左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案剖析

白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-1-1.工程概况及主要工程量1.1工程概况为满足设计通知《关于左岸溢洪洞进口堰闸段等有关事宜的通知》中关于溢洪洞堰闸段混凝土冷却措施，我部需布置一组系统供水管路。管路具体线路从苗家沟源头引水，沿苗家沟右侧山体引至右岸上坝高线终点处边坡，并从边坡▽820m高程跨河谷引至左岸溢洪洞下游侧边坡845m高程，此处修建一高位水箱，从水箱引水至溢洪洞进口805m平台处的冷却水循环水箱，供冷却系统用水。1.2主要工程量序号工程名称规格单位数量备注1钢丝绳架设φ12mm6×19圆股钢芯，δb=1570Mpam6002PE塑料管铺设φ50,公称压力1.25Mpam1200壁厚4.4mm3锚杆Φ32，L=7m根24高位水箱制作3×2×2m，4mm厚钢板Kg8605循环水箱制作2×1.5×1.5m，3mm厚钢板Kg3346麻绳3/4〞m6002编制依据（1）《水利水电工程锚喷支护规范》DL/T5181-2003；（2）《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》DL/T5148；（3）《白龙江XXX水电站施工技术要求》（4）《建筑边坡工程技术规范》GB50330—20023施工方案在左岸溢洪洞施工道路▽845m高程，右岸上坝高线边坡▽820m高程处各布置1个锚杆，用以固定左右岸的钢丝绳。引水工程起始位置为苗家沟水源地，管道布设沿苗家沟右侧山体，在右岸经钢丝绳连接至左岸施工现场。3.1工程计算3.1.1钢丝绳的选择：白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-2-已知条件：长度L1=500m，PE塑料管L2=500m，PE塑料管单位质量m1=50kg/100m，PE塑料管内径φ内=41.2mm,钢丝绳的单位质量m2=58.4kg/100m，水的密度ρ1=1000kg/m3，文县最大风速Vmax=20m/s，钢丝绳最小破断拉力F1=80.4KN，M钢丝绳=m2×L2=58.4×5=292kgM水=πd2/4×L2×ρ1=π×（0.0412）2/4×500×1000=666.2kgM水管=m1×L2=50×5=250kg供水管路跨空部分总重量：M总=M钢丝绳+M水+M水管=1208.2kgG总=M总×g=1208.2×10=12.08KN加入风荷载F风×t=M总×Vmax（t=1s）F风=24.16KNF总2=F风2+G总2经计算，供水管路运行期间产生总荷载：F总=26.9KN选取钢丝绳，安全系数取33F总≤F钢丝绳最小破断拉力经过对比选取，φ12mm6×19圆股钢芯钢丝绳白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-3-3.1.2锚杆的选择：已知条件：管路运行总荷载：F总=26.9KN选取锚杆，安全系数取66F总≤161.4KN锚杆材料截面积计算：锚杆钢筋截面面积应满足下式的要求：AS≥r0Na/ξ2fyAS≥1.3×16400/0.69×570=533mm2AS=533mm2AS=πd2/4d≥26mm；锚杆直径选用32mm合适；式中AS——锚杆钢筋截面面积（mm2）；Na——锚杆轴向拉力设计值（kN）Na=161.4KN；ε2——钢筋抗拉工作条件系数，永久性锚杆取0.69，临时性锚杆取0.92；ro——边坡工程重要性系数；fy，fpy——锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值（kPa）。锚杆锚固体长度计算：锚杆锚固体与地层的锚固长度应满足下式要求：la≥Nak/ξsfyla≥12400/1×3.14×42×0.6=1567.1mm；白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-4-la——锚固段长度（m）；D——锚固体直径（m）；frb——地层与锚固体粘结强度特征值（kPa），较硬岩取550～900kpaζ1——固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。la≥1567.1mm锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式要求：l0≥r0Na/ξ3nπdfbl0≥1.1×164100/0.6×1×3.14×26×2.1=1754.8mm；式中la——锚杆钢筋与砂浆间的锚固长度（m）；d——锚杆钢筋直径（m）；n——钢筋（钢绞线）根数（根）；r0——边坡工程重要性系数，取r0=1.1；fb——钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值（kPa），注浆强度等级为M25，fb取2.1；ζ3——钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72。l0≥1754.8mm根据规范要求及现场施工质量保证率，选择Φ32锚杆，长度L=7.0m，入岩6m，外露1m，并在外露处采用φ20钢筋焊接拉环。（实际施工时孔径为φ42mm，水平夹角为俯角300，M30浆液，注浆压力为0.2MPa。）3.2其他3.2.1高位水箱高位水箱的设置是为了保证后期下部用水时拥有足够的压力，故高位水箱修筑在溢洪洞进口边坡开挖时所用的施工道路845m高程处。水箱设计容量12m³，长×宽×高为3m×2m×2m，用4mm厚钢板焊制，内部及周边加焊钢结构骨架，以保证水箱的结构稳定。高位水箱顶口20cm处设置溢流管，以满足蓄水过多时自动排除，溢流管为4吋钢管，壁厚3mm，白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-5-长度60m。下部用水管路布置在离水箱底部30cm处，2吋钢管，壁厚3mm，长度70m，端头部位装截止阀。3.2.2循环水箱循环水箱是为保证冷却系统水泵布置而设置，布置在溢洪洞进口805m上游侧平台上，水箱设计容量4.5m³，长×宽×高为2m×1.5m×1.5m，用3mm厚钢板焊制，内部及周边加焊钢结构骨架，以保证水箱的结构稳定。循环水箱顶口20cm处设置溢流管，以满足蓄水过多时自动排除，溢流管为4吋钢管，壁厚3mm，长度40m。下部排空管路布置在离水箱底部30cm处，2吋钢管，壁厚3mm，长度30m，装截止阀。(循环水箱在溢洪洞堰闸段砼开始浇筑时进行制作)3.2.3冷却系统管路冷却系统管路目前不具备施工条件，其具体布置措施见后期溢洪洞堰闸段混凝土施工方案。4.风、水、电及道路布置4.1施工用风布置本工程用风主要为锚杆钻孔、清孔等施工用风，右岸上坝高线边坡▽820m部位施工用风就近租借水电五局施工设备供本工程使用。左岸溢洪洞施工道路▽845m部位施工用风使用下游施工道路上布置的atlascopco20m³油动空压机。4.2施工用水布置本工程用水主要为锚杆灌浆用水，右岸施工用水就近使用水电五局施工单位系统用水，左岸施工用水目前已布置到溢洪洞下游施工道路边坡处，能满足施工需要。4.3施工用电布置本工程用电主要为电焊及各种小型用电设备用电，左岸施工用电可直接从溢洪洞边坡喷锚支护施工现场接取，右岸施工用电可就近从水电五局施工现场接取。4.4施工道路布置左岸施工现场靠近溢洪洞施工道路，材料运输及施工利用现有公路即可。右岸施工现场可通过右岸趾板到达或水电五局厂房上游边坡悬梯到达（满足施工人员通行）。5.施工方法5.1施工准备（1）组织现场施工技术人员进行技术交底，掌握施工方案，明确质量标准、工艺流程和安白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-6-全要求。（2）按所需材料规格和要求及时提出材料计划，并确定材料来源、组织材料进场。5.2施工方法5.2.1右岸边坡管路布设（1）引水管路进水口布置：自制一小型引水漏斗（上口宽30×30cm，下口焊接连接钢管，上口用φ6.5mm钢筋焊接孔口尺寸不大于2cm的防护网），与引水管路连接。漏斗布置的位置选择避开溪水的主流带，以免山洪爆发时泥石将管路堵塞，施工时将漏斗布置牢固。（2）管路沿途布置：管路布置在人员不易到达的地方，以保证用水管路不被其他人员所损坏，且管路布置要牢固，施工时尽量注意对管路的保护。（3）管路接口布置：塑料管的内径为41.8mm，塑料管之间的连接可采用长度L=30cm，φ42钢管连接，并用铅丝绑扎牢固，连接须严密，防止漏水。5.2.2跨空管路布设（1）在右岸上坝高线边坡▽820m，左岸溢洪洞施工道路▽845m边坡适当位置各布置一锚杆，锚杆钻孔用手风钻，钻孔时人员须佩戴安全带及必要的保护装置。（2）在距锚杆端头0.5m处焊接一钢丝绳拉环，拉环用Φ20钢筋，形状如下图（尺寸以cm计）。后期钢丝绳穿过拉环，钢丝绳过环必须有配套防折设施，且端头须留不少于2m的备用长度，绳夹不少于5个。10030°56,06R7锚杆外露长度拉环焊接长度（3）钢丝绳挂绳、紧绳：左岸施工现场靠近溢洪洞施工道路，材料转运方便，先在左岸施工。通过人工将钢丝绳穿过挂环，并用钢丝绳夹绑扎牢固，将剩余钢丝绳顺着左岸边白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-7-坡放至基坑。然后将其转运至右岸边坡底部，待到右岸坡底时，可将麻绳与钢丝绳连接，通过人工将钢丝绳拉至右岸趾板上坝高线边坡▽820m处，穿过锚杆端头的拉环，用手拉葫芦将其拉紧，紧绳后用钢丝绳夹固定。（4）供水管路上绳：待钢丝绳拉紧之后，在左岸施工现场，将麻绳与塑料管端头连接，然后将麻绳拉至右岸趾板▽805m平台，将塑料管每隔3m用φ6.5钢筋拉环悬挂在钢丝绳上，逐步用麻绳将塑料管顺着钢丝绳缓缓拉至右岸。5.2.3高位水箱布置将制作完成的高位水箱转运至施工现场，并布置在溢洪洞进口边坡开挖时所用的施工道路845m高程处。5.2.4管路调试待管路铺设完成之后，通水调试，沿途检查输水管路有无漏水，塑料管的固定情况，以及钢丝绳、锚杆承重情况等问题，并及时解决管路通水调试过程中出现的问题。6.施工进度左岸施工用水引水工程工期为：（1）2009年11月10日-2009年11月11日进行左右岸跨空钢丝绳固定锚杆钻孔、灌浆、安装等施工。（2）2009年11月28日-2009年12月3日进行各部位管路布设。7.质量、安全、环境保证措施7.1质量保证措施施工前做好各工序技术交底工作，并认真落实执行情况。建立质量安全保证体系，按照我部制定的施工岗位责任制执行，明确具体标准要求和作业人员责任，分级负责。（1）按照施工方案进行施工，如有变更，必须经现场技术负责人认可。（2）造孔：水平夹角为俯角30o，布置于右岸上坝高线边坡▽820m处与左岸溢洪洞施工道路外边坡▽845m,孔径42mm，孔深6.0m，孔深允许偏差±50mm；右岸具体位置见附图一，左岸具体位置见附图二。（3）制锚：根据设计长度制作锚杆，误差为±50mm。（4）锚杆注浆：使用锚杆注浆机注浆，水泥浆采用标号为P.O42.5的普通硅酸盐水泥，水白龙江XXX水电站左岸导流洞、溢洪洞土建及金属结构安装工程（合同编号：MJB-CI-1）左岸溢洪洞堰闸段混凝土冷却用水引水方案-8-灰比拟为0.4。（5）注浆开始时（或中途停止时间超过30min），用水或水灰比为0.5～0.6的纯水泥浆润滑注浆罐及其管路，以免浆液初凝堵塞管道。拌制浆液时，严格遵守搅拌时间，保证砂浆搅拌均匀。（6）注浆锚杆注浆管一定要插至距孔底约5㎝，送浆后拔浆管时必须借浆压缓缓退出，直至孔口溢出（管亦刚好自动退出）。封闭灌注的锚杆，孔口塞堵要牢靠。锚杆安装后，孔口加楔固定封严，砂浆终凝前严禁外力碰撞锚杆体。（7）坚持物资材料采购检验制度。进场材料要进行抽样检查，凡不符合规范、无合格证和试验单及不合格材料、设备不得使用。按规定对原材料进行检验和试验。（8）建立有效的管理控制体系，建立技术管理、质量管理系统，确保各项管理措施落实到每道工序中。7.2施工现场安全管理（1）施工前对施工人员