摘 要 基坑在开挖过程中排水系统布置,以不妨碍开挖和运输工作为原则。先在基坑5m以外距离布置平行流向的排水干沟、集水井,泵置于集水井强排,沟深0.5m,长度根据基坑情况确定。随着基坑开挖工作的进展,逐渐加深排水干沟和支沟,确保基坑内覆盖层的开挖。基坑其他部位开挖期间排水类同。

渡槽工程围堰施工是很重要的,围堰是非常重要的,一旦处理不好可能就会造成资源的浪费以及严重影响工程。本网小编就渡槽工程围堰施工和大家一起聊一聊。

摘要: 在河床上修建土石坝,一般先要修筑施工围堰,然后进行基坑抽水和开挖,再进行坝基防渗处理和度汛堰体的填筑。传统的施工方法,在前期围堰、挖掘基坑的环节,需要占用河床枯水期较多时间,这样就导致后期的坝基防渗处理和度汛坝体填筑的工期十分紧张,如果遇上汛期较早的年份,就会给施工带来很大困难。在这种情况下,探索新的筑坝技术显得很有必要。本文就是通过对无基坑施工技术的现状、可行性和关键技术进行研究分析,从而得出无基坑施工技术将在未来的筑坝技术中有广阔的应用前景。

关键词 围堰;施工排水;围堰拆除和清理

1、填料来源

关键词: 土石坝;无基坑筑坝;坝基;围堰

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708106-0165-02

土石料:上下游围堰土料利用渠道开挖料作为填筑土料,从就近渣场或渠道取土。

中图分类号:TV641 文献标识码:A 文章编号:1006-431119-0126-02

1 围堰施工程序

2、填筑施工

0 引言

测量放线→戗堤填筑→截流闭气→基坑排水→清基→堰体填筑→围堰迎水面边坡整平→(围堰迎水面边坡粘土铺盖施工)→摆放编织袋土护坡。

开挖明渠的同时,进行围堰填筑,土方填筑采用由1.0~1.6m3挖掘机挖装,5t自卸汽车运输,水上分层厚度0.3m,采用18t振动碾碾压,碾压遍数为6~8遍。上游横向围堰首先填筑,自岸边向河心单向进占。下游围堰滞后上游围堰20m左右填筑进占。上游围堰进占完毕后开始填筑纵向围堰,纵向围堰与下游围堰间保留15~20m宽的缺口进行基坑存水的自流排放,具备条件后闭合缺口、进行围堰的加高培厚。戗堤进占施工,浅水区以土石渣混合料为主,深水区以块石料和石渣混合料为主,全断面整体抛投进占。施工时以5t自卸车运料,大马力推土机推填。块石料也可根据情况采用自卸车直接投卸。施工时戗堤上游侧超前进占以形成上挑角矶头,中下游侧及时跟进抛投中石和石渣料,以增强戗堤整体抗冲刷能力。围堰堰体的填筑参照土石坝施工工艺进行,各种填筑材料保持均衡上升。填筑工序按测量放线→卸料→平料→碾压→质检→下一循环进行分段施工;堰体各部位的填筑,按设计断面进行。

很多大型的水利水电工程,在建设过程中,都需要修筑土石坝。而修筑土石坝的前提,通常是在河道上先修建围堰形成“基坑”,围护枢纽永久建筑物在干地上施工。同时要做好大坝基坑的挖掘工作,基坑的挖掘,是大坝地基工程的重点。在实际施工过程中,如果河床有水,则需要先对河床进行截流,并通过围堰填筑加高,在加高时,注意做好围堰的防渗闭气,否则容易导致河水的渗流,影响施工。基坑在挖掘过程中,底端会出现积水,在这种情况下,就需要用到抽水机,将水抽干,使得基坑形成旱地后,在对其进一步开挖和处理。总的来说,在修筑土石坝过程中,离不开必要的基坑。

2 施工方法

土石料采用进占法铺料施工,5~10t自卸汽车运输至工作面,水面上铺料厚度初拟为0.5m,TY220推土机摊铺整平,人工辅助。施工时安排好车辆运行路线,专人指挥,按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料。TY220推土机进行铺料和整平,反铲进行辅助作业和修坡,18t自行式振动平碾进行碾压。

不过随着现代工程施工技术的进步,在堤坝修筑过程中,对于合适的地方,可以使用无基坑筑坝技术。简单地说就是不形成基坑筑坝,这样就不需要截流、围堰填筑、闭气、抽水,以及挖掘基坑等工作。这种施工方式,彻底突破了建坝必须先形成基坑、在基坑内施工的筑坝技术框框,开创了世界无基坑筑坝技术的先河。

汛后首先开始导流明渠开挖,采用反铲式挖掘机挖掘,部分土料填筑滩地围堰和明渠两侧土堤,其余临时在附近堆存,用于后期明渠回填,多余部分20t自卸汽车运输至弃碴场。

土料填筑的每一层土层按规定参数施工完毕,检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土之前,对压实层表面残留的、被碾子凸块翻松的半压实土层进行处理(包括含水量的调整),以免形成土层间结合不良的现象。

1 无基坑施工技术的可行性

围堰工程计划在导流明渠基本具备过流条件后,于汛后10月份开始戗堤进占,2013年10月底截流,11月初开始基坑排水、堰体填筑和基坑开挖。围堰施工主要程序描述:

3、围堰拆除

从世界范围内来看,土石坝施工技术发展十分迅速,并且由于其对地基的要求很低,所以在大部分国家和地区,均可以应用。从实际建设情况来看,只要能做好防渗处理,保证地基不渗水、漏水,就可以在上面修筑土石坝。不过,土石坝的导流功能,没有混凝土坝好。修筑土石坝,一个非常重要的问题就是,降低度汛风险。因为常规的施工做法,在施工时,首先要做的就是在拦河坝坝基开挖线以外,对施工围堰进行填充,并且围堰需要进行有效的防渗和闭气处理。如果是在砂砾石覆盖层较厚的河床上进行土坝施工,使用常规的施工方法,前期的,围堰防渗、抽水和基坑开挖等基础工程,通常会占去河床枯水期的大部分时间,在这种情况下,对坝体的施工作业时间,就会由于汛期的到来,而大大减少。这种情况,不仅增加施工的难度,同时对于坝体的填充作业,其质量不能得到有效保障,给后续的工程施工,埋线安全隐患。

1)施工准备:内容包括放线、水上部分堰基清理、施工方案报审、料场复查等;

在每期围堰围护的基坑工作内容完成后,汛前即可拆除围堰,围堰拆除采用1.0~1.6m3反铲直接挖除,装5t自卸汽车运至弃渣场,堰体拆除时采用倒退法施工。

由于常规的施工方法,在中等厚度以上砂砾层河床填筑土石坝施工过程中,遇到的问题和困难,加大了施工难度,并且容易延误工期。在本文的研究中,根据对相关工程的实践和探索,提出了一种新的土石坝构筑方式,称为“土石坝无基坑水下筑坝技术”。这种筑坝技术,可以提高施工效率,缩短工期。具体来说,在河床枯水期间,选择合适的位置,在河床的上下游坝坡脚处抛填块石,从而形成戗堤,然后在往两戗堤之间,堆填粒径大小合适的砂砾或石渣料,让其浮出水面,在实际施工时,要对填料进行碾压,提高其密实性。这就形成了坝基平台,在这个平台上,可以对坝基做进一步防渗处理,如果汛期来临较早,也可以对大坝提前进行拦洪度汛施工。这种新的施工方法,使得堰坝的施工可以很好地结合起来,不需要再对河床坝基进行开挖,也减少了堰体的防渗施工环节和基坑抽水作业。可以说,这种施工作业程序更加简洁,作业效率更高。基本上可以在河床汛期来临之前完工,节能工程投资。 2 无基坑筑坝关键技术

2)测量放线:严格按照经监理批准的围堰设计图进行围堰轴线和起坡线等边线的放线工作;

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2.1 坝基平台确定及戗堤高程和位置的确定

3)围堰堆筑利用附近开挖料,分层铺筑,推土机平整、碾压密实,提高防渗效果;

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坝基水上施工平台的施工一般选择在枯水时段进行,由于直接在坝基平台上施工作业的时段较短,且平台面与河床面的高差较小,坝基水上施工平台及戗堤高程的确定可选用枯水时段围堰正常应用时的洪水标准的下限。

4)围堰进占及堰体施工:围堰进占填筑时,从一岸开始向前立堵进占填筑,装载机和挖掘机配合装车,20t自卸汽车运输。填土料由自卸汽车后退法卸料,推土机平料;

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2.2 上下游戗堤内填料选择及施工方法

5)戗堤闭气:戗堤填筑以粘性土为主(根据水流状况必要时采用部分石碴促进截流),戗堤合龙后经碾压既可实现闭气;

上下游戗堤内填料选择原则应因地制宜,充分利用附近河床较丰富砂砾料和枢纽其他建筑物的开挖石渣料,以利于降低工程投资。

6)围堰迎水面边坡采用反铲削坡整平,河滩乱掘坑提前用富土料回填。围堰迎水面边坡和其外侧水平面粘土铺盖,采用反铲装车,20t自卸汽车运输,推土机推入河中,挖掘机配合平整;

戗堤施工方法主要采用动水中的抛投法。动水中抛投材料的稳定性,取决于流速、尺寸及停留位置的几何边界条件,如河底的不平整度和戗堤的边坡与几何形状。戗堤的几何形状是材料与水流相互作用的结果。因此,在确定材料尺寸和数量时,必须对截流中戗堤形状变化规律有所认识。

7)上下游围堰闭气后既可进行基坑排水,清理堰基,分层填筑堰体,并加高、延伸到堰顶高程。填筑土料采用沿线沟槽或基坑开挖的粘性土料。堰体填筑采取反铲式挖掘机挖土,20t自卸汽车运输。后退法卸料,推土机分层摊铺平整,震动碾压实;

正确的抛投方式,对于顺利截流有重要作用。我国许多截流工程曾创造了良好的经验,即根据不同水流条件和不同进占阶段,对不同材料采用不同抛投方式。例如流线型抛投法、上游角抛投法、下游角抛投法及上下游重点抛投法等。此法是将巨型抛投料沿上游角流速较小处抛下,以挑开水流,造成戗堤前沿中部及下游处的回流区,随即在其中抛投一般材料。为避免下游坡脚处产生淘刷,也可采用上下游角均突出的进占方法,随后在中部抛投一般材料。进行截流规划时,通常是根据经验,对预留龙口宽度、截流历时以及可能达到的抛投强度全面研究后,再进行计算。

8)编织袋土护坡施工:用编织袋装松散的粘性土,装土量为袋容量的1/2~2/3,袋口用麻线或细铁丝缝合,堆码土袋时,上下左右互相错缝,并尽可能堆码整齐;

国内外某些工程的实际抛投强度比设计强度大得多。由于抛投强度主要与汽车的平均载重量和工作面的大小有关,因此,真正反映抛投组织水平的指标是单位戗堤顶宽的小时平均抛投车次,或最大抛投车次。

9)疏浚:围堰拆除采用反铲式挖掘机配合推土机进行疏浚,弃渣料就近填筑在低洼处和乱掘坑内,以保证原河道平顺衔接为原则。

2.3 坝基平台加密处理及防渗设计

3围堰基坑排水

坝基平台及河床覆盖层防渗一般采用防渗墙垂直防渗。坝基防渗线布置是水上坝基平台施工的关键,其布置原则为:一是满足在土防渗体上游坡脚起1/3~1/2的坝底宽度处;二是尽量不影响度汛临时挡水坝体的施工;三是防渗墙要与度汛临时挡水、坝体结合后具备挡施工设计洪水的功能。

上下游戗堤合龙闭气后,立即组织排除基坑积、渗水,保持基坑干燥,以利施工。基坑排水分初期排水和经常性排水两类。

2.4 坝基填筑材料的加密

3.1排水强度估算

基坑在打桩进度中,上游围堰滞后上游围堰20m左右填筑进占。坝基填筑材料加密方式主要采用振冲加密法。

3.1.1初期排水

振冲加密指通过振冲法处理后地基土能获得比较明显的加密。适用于振冲加密的土层有卵石类土、砂类土、砂质粉土、粉煤灰及由该类土组成的填土。

绕阳河粗估排水量约300m3,上、下游围堰截流后安排0.5天内抽完,抽水强度约为25m3/h。二道河约为400 m3,按0.5天抽完考虑,抽水强度约为34m3/h, 粗估初期总排水量约700m3,上、下游围堰截流后1天内抽完,抽水强度约为30m3/h。;

振冲法于20世纪30年代始创于德国,我国在20世纪70年代中期引进,目前广泛应用于水利水电、火力发电厂、公路、铁路及石油、化工等工业和民用建筑工程的地基处理。振冲法处理技术在水利水电工程应用具有广阔的前景,可以处理土石堤坝及其松软地基,可以用于新建水利水电工程,也可用于已建病险堤坝加固,提高堤坝及构筑物的强度和抗滑、抗震稳定性。水利水电系统是我国最早引进振冲技术的行业,早在1978年采用振冲法成功处理了北京官厅水库主坝坝基的中细砂层,使该层砂土达到了Ⅸ度地震时防止液化的要求。1982年北京向阳闸闸基处理是我国新建水利工程中最早应用振冲法的。

3.1.2经常性排水

3 无基坑施工技术的实例运用

基坑初期排水排完后,由于河床的渗水及地下水的存在,须进行经常性排水工作,以保证管道施工在干地进行。

前苏联在1983年修建的马亚水利枢纽土坝首次采用了此项技术。按照河床土坝无基坑施工方案的规定,开始采用卵一砾石土抛填上下游围堰,然后利用水下抛填法采用粘性土抛填中间区域。大坝采用无基坑施工方案大大简化了施工艺,并缩短了第一台机组和后两台机组发电的期限。

3.1.3排水设备的选择

在国内,自上世纪90年代至今10多年间,广东北江白石窑水电站和北江飞来峡水利枢纽以及海南宁远河大隆水利枢纽等工程的土石坝设计施工中采用无基坑水下筑坝技术,取得了良好的效果。

基坑初期排水水泵的配置要兼顾经常性排水的需要,基坑排水强度及排水设备,选用2台流量25m3/h的污水泵, 1台65m3/h的污水泵兼做经常性排水需求,24小时不间断排水,可以满足基坑初期排水要求。

大隆水利枢纽位于海南省三亚市西部的宁远河中下游,是海南省南部水资源调配的重点工程。其工程任务是防洪、供水、灌溉为主,结合发电。工程等级为Ⅱ等大型工程。工程建设单位为三亚大隆水库有限责任公司,设计单位为中水珠江规划勘测设计有限公司,承建单位为中国葛洲坝集团股份有限公司。采用无基坑筑坝技术,对河床软弱砂卵石和填砂基础进行振冲密实处理后作为坝体的一部分,堰坝结合,以坝体代替施工围堰,不设堰体防渗,不设基坑抽水,不用开挖河床覆盖层,简化了施工程序,加快了施工进度,使施工中的大坝安全度汛,并成功抵御了2005年“达维”超强台风产生的超百年洪水,发挥了防洪效益。

3.1.4初期排水的水泵布置

4 结论

水泵布置于上游围堰附近,经常性排水时水泵出水口管引至导流明渠,并根据实际情况泵站置于适当位置。

通过对已建工程的各项监测数据和施工方法上来看,无基坑筑坝技术在技术上是可行性,并不会产生不良的后果,完全可以满足工程需要。它彻底突破了必须先形成基坑、在基坑内施工的筑坝不做围堰;由于不做围堰,不需要进行基坑抽水;不需要进行大量的基坑开挖;该技术可以节约大量的投资和极大地加快施工速度、缩短工程的施工工期。该技术将会在更多的工程中得到运用,也将有更多,更好的改进和完善。

水泵工作方式为24h连续抽水,以保证在规定的时间内完成任务。

参考文献:

3.2PCCP管线与河流交叉处施工期排水

[1]李傲.碾压混凝土筑坝施工技术的探讨[J].城市地理,2014,06.

在上述地段开挖时,采取分层台阶开挖,开挖区域在水平面上保持3%的坡度,在最低处挖集水坑,以保证渗水及雨水能够向低处汇集,然后架设水泵集中排出施工范围。回填时利用基坑底部两侧的管沟,将基坑底部的渗水汇集,然后采用水泵抽排,实现基坑干地施工。

[2]耿华,孙洪民,左艳华.关于水利水电筑坝施工工艺探究[J].科技创新与应用,2012,09.

3.3施工期安全度汛

[3]陈勇,汤用泉.考虑材料渗透性各向异性的土石坝渗流分析[J].南水北调与水利科技,2014.

为保证汛期施工人员和机械设备的安全,减少汛期降雨、洪水对施工的影响,汛期拟采用如下的措施以加强防护。

[4]来光,张志敏,王先忠.某碾压混凝土坝“有限渗控”措施及效果分析[J].人民黄河,2014.

1)合理组织PCCP管道工程施工,确保PCCP管道工程穿越河床段在非汛期时段内完工,确保防汛关键项目按期达到规定的形象面貌;

[5]张飞,卢晓春,田斌,李应周,陈博夫.基于深厚覆盖层变化的土石围堰堰基渗透特性[J].人民黄河,2014.

2)按合同规定编制施工期防洪度汛预案及相关应急措施,成立以项目经理为组长,施工、技术、机电部门参加的防洪度汛领导小组,统一领导,并组织汛前防洪预案的演练,确保预案的可操作性与实效性;

[6]陈飘,邓成发,刘正国.中厚覆盖层上中低面板堆石坝应力变形分析[J].水利水运工程学报,2014

3)在汛期建立24小时值班制度,汛期积极与地方和业主防汛部门联系,加强水情预报,密切注意水情,以便洪水发生时有充足的抢险应对时间;

4)及时对办公区、生活区、搅拌站等场所周边的排水通道进行疏通清淤,做好生产生活区的排水、排涝工作;

5)汛期穿河段施工未完成撤退时,加强与水情测报单位的联系,分析判断洪水的形成及规模;当来超标准洪水时,立即组织专门的抢险队伍。洪水来临之前,在围堰顶部抢修一1.0m高的子堰,子堰为正梯形断面,由麻袋装土逐层错缝垒起,顶宽不小于1.5m,边坡为1:1.1;使防洪标准有所提高,以确保基坑内材料设备,在洪水到来时,安全撤退;

6)基坑内备用充足的抽水设备,保证施工期发生超标准洪水淹没基坑后能快速排出积水;

7)土方明挖从上至下分层分段依次进行,严禁自下而上或采取倒悬的开挖方法,施工中随时作成一定的坡式,以利排水,开挖过程中,避免在影响边坡稳定的范围内形成积水;

8)在开挖边坡上遇有地下水渗流时,应在边坡修整和加固前采取有效的疏导和保护措施。

4围堰拆除和清理

1)根据施工要求,汛期到来前,按施工图纸指定的拆除范围和监理人指示及时完成上游围堰、纵向围堤和下游围堰的拆除,并经监理人验收合格,确保汛期河道顺利行洪;拆除围堰的废渣用于导流明渠或河道低洼地坑塘的填筑;对河道因围堰拆除造成的淤塞按监理人指示进行清理;

2)拆除施工时,所有拆除机械和运输车辆应有专职人员指挥,过往的行人、车辆进行疏导管理,确保交通安全;

3)拆除过程中现场应有专人检查堰堤的安全,发现隐患立即处理;

4)施工围堰拆除时,因其距已建成的建筑物较近,为避免对已建成的建筑物造成破坏,在施工前应采取防护措施,确保工程安全。