水利水電論文發(fā)表高邊坡開挖擋渣墻設(shè)計施工

來源：職稱成果咨詢網(wǎng)作者：qifan時間：2013-06-21 10:55

　　摘要：長河壩電站壩肩開挖為高邊坡開挖，施工中為防止渣料進入河道,設(shè)計使用了擋渣墻來阻止開挖料，非常有效。擋渣墻的修建，既有利于施工，又有利于環(huán)保，對于一般水電高邊坡開挖有一定的參考價值。

　　關(guān)鍵詞：高邊坡,擋渣墻,左岸,網(wǎng)箱

　　1 概述

　　長河壩壩肩開挖為高邊坡開挖，且邊坡高、地形陡、卸荷發(fā)育。

　　2008年地震前為保證左右壩肩能夠提前開挖，實施了分流方案。具體措施是：在工程不具備截流的客觀條件下，導(dǎo)流洞一旦具備過流條件，利用圍堰上游丁壩提前實施導(dǎo)流分流。同時考慮環(huán)保要求，為保證左右岸開挖順利進行，在原靠左右岸主河床部位修建縱向擋渣墻平臺集料以避免開挖渣料直接滾入河道。

　　2008年5月12日地震后，從國家抗震救災(zāi)大局出發(fā)，考慮西線救災(zāi)通道暢通和汛期安全，于2008年汛前拆除部分擋渣墻，以保證汛期河道行洪安全;同時2008年汛期縱向擋渣墻經(jīng)歷了超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水;2009年汛前恢復(fù)左右岸擋渣墻，并對原汛前洪水標(biāo)準(zhǔn)校核后按照標(biāo)準(zhǔn)進行加高;2010年4月15日左壩肩開挖結(jié)束，2010年4月8日左壩肩開挖結(jié)束，汛前恢復(fù)左右岸擋渣墻，用于大壩基坑(1485m以下)開挖。

　　本文僅對左岸擋渣墻的設(shè)計與施工做詳細描述，右岸擋渣墻的設(shè)計與施工與此類似，但由于地形、地質(zhì)的差別，兩岸擋渣墻又不盡相同。

　　2 擋渣墻設(shè)計

　　2.1 擋渣墻計算

　　2.1.1選擇典型斷面進行洪水計算

　　選擇壩軸線處位置進行簡化計算，根據(jù)4月16、20、29日實測情況，河床水位為1481.3m時，水深4.5m，河面寬度為45.43m，根據(jù)現(xiàn)場實際地形，左岸擋渣墻坡度為1：1.5，右岸S211省道路基坡度為1：1，

　　為簡化計算，修建擋渣墻后主河床過水渠道簡化為導(dǎo)流明渠，所以計算模型按照導(dǎo)流明渠進行計算，簡化渠道模型如下：渠道底寬為35m，兩側(cè)邊坡分別按照1:1及1:1.5計算，計算此兩種斷面條件下導(dǎo)流明渠的泄流能力。

　　2.1.2 根據(jù)計算結(jié)果進行施工方案初選

　　根據(jù)以上模型計算結(jié)果，根據(jù)長河壩電站可研性報告查知分期設(shè)計洪水成果5月份20%為1830 m3/s，長河壩電站各月月徑流5月份10%為1010 m3/s，頻率10%旬平均流量5月份上旬、中旬、下旬平均流量分別為827m3/s、1030m3/s、1300m3/s。經(jīng)過4月16日實際水位測量及當(dāng)日水情預(yù)報,當(dāng)日流量為421m3/s,壩軸線處水位高程為1481.3,水深為4.5m。因此可推求上述各流量下對應(yīng)渠道水深及水位高程。

　　從上述流量中取最大流量值為分期設(shè)計洪水5月份5年一遇洪水值1830 m3/s。在兩種邊坡系數(shù)下分別對應(yīng)水位高程為▽1487.9m、▽1487.96m，取較高高程，同時考慮到明渠安全超高應(yīng)大于1m及川大水力模型試驗高程，最終確定壩軸線處擋渣墻頂高程為▽1490m高程。由于上下游水面落差與流量相關(guān)，流量越大，落差越大，在擋渣墻重新設(shè)計時考慮壩軸線上游縱坡坡比為1%，考慮交通洞出渣使用需要，壩軸線下游側(cè)提高標(biāo)準(zhǔn)仍按▽1490m填筑至臨時交通洞洞口。根據(jù)上述理論計算資料，在洪水期6~9月流量超過1830m3/s時，縱向擋渣墻將不具備擋水功能，洪水將會淹沒擋渣墻。

　　2.2 2008年汛前擋渣墻設(shè)計

　　2.2.1 2008年一期設(shè)計方案

　　開挖前期開挖渣料將存放在圍堰(擋渣墻)內(nèi)，利用反鏟將渣料轉(zhuǎn)至縱向圍堰(擋渣墻)上逐步加高圍堰(擋渣墻)，加高圍堰(擋渣墻)設(shè)計高度為▽1490.00m高程，迎水面設(shè)計為1:1.5，水下圍堰部分采用圓型蛇籠防護，直徑為0.6m，蛇籠長度為5m，水位變化區(qū)采用1m厚網(wǎng)箱鍍鋅鉛絲籠防護，網(wǎng)箱尺寸為4m×1m×1m，水位變化區(qū)上部迎水一側(cè)采用0.6m厚網(wǎng)箱鍍鋅鉛絲籠防護，網(wǎng)箱尺寸為4m×1m×0.6m，如圖三所示。

　　2.2.2 擋渣墻上下端頭典型斷面設(shè)計

　　根據(jù)川大水力模型試驗報告：擋渣墻上游及下游端頭段范圍為河道水流突然收縮和突然擴散處，為流速較大范圍。因此對擋渣墻上、下游各40m仍然采用全斷面填筑(填筑至左岸山體)。擋渣墻上、下端頭典型斷面如圖四所示：

　　2.2.3 2008年二期設(shè)計方案

　　原定2008年4月中旬導(dǎo)流洞分流未能施行，根據(jù)當(dāng)時施工進度，將擋渣墻變更為如下方案：擋渣墻填筑高程▽1490m，頂寬為7m，為保證擋渣墻擋渣寬度，將▽1485m高程以上坡比改為1：1.3，迎水側(cè)統(tǒng)一用4m×1m×1m鋼絲石籠網(wǎng)箱防護。壩軸線上游按1%控制縱坡，考慮可能超標(biāo)洪水，增加擋渣墻作為施工道路功能的防洪安全性，壩軸線至交通洞一線均按▽1490m控制頂高程(以方便和保證臨時交通洞出渣安全)。

　　2.3 2009年汛前擋渣墻設(shè)計

　　2.3.1設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)與思路

　　洪水標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)值仍為5月份5年一遇洪水1830m3/s。

　　總體思路：原已經(jīng)通過業(yè)主、監(jiān)理審查批復(fù)的方案不變，對水毀部分進行修復(fù)，不能修復(fù)的全部按照原標(biāo)準(zhǔn)重新修建。汛前加高計劃仍按照原標(biāo)準(zhǔn)加高到能夠抵御5月份5年一遇洪水。

　　2.3.2 2009年擋渣墻修復(fù)方案設(shè)計

　　2008年汛期縱向擋渣墻經(jīng)歷了超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的洪水(設(shè)計洪水5月份5年一遇洪水值1830 m3/s，實際汛期實測洪水達到3160 m3/s)，造成上部7～9米墻體全部水毀，同時殘留部分寬度不滿足要求，迎水護坡基本全部沖毀。2009年經(jīng)施工單位、建設(shè)單位和監(jiān)理單位的共同研究決定，利用原擋渣墻為基礎(chǔ)，汛前恢復(fù)擋渣墻，以確保截流前左岸開挖正常進行。

　?、?主河床部位擋渣墻修復(fù)方案

　　根據(jù)現(xiàn)場實際測量，擋渣墻經(jīng)2008年超標(biāo)洪水沖刷后，現(xiàn)平均底高程大致為▽1480m，因此修復(fù)施工以此高程開始填筑。擋渣墻壩軸線處填筑高程設(shè)置為▽1490m，頂部確定頂寬為7m，迎水一側(cè)坡比設(shè)計為1：1.5。壩軸線上游按1%控制縱坡，至上游0+280處填筑控制高程為▽1492m(上游最大控制高程)，考慮可能超標(biāo)洪水，增加擋渣墻作為施工道路功能的防洪安全性，壩軸線至交通洞一線均按▽1490m控制頂高程。迎水側(cè)統(tǒng)一用4m×1m×1m鋼絲石籠網(wǎng)箱防護，水下部分采用六面體和圓型蛇籠防護，六面體為1.5m×1.5m×1m，蛇籠直徑為0.6m，蛇籠長度為5m，防護至▽1481m。

　?、?上下游端頭部位設(shè)計(已經(jīng)完成未毀壞，2009年汛期仍可以使用)

　　根據(jù)2008年擋渣墻在汛期期間的沖刷情況，擋渣墻上下游端頭在經(jīng)過一個汛期后基本完好無損。尋其原因，除了上下游端頭部位采用全斷面填筑以外，迎水一側(cè)下部采用六面體防護對防止洪水沖刷起到了相當(dāng)重要的作用。因此在擋渣墻修復(fù)施工中，擬對擋渣墻典型斷面部位下部仍然采用六面體防護，六面體之間用Ф12鋼絲繩連接，六面體尺寸為1.5×1.5×1.0m，三層防護。

　　該部位2008年已經(jīng)完成，且沒有毀壞，2009年汛期修復(fù)加高后仍可以使用。

　　2.4 2010年擋渣墻修復(fù)方案設(shè)計

　　2010年4月15日左壩肩1485m以上開挖完成，2010年汛前按2009年確定的修復(fù)方案進行了修復(fù)，主要用于開挖左岸基坑1457m~1485m開挖。

　　3 擋渣墻施工

　　3.1擋渣墻填筑方案

　　根據(jù)施工布置，采用從上游向下游進占的方式進行。首先從下游臨時交通進場推土機及反鏟，向上游進行現(xiàn)有擋渣墻的整平、加高施工，形成施工道路。之后進場自卸汽車從上游向下游開始進行進占?？v向圍堰施工200~250m后，同時開始進行水下部分防護施工，邊加高邊進行防護施工，直至完成。

　　3.2鍍鋅鉛絲石籠防護施工

　　水上部分鉛絲石籠加工擬在左岸現(xiàn)有施工場地內(nèi)加工，通過5t自卸將其運至工作面，并準(zhǔn)確定位擺放。石渣通過自卸車從倒石溝取料，運至工作面，人工配合反鏟裝填。

　　水下部分鉛絲石籠也在工作面填筑，裝填完成后，用反鏟或汽車吊將其甩入迎水面一側(cè)坡體。

　　4結(jié)束語

　　長河壩左右壩肩開挖是在左右岸擋渣墻的基礎(chǔ)上完成的。

　　⑴ 左壩肩正式開始施工日期為2009年6月1日，完工時間為2010年4月15日(1485m以上)，施工總工期為319天;右壩肩正式開始施工日期為2009年6月1日，完工時間為2010年4月8日(1485m以上)，施工總工期為312天;大壩2010年10月23日截流。