禹門口黃河提水工程一級(jí)站改擴(kuò)建泵站工程總體設(shè)計(jì)

禹門口黃河提水工程一級(jí)站改擴(kuò)建泵站工程總體設(shè)計(jì)

1級(jí)站改擴(kuò)建泵站山西省禹門口黃河提取物工程是一項(xiàng)大型節(jié)水工程。其中，禹門口第一站泵站位于黃河西岸，西南部黃河北岸，靠近原一級(jí)水泵站的上游。其主要任務(wù)是解決運(yùn)城北趙灌區(qū)、西范灌區(qū)和西口-東擴(kuò)灌區(qū)的水源問題。同時(shí)，調(diào)整后的水流量比禹門口和汾南水庫高得多。一級(jí)站擴(kuò)建泵站主要建筑物包括進(jìn)水閘、主廠房、副廠房、出水池等。由于一級(jí)站擴(kuò)建泵站廠房西南部緊臨黃河主槽,泵站廠房施工期需做圍堰擋水圍護(hù)。平面位置見圖1。2坑底圍堰型導(dǎo)流建筑物級(jí)別為5級(jí),圍堰采用5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)流采用全斷面汛期圍堰,黃河原河道泄流。圍堰軸線距泵站基坑開挖邊線6m,采用矩形C20素混凝土形式,堰頂高程為385.68m,頂寬3.2m,堰基巖面高低起伏不平,堰高為3.5~5.1m,圍堰總長36.43m。堰基采用錨筋與基巖結(jié)合,錨筋直徑Φ25,長1.5m,深入基巖1m,臨水面一側(cè)錨筋與圍堰頂齊平,錨筋呈梅花型布置,間排距1m。如圖2。3水下混凝土施工如圖2所示,混凝土圍堰一部分處于非汛期水位之下,故圍堰需進(jìn)行水下部分混凝土施工。為此需要先修筑水下臨時(shí)砂袋圍堰,然后再施工混凝土圍堰。3.1臨時(shí)砂袋圍堰為了提高修筑混凝土圍堰過程中水下施工水質(zhì)的清晰度和避免施工過程中黃河水流對(duì)潛水施工安全的影響,施工前期在混凝土圍堰迎水側(cè)3m之外,設(shè)立臨時(shí)砂袋圍堰,經(jīng)技術(shù)人員測算并設(shè)計(jì),臨時(shí)砂袋圍堰為梯形結(jié)構(gòu),底寬3m,頂寬1m,高度為3.2m,砂袋堆積體迎水面和背水面坡度比均為1:0.33。長50m。如圖2所示。3.1.1基樁間隔位置的確定(1)按圖2所示,臨時(shí)圍堰背水側(cè)基線在泵站基坑開挖邊線向河槽方向10.6m處。經(jīng)地質(zhì)勘測此處河床存有2m以上厚度淤積硬泥,故在此處采用打鋼管樁進(jìn)行定位。(2)依照陸上使用儀測量人員的引導(dǎo),將船只拋錨在定位樁附近,船上人員將長3.5m的Φ50鋼管(利用腳手架管)放入水下,潛水員將水下鋼管端定好位,并經(jīng)測量人員確認(rèn)位置準(zhǔn)確后,船上人員采用錘擊的方法配合將鋼管打入河床硬泥面,打入深度為1.0m。(3)基樁間隔2m設(shè)置一個(gè),需設(shè)置26個(gè)基點(diǎn)位置。(4)定位樁鋼管全部安裝完畢,潛水員在水下采用2.5m長的腳手架管將相鄰兩根定位樁鋼管以卡扣方式橫向連接固定,以防止基點(diǎn)位置受水流影響而發(fā)生傾斜變化。如圖3。3.1.2水下碼堆砂袋(1)潛水員在水下使用吸砂泵對(duì)臨時(shí)圍堰底部河床淤積的松軟泥沙進(jìn)行清理,清理寬度為從定位樁向迎水側(cè)3.5m、向背水側(cè)0.5m,直到露出硬泥面為止。硬泥面基本為水平面。(2)砂袋袋子使用普通編制袋,每袋裝砂量約為35kg。在岸上將砂裝袋后用塔吊吊放到水下。(3)潛水員以定位鋼管樁之間橫向連接鋼管作為基準(zhǔn)線,在鋼管基準(zhǔn)線迎水側(cè)進(jìn)行水下砂袋碼堆。碼堆時(shí)采用分層碼堆法:先在河床底板上碼堆寬度為3m的一層砂袋,然后由塔吊吊300kg重底面為平面的壓板(長1.5m×寬1.5m)進(jìn)行壓平,然后進(jìn)行上一層砂袋碼堆,以防止臨時(shí)圍堰因碼堆不密實(shí)而發(fā)生垮塌。(4)碼堆砂袋質(zhì)量要求:a潛水員水下碼堆砂袋時(shí)要求砂袋之間緊密,不得留有空隙。b碼堆每一層砂袋后,檢查砂袋的碼堆情況,對(duì)于碼堆不整齊或是砂袋之間留有空隙的,進(jìn)行重新整理,直到符合要求為止。c對(duì)于碼堆的每一層砂袋均進(jìn)行重錘的壓平,保證臨時(shí)砂袋圍堰的整體穩(wěn)定性。3.2混凝土壩施工3.2.1沙吸排堰外潛水員水下使用吸砂泵將河床底部沉積泥沙吸排出臨時(shí)圍堰外,直至露出河床基巖。從鋼管定位樁向基坑方向3m處為清理基準(zhǔn)線,堰基清理寬度為3.5m。3.2.2錨桿錨固的使用(1)鉆設(shè)堰基錨孔。潛水員使用水下風(fēng)動(dòng)潛孔鉆鉆孔,鉆孔直徑為Φ32,孔深為1m。錨孔呈梅花型布置,錨孔間排距1m。經(jīng)布設(shè)共需鉆孔150個(gè)。(2)錨桿錨固。錨固前潛水員用高壓水清除孔內(nèi)的巖屑和沉渣,使孔壁無塵土附著。潛水員使用水下專用環(huán)氧錨固劑對(duì)錨孔進(jìn)行錨固作業(yè)。在陸上拌制好水下專用錨固劑后裝入密封料斗,吊入水下后,潛水員打開料斗倉門,將水下專用錨固劑填入錨孔內(nèi),錨固劑的填入量為錨孔體積的1/2,然后插入錨筋并轉(zhuǎn)動(dòng)幾次,使錨固劑充分與錨桿和孔壁粘緊,增加錨固力。要求錨固2d后每根錨桿抗拉拔力不小于20kN。錨桿采用Φ25HRB335螺紋鋼,迎水側(cè)錨桿長度與堰頂齊平,其余錨桿長度為1.5m。3.2.3水下模板安裝沿混凝土圍堰迎水面和背水面底部邊線,分別打入一排Φ25錨桿作為基樁,將模板焊接到其上固定。具體程序如下:(1)鉆模板基樁孔。潛水員使用水下風(fēng)動(dòng)潛孔鉆進(jìn)行鉆孔作業(yè)(鉆孔為迎水面和背水面各1排),鉆孔深入基巖1m,鉆孔直徑為Φ32,孔距為2m,經(jīng)布設(shè)需鉆孔38個(gè)。(2)埋設(shè)模板基樁?；鶚恫捎忙?5HRB335螺紋鋼,長度為3m(頂端露出水面0.5m以上)。錨固前潛水員用高壓水清除孔內(nèi)的巖屑和沉渣,使孔壁無塵土附著。潛水員將陸上拌制好的水下專用錨固劑填入基樁孔內(nèi),錨固劑的填入量為錨孔體積的1/2,然后由塔吊配合將Φ25螺紋鋼吊裝插入基樁孔中,固化時(shí)間為2~4h。(3)水下安裝模板。鋼模板采用1m×2m鋼板,厚度為3mm。陸上將2根長度為2.2m的30mm×30mm的角鋼采用間斷焊接方式與鋼板焊接(見圖4)。根據(jù)焊接位置不同有兩種模板,一種為兩根角鋼分別焊接在模板外邊線向內(nèi)20cm處,另一種為兩根角鋼分別焊接在模板外邊線向內(nèi)25cm處。水面配合人員將鋼模板吊放到水下,由潛水員調(diào)整位置到兩根基樁之間需要安裝處,潛水員采用水下濕式焊接法,將露出模板兩端的角鋼焊接到螺紋鋼基樁上,焊接采用雙面焊。安裝下一張鋼模板時(shí),采用另一種模板,將相鄰兩張鋼模板邊線緊密結(jié)合,不留縫隙。外露角鋼頭焊接在相鄰模板上。安裝時(shí),從基巖底部在水下最深處開始安裝,然后逐層往上安裝。因基巖面不平整,底層模板底部與基巖之間存在大塊異形空隙,待整塊模板安裝完成后,潛水員水下檢查測量與基巖接合處需安裝異形鋼模板的尺寸,陸上人員根據(jù)潛水員所報(bào)尺寸,現(xiàn)場加工成異形模板,再由潛水員焊接到所缺空位處。(4)模板與基巖縫隙填塞。潛水員在水下測量出每塊底層鋼模板下緣與基巖之間的縫隙,報(bào)給水面人員,水面人員按照要求尺寸制作鋼板后送遞給潛水員,潛水員采用焊接法將鋼板焊上。對(duì)于小于2cm的縫隙,采用砂袋填堵法填塞,以防漏漿。3.2.4施工配合比(1)原材料檢測。根據(jù)水下混凝土施工特殊性,需拌制水下不分散混凝土進(jìn)行澆筑。配制水下混凝土所用的水泥、砂、卵石等原材料質(zhì)量必須符合規(guī)范要求,經(jīng)自檢與抽檢合格后使用。(2)現(xiàn)場計(jì)算配合比?；炷涟韬颓坝袑?shí)驗(yàn)人員現(xiàn)場檢測砂、卵石的含水量,計(jì)算出施工配合比,混凝土拌和時(shí)按照施工配合比拌制混凝土。(3)倉面檢查。水下澆筑底層混凝土前,潛水員對(duì)所需澆筑倉面進(jìn)行檢查清理,保證澆筑面無沙粒等雜物,同時(shí)檢查鋼模板與基巖面之間是否有未填堵縫隙,保證澆筑過程中不漏漿。(4)水下混凝土澆筑。將陸上拌和好的混凝土通過吊斗吊放入鋼模板內(nèi),由潛水員在水下配合打開料斗倉門進(jìn)行澆筑,料斗倉底部與下面基巖面之間距離不大于50cm。水下混凝土澆筑要符合《水工混凝土施工規(guī)范》(DL/T5144-2001)和《水下不分散混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T5117-2000)的要求。水下不分散混凝土制備流程見圖5。待水下混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值100%后拆除模板。潛水員采用水下電氧切割法將基樁從基巖處切割開,并將鋼模板分片切割開,并水洗電氧切割打吊點(diǎn)孔,再由塔吊配合吊出水面