一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法与流程

1.本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法。


背景技术：

2.在水利水电工程中，引、调水工程是优化水资源配置战略格局以及提高水利保障能力的重要途径。随着我国经济社会的发展，越来越多的引、调水工程如雨后春笋，几乎占据了水利水电工程的半壁江山；而引、调水工程一般需要在已建水库或湖泊中新建取水口。现有取水口建设方法为采用岩塞爆破或重锤开挖，例如专利cn110205996a公开了一种在已建水库、湖泊中修建取水口的方法，该方法采用水下重锤冲击凿岩法进行凿岩开挖，修建取水平台，在取水平台上开挖竖井，该方法适用于水库水位较低的情况，但不适用于当水库有供水任务，水位运行水位高于取水平台高程的情况。
3.随着社会经济的发展，越来越多的水资源配置工程及抽水蓄能工程需要修建取水隧洞直接从已建的水库内直接取水。为了保障供水率、最大发挥工程效益，取水口底高程往往低于已建水库死水位。现状水库由于承担灌溉或供水任不具备放空条件，无法将水库水位降低，水库取水口底板至水库现状运行水位之间水头较高，通常有30～40m高差。为创造干地施工条件、常规围堰法导致围堰高度较大，由于水下抛填土石料，土石料压实度较低，围堰边坡稳定存在较大隐患，而且后期围堰土石方水下拆除费用较高。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，该施工方法施工简便、环境友好，建造的取水口结构安全可靠，造价低。
5.本发明是由以下技术方案实现：
6.一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，包括以下步骤：
7.s1：测量放样，根据拟建取水口闸室和输水隧洞几何尺寸和平面位置确定施工平台位置，在施工位置填筑施工平台；
8.s2：在施工平台上施工围护结构；
9.s3：从施工平台的顶面往下进行基坑开挖，逆做法开挖至取水口底部，并同时施工内衬墙和支撑；
10.s4：在基坑底部施工垫层和底板，进行基坑封底；
11.s5：施工闸室结构，安装闸门；
12.s6：在水下开挖取水口前方的明渠，连通引水隧洞和水库。
13.进一步地，步骤s2中，所述围护结构为地下连续墙或钻孔灌注桩。
14.进一步地，步骤s3中，待围护结构的混凝土强度达到设计强度后，分层开挖基坑，且一边开挖基坑，一边施工内衬墙和支撑。
15.进一步地，步骤s4包括如下步骤：
16.s41：在基坑底部自下而上施工粗砂垫层、碎石垫层和砼垫层；
17.s42：在砼垫层上方浇筑砼底板，并且在砼底板凝固前，插入排水管。
18.进一步地，步骤s5中，闸门采用履带式汽车吊吊装或龙门吊吊装就位。
19.进一步地，步骤s1中，施工平台采用土石混合料或砂石料填筑形成。
20.进一步地，步骤s6中，在开挖明渠前，对水下的洞口施工临时支护结构。
21.进一步地，步骤s6中，开挖引水明渠时，同时拆除引水明渠周围的施工平台。
22.进一步地，步骤s1中，在施工平台周围填筑块石形成抛石护脚。
23.进一步地，步骤s42中，排水管底部采用土工布包裹，防止堵塞。
24.与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
25.1、本发明的施工方法通过筑岛法填筑施工平台，为闸室桩基础提供打桩平台，可以解决高水位填筑围堰土料分散的问题，减少对水库或着河道的侵占，可有效提高边坡的安全性。此外，该施工平台土石方填筑料要比传统的围堰少很多，可以大幅降低临时工程造价，降低施工成本。
26.2、本发明的取水口结构的取水口位置低，取水保证率可以达到97％以上。
27.3、本发明中施工平台临时工程水下拆除量小，对水库、湖泊周边环境影响小，施工工期短。
28.4、本发明的取水口灌注桩或地下连续墙等支护结构可以与永久建筑物结合施工，前期为临时结构，后期加内衬墙后可以作为永久结构，节省工程投资。
附图说明
29.图1为本发明的施工流程图。
30.图2为本发明施工得到的取水口结构的俯视图。
31.图3为本发明施工得到的取水口结构的正视图。
32.图4为本发明施工得到的取水口结构的截面图。
33.其中，附图说明，1-施工平台；2-取水口闸室；3-引水隧洞；4-围护结构；5-支撑梁；6-内衬墙；7-引水明渠；8-排水管；9-砼垫层；10-碎石垫层；11-粗砂垫层；12-砼底板；13-抛石护脚；14-临时支护结构。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，以广东某引调水工程取水口为例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.请参阅图1-4，本发明提供一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其包括以下步骤：
36.s1：测量放样，根据拟建取水口闸室和引水隧洞几何尺寸和平面位置确定施工平台1的位置，在相应的位置填筑施工平台1，施工平台1由土石混合料或砂石料填筑形成，由岸边进占施工，其顶部宽度通常不低于20m。另外，在施工平台1周边抛填块石形成抛石护脚13。
37.s2：在施工平台1顶部施工围护结构4，待围护结构4的混凝土强度达到设计强度后分层开挖基坑，一边开挖基坑一边施工内衬墙6和支撑梁5，先施工内衬墙6，后施工支撑梁5，基坑每开挖3m-4m，施做一道支撑梁5，形成取水口闸室2；支护结构4选用c30灌注桩或c30地下连续墙，c30灌注桩的直径在1-1.2m，c30地下连续墙的厚度通常为1m，槽段长度为4m-8m；支撑梁5为现浇砼结构，其尺寸为800mm
×
1000mm，竖向间距为3.5m-4m。
38.s3：待基坑开挖至设计高程，在基坑底部施工垫层和底板进行封底，垫层包括粗砂垫层11、碎石垫层10和砼垫层9，粗砂垫层11、碎石垫层10和砼垫层9自下而上依次铺设在基坑底部，粗砂垫层11的作用是提高地基的承载力，碎石垫层10具有扩散应力和排水的作用，砼垫层9具有找平作用，其表面平整便于在上面绑扎钢筋，同时可以保护基础；底板为砼底板12，其浇筑在砼垫层9上，在砼底板12凝固前，混凝土中垂直插入排水管8，排水管8采用pvc管，管径不低于75mm，并且，排水管8底部采用土工布进行包裹，防止堵塞；粗砂垫层11厚度在0.2m-0.3m，碎石垫层10厚度在0.8m-1.0m，砼垫层9厚度在0.3m-0.5m，砼底板12厚度为1m-2m，砼标号不低于c30。
39.s4：在基坑底部安装闸门，闸门与引水隧洞垂直设置，其宽度与隧洞内径相同，闸门选择平板钢闸门或叠梁门，采用履带式汽车吊或自制的龙门吊吊装就位。
40.s5：在施工洞口临时支护结构14，临时支护结构14选用钢管桩，钢管桩的尺寸为0.8～1.0m，然后破出洞口临时支护结构14，向基坑内充水，待水压平衡后拔出洞口临时支护结构14，最后在水下临时支护结构14前开挖取水口前方的引水明渠7，拆除闸室取水口前方明渠部分的施工平台，包括明渠进口及两侧范围部分，将引水隧洞与水库连通，得到取水口结构。
41.在上述施工步骤完成后，施工平台1的部分干地拆除，部分采用长臂反铲或2-4m3抓斗挖除。
42.经过上述施工方案，本实施例施工得到的取水口结构的取水口位置低，结构安全，对水库水质影响小，可保证取水率在97％以上，且施工平台临时工程水下拆除量小，对水库、湖泊周边环境影响小，施工工期短。
43.以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限定本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：测量放样，根据拟建取水口闸室和输水隧洞几何尺寸和平面位置确定施工平台位置，在施工位置填筑施工平台；s2：在施工平台上施工围护结构；s3：从施工平台的顶面往下进行基坑开挖，逆做法开挖至取水口底部，并同时施工内衬墙和支撑；s4：在基坑底部施工垫层和底板，进行基坑封底；s5：施工闸室结构，安装闸门；s6：在水下开挖取水口前方的引水明渠，连通引水隧洞和水库。2.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s2中，所述围护结构为地下连续墙或钻孔灌注桩。3.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s3中，待围护结构的混凝土强度达到设计强度后，分层开挖基坑，且一边开挖基坑，一边施工内衬墙和支撑。4.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s4包括如下步骤：s41：在基坑底部自下而上施工粗砂垫层、碎石垫层和砼垫层；s42：在砼垫层上方浇筑砼底板，并且在砼底板凝固前，插入排水管。5.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s5中，闸门采用履带式汽车吊吊装或龙门吊吊装就位。6.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s1中，施工平台采用土石混合料或砂石料填筑形成。7.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s6中，在开挖引水明渠前，对水下的洞口施工临时支护结构。8.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s6中，开挖引水明渠时，同时拆除引水明渠周围的施工平台。9.根据权利要求1所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s1中，在施工平台周围填筑块石形成抛石护脚。10.根据权利要求4所述的一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，其特征在于，步骤s42中，排水管底部采用土工布包裹。

技术总结
本发明公开了一种在已建水库采用筑岛法修建取水口的施工方法，属于水利水电工程技术领域，该方法包括以下步骤：S1：测量放样，根据拟建取水口闸室和输水隧洞几何尺寸和平面位置确定施工平台位置，在施工位置填筑施工平台；S2：在施工平台上施工围护结构；S3：从施工平台的顶面往下进行基坑开挖，并同时施工内衬墙和支撑，逆做法开挖至取水口底部；S4：在基坑底部施工垫层和底板，基坑封底；S5：安装闸门；S6：在水下开挖取水口前方的明渠，连通引水隧洞和水库。本发明的施工方法简便，取水口结构安全可靠，施工平台临时工程水下拆除量小，投资省，对水库、湖泊周边环境影响小，施工工期短。短。短。


技术研发人员：汪海洋 应宗权 林美鸿 王雪刚 陈进
受保护的技术使用者：中交第四航务工程局有限公司 南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/15