胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法.pdf

2023 年 5 月山西水利科技Construction Method of Blind Drain Pipe for Cement-Sand-Gravel DamFAN Wen-qiangAbstract:Cement-Sand-Gravel dam is formed by mixing袁spreading袁and vibrating compaction of cementitiousmaterials and sand gravel materials.In the design of Cement-Sand-Gravel dam袁the blind drain pipe is used fordraining.The common methods for the construction of blind drain pipe are pipe pulling and geological drilling.However袁the above methods have varying degrees of disadvantages for Cement-Sand-Gravel dams.In the actualconstruction process袁according to the characteristics of cementitious sand and gravel袁according to the designrequirements袁a new construction method of blind drain pipe is developed.Keywords:Cement-Sand-Gravel dam曰drainage blind pipe曰construction method文章编号：1006-8139渊2023冤02-018-03胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法樊文强（山西省水利建筑工程局集团有限公司 山西太原 030006）摘要：胶凝砂砾石坝是利用胶凝材料和砂砾石料，经拌和、摊铺、振动碾压形成的。胶凝砂砾石坝设计利用排水盲管进行排水，排水盲管施工常用方法有拔管法、地质钻造孔法等，但上述方法对于胶凝砂砾石坝来说，存在不同程度的弊端。在实际施工过程中，针对胶凝砂砾石的特性，根据设计要求，施工人员研究出一种新的排水盲管施工方法。关键词：胶凝砂砾石坝；排水盲管；施工方法中图分类号：TV52文献标识码：B1工程概况胶凝砂砾石（CSGR）坝是在碾压混凝土筑坝技术和堆石筑坝技术的基础上发展起来的，介于刚性体坝和散粒体坝之间的一种新坝型。其特点是对筑坝材料要求较低，可就地取材，大坝施工基本实现零弃料，具有宜材适构及不破坏环境的优势；可采用高效率的土石方运输和压实机械施工，具有施工速度快、安全可靠性高的优点。山西省守口堡水库大坝是我国首座胶凝砂砾石中坝，被水利部确定为科研试验坝。守口堡水库位于阳高县黑水河上游段，是一座集工业供水、农业灌溉及防洪等综合利用的小优型水库，由枢纽工程和工业供水工程两部分组成，工程等别为郁等，主要建筑物为 4 级，次要建筑物和临时建筑物为 5 级。枢纽工程包括大坝、水电站、引水建筑物，坝址以上控制流域面积 291km2，水库总库容为 980 万 m3。坝顶长度 354 m，坝顶高程 1 243.6 m，最大坝高 61.6 m，大坝主体为胶凝砂砾石，上下游防渗及护坡均采用常态混凝土。2施工技术研究排水盲管常用方法有拔管法、地质钻造孔法等，但上述方法对于胶凝砂砾石坝来说，存在不同程度的弊端。如拔管法，存在孔易坍塌堵塞、孔上下位置有偏差等现象，其成功率一般较小，还对胶凝砂砾石坝连续施工带来不利影响；而地质钻造孔不易控制角度，速度慢，影响大坝施工进度，且实施费用高，对于胶凝砂砾石坝来说，均不适用。收稿日期：2023-04-18修回日期：圆园圆3原05-10作者简介：樊文强（1988-），男，2011 年毕业于太原理工大学，工程师。18山西水利科技第 2 期（总第 228 期）图 2胶凝砂砾石坝排水盲管施工工艺流程图樊文强：胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法对于胶结颗粒料坝技术有很好的适应性。如图 1 所示，在工程设计中采用在坝体上游区设置排水系统的方法，即在胶凝砂砾石和防渗层之间设置排水盲管，下部设置钢管通向纵向廊道，最后排向集水井的排水系统。本施工方法主要解决排水系统中排水盲管的施工，即先铺筑胶凝砂砾石，再安装排水盲管，最后铺筑上游混凝土防渗层的施工方法。该方法简化了工序，缩短了胶凝砂砾石坝施工工期，有利于胶凝砂砾石的连续铺筑。相对于传统的排水盲管施工方法，胶凝砂砾石坝的排水盲管施工方法具有以下特点：1）施工过程中优化了胶凝砂砾石坝施工工序，保证了胶凝砂砾石铺筑的连续施工，缩短了施工工期，节约了施工成本。2）保证了胶凝砂砾石坝对排水的要求，符合设计和质量标准。3）相对于传统排水系统和排水方法，起到了节约成本、优化工序的作用。3施工工艺流程及操作要点3.1 施工工艺流程胶凝砂砾石坝排水盲管施工工艺流程见图 2。3.2 操作要点3.2.1 胶凝砂砾石铺筑前测量放线胶凝砂砾石铺筑前，严格按照排水盲管的设计位置在现场测量放线定位，预留排水盲管的安装位置。3.2.2 胶凝砂砾石铺筑胶凝砂砾石铺筑过程中派专人看护，避免排水盲管预留位置在胶凝砂砾石铺筑过程中产生移位或松动。上游边坡范围内碾压夯实无法使用振动碾，其他小型振动机械不能保证压实质量，宜采用异型夯板进行固坡。3.2.3 排水盲管的制作排水盲管采用 椎150 聚乙烯材料制作，采用土工布包裹一层，再用 12 号铅丝缠绕扎紧管口，防止在浇筑图 1胶凝砂砾石坝排水设计示意图胶凝砂砾石铺筑前测量放线胶凝砂砾石铺筑排水盲管的制作排水盲管的安装排水盲管的搭接上游防渗层混凝土浇筑192023 年 5 月山西水利科技上游防渗层混凝土的施工过程中堵塞排水盲管。3.2.4 排水盲管的安装上游坝坡设置排水盲管，大部分在上游防渗层内，少部分在胶凝砂砾石内。排水盲管安装前在胶凝砂砾石上人工修整出凹槽，并清理场地。将已制作好的排水盲管运到安装部位，按施工图纸要求，采用人工顺坡安装至凹槽，间距 2耀3 m，再用钢筋制作的固定支架夹紧固定，支撑牢固。3.2.5 排水盲管的搭接每段排水盲管长为 4 m，采取搭接施工。排水盲管接口采用套管连接或热熔焊进行连接，保证排水盲管对接紧密，不错位。3.2.6 上游防渗层混凝土浇筑根据设计要求大坝上下游面板混凝土浇筑需与胶凝砂砾石碾压回填同步上升，浇筑采取分块跳仓法施工。浇筑过程中派专人看护，避免安装完成的排水盲管在混凝土浇筑过程中产生移位或松动。3.3 质量控制3.3.1 执行的标准规范执行的主要标准规范：胶结颗粒料筑坝技术导则（SL678-2014）、水工混凝土试验规程（SL352-2006）、水工混凝土施工规范（SL677-2014）、水工碾压混凝土施工规范（SL53-1994）。3.3.2 质量控制要点1）排水盲管采用 椎150 聚乙烯材料制作，应符合设计要求，安装后用土工布包裹严密，防止在上游防渗层混凝土施工过程中堵塞排水盲管。2）排水盲管的搭接应做到对接紧密、不错位，防止错缝产生。3）通过现场精确的测量放线，控制胶凝砂砾石和上游防渗层混凝土分界线的位置，保证排水盲管安装搭接的连贯性。4）在胶凝砂砾石和上游防渗层混凝土施工时，采取有效措施保护排水盲管，防止错位、移位。3.4 安全措施1）施工前，对现场作业人员进行技术交底和安全交底，严格按照拟定的施工方案和技术规范施工。2）施工用电工作人员在工作前检查自己所用工具是否可靠，穿戴好必须的防护用品；施工用线路接头包裹好，检查线路是否有漏电部位；施工完毕，拆除临时线路。3）加强带班和技术人员跟班，组织和指导施工人员正确作业。4）自卸汽车司机必须持证上岗，施工前检查车辆转向装置是否灵敏可靠，轮胎气压、螺帽有无爆裂和松动现象；施工中自卸汽车应保持顶升液压系统完好、工作平稳，严禁在自卸车行驶及工作面上停车或站人。5）夜间施工照明应采用高光效、长寿命的照明光源。选用密闭型防水、防尘性照明器且质量应符合国家现行有关强制性标准的规定。6）排水盲管固定支架应加固牢固，应有明显警戒标识。3.5 环保措施1）安装和搭接排水盲管废料要集中处理。2）施工机械、车辆尾气排放应符合环保要求，防治施工噪声污染施。3）夜间施工作业时，应采取措施，最大限度减少施工噪声。进入施工现场严禁鸣笛。在保证正常施工及安全的前提下，尽量减少夜间不必要的照明。4）施工场地配备洒水车不定时洒水，文明施工，确保施工场地不扬尘。4施工成本分析该施工方法应用于守口堡水库枢纽工程施工。经实践检验证实，该施工方法在保证施工质量和施工安全的前提下，降低了施工成本，有利于胶凝砂砾石的连续铺筑，也有利于胶凝砂砾石和上游防渗混凝土的同步上升，具有良好的经济效益。施工成本分析以守口堡水库大坝工程为例，对三种施工工艺进行分析比较（人工、机械、材料费用按合同费用以及 2020 年 6-7 月市场价格进行计算）。1）排水盲管材料费：排水盲管单价 40.5 元/m3。人工费：人工每天工作 10 h，费用为 150 元/天。安装排水盲管需 3 人，平均安装 1 m 需 0.25 h。平均安装 1 m 的费用：3伊 150衣（10衣0.25）=11.25 元。搭接排水盲管需 2 人，一段排水盲管为 4 m，搭接一段需 0.5 h。平均搭接 1 m 的费用：2伊（150衣20）衣4=3.75 元。则排水盲管 1 m 的施工成本为：40.5+11.25+3.75=55.5 元/m。2）边坡钻排水孔材料费：钻孔过程耗材料费、修理费，约为 30 元/m。人工费：人工每天工作 10 h，费用为 150 元/天。钻孔需 2 人，平均钻孔 1 m 需 1 h。樊文强：胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法（下转第 23 页）20山西水利科技第 2 期（总第 228 期）表 1项目区作物灌溉效益计算表2）生态效益水磨头村灌溉工程和道路硬化工程建成后，可基本满足水磨头村村西农、林用水，扩大灌溉面积 8 hm2。实施节水灌溉。既节约了水源，又改善了农田小气候，提高了抵御自然灾害的能力。硬化道路，改善了农业生产条件，方便了群众出行，便于机械化作业，提高了生产效率。3）社会效益项目建成后，全村 570 户 1 768 人可受益。可吸纳富裕劳动力，对加快新农村建设步伐、促进农村经济发展产生积极的社会效应，可带动脱贫户 219 户，人数 565 人参与农户增收，起到缓解社会压力、稳定社会秩序的作用。项目的实施可改善项目区农业生产、生活条件，促进项目区农业增效，农民增收，助力推进乡村振兴。项目的实施可改变平遥县东泉镇水磨头村生产条件和居住环境，工程建成后，可提高产品产量和品质，增加农民收入。5结论根据该项目在政策、技术、市场、经济等方面综合分析，符合国家产业政策和农业产业化发展方向，适应农业产业结构调整趋势。因此，项目立项依据充分、时间短、见效快，是增加项目区农村人均收入的有力保证。通过灌溉工程和道路硬化工程建设，切实对平遥县东泉镇水磨头村的农民群众发展农业经济带来很好的基础和保障。最终实现从村容村貌的改变，实现整村的大变化，使农民人均收入有所增加，促进该村各项经济及社会事业建设迈上一个新台阶。项目的建设是十分必要的。研究表明项目的各项建设条件具备，建设方案合理，建设资金落实，项目建设是可行的。作物种类种植面积/hm2单价/（元/kg）公顷增产量/kg增产值/万元水利分摊系数水利因素增值/万元玉米5631 50025.20.410.08谷子454500.90.40.36水果1631 0505.040.42.02花椒4402253.60.41.44合计80-34.74-13.9张力军：平遥县水磨头村水利设施配套项目的技术方案浅析平均钻孔1m的费用：2伊（150衣10）=30元。机械使用费：钻孔工具使用费，以风钻为例，约为15 元/m。则边坡钻排水孔 1 m 的施工成本约为：30+30+15=75 元/m。3）拔管法材料费：钢管等材料总计约为 65 元/m。人工费：人工每天工作 10 h，费用为 150 元/天。拔管法需 2 人，平均 1 m 需 0.05 h。平均 1 m 的费用为 2伊 150衣（10衣0.05）=1.5 元。机械使用费：一台 260 挖机，费用为 1500 元/天，工作量为 180m/天。平均 1m 的费用为 1500衣180=8.3 元。则拔管法 1 m 的施工成本约为：65+1.5+8.3=74.8元/m。综上所述，采用排水盲管费用较低。5结语胶凝砂砾石坝排水盲管施工方法对于胶结颗粒料坝技术有很好的适应性。通过守口堡水库胶凝砂砾石坝施工前生产性试验和施工过程的不断探索完善，寻找到胶凝砂砾石筑坝排水盲管施工关键技术，为该坝型在材料选择、施工工艺和质量控制等方面提供了参考和依据，为该坝型的推广和应用提供了技术支持。在大坝主体胶凝砂砾石填筑和上游防渗混凝土浇筑过程中，胶凝砂砾石坝采用排水盲管（沟）进行排水，共完成 5 900 m，在保证施工质量和施工安全的前提下，降低了施工成本，有利于胶凝砂砾石的连续铺筑，也有利于胶凝砂砾石和上游防渗混凝土的同步上升。（上接第 20 页）23