水利水电论文发表高边坡开挖挡渣墙设计施工

来源：职称论文发表咨询网作者：qifan时间：2013-06-21 10:55

　　摘要：长河坝电站坝肩开挖为高边坡开挖，施工中为防止渣料进入河道,设计使用了挡渣墙来阻止开挖料，非常有效。挡渣墙的修建，既有利于施工，又有利于环保，对于一般水电高边坡开挖有一定的参考价值。

　　关键词：高边坡,挡渣墙,左岸,网箱

　　1 概述

　　长河坝坝肩开挖为高边坡开挖，且边坡高、地形陡、卸荷发育。

　　2008年地震前为保证左右坝肩能够提前开挖，实施了分流方案。具体措施是：在工程不具备截流的客观条件下，导流洞一旦具备过流条件，利用围堰上游丁坝提前实施导流分流。同时考虑环保要求，为保证左右岸开挖顺利进行，在原靠左右岸主河床部位修建纵向挡渣墙平台集料以避免开挖渣料直接滚入河道。

　　2008年5月12日地震后，从国家抗震救灾大局出发，考虑西线救灾通道畅通和汛期安全，于2008年汛前拆除部分挡渣墙，以保证汛期河道行洪安全;同时2008年汛期纵向挡渣墙经历了超过设计标准的洪水;2009年汛前恢复左右岸挡渣墙，并对原汛前洪水标准校核后按照标准进行加高;2010年4月15日左坝肩开挖结束，2010年4月8日左坝肩开挖结束，汛前恢复左右岸挡渣墙，用于大坝基坑(1485m以下)开挖。

　　本文仅对左岸挡渣墙的设计与施工做详细描述，右岸挡渣墙的设计与施工与此类似，但由于地形、地质的差别，两岸挡渣墙又不尽相同。

　　2 挡渣墙设计

　　2.1 挡渣墙计算

　　2.1.1选择典型断面进行洪水计算

　　选择坝轴线处位置进行简化计算，根据4月16、20、29日实测情况，河床水位为1481.3m时，水深4.5m，河面宽度为45.43m，根据现场实际地形，左岸挡渣墙坡度为1：1.5，右岸S211省道路基坡度为1：1，

　　为简化计算，修建挡渣墙后主河床过水渠道简化为导流明渠，所以计算模型按照导流明渠进行计算，简化渠道模型如下：渠道底宽为35m，两侧边坡分别按照1:1及1:1.5计算，计算此两种断面条件下导流明渠的泄流能力。

　　2.1.2 根据计算结果进行施工方案初选

　　根据以上模型计算结果，根据长河坝电站可研性报告查知分期设计洪水成果5月份20%为1830 m3/s，长河坝电站各月月径流5月份10%为1010 m3/s，频率10%旬平均流量5月份上旬、中旬、下旬平均流量分别为827m3/s、1030m3/s、1300m3/s。经过4月16日实际水位测量及当日水情预报,当日流量为421m3/s,坝轴线处水位高程为1481.3,水深为4.5m。因此可推求上述各流量下对应渠道水深及水位高程。

　　从上述流量中取最大流量值为分期设计洪水5月份5年一遇洪水值1830 m3/s。在两种边坡系数下分别对应水位高程为▽1487.9m、▽1487.96m，取较高高程，同时考虑到明渠安全超高应大于1m及川大水力模型试验高程，最终确定坝轴线处挡渣墙顶高程为▽1490m高程。由于上下游水面落差与流量相关，流量越大，落差越大，在挡渣墙重新设计时考虑坝轴线上游纵坡坡比为1%，考虑交通洞出渣使用需要，坝轴线下游侧提高标准仍按▽1490m填筑至临时交通洞洞口。根据上述理论计算资料，在洪水期6~9月流量超过1830m3/s时，纵向挡渣墙将不具备挡水功能，洪水将会淹没挡渣墙。

　　2.2 2008年汛前挡渣墙设计

　　2.2.1 2008年一期设计方案

　　开挖前期开挖渣料将存放在围堰(挡渣墙)内，利用反铲将渣料转至纵向围堰(挡渣墙)上逐步加高围堰(挡渣墙)，加高围堰(挡渣墙)设计高度为▽1490.00m高程，迎水面设计为1:1.5，水下围堰部分采用圆型蛇笼防护，直径为0.6m，蛇笼长度为5m，水位变化区采用1m厚网箱镀锌铅丝笼防护，网箱尺寸为4m×1m×1m，水位变化区上部迎水一侧采用0.6m厚网箱镀锌铅丝笼防护，网箱尺寸为4m×1m×0.6m，如图三所示。

　　2.2.2 挡渣墙上下端头典型断面设计

　　根据川大水力模型试验报告：挡渣墙上游及下游端头段范围为河道水流突然收缩和突然扩散处，为流速较大范围。因此对挡渣墙上、下游各40m仍然采用全断面填筑(填筑至左岸山体)。挡渣墙上、下端头典型断面如图四所示：

　　2.2.3 2008年二期设计方案

　　原定2008年4月中旬导流洞分流未能施行，根据当时施工进度，将挡渣墙变更为如下方案：挡渣墙填筑高程▽1490m，顶宽为7m，为保证挡渣墙挡渣宽度，将▽1485m高程以上坡比改为1：1.3，迎水侧统一用4m×1m×1m钢丝石笼网箱防护。坝轴线上游按1%控制纵坡，考虑可能超标洪水，增加挡渣墙作为施工道路功能的防洪安全性，坝轴线至交通洞一线均按▽1490m控制顶高程(以方便和保证临时交通洞出渣安全)。

　　2.3 2009年汛前挡渣墙设计

　　2.3.1设计洪水标准与思路

　　洪水标准：设计洪水标准值仍为5月份5年一遇洪水1830m3/s。

　　总体思路：原已经通过业主、监理审查批复的方案不变，对水毁部分进行修复，不能修复的全部按照原标准重新修建。汛前加高计划仍按照原标准加高到能够抵御5月份5年一遇洪水。

　　2.3.2 2009年挡渣墙修复方案设计

　　2008年汛期纵向挡渣墙经历了超过设计标准的洪水(设计洪水5月份5年一遇洪水值1830 m3/s，实际汛期实测洪水达到3160 m3/s)，造成上部7～9米墙体全部水毁，同时残留部分宽度不满足要求，迎水护坡基本全部冲毁。2009年经施工单位、建设单位和监理单位的共同研究决定，利用原挡渣墙为基础，汛前恢复挡渣墙，以确保截流前左岸开挖正常进行。

　　⑴ 主河床部位挡渣墙修复方案

　　根据现场实际测量，挡渣墙经2008年超标洪水冲刷后，现平均底高程大致为▽1480m，因此修复施工以此高程开始填筑。挡渣墙坝轴线处填筑高程设置为▽1490m，顶部确定顶宽为7m，迎水一侧坡比设计为1：1.5。坝轴线上游按1%控制纵坡，至上游0+280处填筑控制高程为▽1492m(上游最大控制高程)，考虑可能超标洪水，增加挡渣墙作为施工道路功能的防洪安全性，坝轴线至交通洞一线均按▽1490m控制顶高程。迎水侧统一用4m×1m×1m钢丝石笼网箱防护，水下部分采用六面体和圆型蛇笼防护，六面体为1.5m×1.5m×1m，蛇笼直径为0.6m，蛇笼长度为5m，防护至▽1481m。

　　⑵ 上下游端头部位设计(已经完成未毁坏，2009年汛期仍可以使用)

　　根据2008年挡渣墙在汛期期间的冲刷情况，挡渣墙上下游端头在经过一个汛期后基本完好无损。寻其原因，除了上下游端头部位采用全断面填筑以外，迎水一侧下部采用六面体防护对防止洪水冲刷起到了相当重要的作用。因此在挡渣墙修复施工中，拟对挡渣墙典型断面部位下部仍然采用六面体防护，六面体之间用Ф12钢丝绳连接，六面体尺寸为1.5×1.5×1.0m，三层防护。

　　该部位2008年已经完成，且没有毁坏，2009年汛期修复加高后仍可以使用。

　　2.4 2010年挡渣墙修复方案设计

　　2010年4月15日左坝肩1485m以上开挖完成，2010年汛前按2009年确定的修复方案进行了修复，主要用于开挖左岸基坑1457m~1485m开挖。

　　3 挡渣墙施工

　　3.1挡渣墙填筑方案

　　根据施工布置，采用从上游向下游进占的方式进行。首先从下游临时交通进场推土机及反铲，向上游进行现有挡渣墙的整平、加高施工，形成施工道路。之后进场自卸汽车从上游向下游开始进行进占。纵向围堰施工200~250m后，同时开始进行水下部分防护施工，边加高边进行防护施工，直至完成。

　　3.2镀锌铅丝石笼防护施工

　　水上部分铅丝石笼加工拟在左岸现有施工场地内加工，通过5t自卸将其运至工作面，并准确定位摆放。石渣通过自卸车从倒石沟取料，运至工作面，人工配合反铲装填。

　　水下部分铅丝石笼也在工作面填筑，装填完成后，用反铲或汽车吊将其甩入迎水面一侧坡体。

　　4结束语

　　长河坝左右坝肩开挖是在左右岸挡渣墙的基础上完成的。

　　⑴ 左坝肩正式开始施工日期为2009年6月1日，完工时间为2010年4月15日(1485m以上)，施工总工期为319天;右坝肩正式开始施工日期为2009年6月1日，完工时间为2010年4月8日(1485m以上)，施工总工期为312天;大坝2010年10月23日截流。