摘要:盘县清底河水库始建于1976年,自水库建成后底层排洪洞闸门从未开启过,提升闸门的钢丝绳锈断多年,门前被淤沙填塞7余米高,已丧失冲沙及排洪功能。底层排洪洞改造是本次除险加固工程的重要部分,老闸门能否开启、能否将库水放空是整个工程施工的关键,本文介绍工程老闸门开启的施工情况,其经验对以后类似工程的建设有一定的参考价值。
关键词:多年淤泥;填塞底层排洪洞;闸门开启;水位放空;处理方法
1 前言
盘县清底河水库始建于1976年,属中型水库,大坝为土坝,最大坝高45 m,坝顶高程1710.10 m,坝底宽221.6 m,顶宽6.0 m,上游设马道三级,马道宽2.0 m,水库总库容为1011万m3,兴利库容为600万m3,水库坝址以上积雨面积32.4 km2,多年平均流量为0.65 m3/s。水库主要发挥防洪、发电、灌溉等综合效益。水库发挥的社会效益和经济效益显著。
加固前水库枢纽工程主要存在以下问题:大坝坝顶及坝坡局部塌陷,坝体及坝基渗漏严重;溢洪道过水能力不足,且局部被冲刷严重;高涵取水口设施不全;底层排洪洞设施不全,且局部被冲刷损坏。为了保证下游人民群众的生命财产安全和让水库充分发挥其社会效益和经济效益,对大坝枢纽工程作除险加固处理。清底河水库于2003年元月至2004年12月作了除险加固处理后,满足水库安全运行要求。
要对清底河水库需作除险加固处理,必须将库内水放空才能实施大部份加固工作。为不影响下游农田的灌溉,2003年春季水库需承担灌溉任务,且2004年春季必须蓄满水不影响灌溉。经研究确定水库放水时间为2003年9月(即汛末)。由于放空底孔闸门自修建以来从未启闭过,历时27年未使用,闸门前被淤沙填塞7余米高,启闸门的钢丝绳已锈断多年,闸门无法开启。
2 水库水位如何放空
因闸门无法开启,满水库的水如何放空,成了一个很大的难题。高涵排水孔只有ф800,在汛期只够排放源头水量,且高涵底距坝底还有20余米高差,利用高涵放空库内水:一是时间等不及且改造完底层排洪洞、上游坝面正常蓄水位以下及高涵取水口需要足够的施工时间;二是水库内水有20余米深无法放掉,底层排洪洞改造及高涵取水口高程以下的工作项目无法实施,此方案显然不可行。
从溢洪道处进行槽挖需开挖40余米深,开挖量约需15万立方土石方,且挖掉后需回填15万立方土石方,光开挖回填施工时间需要2年,既费力费时又不经济,还影响下游灌溉,显然是不可操作性。
经多方比较,权衡利弊,唯有从老闸门处着手,省时省力省投资。如何将老闸门开启呢?钢丝绳已锈断多年,且闸门前被淤沙填塞,直接提升是不可行,其原因是:人下不去拴闸门钢丝绳;钢丝绳扣不到闸门吊耳上;淤沙填塞过高跟本提不起闸门。经反复研究及实地现场勘测,将底层排洪洞洞内淤泥清除后,从出口可以进入到闸门处。采用将老闸门破坏达到放水的目的,即从底空闸门开洞汇流。
3 探测老闸门开洞位置
因清底河水库始建于70年代,利用人工徒工徒劳建起来的,没有收集到闸门结构设计图和竣工图,在闸门上开洞必须摸清楚闸门上纵、横梁准确位置,以便于在开洞时避开纵、横梁。于是采用电钻在闸门上钻孔探测纵、横梁位置。经探测,该闸门梁的间距不是均匀布置的,根据探测资料确定在闸门中上部截割500×500mm洞1个,在闸门中下部截割300×300mm洞2个。
4 处理方法
闸门上开洞位置确定后,需要对闸门进行切割,为保证施工人员在切割时人身安全及大量水喷射出而无法施工,必须对新开洞作安全技术处理。其方法是在新开洞的两侧中间位置未切割时焊接“u”型卡,新开洞的两侧各焊接传力梁两根,用原木制作成支撑梁卡在“u”卡内,其目的是新开洞切未切割完时与闸门连成完好整体,待洞完全切割开后用炸药将其支撑梁炸毁,从而达到放水的目的。具体施工如下:
4.1“u”型卡制作安装
u型卡用φ20mm圆钢加工而成,将其两端加工丝口,丝口长10cm。u型卡安装在开孔边线两侧中轴上,距切割线为20.0cm,使用e32焊条双面贴角焊接。
4.2传力梁安装
传力梁用6.3的槽钢加工而成,每孔两侧各1根,长度大于洞边线10cm,搭接长度超出洞两端各5cm。安装时沿切割线将搭接闸门处切断,再焊接到新开洞闸门钢板上。
4.3支撑横梁安装
支撑横梁安装前,先用切割机将横梁搭接处闸门沿切割线切断,并在传力梁上安装好垫块使其新开洞的闸门钢板、传力梁和支撑梁三者之间压紧套牢。垫块及压板采用16mm厚钢板加工成宽8.0cm、长15cm,压板宽8.0cm、长29cm。
支撑横梁两根用松木加工成,其断面尺为b×h为15×22cm。安装时放置在u型卡槽内,顶部用压板结合螺栓固定。
4.4闸门体切割
上述步骤施工完毕后,即可对新开洞体用手提式砂轮切割机进行切割。切割分两阶段施工,第一阶段先切割穿传力梁、支撑横梁与闸门搭接部位;第二阶段切割剩余部分,采取自下面上的顺序进行,防止进水。
4.5爆破
洞边线全部切断后,在两根支撑梁松木两端,横梁与闸门之间的空隙处,分别绑上2公斤乳化炸药,用4根2.0m长导火索引爆,达到开洞汇流的目的。
5 结束语
2003年9月10日21:10成功炸闸放水,于同年10月22日将库内蓄水全部放空,重新修建46米高闸门井,于2004年4月建成后并下闸蓄水,充分保证了2004年的灌溉不受影响。
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