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1、水闸工程围堰施工技术及降水佛山市南海区国土城建和水务局桂城水务管理所广东佛山528000摘要:木文结合工程实例,详细介绍了水闸工程围垠设计及施工要点概况,通过分析其施工环境条件提出了合理的降排水方式,采用施工区域排水、泵站降水、基坑边坡降水等方式,为水闸修建和顺利运行打下了良好的基础,该工程施工经验可为类似工程提供参考。关键词:水闸工程;围垠;降水;施工围垠是通过修建临时挡水结构,使水利工程建筑在地面上进行施工检修的一种临时性坝工,对于其施工技术有着一定的特殊性。为了保证水闸工程建设的顺利,对其水道进行围垠施工还需要考虑降排水问题,降排水对于
2、工程质量有着极为重要的作用,下面就围垠施工技术重难点、降排水设计及方案进行阐述。1工程概况某闸站为堤身式结构,工程整治的堤段处于北堤一期工程的下游,上游端接一期的下游端。工程的主要任务是根工程的主要任务是根据防洪、城建、航运及道路规划要求,并与沿江道路现状和规划相结合,设置护岸建筑物,提高河堤防洪安全性,美化沿岸城市景观。根据勘探资料,木堤段水位3.2m〜4.0m,常水位约0.5m〜2.4m(珠基高程)。地貌上属珠江三角洲冲积平原段地,地形平坦。根据地质勘察成果,工程场地地基由人工填土(Qm)l、第四纪冲淤积层(Qa)I,第四纪残积七(Qe)
3、I第三纪分化基岩(E)组成。2围垠设计与施工2.1围堰设计2丄1进水侧围垠断面围垠处原为河道,农田顶高程约+2.3m,设计围垠顶高程+2.5m,顶宽为5m,迎水坡坡比为1:4,背水坡坡比为1:4o为确保围垠安全,工程实施期间须对围堰顶进行加固,用60cm厚袋装土压实护坡。具体见下页图2.1.2出水侧围堰断面围堰设计顶高程+2.5m,顶宽为5m,迎水坡坡比1:4,背水坡坡比1:4。为确保围堰安全,迎水面用60cm厚袋装土压实护坡。具体见图2。2.1.3围堰稳定计算根据《水利水电工程围堰设计导则》,综合分析闸地形及地质特征,综合考虑底部防渗与围堰
4、内侧基坑等因素,假定该工程施工围堰堰体为匀质土体,按堰顶高程2.5m,底高程一l・5m,边坡1:4,设计围堰外水位按该地区多年平均高水位1.6m,采用圆弧滑动法对该围堰进行稳定验算。根据达西定律求出坝体的浸润线方程,试算堰体的安全系数,计算方法如下:(1)按比例绘出该土坡的断面图(见图3),假定滑动圆弧圆心及相应的滑动圆弧,根据坡比1:4,作MO的延长线,在MO延长线上再取一点01作为第一次试算的滑动圆弧中心,通过坡脚作相应的滑动圆弧AC,根据浸润线方程画出浸润线位置。(2)将滑动土体ABC分成若干土条,并对土条进行编号,为了计算方便,土条宽
5、度可取滑弧半径的1/10,土条编号从滑动圆弧圆心的铅垂线下开始作为0点,逆滑动方向依次为1、2、3・・・等,沿滑动方向依次为一1、一2、一•••O(3)量出各土条中心高度hi并列表计算,根据太沙基公式试算出第一次的安全系数为Fsl=1.62o在MO上任取02、03作为第二、三次试计算的滑动圆弧中心,通过坡脚作相应的滑动圆弧AC,重复上述计算工作,得出第二、三次试算的安全系数分别为:Fs2=1.76,Fs3=1.86o根据以上计算结果,绘制Fs的曲线,由曲线上找出最小稳定安全系数Fsmin=1.82,大于规范允许的安全系数1.05,大坝稳定安全
6、性符合要求。2.2围堰施工围堰填筑土料选用取土区开挖土方。采用挖掘机开挖、自卸汽车运输、推土机推平碾压等围堰填筑施工方法。围堰的填筑必须按设计要求,采用逐层碾压密实,及
7、]寸检测,同吋在施工过程中,严格控制围堰的设计断面尺寸,确保堰体的整体受力和稳定。在施工时,首先对围堰位置进行清基工作,并对原有坡面进行拉毛处理,以达到围堰防渗的目的。围堰施工水下部分采用进占法,推土机向前推土碾压,出水后水平分层铺土碾压,逐步加高到设计高程。围堰拆除在工程水下完工验收后,围堰拆除的优质土方可以结合站区进行冋填。3降排水设计与施工闸站工程所处地海洋调节作用十分
8、明显,因而雨水丰沛,每年的8、9月常有台风暴雨。该工程泵站基坑开挖底高程为一3.0m,根据工程水文地质资料,开挖高程以上第2层土属微透水〜弱透水土层,第3层土属微透水〜中等透水土层,第4层土属中等透水土层,正常地表水位在0.9m高程处左右,含水层对整个工程土方开挖、边坡稳定安全影响很大。开挖高程以下存在四层承压水水层(第6层、9层、10层、11层),其中第6层垂直渗透系数为2.59×10-4cm/s,水平渗透系数为4.26×10-4cm/s,属弱透水〜中等透水土层,承压水对站身和翼墙灌注桩施工产生影响。3.1施工区域排
9、水施工进场后立即沿征地红线内侧开挖一条1.5m深分界排水龙沟,排水龙沟连接河流,施工影响改变的原环境排水系统均引入分界排水龙沟,这样一方面方便工程施工管理,同吋又解