在水闸施工工程中施工导流是一个重要流程,施工导流又分为全段导流和分段导流两种,本文以三江口水闸施工的全段导流模式进行分析,根据三江口水闸导流标准,施工导流方式来说明选择适宜的导流模式才能保障水利工程施工的整体效果。
关键词:三江口水闸,施工导流,水利工程
众所周知,在水利工程施工中,施工导流发挥着非常重要的作用,关系到水利工程枢纽的总布置,对最终的施工质量、施工效果更是关联度很高。施工导流必须在一定标准下开展,而根据施工导流的具体操作而言,其涉及到的标准面又非常广阔,从导流、节流、拦洪乃至蓄水、泄水都需要以特定的标准为参照。
三江口水闸位于虎坑水道与八宝水道交汇口上游约420m处,是江新联围属2级堤防,为平底开敞式结构,河道两侧布置连接防洪堤。本工程位于西北江三角洲,面临南海,属亚热带季风气候,常年温和湿润,雨量充沛,地形为三角洲海积冲积平原地貌,地面平坦。下面以此为依据,就三江口水闸施工导流做了相应的探究。
1三江口水闸导流标准分析
江新联围属于二级堤防,防洪标准为重现期<100年,且≥50年,且根据水利部颁发的《堤防工程施工规范》(SL260-98)规定,当堤防的防洪标准为二级时,与之相对应的围堰洪水标准为5-10年一遇的洪水。三江口水闸及其通航建筑物为2级,与之对应的闸坝临时导流建筑物为4级,另根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)规定,相应的导流标准10~20年一遇。
三江口水闸位于出海口感潮区,河口的潮汐现象也较一般复杂,需要分别考虑洪潮遭遇和设计高潮工况下的水位情况,且5年一遇的洪潮水位和10年一遇洪潮水位及设计高潮水位相差不大,为偏安全计,选择其中较高水位值,故施工导流标准选为10年一遇洪潮遭遇标准,对应水位值为2.11m,导流时段则选择全年。
2三江口水闸施工导流方式
施工导流的常见方式有两种,包括分段围堰法导流和全段围堰法导游,分段围堰导流,也称分期围堰导流,分期或分段越长,工程相应的也就越复杂,工期自然也越长,全段围堰法导流则指一次性阶段河道,在三江口水闸施工期间,采用的是第二种,一次拦断虎坑水道,修建上下游土石围堰全年施工的导流方式。
2.1确定围堰结构
在确定围堰结构形式中,主要分为围堰高程确定、围堰结构型式及抗滑稳定、围堰沉降、围堰防渗等几个步骤。围堰高程确定的目标是为了防止施工期内可能出现的最高水位,因而在高程设计中需按设计洪水的静水位加波浪高度,同时计入安全超高。本工程上下游采用的均为土石围堰,同时,受淤泥因素的影响,上下游均需要设置压重平台以保证围堰边坡的稳定。
围堰地基为主要由淤泥、淤质粘土组成,属于典型的高压缩性土,因此,在沉降计算中采用的是分层求和法,在三江口水闸围堰沉降中,经计算围堰竣工后沉降量为1。10m,使用期内沉降为0。78m,共沉降1。88m,沉降量相对而言较大。围堰闸坝为微透水层,施工期间不需要特别采用防渗措施,而围堰填筑料为含砂低液限粘土,渗透系数相对较高,在水位突降的情形下,很有可能导致边坡失稳,此时,在围堰迎水坡铺设土工膜防渗就极为必要。
2.2开展围堰施工
围堰是三江口水闸施工导流中最为关键的步骤,其施工程序主要包括围堰基础处理、土方填筑、膜袋砂吹填、土工布铺设、干砌石及抛石护坡、围堰拆除六个阶段,围堰基础处理是围堰施工的前提条件,在三江口水闸施工导流中,即指水下抛填1。5m厚中粗砂,挤除围堰基础表层浮泥,然后再由人工水下铺设分别铺设一层土工布和土工格栅。土方填筑指向围堰处直接卸料,填筑所需土方,同时用推土机摊平散料及压实。
在土方填筑中,投抛料的流失是非常严重的问题,因而,应采用上、下游挑角布置的填筑方式。膜袋砂围堰在淤泥地基上有着很强的适应性,自身稳定性好,施工中采用人工水下铺设土工模袋的方法。土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料主要作用为过滤、排水,在铺设土工布之前,应开展相应的工艺实验,确保土工布符合要求,铺设中需要采用铁钉固定土工布。护坡是在水利工程中防止边坡受冲刷而采取的保护措施的统称,常见措施为绿化与铺砌,干砌石及抛石是围堰施工中最为常见的护坡方式。施工完成后,需进行堰体拆除,并进行清淤处理。
2.3实施河道节流
河道节流是施工导流中的重要内容,在节流期间,施工方要注意航道的通航以及安全。就以三江口水闸为例,施工期间主要利用龙泉水闸导流和通航。节流设计标准是节流的首要工作,施工方需要根据国际水利部门颁发的相关文件,如《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)及《水电水利工程施工导流设计导则》(DL/T5114-2000),节流标准则采用节流时段重现期5年一遇的月平均量,至于节流时段的选择则根据施工需要而定。
河道节流的具体方式是节流中的关键内容,而在实际的节流操作中,则主要受潮水位涨落影响,施工主要采用平堵和立堵相结合的方式,即上下游双戗堤平堵两岸全断面同时进占,围堰上、下游侧戗堤均吹填至-1。30m高程,作为围堰两侧堰脚,然后堰体一次抛填土料至1。98m高程以上,合龙于河床中部。当然,为了防止在退潮期间因龙口急流而带走堰体土料的情形,应该在平潮时期封堵龙口,抛石渣做防护裹头,且在龙口预留宽度约30m,采用立堵式截流。如此可以实现预期的河道节流目标,保障工程顺利开展。
3结语
施工导流是三江口水闸施工中最为重要的程序,导流方式的选择更是重中之重。对此,在施工方需要在仔细考察工程低段、土质以及河段实际情形的基础上,选择适宜的导流标准,然后再据此采用针对性的施工方案,提升水利工程施工导流的效果。
参考文献
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