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水库放水涵洞的施工技术
发布日期:2021/4/9 浏览次数: 111次
一、前言
我国小型水库工程虽然取得了不断的发展,但依然存在一些问题和不足需要改进,在建设社会主义和谐社会的新时期,加强对水库放水涵洞施工方法的掌控,对确保水库工程的质量有着重要的意义。
二、水库放水涵洞施工中的难点问题
1、涵洞进出水口出现负压作用经关闭阀门仔细观察后认为涵洞附近的负压作用是导致钢套管变形损害的主要因素。因为在钢套管内部本身存在水流压力的情况下,进行闸门的快速关闭操作瞬间,会导致管内的水流在高流速的惯性作用下继续向出口方向流动,但是进水口部分没有水流进行补充,涵洞内的通气孔设计都比较小,此时钢套管内部的通气量就不会及时补充管内水流减少,从而使管内部形成真空环境,产生真空负压。实际观测中可以发现这种负压的强度是从进口段逐渐减弱的,因此进口端钢套管变形损害较重。
2、施工中钢套管的固定不达标带来的钢套管破坏一般情况下,套管外壁四周都会设计有效的固结结构,对套管形成嵌固,是管壁外侧的意外变形得到有效控制和约束,而在实际的观测中发现,套管外侧两侧以及顶部空间未被灌浆充分填实,存在孔隙;涵洞钢套管外侧注浆不密实的原因也可能来自于该小型水库未采取涵洞止水环设计,灌注过程中的浆液被漏水冲刷带走造成的,另外就是施工过程的监测工作和施工操作出现了问题。这种问题的产生通常是由于套管外侧缺乏有效的嵌固作用,在长期负压作用力影响下,就会发生变形损坏。
3、钢套管自身质量和性能方面的原因导致的损坏钢套管的质量和性能问题一般都是套管的刚度不足从而造成使用过程中的变形损坏问题,也是放水涵洞钢套管破坏的重要因素之一。经检测测量得出该水库的放水涵洞钢套管厚度只有5.5mm,长度设计为182m,其间无任何其他加强措施,经仔细分析可知钢套管自身强度较差,在长期使用中随着锈蚀、腐败的影响情况会更糟,最终导致套管难以承受负压的影响,形成变形损坏。
三、水库放水涵洞具体的施工方法
1、基础开挖全站仪控制涵洞中线桩,测量好高程、沿断面尺寸,撒好两边开挖线,采用CAT240挖掘机,底部预留厚0.1m保护层由人工开挖修理平整。在基础开挖时有地下水渗流,在基坑内开挖积水坑一个,放置IS80-65-160离心式水泵两台,安排专人进行坑内积水抽排使基土排水固结、干硬。基坑开挖完成后,监理、进行基坑高程、断面几何尺寸等验收。
2、模板支护用0.6×1.2m定型钢模板,模板组合安装前,模板内涂刷脱模剂,模板拼装用双面胶带密封。根据模板放样控制线,先初步到位,采用拉筋蝶形抱箍固定,模板金属支撑件采钢管脚手架进行支撑,设置足够的临时固定设施钢管锚杆、拉杆加固,支撑件牢固、结实。闸井竖井内部架立支撑钢管脚手架。模板安装完成后,项目质检、监理、施工组长对模板几何尺寸、控制线、支护加固进行验收。
3、钢筋加工钢筋有出厂质量保证书、检验报告。监理单位见证取样报送实验室检验。钢筋加工在钢筋制作场地根据下料单进行加工,加工完毕的钢筋,由人工抬运入仓。钢筋安装时,纵向受力钢筋、箍筋、横向钢筋的品种、规格、数量、位置、间距等按设计要求和规范规定施工作业。钢筋采用绑扎搭接接头,搭接长度为35d,钢筋弯钩长度6.25d。同一连接区段内,纵向受力钢筋的接头百分率小于50%。对各部位钢筋进行加固,纵向受力钢筋用钢管脚手架固定,钢筋保护层用予制混凝土垫块固定,防止混凝土浇筑时变形。
4、混凝土浇筑按照施工配合比进行上料,将拌合的混凝土,由自卸汽车迅速将混凝土运送至作业面,人工平仓、分层铺筑,安排专人检查止水橡皮和钢筋分布情况每层厚度0.5m,振捣用¢50软轴振捣器,混凝土振捣每层插入下层5cm左右,避免出现漏振,然后用刮尺将混凝土表面刮平,最后由人工进行收光。
5、止水带安装在放水涵洞每分段伸缩缝中止水及2cm厚橡胶安装牢固,就位准确,止水在底板混凝土施工时,止水橡皮按设计尺寸下料,接头位置放在顶板位置,采用冷粘接。固定止水橡皮的堵头模板用定型木模板固定就位,专人负责安装。
6、混凝土养护由于天气炎热,混凝土浇筑完2小时后洒水养护,8小时后开始采用覆养护毯洒水进行养护,其养护期为20天。
7、涵洞补强加固施工在保证工程质量前提下,为加快工程施工进度,经施工、监理、设计、建设单位共同商讨确定,在复测放水涵洞轴线后,在涵洞进出口分别浇筑混凝土封堵墙。出口处封堵墙预埋出浆孔、排气孔,出浆孔按1/3高度分为低孔、中孔、高孔(距涵洞顶高程0.1m),排气孔位于涵洞顶部。灌浆孔按涵洞轴线在坝坡上每10m布设钻孔,涵洞顶钻孔处下部采用“Π”钢架支护,“Π”钢架两侧锚固在涵洞侧墙上,每钻孔处上、下游各布置一道,钻孔两侧(垂直洞轴线方向)再各布置一道角钢与“Π”钢架焊接进行支撑,以防万一条石断裂,造成塌孔事故。钻机将涵洞顶部钻穿后回填水泥砂浆,钻孔时应做好涵洞顶高程记录。出口处高孔出浆后封孔,并可停止回填灌浆,待回填的水泥砂浆充分冷缩后进行接触灌浆。接触灌浆液为水泥浆(掺入5%的水玻璃)。排气孔排出的浆液与原水泥浆液浓度接近时,延续灌注5min后可结束灌浆。终灌后拔出灌浆孔内的止水胶塞,用浓水泥浆液将灌浆孔封填密实。
四、隧洞施工中的管理
1、水库工程除险加固工程量大、工期紧,一般最多只有8个月的工期,即在次年的主汛期前必须完成主体要程的施工任务。而从目前本地隧洞施工进度一般只能每天掘进4M的速度,加上施工人员是24小时的工作,无论从工作时间和其它条件来讲,工期是一个主要问题。所以在进行隧洞施工时,在库水位放空的情况下,可以打取从两头掘进方法组织施工,如果是在库水位短时间内无法放空的情况下,可采取隧洞施工提前进行的方法进行。以保证不因隧洞施工影响整个工程的进度。
2、洞口的支护支护衬砌应按设计施工,拱脚必须放在牢固的基础上,与围岩之间的间隙过大时应设楔块,楔块可使用钢板或混凝土块,完毕后再灌混凝土。拱脚标高不足时,应设置钢板进行调整,必要时可用混凝土加固基底。混凝土灌填先用无压现用压力灌后用压力灌。
3、二次衬砌施工如果在隧洞施工中需要进行二次衬砌,二次衬砌混凝土可采用C30防水混凝土,Fs型混凝土防水剂。混凝土二次衬砌施工时间根据现场监控量测结果确定,Ⅱ类围岩及Ⅲ类围岩浅埋段应尽快施作二次衬砌,且仰拱要先于二次衬砌施工,以保证初期支护安全。Ⅲ类围岩深埋段及Ⅳ、Ⅴ类围岩在初期支护基本稳定,围岩及初期支护变形速率趋于减缓时再进行隧道二次衬砌,并将衬砌工作面与开挖工作面拉开50~70m的距离,以减少两工作间的相互干扰。二次衬砌施工时,首先要测量定位,通过轨道将台车移至衬砌部位,调好标高,按隧道衬砌内轮廓线尺寸调整好模板支撑杆臂,并将底部基坑内杂物和积水清除干净。二次衬砌宜采用液压衬砌台车立模,混凝土可在拌合站集中拌合,混凝土输送泵泵送混凝土入仓,插入式和附着式振动棒(器)捣固。二次衬砌每循环灌注12米,要分层连续对称一次灌注至拱顶,每层厚度控制在30厘米左右。拱顶衬砌中预埋一根塑料管,检查混凝土是否回填密实,如果不密实,采用压浆处理。
五、结束语
通过对新时期下,水库中存在问题的分析,进一步明确了水库放水涵洞施工的方向,为水库安全系统的优化完善奠定了坚实的基础,有助于提高水库的功能效益。
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