小壩塘的施工與管理

摘 要：壩塘水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)于緩解地區(qū)農(nóng)業(yè)旱情，人們生活用水困難等問(wèn)題具有十分顯著的效果。在壩塘設(shè)計(jì)與施工、管理過(guò)程中需遵循科學(xué)的設(shè)計(jì)步驟與施工原則，文章以廣南縣壩塘建設(shè)為例對(duì)壩塘設(shè)計(jì)與施工管理過(guò)程中設(shè)計(jì)技術(shù)、施工技術(shù)與管理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，以期為壩塘水利基礎(chǔ)設(shè)施施工提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：壩塘；攔河壩；溢洪道；輸水管道；施工管

1 概述

由于地處巖溶山區(qū)，沒(méi)有可建水庫(kù)的地形，人們的生活用水主要是水窖水，全鎮(zhèn)80%的人畜飲水靠小水窖解決。農(nóng)業(yè)用水主要是靠天下雨解決，80%的耕地靠天下雨灌溉，由于沒(méi)有長(zhǎng)流水和水庫(kù)蓄水，所建的引水渠，只有進(jìn)入雨季才能發(fā)揮作用，水貴如油是該鎮(zhèn)對(duì)水的真實(shí)評(píng)價(jià)。2009至2010年西南大旱中，舊莫鄉(xiāng)自2009年8月份至2010年5月，持續(xù)干旱致使全鄉(xiāng)6萬(wàn)多群眾的生產(chǎn)生活用水帶來(lái)了極大的困難：旱情導(dǎo)致農(nóng)作物受災(zāi)面積46991畝，成災(zāi)43624畝，絕收34922畝，造成經(jīng)濟(jì)損失5490.5萬(wàn)元。全鄉(xiāng)共有193個(gè)村12085戶，60913人及24365頭牲畜嚴(yán)重干旱缺水，全鄉(xiāng)抗旱救災(zāi)工作形勢(shì)十分嚴(yán)峻。雙胞石村-貓街村-韭菜坪-奎窩壩子耕地連綿570多畝，區(qū)內(nèi)除了飲用的小水窖外，無(wú)一件蓄水和引水渠道，灌溉用水主要是等天下雨解決。水資源貧乏，水利設(shè)施滯后，嚴(yán)重制約著該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，缺水已成為該鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的瓶頸。

2 工程概況

擬建壩塘位于廣南縣西南方向舊莫鄉(xiāng)貓街村民委雙胞石村境內(nèi)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)104°52′43″，北緯23°50′43″。距廣南縣城約35km，距珠廣公路0.25km。選定的壩址距下游雙胞石村1.0km，壩址以上控制徑流面積5.8km2，總庫(kù)容26.72萬(wàn)m3，是一座以灌溉為主，有防洪等綜合效益的重點(diǎn)小壩塘工程。雙胞石壩塘是一座以灌溉為主的蓄水工程。樞紐建筑物由擋水壩、溢洪道、輸水涵管及引水渠道等組成。所設(shè)計(jì)的壩塘參數(shù)如下，總庫(kù)容：26.72萬(wàn)m3，校核洪水位：1533.14m，設(shè)計(jì)洪水位：1532.63m，正常蓄水位：1530.67m，興利庫(kù)容：12.95萬(wàn)m3，死水位：1522.10m，死庫(kù)容：4.00萬(wàn)m3。

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000，壩塘總庫(kù)容26.72萬(wàn)m3，水庫(kù)規(guī)模為?、菩退畮?kù)，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級(jí)別：水庫(kù)大壩、溢洪道、輸水涵管建筑物為5級(jí)，次要建筑物及臨時(shí)建筑物為5級(jí)建筑物。大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)：20年一遇洪水，洪峰流量56.58m3/s，下泄流量37.22m3/s；大壩校核洪水標(biāo)準(zhǔn)：200年一遇洪水，洪峰流量為80.28m3/s，下泄流量52.83m3/s。

3 小壩塘工程設(shè)計(jì)

根據(jù)雙胞石壩塘工程區(qū)所處的地形、地質(zhì)條件及實(shí)地勘察后，只有一個(gè)最優(yōu)壩址及一個(gè)壩軸線。左右岸及壩基地質(zhì)基本一致，淹沒(méi)面積相近。壩址河段地形地貌及地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單，河谷較為順直，河谷主要呈基本對(duì)稱的“V”型谷，河床及兩岸基巖主要以強(qiáng)風(fēng)化巖體為主，巖石較為破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，以碎裂結(jié)構(gòu)為主，厚度較大，一般3～9m，巖體穩(wěn)定性差，抗壓強(qiáng)度和承載力較低，主要屬Ⅴ和Ⅳ類軟質(zhì)巖工程地質(zhì)巖組。壩址區(qū)較適宜的壩型主要是心墻風(fēng)化料壩。

3.1 攔河壩

攔河壩為粘土心墻風(fēng)化料壩，工程級(jí)別為五級(jí)，大壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年（P=5%）一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為200年（P=0.5%）一遇，相應(yīng)洪峰流量及水位如下：P=5%，下泄流量為37.22m3/s，上游設(shè)計(jì)洪水位1532.63m。P=0.5%，下泄流量為52.83m3/s，上游校核洪水位1533.14m。大壩正常蓄水位∶1530.67m。壩頂高程取3個(gè)工況的最大值，即校核水位的壩頂高程為1534.66m。最大壩高1539.47-1507.26=32.21m。主壩軸線為直線，壩頂長(zhǎng)70.00m，壩高27.4m，河床壩基開(kāi)挖高程1506.76m，壩頂高程1534.66m。壩頂寬5.0m。上游壩坡坡比1：2.50，下游壩坡坡比1：2.25。

3.2 溢洪道

溢洪道布置于大壩右壩肩，全長(zhǎng)103m，采用C20鋼筋砼結(jié)構(gòu)?？刂贫螢閷?shí)用堰，堰寬度13.0m，堰頂高程1530.67m，在與壩軸線相交處設(shè)交通橋，作為溝通兩岸交通，橋面寬5m，與壩頂同寬。溢流堰后接陡槽段，底坡i=0.383，為C20鋼筋混凝土澆筑，底板厚0.3m；陡槽段后接消力池段，消力池長(zhǎng)20m，池寬6m，池深4.5m，為C20鋼筋混凝土澆筑。為防止溢洪道產(chǎn)生不均勻沉降和拉裂，溢洪道需分縫，其分縫長(zhǎng)度為每10m設(shè)一道橫縫，縫內(nèi)采用瀝青油毛氈止水。

3.3 輸水涵管

放水涵管布置于大壩左岸，進(jìn)口底板高程1522.10m，管材采用鑄鐵管，管徑為DN300，總長(zhǎng)108m，設(shè)計(jì)最大過(guò)水流量0.053m3/s，平均坡降，4.6‰，出口接河流。該壩塘總庫(kù)容為26.72萬(wàn)m3，取用水流量小，放水設(shè)備采用鑄鐵管（壩后式）放水，輸水涵管外用C15砼澆筑，涵管的進(jìn)口高程為1522.10m，縱坡為4.6‰。由綜合用水過(guò)程表可知：水庫(kù)最大月供水量為13.73萬(wàn)m3，放水涵管設(shè)計(jì)流量的計(jì)算式為：

Q=137300/（30×24×60×60）

=0.053m3/s

因此放水涵管按有壓管、自由出流計(jì)算其流量，涵管進(jìn)出口高程為0.5m，擬用D300鑄鐵管，按正常管計(jì)算，取=0.82，公式為：

經(jīng)計(jì)算Q=0.18m3/s，滿足要求。

4 施工管理

4.1 攔河壩施工

4.1.1 基礎(chǔ)開(kāi)挖

大壩兩岸水上部分所有土石方開(kāi)挖，要求自上而下進(jìn)行施工。土方開(kāi)挖采用1m3挖掘機(jī)輔以人工自上而下開(kāi)挖，10t自卸汽車(chē)出渣；石方開(kāi)挖采用風(fēng)鉆打眼，分段爆破開(kāi)挖，采用推土機(jī)配合1m3挖掘機(jī)挖裝12t自卸汽車(chē)出渣，渣料除部分用于填筑圍堰，其余運(yùn)輸至棄渣場(chǎng)堆放。靠近設(shè)計(jì)開(kāi)挖線附近，應(yīng)避免由于裝藥量過(guò)多而導(dǎo)致壩基巖體炸松，為此，建基面需留0.3m保護(hù)層，采用風(fēng)鎬輔以人工撬挖。

4.1.2 大壩填筑施工

壩體填筑所需總量約5.89萬(wàn)m3，其中：風(fēng)化料填筑量為4.31萬(wàn)m3，過(guò)渡料、反濾料填筑量為0.67萬(wàn)m3，粘土心墻料填筑量0.91萬(wàn)m3。施工期安排在第一年10月～次年12月，在一個(gè)枯期內(nèi)填筑完畢。壩體填筑施工包括運(yùn)輸、卸料、鋪料、加水、壓實(shí)、檢查等工序。壩體填筑施工采用流水作業(yè)法組織施工。施工前，應(yīng)根據(jù)壩料的開(kāi)采情況，對(duì)心墻體進(jìn)行必要的碾壓試驗(yàn)，以制定有關(guān)的施工技術(shù)規(guī)程。

4.1.3 基礎(chǔ)灌漿

帷幕灌漿主要處理壩基及兩岸滲漏。灌漿軸線布置于壩軸線上。采用采用100-150型鉆機(jī)鉆孔，三序灌漿，自上而下分段灌注。河床壩基灌漿宜在壩體施工后第一個(gè)枯期壩體填筑至度汛高程后進(jìn)行，岸坡壩基灌漿在壩體填筑到壩頂時(shí)，開(kāi)挖灌漿平洞后進(jìn)行灌漿。

4.2 溢洪道施工

溢洪道位于大壩右岸壩肩，土石方開(kāi)挖方式與大壩類似，進(jìn)口段土石方開(kāi)挖應(yīng)與大壩兩岸開(kāi)挖同步進(jìn)行，避免開(kāi)挖爆破影響大壩施工，陡槽段土石方開(kāi)挖自上而下分臺(tái)進(jìn)行，土石方開(kāi)挖采用1m3挖掘機(jī)輔以手風(fēng)鉆鉆孔開(kāi)挖，12t自卸汽車(chē)運(yùn)輸出碴。砼施工順序?yàn)橄鹊装搴筮厜?、頂板。砼由采用設(shè)在溢洪道附近的0.4m3砼拌和機(jī)拌和，1m3斗車(chē)運(yùn)砼，溜槽入倉(cāng)，插入式振搗器振搗密實(shí)。

4.3 渠道施工

4.3.1 土石方開(kāi)挖

土方明挖采用人工配合1.0m3挖掘機(jī)挖裝8t自卸汽車(chē)運(yùn)至渣場(chǎng)棄置，石方由YT-24手風(fēng)鉆鉆孔，淺孔爆破，自上而下的方式施工，渣料由人工配合1.0m3挖裝機(jī)挖裝8t自卸汽車(chē)運(yùn)至渣場(chǎng)棄置。

4.3.2 漿砌塊石施工

石料由人工裝8t自卸汽車(chē)運(yùn)至施工點(diǎn)，砂漿采用0.35me移動(dòng)式砂漿攪拌機(jī)制備，人工鋪漿法施工，塊石擺放要求平整、穩(wěn)定、密實(shí)和錯(cuò)縫。砂漿拌制要按設(shè)計(jì)配比進(jìn)行。并要隨時(shí)拌隨時(shí)用。塊石擺放應(yīng)在砂漿初凝前嚴(yán)格按上下層錯(cuò)縫擺放、鋪漿及填漿應(yīng)飽滿密實(shí)。防止鋪漿遺漏。膠結(jié)料介于初凝至終凝之間的砌體不允許擾動(dòng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章以小壩塘的設(shè)計(jì)施工與管理過(guò)程為基礎(chǔ)對(duì)壩塘設(shè)計(jì)與施工的一般步驟與過(guò)程進(jìn)行了闡述，包括設(shè)計(jì)之初的工程地質(zhì)條件、氣象、水文的調(diào)查，建筑設(shè)計(jì)包括攔河壩設(shè)計(jì)、溢洪道設(shè)計(jì)以及輸水管道的設(shè)計(jì)，且對(duì)攔河壩、溢洪道、輸水管道的具體施工過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并提供了切實(shí)可行的施工方案。

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