小坝塘的施工与管理
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摘 要：坝塘水利基础设施的建设对于缓解地区农业旱情，人们生活用水困难等问题具有十分显著的效果。在坝塘设计与施工、管理过程中需遵循科学的设计步骤与施工原则，文章以广南县坝塘建设为例对坝塘设计与施工管理过程中设计技术、施工技术与管理技术进行了详细的阐述，以期为坝塘水利基础设施施工提供技术支持。
关键词：坝塘；拦河坝；溢洪道；输水管道；施工管
1 概述
由于地处岩溶山区，没有可建水库的地形，人们的生活用水主要是水窖水，全镇80%的人畜饮水靠小水窖解决。农业用水主要是靠天下雨解决，80%的耕地靠天下雨灌溉，由于没有长流水和水库蓄水，所建的引水渠，只有进入雨季才能发挥作用，水贵如油是该镇对水的真实评价。2009至2010年西南大旱中，旧莫乡自2009年8月份至2010年5月，持续干旱致使全乡6万多群众的生产生活用水带来了极大的困难：旱情导致农作物受灾面积46991亩，成灾43624亩，绝收34922亩，造成经济损失5490.5万元。全乡共有193个村12085户，60913人及24365头牲畜严重干旱缺水，全乡抗旱救灾工作形势十分严峻。双胞石村-猫街村-韭菜坪-奎窝坝子耕地连绵570多亩，区内除了饮用的小水窖外，无一件蓄水和引水渠道，灌溉用水主要是等天下雨解决。水资源贫乏，水利设施滞后，严重制约着该镇经济发展，缺水已成为该镇经济、社会发展的瓶颈。
2 工程概况
拟建坝塘位于广南县西南方向旧莫乡猫街村民委双胞石村境内，地理坐标：东经104°52′43″，北纬23°50′43″。距广南县城约35km，距珠广公路0.25km。选定的坝址距下游双胞石村1.0km，坝址以上控制径流面积5.8km2，总库容26.72万m3，是一座以灌溉为主，有防洪等综合效益的重点小坝塘工程。双胞石坝塘是一座以灌溉为主的蓄水工程。枢纽建筑物由挡水坝、溢洪道、输水涵管及引水渠道等组成。所设计的坝塘参数如下，总库容：26.72万m3，校核洪水位：1533.14m，设计洪水位：1532.63m，正常蓄水位：1530.67m，兴利库容：12.95万m3，死水位：1522.10m，死库容：4.00万m3。
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000，坝塘总库容26.72万m3，水库规模为小⑵型水库，工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别：水库大坝、溢洪道、输水涵管建筑物为5级，次要建筑物及临时建筑物为5级建筑物。大坝设计洪水标准：20年一遇洪水，洪峰流量56.58m3/s，下泄流量37.22m3/s；大坝校核洪水标准：200年一遇洪水，洪峰流量为80.28m3/s，下泄流量52.83m3/s。
3 小坝塘工程设计
根据双胞石坝塘工程区所处的地形、地质条件及实地勘察后，只有一个最优坝址及一个坝轴线。左右岸及坝基地质基本一致，淹没面积相近。坝址河段地形地貌及地质条件较为简单，河谷较为顺直，河谷主要呈基本对称的“V”型谷，河床及两岸基岩主要以强风化岩体为主，岩石较为破碎，节理裂隙发育，以碎裂结构为主，厚度较大，一般3～9m，岩体稳定性差，抗压强度和承载力较低，主要属Ⅴ和Ⅳ类软质岩工程地质岩组。坝址区较适宜的坝型主要是心墙风化料坝。
3.1 拦河坝
拦河坝为粘土心墙风化料坝，工程级别为五级，大坝设计洪水标准为20年（P=5%）一遇，校核洪水标准为200年（P=0.5%）一遇，相应洪峰流量及水位如下：P=5%，下泄流量为37.22m3/s，上游设计洪水位1532.63m。P=0.5%，下泄流量为52.83m3/s，上游校核洪水位1533.14m。大坝正常蓄水位∶1530.67m。坝顶高程取3个工况的最大值，即校核水位的坝顶高程为1534.66m。最大坝高1539.47-1507.26=32.21m。主坝轴线为直线，坝顶长70.00m，坝高27.4m，河床坝基开挖高程1506.76m，坝顶高程1534.66m。坝顶宽5.0m。上游坝坡坡比1：2.50，下游坝坡坡比1：2.25。
3.2 溢洪道
溢洪道布置于大坝右坝肩，全长103m，采用C20钢筋砼结构。控制段为实用堰，堰宽度13.0m，堰顶高程1530.67m，在与坝轴线相交处设交通桥，作为沟通两岸交通，桥面宽5m，与坝顶同宽。溢流堰后接陡槽段，底坡i=0.383，为C20钢筋混凝土浇筑，底板厚0.3m；陡槽段后接消力池段，消力池长20m，池宽6m，池深4.5m，为C20钢筋混凝土浇筑。为防止溢洪道产生不均匀沉降和拉裂，溢洪道需分缝，其分缝长度为每10m设一道横缝，缝内采用沥青油毛毡止水。
3.3 输水涵管
放水涵管布置于大坝左岸，进口底板高程1522.10m，管材采用铸铁管，管径为DN300，总长108m，设计最大过水流量0.053m3/s，平均坡降，4.6‰，出口接河流。该坝塘总库容为26.72万m3，取用水流量小，放水设备采用铸铁管（坝后式）放水，输水涵管外用C15砼浇筑，涵管的进口高程为1522.10m，纵坡为4.6‰。由综合用水过程表可知：水库最大月供水量为13.73万m3，放水涵管设计流量的计算式为：
Q=137300/（30×24×60×60）
=0.053m3/s
因此放水涵管按有压管、自由出流计算其流量，涵管进出口高程为0.5m，拟用D300铸铁管，按正常管计算，取=0.82，公式为：
经计算Q=0.18m3/s，满足要求。
4 施工管理
4.1 拦河坝施工
4.1.1 基础开挖
大坝两岸水上部分所有土石方开挖，要求自上而下进行施工。土方开挖采用1m3挖掘机辅以人工自上而下开挖，10t自卸汽车出渣；石方开挖采用风钻打眼，分段爆破开挖，采用推土机配合1m3挖掘机挖装12t自卸汽车出渣，渣料除部分用于填筑围堰，其余运输至弃渣场堆放。靠近设计开挖线附近，应避免由于装药量过多而导致坝基岩体炸松，为此，建基面需留0.3m保护层，采用风镐辅以人工撬挖。
4.1.2 大坝填筑施工
坝体填筑所需总量约5.89万m3，其中：风化料填筑量为4.31万m3，过渡料、反滤料填筑量为0.67万m3，粘土心墙料填筑量0.91万m3。施工期安排在第一年10月～次年12月，在一个枯期内填筑完毕。坝体填筑施工包括运输、卸料、铺料、加水、压实、检查等工序。坝体填筑施工采用流水作业法组织施工。施工前，应根据坝料的开采情况，对心墙体进行必要的碾压试验，以制定有关的施工技术规程。
4.1.3 基础灌浆
帷幕灌浆主要处理坝基及两岸渗漏。灌浆轴线布置于坝轴线上。采用采用100-150型钻机钻孔，三序灌浆，自上而下分段灌注。河床坝基灌浆宜在坝体施工后第一个枯期坝体填筑至度汛高程后进行，岸坡坝基灌浆在坝体填筑到坝顶时，开挖灌浆平洞后进行灌浆。
4.2 溢洪道施工
溢洪道位于大坝右岸坝肩，土石方开挖方式与大坝类似，进口段土石方开挖应与大坝两岸开挖同步进行，避免开挖爆破影响大坝施工，陡槽段土石方开挖自上而下分台进行，土石方开挖采用1m3挖掘机辅以手风钻钻孔开挖，12t自卸汽车运输出碴。砼施工顺序为先底板后边墙、顶板。砼由采用设在溢洪道附近的0.4m3砼拌和机拌和，1m3斗车运砼，溜槽入仓，插入式振捣器振捣密实。
4.3 渠道施工
4.3.1 土石方开挖
土方明挖采用人工配合1.0m3挖掘机挖装8t自卸汽车运至渣场弃置，石方由YT-24手风钻钻孔，浅孔爆破，自上而下的方式施工，渣料由人工配合1.0m3挖装机挖装8t自卸汽车运至渣场弃置。
4.3.2 浆砌块石施工
石料由人工装8t自卸汽车运至施工点，砂浆采用0.35me移动式砂浆搅拌机制备，人工铺浆法施工，块石摆放要求平整、稳定、密实和错缝。砂浆拌制要按设计配比进行。并要随时拌随时用。块石摆放应在砂浆初凝前严格按上下层错缝摆放、铺浆及填浆应饱满密实。防止铺浆遗漏。胶结料介于初凝至终凝之间的砌体不允许扰动。
5 结束语
文章以小坝塘的设计施工与管理过程为基础对坝塘设计与施工的一般步骤与过程进行了阐述，包括设计之初的工程地质条件、气象、水文的调查，建筑设计包括拦河坝设计、溢洪道设计以及输水管道的设计，且对拦河坝、溢洪道、输水管道的具体施工过程进行了详细的阐述，并提供了切实可行的施工方案。
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