浮式拱围堰技术的试验研究

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1、浮式拱围堰技术的试验研究对吉林省松月水库大坝修补设计施工中采用浮式拱围堰技术进行了试验研究。认为该技术为大坝上游面水下防渗处理创造了“干作业”环境施工条件。关键词：浮式拱围堰；试验；研究1工程概况松月水库工程挡水建筑物为碾压混凝土重力坝，坝顶长度271m，坝顶高程555.60m，最大坝高31.10m，正常高水位565.92m。经多年也宁松月水库上游坝面水位变化区附近出现较严重的冻融剥蚀，剥蚀深度为5～6cm。由于松月水库承担和龙市供水，需在正常水位条件下进行处理。浮式拱围堰结构内设空腔体结构，他将承

2、受的水库水压力变为轴向压力传递到大坝上游面而保持坝肩稳定。其工作原理是利用对空腔充水和排水来调节拱围堰的沉浮。对每一节拱围堰而言，自重是固定的，只需调节它的浮力大小，既可使围堰随意漂浮在水中任意深度。这样，对拱围堰的运输、组装、转移等工序将十分方便。2浮式拱围堰的设计制作本次试验浮式拱围堰的设计，考虑避免在两个拱端坝端的应力集中，保证坝体的稳定，其设计直径为小于坝体分缝长度的3.0m直径。并由5mm薄钢板制成，内设10mm角钢型钢支撑，以防压屈。横剖面为6层半圆形空心圆筒壳体，每层高1.5m，总高度

3、9m，它们彼此由螺栓连接成为一个整体，但它们各自的空腔互不连接，均设有充水管及排水管（DN63PPR管），层间设橡胶止水（如图1）。①拱围堰；②注浆止水模袋；③螺栓；④人梯；⑤松紧螺栓图1浮式拱围堰示意图按设计要求在坝上制作分节加工制造，对所用钢材、焊条、焊剂等主要材料以及焊接工艺、焊缝的检查等均需满足规范要求。3施工组装首先，通过系于两拱脚及拱顶部位的三条拉缆由慢动卷扬机收紧，使其保持垂直状态自浮于水中；其次是向底节拱围堰空腔内充水，它会徐徐平稳地下沉入水中一定深度，停止充水；然后将第二节拱围堰如

4、上述步骤将其位于底节围堰上方并对中，此时，将底节拱围堰空腔中的水排出，使其上升至两节围堰连接面位于水位附近时停止排水，并将连接螺栓逐个拧紧；最后是重复上述第二步，即向底节及第二节拱围堰空腔内充水，使其徐徐下沉入水一定深度后，就可将第三节拱围堰拖引至第二节拱围堰的上方并对中；重复上述步骤，直至组装完成。应该指出，随拱围堰接高和围堰内充水压重下沉交替作业，各节拱围堰上的三条拉缆亦需随之拆除、安装交替倒换上移，并随围堰入水深度增加随时调整拉缆受力状态，使拱围堰始终保持垂直平衡状态。4设计试验第一次试验。在

5、拱围堰准确定位后，采用灌浆泵向两肢模袋内注浆，并控制均匀上升，整个模袋浸在水中，注浆后靠水泥砂浆自重将其撑开紧紧与坝面贴合。在拱围堰底部安装有2台潜水式水泵，当开启水泵排干围堰内的积水时，试验模袋没有达到止水的效果，漏水严重，未能形成干作业环境。由于上述试验发现存在模袋止水缺陷，因此进行了第二次将模袋止水改为实用于变形较大的GB柔性止水的改进试验。其试验成果非常理想，解决了漏水问题，形成了干作业环境，但由于GB柔性止水与坝体接触面的抗滑能力非常弱，又出现了围堰上浮问题。考虑以上两种不利因素和存在的矛

6、盾，根据潜水艇的上浮与下沉原理，将浮式拱围堰内远离坝面的后半部分制作成箱体，箱体内注水配重，同时在堰顶设锁定装置，阻止围堰上浮，该方法有效地解决了止水和稳定问题（如图2）。①拱围堰；②GB止水槽；③螺栓；④人梯；⑤松紧螺栓；⑥配重箱；⑦锁定箍图图2浮式拱围堰示意图5结语本次试验成果，对在处理混凝土重力坝、碾压混凝土重力坝以及混凝土面板堆石坝等大坝上游面水下防渗处理工作中，浮式拱围堰技术将成为大坝上游面水下修补的成功范例，会得到广泛推广。