糯扎渡水电站3号导流洞出口水下混凝土围堰设计与快速施工.pdf

水利水电技术第4 5卷2 0 1 4年第 3期 糯 扎渡水 电站 3 # 导流洞 出 口水下混凝土 围堰 设计与快速施 工 贺博文 ， ( 1 中国人 民武装警察部队 水 电第一总队，广西 柴喜洲 ，梁慕宇 南宁5 3 0 0 2 8 ；2 广西广播 电视大学，广西 南宁5 3 0 0 2 8 ) 摘要：糯扎渡水电站初期蓄水 l 、2 导流洞先下闸，次月进行 3 导流洞下闸封堵 ，下闸后水库水 位将快速上升，表 明 3 导流洞下 闸时间晚而工期更短，因此 3 导流洞封堵施工项 目必须快速施 工。 作为 3 导流洞封堵项 目关键的 出口围堰 ，经过 多种 方案 比较 ，最终选择 了水下混凝土重力式 围堰， 并在施工中采取快速施工方法，克服 5 导流洞动水影响 ，顺利完成 了围堰施工。 关键词 ：糯扎渡水电站；导流洞；围堰设计 ；围堰施工 中图分类号 ：T V 5 5 1 3 2 ( 2 7 4 ) 文献标识码 ：B 文章编 号 ：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 4 ) 0 3 0 0 7 3 0 3 De s i gn o f u nd e r wa t e r c o nc r e t e c o ffe r da m f o r o ut l e t o f No 3 di v e r s i o n t u n ne l o f Nuo z h ad u Hy d r o p o we r S t a t i o n a n d i t s q u i c k c o n s t r u c t i o n HE Bo we n ， CHAI Xi z h o u ， LI ANG Mu y u ( 1 T h e N o 1 G e n e r a l T e a m o f A r me d P o l i c e H y d r o p o w e r T r o o p s ，N a n n i n g 5 3 0 0 2 8 ，G u a n g x i ，C h i n a ； 2 G u a n g x i R a d i o&T V U n i v e r s i t y ，N a n n i n g 5 3 0 0 2 8 ，G n a n g x i ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：Du rin g t h e i n i t i a l i mp o u n d me n t o f N u o z h a d u Hy d r o p o w e r S t a t i o n，t h e N o 1 a n d No 2 d i v e rsi o n t u n n e l s a r e c l o s e d a t fi r s t a n d t h e n t h e N o 3 d i v e r s i o n t u n n e l i s c l o s e d at t h e n e x t mo n t h a l o n g wi t h t h e r a p i d r i s e o f t h e w a t e r l e v e l o f t h e r e s e r v o i r T h e r e f o r e，t h e c l o s i n g t i me o f t h e No 3 d i v e rsi o n t u n n e l i s l a t e，wh i l e t h e c o n s t inc t i o n p e ri o d i s s h o r t ；f o r w h i c h q u i c k p l u g g i n g mu s t b e ma d e T h r o u g h t h e c o mp a ri s o n ma d e a mo n g s e v e r a l a l t e r n a t i v e s ， a n u n d e r wa t e r g r a v i t y c o n c r e t e c o f f e r d a m i s fi n a l l y s e l e c t e d f o r t h e k e y me a s u r e o f t h e p l u g n g t h e o u t l e t c o f f e r d a m w i t h t h e a d o p t i o n o f t h e q u i c k c o n s t r u c t i o n Du rin g t h e c o n s t ruc t i o n，t h e d y n a mi c wa t e r i mp a c t i s o v e r c o me a n d t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e c o f f e r d a m i s s mo o t h l y c o mp l e t e d；w h i c h c a n p r o v i d e s o me r e f e r e n c e s f o r t h e s i m i l a r p r o j e c t s c o n c e r n e d Ke y wo r d s ：Nu o z h a d u Hy d r o p o we r S t a t i o n；d i v e r s i o n t u n n e l ；c o ff e r d a m d e s i g n；c o ffe r d a m c o n s t r u c t i o n 1 概述 糯扎渡水电站为掺砾石粘土心墙堆石坝 ，设计最 大坝高 2 6 1 5 I n ，左右岸分别在不同高程设计了5条导 流洞 ，1 3 导流洞进 口底板高程为 6 0 0 0 0 n l ，4 导 流洞进口底板高程为 6 3 0 0 0 m，5 导流洞进 口底板 高程为 6 6 0 0 0 m，左岸 1 、2 导流洞 2 0 1 1年 1 1月 6 日开始下闸封堵 ，右岸 3 导流洞 2 0 1 1年 1 1月 2 9日开 始下闸封堵。为保证导流洞封堵堵头施 工顺利完成 ， 1 一 3 导流洞 出口需布置枯水期挡水围堰。由于 5 导 流洞下泄水流对 3 导流洞出口围堰位置淘刷十分严重， Wa te r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r En g in e e r i n g Vo 1 4 5 No 3 考虑到 3 导流洞出口段护坦部位未能按原设计进行混 凝土护底 ，因此 3 导流洞出 口围堰拟选用重力式水下 混凝土围堰。水下混凝土围堰采用整体模板快速施工 技术。 2 水下围堰设计 2 1 出口围堰挡水标准及堰顶高程 1 、2 、3 导流 洞 出 口围堰 的挡水 时段为 2 0 1 1 收稿 日期 ：2 0 1 3 1 2 2 3 作者简介 ：贺博文( 1 9 7 7 一)，男 ，湖南 吉首人 ，工程师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 贺博文， 等糯扎渡水电站3 流洞出口水下混凝土围堰设计与快速施工 年 1 2月至 2 0 1 2年 5月，设计标准 P=5 ，出 口围 堰设计流量 Q= 4 3 3 0 m s ，下游 围堰处相应 的水位 约为 6 1 0 5 2 I l l_ ，考虑下游景洪水 电站 回水影 响，安 全超高按 1 5 m考虑 ，确定 3 导流洞出口施工围堰堰 顶高程为 6 1 2 m。 2 2 围堰布 置及 结构 形式 右岸 3 导流隧洞 出口围堰 布置在 3 导流隧洞 出 口明渠 内，围堰下游迎水面为垂直面，上游背水面综 合坡 比 1 ： 0 5 ；围堰抗滑稳定采用刚体极限平衡法计 算 ，取 围堰顶宽 1 m，满足要求 。 为便于堰体水下混凝土快速施工 ，围堰背水面设 计 台阶形 ，其结构形式见图 1 。围堰设计水下混凝土 1 6 2 2 m ，水上混凝土 4 4 8 m 。 图 1 围堰断面 示意 ( 单 位 ：IT I ) 3 围堰快速施工技术 2 0 1 1 年 1 1月 2 9日3 导流洞下闸，水库开始初期 蓄水 ，出口围堰具备施工条件 1 2月 1 E t 至 4日蓄水至 4 导流洞底板高程 6 3 0 0 0 m， 4 导流洞开始导流，期 间下游水位 6 0 0 0 0 m高程左右，出 口围堰水深 7 6 5 m。因此围堰水下部分一次施 工浇筑 ，水上部分按常 规混凝土按 4 IT I 一层浇筑。 3 1 围堰水下混凝土配合比 通过试验确定 ，围堰水下 混凝土配合 比中粗 骨 料最大粒 径 2 0 0 mn l ，坍 落度 1 62 4 c m，水 灰 比 0 5 7，砂率 4 8 ，材料用量 ：水 ： 水泥 ： 砂 ： 石子 = 7 4 2 3 0： 4 1 0： 8 2 0： 8 7 7 ，设计强度 1 5 MP a 。 3 2 围堰水下混凝土涌浪处理 3 导流洞下 闸后 ，下游河道断水 2 9 h后 ，4 、5 导流洞开始导流 ，下游水位约为 6 0 0 0 0 m，水深浪急， 围堰施工部位涌浪较 大，潜水 员无法进行水下作业 ， 因此必须对下游涌浪进行处理。根据设计要求 ，水库 初期蓄水期间下泄流量 6 5 0 m s ，为减小涌浪必须控 制导流洞下泄流量保持稳定，同时采用土石戗堤对施 工部位进行挡护 ，避免水浪直接冲击 ，从而减小涌浪 影响。土石戗堤距水下部分施工采用 3 0 c m 以上块石 抛投填筑 ，水上部分采用大坝填筑主堆石料填筑。 3 3 施 工平 台 施工前先安装施工平台 ，施工平 台采用 4榀钢桁 架横向架设在 出 口明渠两侧墙 ，横向跨度 1 6 1 T I ，钢 桁架 2榀一组 ，模板安装时安装在围堰上下边线正上 方 ，混凝土 浇筑钢平 台移动至 中 间 ( 混凝土导 管上 方 ) 作为浇筑 平 台，平 台顶部铺 设木 板形成作 业平 台。横 向钢桁架采用钢丝绳斜 向张拉在两侧边坡上 ， 进行加 固。施工平 台主要用来模板安装、混凝土入仓 等( 见图 2和图 3 ) 。 图2 施工钢平台布置( 单位 ：r l 1 ) 3 4 围堰水下混凝土模板施工 3 4 1 模板 结构 水下混凝土模板外侧承受水压力 ，混凝土的侧压 力较水上混凝土小 ，因此模板采用 4 5 i n x 3 m的 自 制模板 ，模板采用矩形方钢和胶合板制作 ，四周和中 间间隔 1 m采用 1 2 槽钢作为背枋骨架，面板背撑采 用 5 m m等边角钢按间距 3 3 e m布置 ，面板固定背 枋骨架上。 水利水电技术第4 5卷2 (3 1 4年第 3期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图3 施工平台浇筑布置( 单位 ：m) 3 4 2模 板 的安 装 模板安装采用 吊车吊装在施工平 台钢桁架上 ，利 用手拉葫芦固定在钢桁架上 ，上下游侧模板先分别拼 装成一个整体 ，用对穿螺栓拉筋安装于上下游侧模板 上 ，然后人工配合潜水员松动手动葫芦 ，下放模板 到 位 ，潜水员调整 固定到位 。 3 5 围堰 水下 混凝 土施 工 围堰水下混凝土采用导管法施工 ，水下混凝土按 层厚 4 5 i n ，宽 1 6 m分仓 ，施工时水位为 6 0 0 O 0 m 高程 ，水深为 7 6 5 m，浇筑 2仓水 下混凝 土后 ，改 为水上混凝土浇筑。 3 5 1 混凝 土入 仓 3 导流洞出口围堰混凝土采用溜槽垂直运输至围 堰主集料斗 ，采用外径 担7 3 m m竖 向导管输送至仓 号。溜槽下部排架间排距 1 m，步距 1 5 m剪刀撑间距 4 m，采用 , , 4 8 m m焊接钢管形成扣件式排架 ，排架宽 2 m( 见图 3 ) ，溜槽一侧设宽 1 m的人行通道 。排架先 在高程 6 2 0 O 0 1 11 平 台整体搭设，然后采用 2 5 t 汽车吊 整体吊装 ，排架采用挡墙外侧外露 西 1 4拉筋头固定。 导管采用壁厚 2 5 m m，管径为 + 2 5 0 mm的焊接 钢管制作而成 ，由漏斗 、中间管和脚管组成 ，中间管 管节长 2 3 m，第一仓混凝土布置 1 0根导管人仓 ， 第二仓混凝土布置 8根导管人仓。导管按 3 5 m 3 5 m间排距布置，一根导管的控制面积不超过 2 5 m ，导 管需高出水面 6 0 6 h ( h为水 面至浇筑面深度 ) ，导 管埋入混凝土深度为 1 21 5 m。导管固定在脚手架 钢管平台上，浇筑过程中采用手拉葫芦配合人工上提。 3 5 2水 下混凝 土 浇筑 导管法水下混凝 土施 工工艺流程 ：施工 准备一 水利水电技术第4 5卷2 0 1 4年第3期 贺博文， 等糯扎渡水电站 3 流洞出口水下混凝土围堰设计与快速麓工 测量定位一 清基模板制作及支立 一 导管架设就位一 混凝土浇筑 ( 试验确定配合 比) 一 拆模养护 。 水下混凝 土浇 筑采用 顶 塞法开 浇水 下混凝 土 ， 初浇前 ，导管底端与基底 留 2 0 c m左右距 离 ，在导 管 内用 吊一个 圆柱形沙袋 ( 直径与管 径相 同 ，高度 约为 1 0 c m) 下放至管 内的水面位置 ，然后混凝土下 料 ，待混凝土充满导管 、上部集料斗装满混凝 土后 ( 水深 1 3 m计算需集料 2 5 i n ) 切 断铅 丝 ，沙袋 通 过混凝土的 自重将导管 内的水挤 压出去 ，最后沙袋 也 冲出混凝 土导管外 。为保证新浇筑 的混凝 土不直 接与水接触 ，操作时导管埋人混凝土 内的深度应 大 于 1 0 i n 。提管要慢 ，保证管 内有 足够高度 的混凝 土 ，并不间断浇筑 ，要经常用测深锤测量浇筑高度 ， 探查方法为导管下水前在入水部分用油漆做好水位标 尺，浇筑中从水面可读出导管水下深度 ，减去混凝土 面深度 ，即可知导管出 口埋入混凝土拌和物 的深度 ， 以便控制导管 提升高度。混凝土面上 升速度控制在 0 5 m h左右 ，每根管内的混凝土量约 0 6 m ，提升 时观察集料斗混凝土情况。水下混凝土浇筑应认真组 织 ，连续浇筑，一次性完成 ，浇筑过程中由专人认真 记录，作为混凝土下料和升管的依据。如导管内混凝 土不满时，后续混凝土要缓慢落入 ，以防管内因混凝 土急倾 时造成高压气囊把管节间胶垫挤 出而漏水或造 成真空混凝土不下漏。 3 5 3养护及拆模 水下混 凝 土 终凝 后 ，两 侧 边墙 抗 压 强 度达 到 4 9 MP a 后可拆除模板 ，为防止波浪及动水冲刷 ，用 模板或苫布覆盖保护。 4围堰施工效果 3 导流洞出口围堰上方距洞 口较近 ，过流时水流 速度快 ，无法 开展施 工准备 ，围堰 2 0 1 1年 1 1月 2 9 日下闸后立即进行施工 ，1 2月 1 0日完成 了围堰浇筑 至水面以上 1 IT I ，历时 1 2 d具备围堰基坑排水条件。 施工过程中，围堰底部因冲刷力大 ，底板无淤沙 、无 损坏 ，围堰浇筑完后未发现渗漏且堰体无安全问题。 5 结语 糯扎渡水电站 3 导流洞出 口围堰采用 了水下混 凝土重力式围堰 ，作为导流洞封堵 的关键项 目，合理 采用围堰快速施工技术 ，对于工期十分紧张的导流洞 封堵施工来说 ，意义重大 ，也为今后诸多水利水电工 程施工中类似工程提供经验。 ( 责任编辑陈小敏 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m