陈 斌
(浙江杭州通望公路养护有限公司,浙江 湖州313009)
水利工程中为了输水或泄洪,常穿山开挖建成封闭式的输水道,称为水工隧洞。按其担负任务的不同,可分为放水隧洞和泄水隧洞。作为水工建筑的重要构成,溢洪隧洞不仅适用于各种水电站工程建设,也适应了净水厂处理水资源过程中的调控需求,通过隧洞的输水、泄水功能提高了厂内作业的效率。
本工程为苏州市相城水厂一期工程的净水厂工程,占地面积15 hm2,位于苏州市相城区黄埭河南、苏虞张公路西侧,新建构筑物21 座。工程拟建场地在区域上位于长江三角洲太湖流域,场地地形稍有起伏,地势较平坦。根据勘察资料显示,拟建场地15 m以上浅地层起伏变化较大,15 m以下深地层分布基本平稳。拟建场地范围内的地表水体主要为河流和池塘,场地北侧邻近黄埭河,各地表水体之间水力联系密切,主要补给源为人工蓄水及大气降水,鱼塘一般水深为1.0 ~2.6 m,最大水深约为3 m。场地地下水为孔隙潜水和微承压水。场地潜水稳定水位埋深0.35 ~1.10 m,微承压水稳定水位埋深0.70 ~1.15 m。场地潜水水位年变幅在1.00 m左右,陆域年最高水位埋深约0.30 m。施工场地已回填、平整至+3.0 m标高。场地回填平整时,已将部分新建建构筑物的场地进行预留形成基坑槽。施工用水水源和用电电源已接至施工现场边缘,水管管径和变压器容量均能满足施工的要求。
本工程施工范围大、土建体量和安装量大、工期紧、需要投入大量的施工资源。由于工程在回填土方时已预留了4个大面积基坑,从而给现场的临设布置、机械进退场、材料的运输、现场排水、基坑边坡保护等方面工作带来了难度,同时使场内短期内难以形成完善的场内排水系统和交通网络体系,极大的制约了生产的进行。
工程中各单体多为水工池体构筑物,必须具备良好的抗渗漏性。设计中各水工池体构筑物均采用结构自防水,池体变形缝处采用橡胶止水带,如何保证工程中10 万m2池体迎水面混凝土的施工质量和1 万m防水变形缝的施工质量是施工的难点之一。
工程中部分池体和管道的底标高设计较低,尤其是二级泵房及吸水井、排泥水调节池及回用水池开挖适当达7 ~9m,因此在对这些单体进行土方工程施工时将涉及到深基坑支护施工,以降低基坑开挖对周边建构筑物的影响,保证工程的整体推进。
管道管径大、埋地较深、分布区域散,起吊吨位重,现场由于地质条件的限制管道分多段施工,整条管沟不可能流水作业般的整段开挖安装[1]。对管道焊缝质量极高,需要进行超声波和X 射线探伤检测,施工中需要采取妥当措施消除室外风雨对焊接质量影响。
本工程的主要降水排水对象为地表水和地下水,由于工程所在场地的周围多为鱼塘和河流,同时部分建构筑物的基础座落于或穿过透水土层和承压水土层,因此施工中为避免水体对施工作业和池体抗浮的影响,需选择经济、合理、有效的降水排水措施。
对于净水处理厂来说,采用小型溢洪隧洞可显著改善厂内水资源的调配效率,有助于及时输入污水或净水资源。从工程施工的实际情况看,比较常用的溢洪隧洞底板混凝土施工工艺:底板基底清理、岩面冲洗、浇筑垫层混凝土、钢筋扎、支立模板、浇筑混凝土等工序。苏州市相城水厂所编制的工艺流程需注意基底、模板、浇筑等3个方面内容。
基底清理干净后,岩面清冼前使用质检小锤敲击,检查基岩坚固情况,松动岩块全部清除后再进入下道工序。岩面清洗干净后,绘制地质素描图,并会同设计、监理、业主、质检站联合验收基底地质及开挖情况,注意保持岩面洁净[2]。浇筑混凝土前将坑内积水排除,用拖把拖干,并用抹布将泥浆、石粉等灰尘擦洗干净。
按设计图纸测量放线,每环节9.95 m,模板安装严格控制标高,加固稳定,防止变形和偏移。模板的面板涂脱模剂,提高混凝土表面的光洁度。安装完工后进行位置检测,主要测量模板中线与隧洞中线偏差和模板控制点高差。弧形模板的安装更为重要,需预先设置支撑和内拉的锚杆,用锚杆控制模板的设计位置,使模板不得下沉和上浮。
严格按照底板混凝土施工流程作业,特别控制好不同标号混凝土的浇筑位置。硅粉混凝土流水面收面,自制长10.5 m φ 200 的钢滚筒,一端靠在已浇筑好的混凝土底板上,另一端靠在档头板顶面用来控制高程的槽钢顶面来回滚动找平混凝土表面[3]。待混凝土将要初凝时人工用木抹子初步压平,再用钢抹子分3 次进行抹面收光。
土方开挖采用机械和人工开挖两种,吸水井基坑施工方案选择采用多级放坡开挖方案,并采取坡面挂网喷浆等构造措施。回用水池基坑施工方案采用多级放坡开挖方案,并采取坡面挂网喷浆等构造措施。清水池基坑施工在现有预留基坑条件下,做好2 次开挖,修正后坡面挂网喷浆护坡。
钢筋加工均在现场分6个场地集中加工,成型钢筋由专用平板车场内运输。粗钢筋接头方案22≤φ 的采用滚轧直螺纹冷接头,16≤φ <22 的水平钢筋采用闪光对焊接头,竖向德采用电渣压力焊接头,φ <16 的采用焊接接头[4]。
本工程混凝土采用商品混凝土,浇筑采用泵送工艺。混凝土的浇筑均采用每层先竖向结构后水平结构的两次浇筑方法,先浇筑柱墙混凝土,再浇筑梁、板混凝土。由于建筑物高度不高,主要以水平运输为主,故采用坑内坡道、叉车、平板车、人工搬运等方法。
基础工程的承台及地梁采用砖胎膜,个别部位辅助使用木模板和钢管支撑。池体结构及综合楼墙板、柱、楼板等全部采用2 440 m×1 220 mm×12 mm高强覆膜竹胶板,胶板背面采用50 mm×100 mm木方,>700 mm×700 mm的柱及墙板均采用φ 12 对拉螺栓,支撑系统采用扣件式满堂脚手架为主,扣件式钢管脚手架为辅。
桩基施工方案采用静压沉桩方案,桩基作业面采用二级台阶方案。水域挡土墙施工采用钢板桩支护开挖方案。现场始终保持供电连续性,备用发电机,保证水泵正常作业,同时配备2 台抽水机,确保基坑不受雨水侵蚀。确保施工过程中的抗浮安全,地面以上建筑物,采用双排钢管扣件式脚手架。
总之,溢洪隧洞是水利工程的重要组成部分,也适用于净水厂基础设施的组建。底板混凝土施工是溢洪隧洞作业的难点之一,施工单位应根据水利工程建设的需要制定先进的施工工艺。现场作业必须严格按照工程规定的标准操作,与底板混凝土结构相关的其它工程也需加强施工质量的控制。
[1]高俊. 溢洪隧洞底板混凝土施工工艺的优化设计[J]. 水利工程建设,2010,16(10) :35-37.
[2]邱志义. 新时期水利工程建设中的水工项目规划的研究[J]. 科技信息,2011,30(12) :27-29.
[3]杨绍菊. 城市净水厂引入溢洪隧洞建筑结构的必要性[J]. 城市建设理论,2010,25(12) :55-57.
[4]方行军. 溢洪隧洞底板工程相关联水工建筑的施工技术[J]. 中国新技术新产品,2011,40(20) :17-20.