蒲河遼中段橡膠壩工程施工淺議

王守嶺

(遼中區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣與行政執(zhí)法中心， 遼寧 沈陽 110206)

1 工程概況

工程位于蒲河大橋南500.0 m處，設(shè)計壩高為2.5 m，總長106.0 m，由中墩分為兩部分，各長53.0 m。采用充水式直墻堵頭雙錨固枕式壩袋，螺栓壓板錨固。主要建筑物為3級，臨時建筑物為5級。原河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇，橡膠壩工程修建后，通過堤頂加高等措施達(dá)到了50 a一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

蒲河為典型的平原區(qū)河流，遼中段河床覆蓋層為第四季，沉積物厚度5.4～5.6 m，由粉土、礫砂、圓礫組成，底部為古老花崗巖基底，各層基土分布穩(wěn)定，具有良好的基礎(chǔ)特性。

2 閘壩選擇

通過表1橡膠壩與傳統(tǒng)閘門對比分析可知，橡膠壩工程具有工期短、造價低、結(jié)構(gòu)簡單、景觀效果好、止水效果佳等優(yōu)點，與傳統(tǒng)閘門相比，能與公園景物融為一體滿足了公園對景觀的需要，造價較低也符合本地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況的要求，因此新建橡膠壩工程攔河蓄水成為本地區(qū)蓄水造景美化環(huán)境的首選。

表1 橡膠壩與傳統(tǒng)閘門對比分析

3 工程施工

3.1 導(dǎo)流與排水

根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場施工條件，在河道左側(cè)開挖明渠，挖出土方，修筑圍堰。圍堰呈圓弧形連接河道右岸與明渠，一次性引水入下游河道，抽水空出壩基場地。 導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為非汛期5 a一遇?；娱_挖出土加高圍堰，分層填筑壓實，并鋪設(shè)物資運輸?shù)缆贰哂孀o(hù)坡采用1∶1.5，背水面采用1∶1.0。迎水面用土工布護(hù)砌，下鋪土工膜防滲。開挖基坑初期采用大功率泥漿泵抽排，為避免水位驟降影響圍堰的邊坡穩(wěn)定需控制排水速度。施工中的經(jīng)常性排水，則采用挖排水溝和集水井的明排方式。待基坑內(nèi)明水排凈后，在圍堰與基底間開挖排水溝，四角設(shè)集水井，配備離心水泵將積水排至圍堰外河道中。

3.2 基坑的開挖與回填

3.2.1 測量放樣

基坑開挖前，先用全站儀測量平面高程控制點，后根據(jù)圖紙設(shè)計尺寸，測放基座的外輪廓線及中心線，并用水準(zhǔn)儀逐一測算出斷面的地面高程，由此準(zhǔn)確控制開挖深度，同時在工程范圍以外設(shè)置高程控制點，易于準(zhǔn)確控制開挖及回填標(biāo)高。

3.2.2 施工方法

根據(jù)基坑地質(zhì)條件，基坑開挖采用挖掘機(jī)自上而下分層進(jìn)行，并隨時做成一定坡勢，以利于泄水。底層清基及邊角等部位，由人工開挖完成。開挖土料可以利用的就近堆放，棄料則運出現(xiàn)場。由邊灘至河中順序開挖，隨高程的下降，及時檢測開挖斷面，以防超出設(shè)計開挖線?；娱_挖結(jié)束及時組織驗收，澆筑墊層混凝土，防止基底土層受雨雪擾動。基坑回填土料優(yōu)先選用開挖土，采用推土機(jī)平料后，用凸塊振動碾碾壓，碾壓時沿中心軸線方向進(jìn)退，錯輪套碾，保證壓實度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，狹窄工作面部位則采用蛙式夯機(jī)分層夯實。分段施工時，各段土層之間設(shè)立標(biāo)志，碾壓一層取樣檢驗合格后方可進(jìn)行下一層填筑作業(yè)。

3.2.3 基坑質(zhì)量控制措施

(1)準(zhǔn)確按圖紙標(biāo)注尺寸放樣，開挖土方要緊靠坡線，避免超挖及欠挖的同時保證坡度及邊坡平整度。

(2)基坑完成清理后及時恢復(fù)樁號、坐標(biāo)、高程等標(biāo)志。

(3)開挖區(qū)內(nèi)設(shè)置排水溝和集水井，邊坡頂設(shè)置截水溝，以防基坑雨雪天積水。

(4)始終保持按設(shè)計邊坡線逐層開挖，避免因邊坡過陡造成塌方。

3.3 混凝土工程施工及冬季養(yǎng)護(hù)

模板支設(shè)完成后需施工隊自檢，各部鋼筋布設(shè)允許偏差標(biāo)準(zhǔn)見表2，箍筋彎鉤長度標(biāo)準(zhǔn)見表3?；A(yù)埋螺栓對照圖紙逐一進(jìn)行檢查，混凝土澆筑前，對模板拼接縫及支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度重點檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時補救并加固，確保所有項目按要求完成后上報項目部經(jīng)理驗收，確保萬無一失。

3.3.1 混凝土澆筑

混凝土的制拌嚴(yán)格按規(guī)范要求配料，并根據(jù)氣溫及澆筑面的高低不同，砂石及含水量等適當(dāng)加以調(diào)整?；炷劣晒捃囘\至基坑，泵車澆筑、人工平倉振搗，筑層厚度宜小于40 cm，每次振搗時間控制在20～40 s，達(dá)到混凝土表面不下沉泛漿無氣泡的標(biāo)準(zhǔn)[1]，尤其是邊角位置，振搗棒與模板間距應(yīng)大于15 cm，移動間距控制在15～20 cm。

表2 加工后鋼筋的允許偏差

表3 圓箍筋的彎鉤末端平直部分長度

3.3.2 混凝土工程冬季養(yǎng)護(hù)

(1)選用早強(qiáng)型混凝土。

(2)當(dāng)溫度降至1～5 ℃時，嚴(yán)禁灑水并對混凝土外露部分覆蓋塑料薄膜、草包、麻袋等保溫材料。

(3)當(dāng)溫度降到冰點以下時，需設(shè)保溫棚并架火爐取暖，防止混凝土早期凍害，保證工程質(zhì)量。

3.3.3 混凝土模板等施工質(zhì)量控制措施

(1)模板支設(shè)時，側(cè)模應(yīng)拉通線找直，側(cè)模轉(zhuǎn)角處應(yīng)拼裝完整，頂板面平整度及板縫須符合規(guī)定。模板縫用膠帶粘貼嚴(yán)密，板面的標(biāo)高位置應(yīng)嚴(yán)格按圖紙及規(guī)范要求控制。

(2)由于壩基預(yù)埋件較多，澆筑時須小心操作，宜在埋件兩側(cè)交錯振搗，避免埋件錯位。澆筑完成后及時對面板抹平壓光，確保其平整光滑。

4 橡膠壩錨固螺栓、止水及進(jìn)出水管安裝

4.1 預(yù)埋螺栓

壩袋錨固螺栓在立模及鋼筋綁扎過程中預(yù)埋。本次施工中，選用數(shù)段6 m長槽鋼作為模具，按設(shè)計間距鉆孔，將螺栓插入孔中，上下用兩螺母擰緊，使之整體成型。預(yù)埋時，運至現(xiàn)場，焊接鋼筋支架連接固定。需用經(jīng)緯儀檢驗螺栓是否成直線，水準(zhǔn)儀校正統(tǒng)一高度無誤后方可澆筑混凝土，后再次檢驗，確保準(zhǔn)確無誤。

4.2 止水安裝

止水的安裝應(yīng)根據(jù)所在位置加工專用定制模板并固定牢靠，可用鉛絲作施工期固定，但不得釘鐵釘損壞橡膠本體部分，然后支撐并加固模塊。壩袋處的止水直線段膠條須隨其安裝逐漸墊入后壓牢防止卷曲；永久縫(包括伸縮縫沉降縫及防震縫)處混凝土須振搗密實，止水下避免產(chǎn)生空洞，在混凝土入模及振搗時，防止其位移。

4.3 進(jìn)出水管安裝

進(jìn)出水管在鋼筋布置過程中預(yù)埋安裝。由于其布置在混凝土底板內(nèi)屬隱蔽工程，因此安裝前須徹底清除管道內(nèi)異物，暫停安裝時兩端也須臨時封堵。安裝后須分段逐級調(diào)節(jié)中心線及高程，合格后須設(shè)鋼架固定牢靠，待進(jìn)行水壓試驗無滲漏后方可進(jìn)行混凝土澆筑[2]。

4.4 質(zhì)量控制措施

(1)錨固件預(yù)埋位置精準(zhǔn)，且須與混凝土鋼筋網(wǎng)獨立存在不能搭接，防止混凝土澆筑引起的變形造成尺寸錯位，保證其整體性與牢固性，以保障壩袋的安裝質(zhì)量。

(2) 止水帶宜選用物理力學(xué)性能優(yōu)益的橡膠材質(zhì)，且在交叉節(jié)點及接頭處采用熱壓機(jī)硫化膠合，不得冷粘，避免后期沉降被撕裂影響止水效果。

(3)進(jìn)出水管需單獨加固，并做好管口保護(hù)防止其移位及堵塞。

5 壩袋的安裝與調(diào)試

檢查并清理壩袋錨固槽、錨固螺栓及進(jìn)出水管管口，清除壩底基礎(chǔ)面雜物，并沖洗干凈。安裝下壓板，鋪設(shè)底墊片，同時開口并安裝進(jìn)出水口水帽。然后鋪裝壩袋底墊膠片，并將壩袋膠布鋪于膠片及底板上，為錨固壩袋作準(zhǔn)備。

5.1 壩袋安裝

壩袋就位后，按先下游后上游、先中間后兩邊的順序安裝錨固，在下游錨固槽內(nèi)先鋪一層橡膠墊片找平，后將壓板逐一壓住壩袋并加以調(diào)整，螺栓有絲部分涂滿黃油后擰緊螺母。下游錨固結(jié)束后，應(yīng)對水帽壓板及底墊片等仔細(xì)檢查，確認(rèn)無誤后方可錨固上游及堵頭壩袋，錨固方法相同，壩袋錨固完成經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后方可進(jìn)行充水試驗。

5.2 壩袋充水試驗

壩袋充水采用分級沖脹法，每次停止充水后需停留30 min以上，檢查壩袋有無變形及滲漏等，若無異常繼續(xù)充水，當(dāng)溢流管口出水則停止充水，檢查壩袋各項指標(biāo)是否符合運行要求，如發(fā)現(xiàn)壩袋局部鼓起、漏水等異常現(xiàn)象時，應(yīng)立即停止充水，查清產(chǎn)生問題的部位及原因后方可排水，經(jīng)修整重新進(jìn)行充水試驗直到滿足設(shè)計及運行要求為止。經(jīng)監(jiān)理工程師驗收合格后，用砂漿封填上下錨固槽。

5.3 質(zhì)量控制措施

(1)壩袋搬運過程中，使用機(jī)械與人工相結(jié)合并有專人指揮，防止壩袋與地面及埋件摩擦導(dǎo)致?lián)p壞。

(2)為防止因河水壓力使壩袋與底墊片之間滲水，應(yīng)在其上下面涂膩子膠，將壩袋與底墊片粘合一體用以止水防滲。

(3)為使壩袋錨固受力均勻，需在上下錨固槽處各設(shè)一道Φ18 mm通長鋼筋，置于壩袋錨固線處并折疊，用錨固鋼壓板壓住壩袋并帶緊螺母。

(4)緊固螺母需用力矩扳手，確保螺母緊固一致。

(5)壩袋須充水至設(shè)計壩高經(jīng)運行72 h后，表面及下錨線無滲漏，且充排水系統(tǒng)運行穩(wěn)定無任何異常，方可拆堰畜水。

6 環(huán)境影響分析

攔河壩閘均會不同程度地影響河道的原始生態(tài)環(huán)境。由于橡膠壩阻擋水流，其上下游流速變慢，減弱了河水自凈能力，可能會造成水體污染加重，因地表水與地下水的交換而污染地下水源[3]。形成湖泊環(huán)境后，也可能造成一些水生動植物的退化，影響生物多樣性。同時由于工程擴(kuò)大上游水面可減少河灘沙地面積，抑制揚沙現(xiàn)象的發(fā)生，增加空氣濕度可改善局地小氣候，并有效補充地下水源。因此我們應(yīng)該合理調(diào)度水源，平衡上下游水量，上游蓄水造景的同時，避免下游流量明顯減少甚至斷流，形成壩上死水壩下斷流的局面，導(dǎo)致水環(huán)境惡化[4]。城區(qū)新建兩座污水處理廠，徹底改變了長時間以來枯水期河道徑流基本為工業(yè)及生活污水的現(xiàn)狀，水質(zhì)全年達(dá)到Ⅳ類以上標(biāo)準(zhǔn)，蒲河水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境整體上正在朝好的方向發(fā)展。

7 結(jié) 語

橡膠壩工程適用于低水頭大跨度的河段，可通過調(diào)控壩高的形式控制壩頂溢流水量，形態(tài)宛如瀑布，適合城市景觀的營造，同時又能滿足防汛:的要求。遼中區(qū)橡膠壩工程建成后，運行穩(wěn)定，實現(xiàn)了工程的自身價值和社會效益。