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摘要:水利工程中,导流洞封堵技术有着至关重要的地位,水利工程的进度与质量完全取决于导流洞封堵施工的好坏。本文以贵州省某水利工程为例,对水利工程中导流洞封堵设计进行分析,并对其施工技术进行相关研究,仅供参考。
关键词:水利工程;导流洞;封堵设计
前言
导流洞封堵作为水利工程建设中的重要组成部分,不仅对整个水利工程的施工效率起到决定性作用,还会影响到水电站的发电情况。在水利工程中,导流洞封堵设计的质量情况必须得到相应的重视,切实提高水利工程的施工质量。
1水利工程概况
1.1水利枢纽工程的具体信息
水利工程由溢洪道、泄洪洞、拦河面板坝、发电洞以及电站五部分组成,该水利工程建筑等级为小型2级,导流洞长度长度为598米,水利工程水库的正常水位为550米,泄洪洞以龙抬头的形式呈现,隧洞的切面类型为城门洞形,洞高5.9米,宽度为5.2米。该导流洞主要用于水利工程的蓄水,在蓄水前封堵导流洞,导流洞与泄洪洞相贯通。在关键时期,既可以蓄水发电,又能实现泄洪的功能[1]。
1.2工程的支洞布设
该水利工程考虑到地形、施工周期等多方面因素,根据导流洞洞线特性,最终选用导流洞洞线右侧部位采取施工,布设支洞,支洞高5米、宽7米,总长度为105.5米。
2导流洞的封堵设计过程
2.1设计类型
导流洞堵体有两种设计类型,分为洞内堵塞体设计与进口封闭设计。水利工程的导流洞封堵必须以现场施工的实际情况为基础来设计,堵体不仅要拥有良好的稳定性,还要具备一定防渗性,在设计前应对当前施工地域的气象条件以及地理位置做出详细分析,在保证施工质量的前提下,尽可能的降低成本,施工程序化繁为简。
2.2设计条件
设计条件主要有三个方面,分为地质条件、堵头型式以及设计基础,地质条件相对应导流洞封堵洞身的岩石特性为泥质砂岩,常见厚层状与块状结构,3类围岩为洞身岩体主体。堵头型式共有四种型式、分别为拱形、瓶塞型、柱型以及截锥型。最后一种的设计基础是通过水利工程的实际状态,为3级导流建筑物,在库盆内施工支洞,以达到相关设计标准。
2.3堵体长度计算
目前关于隧洞混凝土的堵头还没有一个较为合理的计算公式,在设计中一般使用按封堵洞径的倍数方法、经验公式法、套用混凝土重力坝的抗滑稳定理论法以及圆柱面冲压剪切原则等几大类方法来明确。而本文提到的此项工程利用了冲压剪切法与抗剪断公式来进行运算,最后结果得出,30公分长的堵塞体可以完美符合设计条件,但考虑到一般堵头混凝土主要在冬季施工,为了加大在冬季浇筑堵体的稳定性,将堵体长度设计为40公分[2]。
3导流洞封堵的施工技术
3.1施工材料
根据工程的实际情况,需要准备下列材料,C20强度标号的混凝土,约600平方米的接缝灌浆、固结灌浆以及回填灌浆,预埋回填灌浆总管长约为30米,预埋固结灌浆总管长约为95米。管材统一采用5厘米的聚录乙烯管。
3.2混凝土温度控制标准
混凝土因在导洞进行浇筑,仓面的温度需控制在5摄氏度左右,混凝土按照实际施工条件可分为四个阶段进行施工,分层建筑的建筑层约有3.5公分厚,混凝土的温度经过计算得出,出机口温度为4.5摄氏度,入仓口温度为4.55摄氏度,建筑温度为4.42摄氏度,一混凝土的施工质量为基础,应保证混凝土浇注温度保持在5至10摄氏度之间。在没有经过冷却时,混凝土浇筑块的平均温度最高达到37摄氏度,略高于温度要求,这是需要安置相应的冷却设备,埋设冷却水管,将温度降回到10摄氏度左右。这个冷却时间大约需要通水80天左右才能符合设计要求。堵体作为永久性的建筑物,设计与施工均要按照永久建筑物的标准来执行,该施工工程所在地区结合以往天气数据,得出平均气温为28摄氏度,而施工日期在冬季的十一月份,室外气温平均为零下7摄氏度,因此在施工时应注意保温措施为保证浇筑质量,混凝度温度应保持在5到10摄氏度之间,接缝处温度保持在10摄氏度左右,堵头上游侧方位为库水,挡水后水温为10摄氏度,地表温度接近水温,由于水温为10度,因此结合堵头周边环境得出,堵头平均温度为10摄氏度。
3.3导流洞堵头施工程序
浇筑堵头混凝土共有两个时期,首先需要对洞内以及附近的混凝土进行浇筑,然后对廊道段的混凝土进行浇筑。在导流洞封堵施工完毕以后,要针对洞壁上的浮土进行清理,展开造孔、埋管等后续工作,首先是与混凝土结构相匹配的设计强度进行灌浆,后是浇筑廊道混凝土。安装模板方面,采用合适的组合模板对支洞内的混凝土进行浇筑,在这个过程中用单排架来支撑组合钢模架,通过搭设剪刀撑来间接钢拱支架。与此同时,利用地面打地锚与外架相连接,利用对拉杆实现对导流洞封堵钢模台车相连通。在上述工序完成后,定位出布孔位置,对布控位置钻出约50公分深浅的孔道,对灌浆管前端以圆台形状进行焊接,圆台的面积与灌浆管面积相匹配,采用0.35厚度的铁皮作为主材料。在孔成型以后,将灌浆塞装置在孔内低端约20公分深度的位置,使用锚固剂进行固化,在表面上再刷上一层约3公分厚的砂浆。最后,焊接在合理的位置并安装预埋灌浆管的后端模块[3]。
结语:水利工程在导流洞封堵的设计施工过程中,必须严格保证其稳定性与防渗性。导流洞封堵工程是整个水利工程的重中之重,直接关系到水利工程的整体质量,水利工程的运行与使用期限息息相关。因此,在导流洞进行封堵施工时,需要结合当前施工的实际情况,气象条件、地理位置等其他因素进行施工,设计与施工人员需以谨慎的态度来考虑在施工中可能出现的一些问题,最大程度的保障施工质量。
参考文献
[1]邓盛石.关于水利工程中导流洞封堵设计与施工技术的分析[J].低碳世界,2016,10:46-47.
[2]赵本来.水利工程中导流洞封堵设计与施工技术[J].中国高新技术企业,2015,16:121-122.
[3]王国义.水利工程中导流洞封堵设计与施工技术[J].吉林农业,2015,22:69.
论文作者:李大杉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/9
标签:水利工程论文; 混凝土论文; 摄氏度论文; 温度论文; 施工技术论文; 条件论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;