水利工程师论文范文扬水干线取水口泵站围堰施工

　　摘要：张家口市区、崇礼县补水工程(一期)扬水干线泵站工程取水口泵站，位于云州水库库区右岸边缘，为进行干场作业施工，需要在取水口泵站库区侧填筑施工围堰。考虑了松桩围堰、管桩围堰、砂围堰及不过水土石围堰4种方案，经论证采用不过水土石围堰。详细介绍了土石围堰方案的设计及施工运用。

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　　1 工程概况

　　张家口市区、崇礼县补水工程(一期)扬水干线泵站工程取水口泵站，位于云州水库库区右岸边缘，取水口附近水位深度大约为7~8米，淤泥深度大约为2~3米深，云州水库风向为西北风，多年平均最大风速19m/s。扬水干管1级泵站工程等别为三等，泵站工程级别为3级，其他的构筑物和次要建筑物为4级，设计防洪标准与水库大坝一致，设计标准为100年一遇，校核标准为2000年一遇。云州水库100年一遇设计洪水位1034.89m，2000年一遇校核洪水位1038.83m，死水位1026.67m，正常蓄水位1029.6m，汛限水位1029.56m。为进行干场作业施工，需要在取水口泵站库区侧填筑施工围堰，围堰长度大约为200米左右。

　　2 围堰设计方案选择

　　针对外围堰地基淤泥层厚、水深大的特点，考虑了松桩围堰、管桩围堰、砂围堰及不过水土石围堰4种方案，从经济、施工条件上作出比较。

　　2.1 松桩围堰与管桩围堰应用成本较高且施工工艺难度比较大，不适合本工程方案;砂围堰所需填筑材料为河床砂，取水口围堰周边并无可利用填筑材料，成本比较昂贵，因此也不适用。

　　2.2 不过水土石围堰利用取水口泵站开挖弃料，构造简单，施工方便，可以在动水中、深水中、岩基上或有覆盖层的河床上修建，且施工场地附近有符合设计填土要求的土料场，可利用自卸汽车推进施工，对设备要求不高，施工方法简单，进度较快，经济合理。综合比较，土石围堰造价较低，施工技术可行，且取水口泵站土石方开挖弃渣量较大，取材方便，故选用此方案。

　　3 不过水土石围堰设计

　　不过水土石围堰填筑土料经进场道路采用进占法填筑，最终围堰成型尺寸见下图。堰顶面宽8.0m，与两侧山体相顺延，边坡1:3.0，堰顶高程为1031.6m(正常蓄水位为1029.6m， 堰顶高出正常蓄水位2 m)，高压旋喷墙体底高程为1019.77m。堰顶上游采用水泥搅拌桩墙，下游采用高压旋喷墙，迎水面采用80～100cm堆石体，背水面采用板桩支护。

　　3.1基础处理

　　围堰附近库区水深大约为7~8米，坡度设计为1：3最为适合，在此条件下先在围堰基础大面积回填土石料，对基础进行处理，上部土围堰底部的应力先作用在土石垫层上，然后传到淤泥层地基上，起到应力扩散作用，从而改善了地基的受力状况，以保证围堰稳定性;由于土石垫层向两侧延伸的范围较宽，增加了水流的渗径长度，降低了堰体渗透变形发生的机会;回填土石的范围相对于围堰底部大得多，从而起到反压平台的作用，增强了围堰的稳定性。

　　3.2防渗加固措施

　　因水头差大，坝体较易出现渗漏。本围堰采用高压旋喷墙以及水泥搅拌桩墙两种措施进行处理，高压喷射灌浆施工通过各孔凝结体的连接，形成板式或墙式的结构，不仅可以提高基础的承载力，而且成为一种有效的防渗体。高压旋喷墙结构布置选用旋喷套接结构(单排)的形式，采用双管法施工，此方法比较适合处理动水条件下对围堰的防渗加固作业。

　　水泥搅拌桩起到对围堰加固的作用，因围堰两侧水头差比较大，围堰承受压差相对较大，在围堰迎水面一侧打入水泥搅拌桩以加固坝体的稳定性，防止坝体发生位移，同时水机搅拌桩也起到了部分防渗作用。

　　两种方法能够防止围堰在施工过程中发生的渗透和位移的危险，从而确保施工区域的安全。

　　3.3 护坡措施

　　云州水库由于地理特殊因素，库区风浪相对比较大，因此为防止风浪侵蚀冲刷围堰迎水面，需加护80~100cm的堆石体进行防护，以有效防止风浪的冲刷;背水坡面嵌入板桩，板状为槽钢材质，垂直砸入坡面，以稳定背水面坡的稳定性，也起到加固围堰、防止围堰塌落的作用。

　　3.4 围堰填筑

　　围堰填筑采用进占法施工，由自卸车辆将土料运送至制定施工区域，再由推土机进行分层碾压，围堰坡比采用1:3，按照上述方法施工的围堰，稳定性即可满足施工要求。

　　3.5加荷速度控制

　　若采用一次加荷或加荷速度过快，均会对围堰的稳定性及密实性造成不利的影响。在施工过程中，要求先将围堰填筑到水面以上1.8 m高程时合拢围堰，然后在迎水坡侧叠砂包至水面以上2.3 m高程，并用高强机织防水土工布护住四周。这样可将加荷时间拉长，使围堰下部土体得到更好的固结，保证围堰的稳定，减少渗水机会。另外因堰体高，也不宜预留沉降量。当围堰使用过程中沉降达200~300mm时，先将堰顶的砂包拆除，然后在其上填筑与沉降量等厚的土料，最后在迎水坡侧叠砂包至设计高程，用高强机织防水土工布护住四周。今后再发生沉降时，重复上述处理措施。

　　3.6 围堰排水措施

　　基坑排水考虑排出围堰内渗水、地下水和降雨汇水，以便保证泵站进口施工的干场作业。基坑内在施工区域以外设纵横排水暗沟，沟底高程比建基面底0.5m，沟内填筑碎石。另外在基坑内设集水井，选用潜水泵若干台用于随时抽排地下水。

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