橡胶坝设计总说明

设计总说明

一、工程概况

工程区位于河南省鹤壁市新区的淇河上,淇河发源于山西省陵川县棋子山,东流经河南辉县、林州、鹤壁市淇滨区、淇县及浚县,最后注入卫河。据国家地质部门实测记载,淇河形成于下澳陶统,距今已有五亿年的历史,是中国华北地区唯一未被污染的河流,被称为“北方漓江”。因主要流经河南鹤壁市,因此又被称为“鹤壁市的母亲河”。

鹤壁新区是豫北城市群中心,又是晋、冀、鲁、豫四省十市的经济协作区中心,具有承东启西、连南接北的有利条件,有利于发挥联络和辐射作用。

近几年鹤壁市在大力发展经济同时,兼顾生态环境治理,生态环境越来越好。该项目建成后,可在淇河上形成宽阔水面,蓄水成湖,波光潋滟,湖中泛舟,成为城市居民理想的休息、游乐场所。 二、建设缘由及依据

橡胶坝工程是在河道治理的基础上,为更好利用淇河水资源而修建的拦河坝工程,工程任务是修建橡胶坝两座,枯水期拦蓄水量,形成水面,提高城市居民生活质量及鹤壁市城市品位。

三、地质概况

工程区内出露地层比较简单,河段地层由第四系全新统、上更新统、中更新统、下更新统和上第三系中新统地层等组成,由新到老分层描述如下。

第①层,第四系全新统人工堆积(Q4r):由于高速公路、高铁等工程建设,河道内砂砾石被开采用作建筑材料,当地村民在河道内局部卵石层上铺填壤土,再

种植庄稼。人工堆积层一般厚0.3~ 0.5m。

第②层,第四系全新统冲积物(Q4al):浅黄色,松散。主要成分为粉质粘土,厚0~2.0m左右,断续分布于河床左侧。

第③层,第四系上更新统冲积砂壤土(Q3al-2):浅黄色,较密实,成分主要为砂壤土,局部为粉质粘土或粉砂,土质均一,手触砂感较强,抚摸沙粒脱落。该层厚0.5~6m,层底高程72.4~75.2m。分布于工程区河谷左右两岸。

第④层,第四系上更新统冲积砂卵石(Q3al-1):浅灰色、杂色,密实,卵石成分主要为石英砂岩、灰岩等,呈亚圆状,磨圆较好,粒径一般3~7cm,最大粒径为18cm左右,含量60%~70%,充填物以粉细砂为主。厚9.0~15.5m左右,层底高程55.8~69.4m。分布于整个工程区。

左岸第④层中夹有一层粉砂,浅黄色,较密实,厚约4.5m。

第⑤层,上第三系中新统鹤壁组粉砂质泥岩或泥质粉砂岩(N2h):浅棕色,泥质结构,层状构造,半成岩,岩芯一般呈柱状、短柱状。地层稳定连续,顶板高程55.8~69.4m,钻孔揭露最大厚度14.7m(未揭穿)。分布于整个工程区。 四、工程布置要点

(1)防洪标准

设计洪水标准为100年一遇。

(2)工程规模

京珠橡胶坝最大坝3.5m,根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》

(SL252-2000),橡胶坝工程等别为IV等,主要建筑物为IV级,次要建筑物为V级,临时建筑物为V级。

(3)工程总布置

橡胶坝位于桩号K5+522.81处,坝底板顶高程为69.80m,设计坝顶高程为73.30m,坝高3.5m,坝总长232m,分三跨,边跨长75.0m,中跨长76.0m,坝袋

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总长226m。三跨坝袋之间设置隔墩,隔墩厚1.5m;管理房位于橡胶坝左岸,尺寸为9m(宽)*12m(长)。

自上游到下游依次为铺盖段,坝底板段,连接段,消力池段及海漫段。 铺盖段长5.0m,厚0.3m,钢筋砼结构,铺盖顶高程为69.48m,与本次河道设计河底高程一致;坝底板为钢筋砼结构,宽13.0m,厚1.5m,前齿墙厚1.5m,深3.5m,后齿墙厚1.2m,深2.5m,坝底板顶高程为69.80m;连接段坡比为1:3,钢筋砼结构,长2.61m,厚0.6m;消力池长11.0m,池深0.8m,尾坎厚1.0m;海漫段长18.0m,结构材料为格宾石笼。 六、工程设计要点

(一)拦河橡胶坝设计

拦河橡胶坝布置长232m,坝高3.5m。 (1) 坝袋设计

京珠橡胶坝坝袋设计高度H1为3.5m,内压比取1.25,内压高度由《橡胶坝技术规范》(SL227-98)中公式α=H0/H1计算,经计算,橡胶坝内压高度H0为4.38m。坝高3.5m,坝袋长226m,坝袋有效周长1279cm,坝袋总面积3072m2,两端分别与堵头粘接,单个堵头面积为27.3m2。

坝袋拉力拉力为46KN/m。坝袋容积为5107.6m3。

坝袋型号:坝高3.5m,选用专业厂家按部颁标准生产的氯丁合成橡胶锦纶帆布坝袋,其型号采用JBD5.0-300-3型,坝袋胶布型号为J300300-3,经/纬强度为900/900kN/m,堵头采用两布三胶,堵头胶布型号为J300300-2。

坝袋强度安全系数K=16.6,符合规范大于6的规定。

坝袋采用上下游双线穿孔压板螺栓锚固。上下游锚固螺栓直径采用φ32,间距

20cm;堵头锚固螺栓直径采用φ32,间距20cm。

(2)坝底板

坝底板采用钢筋砼底板,上下游设齿墙,C25砼现浇。底板宽度为13m,底板厚1.5m。上游齿墙深3.5m,下游齿墙深2.5m。

(二)控制室段及控制系统设计 (1)控制室段

橡胶坝共分三跨,在左岸设有橡胶坝控制室,控制时最下层为水泵室,水泵室内布置1台自吸泵和1台潜水排污泵,橡胶坝的充水通过下游深井取水,排水通过自吸泵和启闭一个或几个蝶阀来控制。

(2)控制系统

电气:京珠橡胶坝管理房外放置一套箱式变电站,管理房内放置一面水泵控制柜和一面低压配电柜。

1、箱式变电站一套。箱变内的装置如下:

1)主变压器一台,采用防火、免维护、体积小、噪声低、散热能力强的树脂绝缘干式变压器,变压器采用SC10系列,容量80kVA,接线组别为D,Yn11,阻抗电压为4%。

2)变压器高压侧采用XGN15-12型高压开关柜,柜内设置FN16A-12RD型负荷开关和XRNT1型高压熔断器保护。

3)变压器低压侧采用GGD型低压开关柜,柜内设置塑壳断路器,做变压器低压侧的过载、短路保护。

2、水泵控制柜一面。型号为GGD型,用以对水泵和深井泵进行控制。 3、低压配电柜一面。型号为GGD型,用以电源进线及对蝶阀等其它用电设备进行控制。

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橡胶坝控制系统:橡胶坝共分三跨,在左岸设有橡胶坝控制室,控制时最下层为水泵室,水泵室内布置1台自吸泵和1台潜水排污泵,橡胶坝的充水通过下游深井取水,排水通过自吸泵和启闭一个或几个蝶阀来控制。橡胶坝的充、排水管路为φ630×8、φ820×9、φ1020×10钢管,每跨内布置φ325×8的水帽。

充坝:利用深井及自吸泵直接向坝袋充水,达到设计内压值所需时间: 边跨为10小时;中跨为5小时;同时充坝为15小时。

塌坝:塌坝排水时间:边跨为115.6分钟;中跨为102.5分钟;同时塌坝时间2小时左右。

(三)上游防渗工程设计

铺盖上游设钢筋砼厚0.3m。铺设高程69.48m,钢筋砼下面铺0.1米碎石垫层。坝底板前齿槽下采用高喷灌浆防渗墙。

(四)下游消能防冲工程设计 (1)橡胶坝控制运用办法

汛期根据天气预报和上游水文站洪水预报及时坍坝泄洪,大汛应严禁立坝,非汛期立坝蓄水,当坝顶溢流深超过0.1m时坍坝泄流,运行期间控制坝顶溢流水深不超过0.1m。

(2)消能防冲工程设计

坝下游消能防冲设施布置总长度31.61m,由陡坡段、消力池和海漫三部分组成。

陡坡段长2.61m,坡度1:3,始端与底板齐平,末端与消力池底板齐平, 采用60cm厚的C25钢筋混凝土,末端设C25砼齿墙,高1.0m,底宽60cm。

消力池段长11m,底板高程68.68m,底板底层为厚60cm的C25钢筋混凝土,底板设排水孔,下部设反滤层。

海漫段长18m,采用格宾石笼防护。

(五)坝址处泄流能力验算 (1)计算条件

京珠橡胶坝位于淇河下游,河道防洪标准为100年一遇。根据水文资料,100年一遇设计洪峰流量为3822m3/s。

(2)设计情况下河道过水能力核算

按满槽验算河道过水能力,堰顶高程69.8m,故按照宽顶堰进行泄流能力校核,验算堤顶高程是否满足行洪要求。

Q=σmε

式中:Q——过坝流量,m3/s;

ε——侧收缩系数; σ——淹没系数; m——流量系数;

B——溢流断面的平均宽度, m; H——计入行近流速的堰顶水头(m)。

(3)结论 通过计算得:

下泄流量为3823.2m3/s时,坝底板上水深为5.13m,因此,主河槽可安全下泄流量100年一遇设计洪峰流量3822 m3/s,故建坝后不会降低原河道的防洪标准。

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七、施工

(1)施工条件

工程位于新规划的鹤壁市综合服务功能区核心位置,是未来鹤壁市新区的重点发展建设方向,工程距离鹤壁市中心约3km,有多条现有道路通往新区河段,京珠橡胶坝上游300m有鹤壁至淇县公路通过,河道上游右岸新建有8~10m宽沿河大道,沥青路面;工程的对外交通条件很好。

工程所需主要建筑材料,如水泥、钢材、木材、油料等在鹤壁市建材市场就近购买。

根据本工程特点,将橡胶坝水源经过相应处理后,用于生产用水和生活用水。本工程附近较大村庄均有电网通过,施工期间考虑从高村橡胶坝管理处变电站引线至施工区,解决施工期用电。

工程位于鹤壁市新区,当地通信条件齐全,施工时各施工区可充分利用现有的地方通信资源,采用有线和无线相结合的通信方式。

(2)施工导流

施工导流设计主要考虑主体工程拦河橡胶坝施工,其余配套工程可参照其导流方式布置。

导流标准:本工程属四等,临时建筑物为5级,导流围堰洪水标准采用5年一遇。

导流程序、建筑物布置、结构型式:淇河橡胶坝工程在河道里进行,尤其是在主河槽施工,施工导流及施工围堰工作量较大。橡胶坝施工导流采用分段围堰法,分2期施工导流;围堰采用土石围堰。围堰高程根据水位~流量关系曲线,考虑安全加高等因素确定。

一期导流:先围左岸,修建上、下游围堰和纵向围堰,利用左岸束窄河床过流,进行左岸两个坝段的施工。

二期导流:进行右岸河床截流,修建二期上、下游围堰,纵向围堰与一期已建成的闸墩结合,利用已完成的橡胶坝基座过流,完成右岸一个坝段的施工。

(3)施工期排水 1)初期排水

初期排水主要为围堰闭气后进行基坑初期排水,包括基坑积水、基础和堰体渗水、围堰接头漏水、降雨汇水等。一期初期排水总量约为1.3万m3,按3天排干计算,初期排水强度约180m3/h。二期初期排水总量约为1.1万m3,按3天排干计算,初期排水强度约152m3/h。

2)经常性排水

基坑经常性排水包括基础和围堰渗水、降雨汇水及施工废水等。围堰堰体采用土工膜防渗,堰基采用土工膜形式的防渗铺盖防渗,通过对围堰及基础进行渗流计算分析,一期最大排水强度约为92m3/h,二期最大排水强度约为87m3/h。

(4)主要工程施工 1)基坑开挖及回填

坝基开挖从两岸向中坝段分段进行。坝基开挖分两部分进行,一部分为沟槽开挖,另一部分为一般开挖。一般开挖采用1m3反铲挖土机挖装,推土机配合3m3装载机运500m至弃渣区。上游齿墙基础开挖,用人工开挖,推土机推运至弃碴区,边坡用人工开挖整平。供排水管道沟槽及下游齿墙均采用人工开挖,土砂料用推土机推运至弃碴区。基础开挖严禁超欠挖。

由8t自卸汽车从卵石料场运输至填筑部位,铺筑采用74KW推土机按设计厚

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度摊平,10t振动碾压实,与建筑物结合部位采用2.8KW蛙式夯实机夯实。回填至设计高程后,采用强夯处理。

2)橡胶坝主坝段施工

坝基回填至设计高程后,人工开挖上下游齿墙,待基础验收合格后,及时浇筑混凝土垫层。上下游齿墙底部垫层浇筑比设计断面宽10cm,先浇底部垫层,再浇边坡混凝土垫层和顶部混凝土垫层。边坡混凝土垫层浇筑时,因设计边坡较陡,应保持开挖边坡湿润,用人工拍实,垫层混凝土拌制时,适当减少加水量,能在坡面铺筑后人工拍平密实为易。

立模采用标准定型组合钢模板,采用槽钢和支架钢管支撑加固,模板内侧用φ12钢筋拉条加固,确保立模尺寸准确。

混凝土浇筑按分缝跳块浇筑,根据现场情况采用后退法浇筑,混凝土浇筑层厚度不大于40cm,采用台阶式浇筑方法,混凝土运输由汽车装料罐运到基坑,由设在上下游的50t履带吊车吊运入仓,人工平仓,插入式振捣器振捣。由于坝基预埋件较多,因此砼浇筑过程中必须小心操作,浇筑过程中在砼沿埋件两侧交错震捣,避免埋件错位。平仓时不得将砼直接倾倒在埋件上,尤其是橡胶止水带,要确保水平设置,避免扭曲、折叠。浇筑过程中测量人员要随时检测上下游锚线的平面位置和高程,确保准确无误,浇筑完成后应及时对面板进行抹面,用铁抹子赶平压光,二遍成活,确保底胶片与砼接触面平整光滑。砼浇筑完毕后12~24h后洒水养护,养护时间一般不少于14d。

坝基用振动碾压实,再进行砼施工,并埋设管道,以机械施工为主。橡胶坝挡墙、基础、控制室等采用现浇砼,使用750L及350L拌和机现场生产砼,翻斗车运至工作面,人工入仓,插入式振捣器配合平板式振捣器进行振捣。施工应严格遵

循《水工砼施工规范》(DL/T 5144-2001)。砼施工中注意沉降缝的设置,填缝材料应提前准备。砼浇注完成后要注意保养,防止裂缝产生。翼墙模板采用标准组合钢模,采用型钢与方木进行加固,并每隔1~1.5m设φ14对拉螺栓。砼由砼拌和站拌和,工程车或手推车运到浇筑点,履带吊吊运入仓,插入式振捣器振捣密实;砼浇筑时分层进行,分层厚度宜控制在40cm左右。砼浇筑完成后要求及时进行养护,养护采用湿麻袋覆盖并经常浇水保持湿润。

3)控制室施工

控制室施工与坝体施工可同时进行,也可稍落后于坝体施工,在控制室施工中应注意管道的埋设,保证与坝体预埋管道的平顺连接。泵房砼模板采用组合钢模板,部分位置采用木模进行镶拼,现浇屋面板及梁板采用满堂脚手架支撑,钢管间距根据上部荷载进行计算确定,一般控制在1m左右。

砼由坝左岸的砼拌和站进行拌和,工程车进行水平运输,采用手推车运输,井字架进行提升。钢筋在钢筋加工厂加工成型,人工运到现场进行绑扎,屋面钢筋施工时应采用短钢筋设立撑脚,撑脚间距1~1.5m。砼入仓后采用人工进行平仓,插入式或平板振捣器振捣密实。

4)防渗铺盖和海漫段施工

坝前蓄水区要进行防渗处理,消力池后设海漫段。工程施工时与河道修整结合进行。由于工作区域面积较大可采取分段施工的方法,建议顺水流方向50m为一分段区。

上游铺盖采用20cm后钢筋砼浇筑,下游海漫宾格网材料采用10#铅丝,骨架材料采用10#铅丝。块石料的运输以机械为主、人工为辅,石料砌筑及编网、绑扎为人工作业。橡胶坝土建工程完成后,进行坝袋安装。

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5)高喷灌浆施工

高喷灌浆施工分为四个程序:造孔、试喷和下喷杆、喷射灌浆和喷射结束静压灌浆。钻机造孔质量控制指标:(1)定孔:钻孔孔位与设计孔位误差不得大于50mm;(2)钻孔:孔深小于30m时,钻孔偏斜率不应超过1%;(3)孔口径:钻孔孔径应大于喷射管外径20mm以上;(4)钻进:机体要平稳、牢固,每钻进5m测量机体、立轴垂直一次;(5)先导孔:应选取部分高喷孔作为先导孔,采取芯样,核对地层,需要时可作动力触探实验。先导孔的深度应超过设计墙底深度0.3m,间距可为30m左右;(6)钻孔深度:钻孔的有效深度应超过设计墙底深度0.3m。灌浆施工应严格遵守《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》(DL/T5200-2004)。

6)坝袋安装

安装前将坝袋底板、锚固槽及垫板清扫干净,并且用水冲洗,凉干后铺设底板片,再安装水帽。水帽处的底垫片应开孔。将底垫片和法兰垫片夹在供排水管进口法兰与水帽法兰之间,打入螺栓并装螺帽压紧。底垫片应伸展,其四周锚固处应按螺栓位置钻孔并套入锚固螺栓,然后将止水胶条打孔,也套入锚固螺栓并摊铺平整。吊送坝袋入仓并展开,先将坝袋两端锚固脚就位,套入锚固螺栓孔,用压板固定牢,再将坝袋下游锚固脚就位压牢,然后安装人员从上游侧进入坝袋内,运入并安装导水胶管。坝袋内安装工作全部完成后,应进行仔细检查,无误后方可封闭坝袋。将坝袋上游侧锚固脚孔各自套入对应的锚固螺栓,安装压板固定。 八、工程特性表

详见“鹤壁市淇河河道工程京珠橡胶坝水面工程特性表”(1)、(2)。

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鹤壁市淇河河道工程京珠橡胶坝水面工程特性表(1)

淇橡胶坝水面工程特性表(2)

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设计总说明

一、工程概况

工程区位于河南省鹤壁市新区的淇河上,淇河发源于山西省陵川县棋子山,东流经河南辉县、林州、鹤壁市淇滨区、淇县及浚县,最后注入卫河。据国家地质部门实测记载,淇河形成于下澳陶统,距今已有五亿年的历史,是中国华北地区唯一未被污染的河流,被称为“北方漓江”。因主要流经河南鹤壁市,因此又被称为“鹤壁市的母亲河”。

鹤壁新区是豫北城市群中心,又是晋、冀、鲁、豫四省十市的经济协作区中心,具有承东启西、连南接北的有利条件,有利于发挥联络和辐射作用。

近几年鹤壁市在大力发展经济同时,兼顾生态环境治理,生态环境越来越好。该项目建成后,可在淇河上形成宽阔水面,蓄水成湖,波光潋滟,湖中泛舟,成为城市居民理想的休息、游乐场所。 二、建设缘由及依据

橡胶坝工程是在河道治理的基础上,为更好利用淇河水资源而修建的拦河坝工程,工程任务是修建橡胶坝两座,枯水期拦蓄水量,形成水面,提高城市居民生活质量及鹤壁市城市品位。

三、地质概况

工程区内出露地层比较简单,河段地层由第四系全新统、上更新统、中更新统、下更新统和上第三系中新统地层等组成,由新到老分层描述如下。

第①层,第四系全新统人工堆积(Q4r):由于高速公路、高铁等工程建设,河道内砂砾石被开采用作建筑材料,当地村民在河道内局部卵石层上铺填壤土,再

种植庄稼。人工堆积层一般厚0.3~ 0.5m。

第②层,第四系全新统冲积物(Q4al):浅黄色,松散。主要成分为粉质粘土,厚0~2.0m左右,断续分布于河床左侧。

第③层,第四系上更新统冲积砂壤土(Q3al-2):浅黄色,较密实,成分主要为砂壤土,局部为粉质粘土或粉砂,土质均一,手触砂感较强,抚摸沙粒脱落。该层厚0.5~6m,层底高程72.4~75.2m。分布于工程区河谷左右两岸。

第④层,第四系上更新统冲积砂卵石(Q3al-1):浅灰色、杂色,密实,卵石成分主要为石英砂岩、灰岩等,呈亚圆状,磨圆较好,粒径一般3~7cm,最大粒径为18cm左右,含量60%~70%,充填物以粉细砂为主。厚9.0~15.5m左右,层底高程55.8~69.4m。分布于整个工程区。

左岸第④层中夹有一层粉砂,浅黄色,较密实,厚约4.5m。

第⑤层,上第三系中新统鹤壁组粉砂质泥岩或泥质粉砂岩(N2h):浅棕色,泥质结构,层状构造,半成岩,岩芯一般呈柱状、短柱状。地层稳定连续,顶板高程55.8~69.4m,钻孔揭露最大厚度14.7m(未揭穿)。分布于整个工程区。 四、工程布置要点

(1)防洪标准

设计洪水标准为100年一遇。

(2)工程规模

京珠橡胶坝最大坝3.5m,根据《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》

(SL252-2000),橡胶坝工程等别为IV等,主要建筑物为IV级,次要建筑物为V级,临时建筑物为V级。

(3)工程总布置

橡胶坝位于桩号K5+522.81处,坝底板顶高程为69.80m,设计坝顶高程为73.30m,坝高3.5m,坝总长232m,分三跨,边跨长75.0m,中跨长76.0m,坝袋

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总长226m。三跨坝袋之间设置隔墩,隔墩厚1.5m;管理房位于橡胶坝左岸,尺寸为9m(宽)*12m(长)。

自上游到下游依次为铺盖段,坝底板段,连接段,消力池段及海漫段。 铺盖段长5.0m,厚0.3m,钢筋砼结构,铺盖顶高程为69.48m,与本次河道设计河底高程一致;坝底板为钢筋砼结构,宽13.0m,厚1.5m,前齿墙厚1.5m,深3.5m,后齿墙厚1.2m,深2.5m,坝底板顶高程为69.80m;连接段坡比为1:3,钢筋砼结构,长2.61m,厚0.6m;消力池长11.0m,池深0.8m,尾坎厚1.0m;海漫段长18.0m,结构材料为格宾石笼。 六、工程设计要点

(一)拦河橡胶坝设计

拦河橡胶坝布置长232m,坝高3.5m。 (1) 坝袋设计

京珠橡胶坝坝袋设计高度H1为3.5m,内压比取1.25,内压高度由《橡胶坝技术规范》(SL227-98)中公式α=H0/H1计算,经计算,橡胶坝内压高度H0为4.38m。坝高3.5m,坝袋长226m,坝袋有效周长1279cm,坝袋总面积3072m2,两端分别与堵头粘接,单个堵头面积为27.3m2。

坝袋拉力拉力为46KN/m。坝袋容积为5107.6m3。

坝袋型号:坝高3.5m,选用专业厂家按部颁标准生产的氯丁合成橡胶锦纶帆布坝袋,其型号采用JBD5.0-300-3型,坝袋胶布型号为J300300-3,经/纬强度为900/900kN/m,堵头采用两布三胶,堵头胶布型号为J300300-2。

坝袋强度安全系数K=16.6,符合规范大于6的规定。

坝袋采用上下游双线穿孔压板螺栓锚固。上下游锚固螺栓直径采用φ32,间距

20cm;堵头锚固螺栓直径采用φ32,间距20cm。

(2)坝底板

坝底板采用钢筋砼底板,上下游设齿墙,C25砼现浇。底板宽度为13m,底板厚1.5m。上游齿墙深3.5m,下游齿墙深2.5m。

(二)控制室段及控制系统设计 (1)控制室段

橡胶坝共分三跨,在左岸设有橡胶坝控制室,控制时最下层为水泵室,水泵室内布置1台自吸泵和1台潜水排污泵,橡胶坝的充水通过下游深井取水,排水通过自吸泵和启闭一个或几个蝶阀来控制。

(2)控制系统

电气:京珠橡胶坝管理房外放置一套箱式变电站,管理房内放置一面水泵控制柜和一面低压配电柜。

1、箱式变电站一套。箱变内的装置如下:

1)主变压器一台,采用防火、免维护、体积小、噪声低、散热能力强的树脂绝缘干式变压器,变压器采用SC10系列,容量80kVA,接线组别为D,Yn11,阻抗电压为4%。

2)变压器高压侧采用XGN15-12型高压开关柜,柜内设置FN16A-12RD型负荷开关和XRNT1型高压熔断器保护。

3)变压器低压侧采用GGD型低压开关柜,柜内设置塑壳断路器,做变压器低压侧的过载、短路保护。

2、水泵控制柜一面。型号为GGD型,用以对水泵和深井泵进行控制。 3、低压配电柜一面。型号为GGD型,用以电源进线及对蝶阀等其它用电设备进行控制。

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橡胶坝控制系统:橡胶坝共分三跨,在左岸设有橡胶坝控制室,控制时最下层为水泵室,水泵室内布置1台自吸泵和1台潜水排污泵,橡胶坝的充水通过下游深井取水,排水通过自吸泵和启闭一个或几个蝶阀来控制。橡胶坝的充、排水管路为φ630×8、φ820×9、φ1020×10钢管,每跨内布置φ325×8的水帽。

充坝:利用深井及自吸泵直接向坝袋充水,达到设计内压值所需时间: 边跨为10小时;中跨为5小时;同时充坝为15小时。

塌坝:塌坝排水时间:边跨为115.6分钟;中跨为102.5分钟;同时塌坝时间2小时左右。

(三)上游防渗工程设计

铺盖上游设钢筋砼厚0.3m。铺设高程69.48m,钢筋砼下面铺0.1米碎石垫层。坝底板前齿槽下采用高喷灌浆防渗墙。

(四)下游消能防冲工程设计 (1)橡胶坝控制运用办法

汛期根据天气预报和上游水文站洪水预报及时坍坝泄洪,大汛应严禁立坝,非汛期立坝蓄水,当坝顶溢流深超过0.1m时坍坝泄流,运行期间控制坝顶溢流水深不超过0.1m。

(2)消能防冲工程设计

坝下游消能防冲设施布置总长度31.61m,由陡坡段、消力池和海漫三部分组成。

陡坡段长2.61m,坡度1:3,始端与底板齐平,末端与消力池底板齐平, 采用60cm厚的C25钢筋混凝土,末端设C25砼齿墙,高1.0m,底宽60cm。

消力池段长11m,底板高程68.68m,底板底层为厚60cm的C25钢筋混凝土,底板设排水孔,下部设反滤层。

海漫段长18m,采用格宾石笼防护。

(五)坝址处泄流能力验算 (1)计算条件

京珠橡胶坝位于淇河下游,河道防洪标准为100年一遇。根据水文资料,100年一遇设计洪峰流量为3822m3/s。

(2)设计情况下河道过水能力核算

按满槽验算河道过水能力,堰顶高程69.8m,故按照宽顶堰进行泄流能力校核,验算堤顶高程是否满足行洪要求。

Q=σmε

式中:Q——过坝流量,m3/s;

ε——侧收缩系数; σ——淹没系数; m——流量系数;

B——溢流断面的平均宽度, m; H——计入行近流速的堰顶水头(m)。

(3)结论 通过计算得:

下泄流量为3823.2m3/s时,坝底板上水深为5.13m,因此,主河槽可安全下泄流量100年一遇设计洪峰流量3822 m3/s,故建坝后不会降低原河道的防洪标准。

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七、施工

(1)施工条件

工程位于新规划的鹤壁市综合服务功能区核心位置,是未来鹤壁市新区的重点发展建设方向,工程距离鹤壁市中心约3km,有多条现有道路通往新区河段,京珠橡胶坝上游300m有鹤壁至淇县公路通过,河道上游右岸新建有8~10m宽沿河大道,沥青路面;工程的对外交通条件很好。

工程所需主要建筑材料,如水泥、钢材、木材、油料等在鹤壁市建材市场就近购买。

根据本工程特点,将橡胶坝水源经过相应处理后,用于生产用水和生活用水。本工程附近较大村庄均有电网通过,施工期间考虑从高村橡胶坝管理处变电站引线至施工区,解决施工期用电。

工程位于鹤壁市新区,当地通信条件齐全,施工时各施工区可充分利用现有的地方通信资源,采用有线和无线相结合的通信方式。

(2)施工导流

施工导流设计主要考虑主体工程拦河橡胶坝施工,其余配套工程可参照其导流方式布置。

导流标准:本工程属四等,临时建筑物为5级,导流围堰洪水标准采用5年一遇。

导流程序、建筑物布置、结构型式:淇河橡胶坝工程在河道里进行,尤其是在主河槽施工,施工导流及施工围堰工作量较大。橡胶坝施工导流采用分段围堰法,分2期施工导流;围堰采用土石围堰。围堰高程根据水位~流量关系曲线,考虑安全加高等因素确定。

一期导流:先围左岸,修建上、下游围堰和纵向围堰,利用左岸束窄河床过流,进行左岸两个坝段的施工。

二期导流:进行右岸河床截流,修建二期上、下游围堰,纵向围堰与一期已建成的闸墩结合,利用已完成的橡胶坝基座过流,完成右岸一个坝段的施工。

(3)施工期排水 1)初期排水

初期排水主要为围堰闭气后进行基坑初期排水,包括基坑积水、基础和堰体渗水、围堰接头漏水、降雨汇水等。一期初期排水总量约为1.3万m3,按3天排干计算,初期排水强度约180m3/h。二期初期排水总量约为1.1万m3,按3天排干计算,初期排水强度约152m3/h。

2)经常性排水

基坑经常性排水包括基础和围堰渗水、降雨汇水及施工废水等。围堰堰体采用土工膜防渗,堰基采用土工膜形式的防渗铺盖防渗,通过对围堰及基础进行渗流计算分析,一期最大排水强度约为92m3/h,二期最大排水强度约为87m3/h。

(4)主要工程施工 1)基坑开挖及回填

坝基开挖从两岸向中坝段分段进行。坝基开挖分两部分进行,一部分为沟槽开挖,另一部分为一般开挖。一般开挖采用1m3反铲挖土机挖装,推土机配合3m3装载机运500m至弃渣区。上游齿墙基础开挖,用人工开挖,推土机推运至弃碴区,边坡用人工开挖整平。供排水管道沟槽及下游齿墙均采用人工开挖,土砂料用推土机推运至弃碴区。基础开挖严禁超欠挖。

由8t自卸汽车从卵石料场运输至填筑部位,铺筑采用74KW推土机按设计厚

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度摊平,10t振动碾压实,与建筑物结合部位采用2.8KW蛙式夯实机夯实。回填至设计高程后,采用强夯处理。

2)橡胶坝主坝段施工

坝基回填至设计高程后,人工开挖上下游齿墙,待基础验收合格后,及时浇筑混凝土垫层。上下游齿墙底部垫层浇筑比设计断面宽10cm,先浇底部垫层,再浇边坡混凝土垫层和顶部混凝土垫层。边坡混凝土垫层浇筑时,因设计边坡较陡,应保持开挖边坡湿润,用人工拍实,垫层混凝土拌制时,适当减少加水量,能在坡面铺筑后人工拍平密实为易。

立模采用标准定型组合钢模板,采用槽钢和支架钢管支撑加固,模板内侧用φ12钢筋拉条加固,确保立模尺寸准确。

混凝土浇筑按分缝跳块浇筑,根据现场情况采用后退法浇筑,混凝土浇筑层厚度不大于40cm,采用台阶式浇筑方法,混凝土运输由汽车装料罐运到基坑,由设在上下游的50t履带吊车吊运入仓,人工平仓,插入式振捣器振捣。由于坝基预埋件较多,因此砼浇筑过程中必须小心操作,浇筑过程中在砼沿埋件两侧交错震捣,避免埋件错位。平仓时不得将砼直接倾倒在埋件上,尤其是橡胶止水带,要确保水平设置,避免扭曲、折叠。浇筑过程中测量人员要随时检测上下游锚线的平面位置和高程,确保准确无误,浇筑完成后应及时对面板进行抹面,用铁抹子赶平压光,二遍成活,确保底胶片与砼接触面平整光滑。砼浇筑完毕后12~24h后洒水养护,养护时间一般不少于14d。

坝基用振动碾压实,再进行砼施工,并埋设管道,以机械施工为主。橡胶坝挡墙、基础、控制室等采用现浇砼,使用750L及350L拌和机现场生产砼,翻斗车运至工作面,人工入仓,插入式振捣器配合平板式振捣器进行振捣。施工应严格遵

循《水工砼施工规范》(DL/T 5144-2001)。砼施工中注意沉降缝的设置,填缝材料应提前准备。砼浇注完成后要注意保养,防止裂缝产生。翼墙模板采用标准组合钢模,采用型钢与方木进行加固,并每隔1~1.5m设φ14对拉螺栓。砼由砼拌和站拌和,工程车或手推车运到浇筑点,履带吊吊运入仓,插入式振捣器振捣密实;砼浇筑时分层进行,分层厚度宜控制在40cm左右。砼浇筑完成后要求及时进行养护,养护采用湿麻袋覆盖并经常浇水保持湿润。

3)控制室施工

控制室施工与坝体施工可同时进行,也可稍落后于坝体施工,在控制室施工中应注意管道的埋设,保证与坝体预埋管道的平顺连接。泵房砼模板采用组合钢模板,部分位置采用木模进行镶拼,现浇屋面板及梁板采用满堂脚手架支撑,钢管间距根据上部荷载进行计算确定,一般控制在1m左右。

砼由坝左岸的砼拌和站进行拌和,工程车进行水平运输,采用手推车运输,井字架进行提升。钢筋在钢筋加工厂加工成型,人工运到现场进行绑扎,屋面钢筋施工时应采用短钢筋设立撑脚,撑脚间距1~1.5m。砼入仓后采用人工进行平仓,插入式或平板振捣器振捣密实。

4)防渗铺盖和海漫段施工

坝前蓄水区要进行防渗处理,消力池后设海漫段。工程施工时与河道修整结合进行。由于工作区域面积较大可采取分段施工的方法,建议顺水流方向50m为一分段区。

上游铺盖采用20cm后钢筋砼浇筑,下游海漫宾格网材料采用10#铅丝,骨架材料采用10#铅丝。块石料的运输以机械为主、人工为辅,石料砌筑及编网、绑扎为人工作业。橡胶坝土建工程完成后,进行坝袋安装。

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5)高喷灌浆施工

高喷灌浆施工分为四个程序:造孔、试喷和下喷杆、喷射灌浆和喷射结束静压灌浆。钻机造孔质量控制指标:(1)定孔:钻孔孔位与设计孔位误差不得大于50mm;(2)钻孔:孔深小于30m时,钻孔偏斜率不应超过1%;(3)孔口径:钻孔孔径应大于喷射管外径20mm以上;(4)钻进:机体要平稳、牢固,每钻进5m测量机体、立轴垂直一次;(5)先导孔:应选取部分高喷孔作为先导孔,采取芯样,核对地层,需要时可作动力触探实验。先导孔的深度应超过设计墙底深度0.3m,间距可为30m左右;(6)钻孔深度:钻孔的有效深度应超过设计墙底深度0.3m。灌浆施工应严格遵守《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》(DL/T5200-2004)。

6)坝袋安装

安装前将坝袋底板、锚固槽及垫板清扫干净,并且用水冲洗,凉干后铺设底板片,再安装水帽。水帽处的底垫片应开孔。将底垫片和法兰垫片夹在供排水管进口法兰与水帽法兰之间,打入螺栓并装螺帽压紧。底垫片应伸展,其四周锚固处应按螺栓位置钻孔并套入锚固螺栓,然后将止水胶条打孔,也套入锚固螺栓并摊铺平整。吊送坝袋入仓并展开,先将坝袋两端锚固脚就位,套入锚固螺栓孔,用压板固定牢,再将坝袋下游锚固脚就位压牢,然后安装人员从上游侧进入坝袋内,运入并安装导水胶管。坝袋内安装工作全部完成后,应进行仔细检查,无误后方可封闭坝袋。将坝袋上游侧锚固脚孔各自套入对应的锚固螺栓,安装压板固定。 八、工程特性表

详见“鹤壁市淇河河道工程京珠橡胶坝水面工程特性表”(1)、(2)。

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鹤壁市淇河河道工程京珠橡胶坝水面工程特性表(1)

淇橡胶坝水面工程特性表(2)

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