CN114645521A - 一种既有水库应急放水洞进口施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种既有水库应急放水洞进口施工方法，属于水利工程技术领域。一种既有水库应急放水洞进口施工方法，包括以下步骤：S1，一期施工：按水库灌溉保证水位高程+堰顶安全加高下限值0.5m的挡水高程，计算为进水口一期边坡开挖旱地作业高程，进行边坡开挖并在高程位置开挖施工平台；S2，二期施工：利用岸边原有地貌预留岩埂设置围堰，采用钢板桩+灌浆防渗技术，确保二期闸室基础开挖旱地作业。本发明，利用水库水文、地貌等自然边界条件分二期开挖，克服进水口采取不分期一次性开挖至设计建基面高程的技术弊端，降低填筑土石围堰的难度，减少对周边水土保持、生态环境的破坏，降低建基面的开挖深度。

Description

一种既有水库应急放水洞进口施工方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种既有水库应急放水洞进口施工方法。

背景技术

现有的既有水库增设应急放水洞时，一般进水口开挖考虑安排在枯水期进行，采用不分期、一次性开挖至设计建基面高程的方法。即，在进水口填筑挡水土石围堰，确保边坡及基坑开挖旱地作业。

该技术的不足之处包括以下发明。

1）进水口边坡较陡，且土石围堰施工难度大；另外，需要清理原有岸边淤泥质砂砾坡积物后，再修筑挡水土石围堰；修筑挡水土石围堰需要考虑料源，对周边水土保持、生态环境都有影响；

2）填筑围堰后，进一步的加深了建基面的开挖深度，导致深基坑出渣极其困难，工效降低、施工周期较长。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，增设应急放水洞时施工难度大、功效低、周期长的问题，而提出的一种既有水库应急放水洞进口施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种既有水库应急放水洞进口施工方法，包括以下步骤：

S1，一期施工：

按水库灌溉保证水位高程+堰顶安全加高下限值0.5m的挡水高程，计算为进水口一期边坡开挖旱地作业高程，进行边坡开挖并在高程位置开挖施工平台；

S2，二期施工：

利用岸边原有地貌预留岩埂设置围堰，采用钢板桩+灌浆防渗技术，确保二期闸室基础开挖旱地作业。

优选的，在步骤S1中，包括：

S101，降低水库水位至灌溉保证水位高程；

通过大坝现有高涵放水，将水库水位降至开挖旱地作业高程以下；

S102，进行保证水位高程以上的进水口边坡开挖。

优选的，在步骤S102中：

根据设计图纸要求，放出边坡开口线，进行截水沟施工；待其施工完成后，边坡开挖从上往下分层开挖，开挖一层支护一层；

覆盖层清理采用人工、推土机配合反铲，进行开挖区表层覆盖层剥离；土方开挖采用反铲自上而下分层进行开挖，分层厚度3~4m；石方开挖采用潜孔钻、手风钻自上而下梯段分层爆破，梯段分层高度3-5m；

开挖至施工平台高程后，进行预留岩埂围堰施工。

优选的，在步骤S2中，包括：

S201，预留岩埂围堰施工；

S202，二期闸室基坑开挖及结构物施工；

S203，预留岩埂围堰拆除。

优选的，在步骤S201中：

完成施工平台后，采用拉森钢板桩对砂砾石层进行围挡，并对预留岩埂部分进行固结灌浆和帷幕灌浆，使砂砾石层和预留岩埂固结并达到防渗效果。

优选的：

1）拉森钢板桩施工：

履带吊停在施工平台上距离打桩点就近的位置，侧向施工；

2）固结灌浆施工：

在钢板桩施工完成后，对预留岩埂部分进行固结灌浆施工；采用沿围堰纵向轴线设单排孔，按分序加密的原则进行、自上而下、孔内循环分段灌浆法；

固结灌浆灌浆孔的基岩段长小于6m，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法分段灌浆；封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”；在灌浆达到设计结束标准后，采用0.5:1的浓浆替换孔内稀浆，待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭孔口，作闭浆封孔；

3）帷幕灌浆施工：

在同一地段固结灌浆完成并经检查合格后，才能进行帷幕灌浆；帷幕灌浆采取两排孔，按分序加密的原则进行；对于两排孔组成的帷幕先灌注背水侧排，后灌注临水侧排，每排孔的孔序均采用三序；帷幕灌浆先导孔采用自上而下分段钻孔、分段五点法压水、分段灌浆的方式进行；

灌浆孔的基岩段长小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法；灌浆孔封孔采用“分段灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”；灌浆结束后，抬动观测孔、物探测试孔亦进行封孔处理，其封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。

优选的，在步骤S202中，定向分层爆破出闸室基坑部分；

保护层开挖：土方预留30cm厚的保护层人工进行开挖，石方建基面预留1.5-2m保护层，手风钻光面爆破完成；

闸室建基面开挖完成后，自下而上分层进行结构混凝土施工；采用组合小钢模，分层浇筑至设计高程，分层高度为3m一层；门槽二期混凝土采取分层施工，模板采用木模拼装，混凝土入仓，人工钢钎捣实；

待应急放水隧洞闸室段修建完成且金属结构安装完成后，组织蓄水前验收；验收通过后，对预留岩埂部分进行拆除。

优选的，在步骤S203中：

预留岩埂部分拆除采用爆破法，并对闸室基坑进行充水，将预留岩埂部分一次静压定向爆破完成，渣料全部爆破至库内。

优选的，在步骤S203中，采用中深孔单台阶微差一次成形控制爆破方案；

核心区设置垂直钻孔，由临水库一侧逐排向内起爆；两侧侧边坡设置与边坡坡度一致的倾斜预裂爆破孔；在核心区起爆前引爆形成预裂缝，缓冲、反射爆破产生的振动波，控制其对边坡的破坏性。

优选的，在步骤S203中，主要施工措施：

1）多打孔，减少单孔装药量，控制爆碴块度；

2）为确保底部开挖高程一次到位，加大炮孔超深值；

3）加大核心区核心孔间隔装药，保证堵塞长度和质量；

4）对孔口覆盖，微差起爆技术；

其中，边坡预裂孔沿开挖轮廓线布置，核心区为梅花形布置；核心区孔尽量按沿水库方向向隧洞方向推进，确保每段起爆均有临空面；

为了保护岩埂周围物的安全及永久边坡的稳定性，控制单响药量，采用塑料导爆管接力式微差起爆方式；通过孔外分段、孔内延时，尽量避免重段，降低最大单响药量；孔内用同段双雷管确保准爆；

首先起爆预裂孔，再分段起爆核心孔

与现有技术相比，本发明提供了一种既有水库应急放水洞进口施工方法，具备以下有益效果。

1、本发明，利用水库水文、地貌等自然边界条件分二期开挖，克服进水口采取不分期一次性开挖至设计建基面高程的技术弊端，降低填筑土石围堰的难度，减少对周边水土保持、生态环境的破坏，降低建基面的开挖深度，从而提高施工工效，加快施工进度。

2、本发明，可在水库、河道岸边式建筑物施工中进行广泛的推广及应用，其适用性较强。

本发明的其他优点、目标和特征，在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述；并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的；或者，可以从本发明的实践中得到教导。

附图说明

图1为应急放水隧洞进口预留岩埂围堰断面图。

图2为预留岩埂围堰固结防渗断面图。

图3为预留岩埂围堰大样图。

图4为应急放水隧洞进口预留岩埂围堰图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

一种既有水库应急放水洞进口施工方法，包括一期施工、二期施工。

S1，一期施工：利用既有水库水文参数及导流标准，按水库灌溉保证水位高程+堰顶安全加高下限值0.5m的挡水高程，计算为进水口一期边坡开挖旱地作业高程，进行边坡开挖并在高程位置开挖施工平台。

即，只需将水库水位线调节到水库灌溉保证水位高程+0.5m以下的位置，即可满足一期进水口边坡开挖旱地作业；施工平台高程为水库灌溉保证水位高程+0.5m。

S2，二期施工：利用岸边原有地貌预留岩埂设置围堰，采用钢板桩+灌浆防渗技术，确保二期闸室基础开挖旱地作业。

作为一种优选的方案，将施工选在枯水期进行，可减少对水库的影响。

以下，请参阅附图1-4的具体实施案例，对本发明进行描述。

在该项目中，根据设计图纸分为两期开挖，I期为EL482.5以上部分，II期为EL482.5以下部分。

施工流程为：降低水库水位至灌溉保证水位高程→进行保证水位高程以上的进水口边坡一期开挖→预留岩埂围堰施工→二期闸室基坑开挖及结构物施工→预留岩埂围堰拆除。

具体的，在步骤S1中，包括：

S101，降低水库水位至灌溉保证水位高程；通过大坝现有高涵放水，将水库水位降至开挖旱地作业高程以下。

在本项目中，将水库水位降至EL482高程以下，确保应急放水隧洞进口EL482.5高程以上旱地施工。

S102，进行保证水位高程以上的进水口边坡开挖。

根据设计图纸要求，放出边坡开口线，进行截水沟施工；待其施工完成后，边坡开挖从上往下分层开挖，开挖一层支护一层。

覆盖层清理采用人工、推土机配合反铲，进行开挖区表层覆盖层剥离；推土集中堆存后，由反铲挖装自卸汽车运输至弃土土推存；土方开挖采用反铲自上而下分层进行开挖，分层厚度3~4m，自卸汽车运输至弃土土推存；石方开挖采用潜孔钻、手风钻自上而下梯段分层爆破，梯段分层高度3-5m，反铲挖装自卸汽车运输至弃土土推存。

开挖至482.5m施工平台高程后，进行预留岩埂围堰施工。

在步骤S2中，包括：

S201，预留岩埂围堰施工；

S202，二期闸室基坑开挖及结构物施工；

S203，预留岩埂围堰拆除。

具体的：

完成至482.5m的施工平台后，渣料由反铲挖机装自卸汽车运至弃渣场；采用拉森钢板桩对砂砾石层进行围挡，并对预留岩埂部分进行固结灌浆和帷幕灌浆，使砂砾石层和预留岩埂固结并达到防渗效果。

其中，拉森钢板桩施工：

履带吊停在482.5m施工平台上距离打桩点就近的位置，侧向施工，便于测量人员观察。

具体如下：

挂上振动锤，升高，理顺油管及电缆；锤下降，张开液压口，拉一根桩至打桩锤下，锁口抹上润滑油，并起锤；钢板桩桩尖离开地面30cm时，停止上升；锤下降，使桩至夹口中，开动液压机，夹紧桩上升锤与桩至打桩地点；对准钢板桩与定位桩的锁口，靠震动锤与桩自重压到桩所要插打的位置；钢板桩至设计高度前40cm时，停止振动，振动锤因惯性继续转动一定时间，打桩至设计高度；松开液压夹口，锤上升，打第二根桩，以上类推至打完所有桩。

固结灌浆施工：

在钢板桩施工完成后，对预留岩埂部分进行固结灌浆施工。

采用沿围堰纵向轴线设单排孔，按分序加密的原则进行、自上而下、孔内循环分段灌浆法。

固结灌浆灌浆孔的基岩段长小于6m，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法分段灌浆。

封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”；在灌浆达到设计结束标准后，采用0.5:1的浓浆替换孔内稀浆，待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭孔口，作闭浆封孔。

帷幕灌浆施工：

在同一地段固结灌浆完成并经检查合格后，才能进行帷幕灌浆。

帷幕灌浆采取两排孔，按分序加密的原则进行；对于两排孔组成的帷幕先灌注背水侧排，后灌注临水侧排，每排孔的孔序均采用三序；帷幕灌浆先导孔采用自上而下分段钻孔、分段五点法压水、分段灌浆的方式进行。

灌浆孔的基岩段长小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法；灌浆孔封孔采用“分段灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。

灌浆结束后，抬动观测孔、物探测试孔等亦进行封孔处理，其封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。

在步骤S202中，预留岩埂固结、帷幕施工完成后，定向分层爆破出闸室基坑部分。

其中，保护层开挖：土方预留30cm厚的保护层人工进行开挖，石方建基面预留1.5-2m保护层，手风钻光面爆破完成。

渣料采用卷扬机或长臂挖机运至482.5m施工平台后，由反铲挖机装自卸汽车运至弃渣场，基坑内配备若干台小型水泵进行排水。

闸室建基面开挖完成后，自下而上分层进行结构混凝土施工。

采用组合小钢模，分层浇筑至设计高程，分层高度为3m一层；砼根据施工部位，EL483以下采用自卸汽车运输，长臂反铲、溜槽入仓，EL483以上采用罐车运输，汽车吊配+吊罐入仓，人工插入式振捣器振捣密实；模板、钢筋、架子管及埋件等采用汽车吊吊装、人工配合安装。

门槽二期混凝土采取分层施工，模板采用木模拼装，混凝土入仓采用汽车吊+溜筒入仓，人工钢钎捣实。

待应急放水隧洞闸室段修建完成且金属结构安装完成后，组织蓄水前验收；验收通过后，对预留岩埂部分进行拆除。

预留岩埂部分拆除采用爆破法，并对闸室基坑进行充水，将预留岩埂部分一次静压定向爆破完成，渣料全部爆破至库内。

具体的，根据现场实际条件和爆破施工难点，采用中深孔单台阶微差一次成形控制爆破方案。

核心区设置垂直钻孔，由临水库一侧逐排向内起爆；两侧侧边坡设置与边坡坡度一致的倾斜预裂爆破孔；在核心区起爆前引爆形成预裂缝，缓冲、反射爆破产生的振动波，控制其对边坡的破坏性。

主要施工措施：

1）多打孔，减少单孔装药量，控制爆碴块度。

2）为确保底部开挖高程一次到位，加大炮孔超深值。

3）加大核心区核心孔间隔装药，保证堵塞长度和质量。

4）对孔口覆盖，微差起爆技术。

钻孔采用电动螺杆式空压机配潜孔钻机钻孔。

其中，边坡预裂孔沿开挖轮廓线布置，核心区为梅花形布置；核心区孔尽量按沿水库方向向隧洞方向推进，确保每段起爆均有临空面。

为了保护岩埂周围物的安全及永久边坡的稳定性，控制单响药量，采用塑料导爆管接力式微差起爆方式；通过孔外分段、孔内延时，尽量避免重段，降低最大单响药量；孔内用同段双雷管确保准爆。

首先起爆预裂孔，再分段起爆核心孔。

本发明，利用水库水文、地貌等自然边界条件分二期开挖，克服进水口采取不分期一次性开挖至设计建基面高程的技术弊端，降低填筑土石围堰的难度，减少对周边水土保持、生态环境的破坏，降低建基面的开挖深度，从而提高施工工效，加快施工进度。

本发明，可在水库、河道岸边式建筑物施工中进行广泛的推广及应用，其适用性较强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，一期施工：

按水库灌溉保证水位高程+堰顶安全加高下限值0.5m的挡水高程，计算为进水口一期边坡开挖旱地作业高程，进行边坡开挖并在高程位置开挖施工平台；

S2，二期施工：

利用岸边原有地貌预留岩埂设置围堰，采用钢板桩+灌浆防渗技术，确保二期闸室基础开挖旱地作业。

2.根据权利要求1所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S1中，包括：

S101，降低水库水位至灌溉保证水位高程；

通过大坝现有高涵放水，将水库水位降至开挖旱地作业高程以下；

S102，进行保证水位高程以上的进水口边坡开挖。

3.根据权利要求2所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S102中：

根据设计图纸要求，放出边坡开口线，进行截水沟施工；待其施工完成后，边坡开挖从上往下分层开挖，开挖一层支护一层；

覆盖层清理采用人工、推土机配合反铲，进行开挖区表层覆盖层剥离；土方开挖采用反铲自上而下分层进行开挖，分层厚度3~4m；石方开挖采用潜孔钻、手风钻自上而下梯段分层爆破，梯段分层高度3-5m；

开挖至施工平台高程后，进行预留岩埂围堰施工。

4.根据权利要求1所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S2中，包括：

S201，预留岩埂围堰施工；

S202，二期闸室基坑开挖及结构物施工；

S203，预留岩埂围堰拆除。

5.根据权利要求4所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S201中：

完成施工平台后，采用拉森钢板桩对砂砾石层进行围挡，并对预留岩埂部分进行固结灌浆和帷幕灌浆，使砂砾石层和预留岩埂固结并达到防渗效果。

6.根据权利要求5所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于：

1）拉森钢板桩施工：

履带吊停在施工平台上距离打桩点就近的位置，侧向施工；

2）固结灌浆施工：

在钢板桩施工完成后，对预留岩埂部分进行固结灌浆施工；采用沿围堰纵向轴线设单排孔，按分序加密的原则进行、自上而下、孔内循环分段灌浆法；

固结灌浆灌浆孔的基岩段长小于6m，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法分段灌浆；封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”；在灌浆达到设计结束标准后，采用0.5:1的浓浆替换孔内稀浆，待回浆管排出0.5:1的浓浆后封闭孔口，作闭浆封孔；

3）帷幕灌浆施工：

在同一地段固结灌浆完成并经检查合格后，才能进行帷幕灌浆；帷幕灌浆采取两排孔，按分序加密的原则进行；对于两排孔组成的帷幕先灌注背水侧排，后灌注临水侧排，每排孔的孔序均采用三序；帷幕灌浆先导孔采用自上而下分段钻孔、分段五点法压水、分段灌浆的方式进行；

灌浆孔的基岩段长小于6m时，采用全孔一次灌浆法；大于6m时，选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合灌浆法或孔口封闭灌浆法；灌浆孔封孔采用“分段灌浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”；灌浆结束后，抬动观测孔、物探测试孔亦进行封孔处理，其封孔采用“导管注浆封孔法”或“全孔灌浆封孔法”。

7.根据权利要求4所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S202中，定向分层爆破出闸室基坑部分；

保护层开挖：土方预留30cm厚的保护层人工进行开挖，石方建基面预留1.5-2m保护层，手风钻光面爆破完成；

闸室建基面开挖完成后，自下而上分层进行结构混凝土施工；采用组合小钢模，分层浇筑至设计高程，分层高度为3m一层；门槽二期混凝土采取分层施工，模板采用木模拼装，混凝土入仓，人工钢钎捣实；

待应急放水隧洞闸室段修建完成且金属结构安装完成后，组织蓄水前验收；验收通过后，对预留岩埂部分进行拆除。

8.根据权利要求1所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S203中：

预留岩埂部分拆除采用爆破法，并对闸室基坑进行充水，将预留岩埂部分一次静压定向爆破完成，渣料全部爆破至库内。

9.根据权利要求8所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S203中，采用中深孔单台阶微差一次成形控制爆破方案；

核心区设置垂直钻孔，由临水库一侧逐排向内起爆；两侧侧边坡设置与边坡坡度一致的倾斜预裂爆破孔；在核心区起爆前引爆形成预裂缝，缓冲、反射爆破产生的振动波，控制其对边坡的破坏性。

10.根据权利要求9所述的一种既有水库应急放水洞进口施工方法，其特征在于，在步骤S203中，主要施工措施：

1）多打孔，减少单孔装药量，控制爆碴块度；

2）为确保底部开挖高程一次到位，加大炮孔超深值；

3）加大核心区核心孔间隔装药，保证堵塞长度和质量；

4）对孔口覆盖，微差起爆技术；

其中，边坡预裂孔沿开挖轮廓线布置，核心区为梅花形布置；核心区孔尽量按沿水库方向向隧洞方向推进，确保每段起爆均有临空面；

为了保护岩埂周围物的安全及永久边坡的稳定性，控制单响药量，采用塑料导爆管接力式微差起爆方式；通过孔外分段、孔内延时，尽量避免重段，降低最大单响药量；孔内用同段双雷管确保准爆；

首先起爆预裂孔，再分段起爆核心孔。

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