用模塊結(jié)構(gòu),可配合各種景觀的需要,迅速更換平臺造型；外觀色彩亮麗,造型優(yōu)美,為景區(qū)錦上添花,增強(qiáng)宣傳效果。

（6）造價合理、經(jīng)濟(jì),從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看,可省下龐大的維護(hù)、保養(yǎng)、更替、檢修的費(fèi)用及時間。

（7）配套設(shè)備齊全,如系船栓、纜樁、防撞球、護(hù)欄、登岸舷橋等,可靠泊各種大小船只；并因水上浮動平臺其浮力的特性,可隨水位起落而自動升降,旅客上下船只安全、舒適。

2.2 方案設(shè)計

根據(jù)大壩面板上游匯水區(qū)域,結(jié)合現(xiàn)場各個建筑布置位置,將浮筒式攔污漂布置在引水洞進(jìn)水塔與溢洪道引渠段左岸圓弧段端頭,攔污漂長度295.0 m,確保浮筒攔污漂遠(yuǎn)離土工膜,浮筒式攔污漂設(shè)計寬度2.5 m,攔污漂兩端分別固定在溢洪道圓弧段端頭（512.0 m高程）及引水洞進(jìn)水塔下游側(cè)（515.0 m高程）分別植筋,用于固定攔污漂端頭,植筋深度0.2 m,外露10 cm,端頭加工成圓形用于固定纜繩,鋼筋采用Φ20 鋼筋,攔污漂下游固定在防浪墻頂部（在混凝土澆筑時進(jìn)行預(yù)埋,布置在515.0 m高程）,每20 m設(shè)置一個固定點(diǎn),固定采用丙綸編織繩（直徑14 mm）（見圖2）。

圖2 溢洪道引渠段鋼絲繩軌道錨固方式示意圖（引水洞進(jìn)水塔做法相同）

浮筒式攔污漂采用浮筒拼裝成型,兩側(cè)及兩端頭采用紅色浮筒,中間部分采用藍(lán)色浮筒。單個浮筒尺寸：500 mm×500 mm×400 mm（高度為400 mm）,單個重量約7.0 kg,每平方米由4 個浮筒組成,每平方米承重力為325 kg,空載吃水深約2.0 cm~2.5 cm,承載180 kg時吃水深約10 cm~15 cm。浮筒在-40℃~75℃屬于正常工作溫度。水面風(fēng)浪5 級以下屬于安全使用范圍。5~8 級水面風(fēng)浪為極限使用狀況。單體浮筒對角連接耳可承受1500 N以上拉力,而不變形、斷裂。單體浮筒對邊大于2500 N（見圖3）。

圖3 攔污漂示意圖

浮筒連接配件有短接連栓、長接連栓、側(cè)面固定栓、間隙墊片、羊角栓及防噴組成。

2.3 施工作業(yè)

浮筒式攔污漂采用人工結(jié)合船只平臺直接在水面上鋪設(shè)組裝（見圖4）。首先,將浮筒按圖紙尺寸組裝在一起,將浮筒各部件鎖定牢固,成為一個整體；然后采用圓環(huán)將攔污漂分別與引水洞進(jìn)水塔及溢洪道引渠段兩端制作完成的軌道相連接,最后采用丙綸纜繩將攔污漂兩端分別固定在防浪墻兩端,單根固定最長點(diǎn)繩長145 m,最短繩長85 m。

圖4 浮筒安裝步驟圖

浮筒式攔污漂隨水位在鋼絲繩軌道上自由調(diào)節(jié),鋼絲繩軌道共計4 根,分別布置在引水洞進(jìn)水塔下游側(cè)483.0 m平臺及溢洪道引渠圓弧段481.0 m平臺,一邊兩根,兩根軌道間距2.5 m。軌道鋼絲繩加固基礎(chǔ)地板進(jìn)行錨固,錨固深度20 cm,然后采用C25 混凝土澆筑,錨固塊尺寸為4 m×2 m×1 m。將18#槽鋼（錨固采用8個膨脹螺栓固定）錨固在引水洞進(jìn)水塔515.0 m平臺及溢洪道引渠圓弧段伸出至錨固塊頂部,然后經(jīng)軌道鋼絲繩固定在槽鋼頂部,在頂部安裝緊繩器,用于調(diào)整軌道鋼絲繩松緊。

3 結(jié)語

該大型無動力自浮式浮筒攔污漂系統(tǒng),用于替代設(shè)計方提供的設(shè)計方案,并實(shí)現(xiàn)了新型材料在水利工程上的應(yīng)用,達(dá)到三個目的：第一,滿足庫區(qū)對雜物、樹木及生活垃圾等垃圾的攔截作用,從而起到對復(fù)合土工膜的保護(hù)；第二,攔污漂系統(tǒng)需隨水位上下自由浮動,浮動范圍高程22m；第三,施工方便、快捷、節(jié)省施工工期和施工成本,施工質(zhì)量的可控性,最重要的是可為實(shí)現(xiàn)老撾南歐江水電站能如期蓄水做出重要的貢獻(xiàn),可廣泛用于水電站進(jìn)水口、城市自來水取水口及其他工業(yè)取水等。