【摘 要】 在中、小型水利水電工程的施工中，為解決兩岸跨河臨時(shí)交通的問(wèn)題，常采用過(guò)水涵管橋，這類涵橋使用期短、施工簡(jiǎn)易、造價(jià)低，尤其適合有流量小、寬河床的河流上修建。本文結(jié)合石龍水電站廠房工程，對(duì)此類過(guò)水涵管橋的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了總結(jié)，為施工單位在承接類似工程時(shí)提供借鑒和參考。
　　【關(guān)鍵詞】 石龍水電站 過(guò)水涵橋 設(shè)計(jì) 施工
　　1 前言
　　石龍水電站是松江河梯級(jí)電站中的第三級(jí)電站，中型水利水電工程。樞紐由砼重力壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)等主要建筑物組成。電站廠房位于壩址下游2.7km處的松江河左岸，引水式地面廠房，兩臺(tái)機(jī)組，單機(jī)容量35MW，總裝機(jī)容量70MW。
　　廠房區(qū)水流走向?yàn)樽员睎|～南西向呈“C”形，平水期水面寬39m～58m，水深0.5m～3.2m，河流靠近左岸山腳流過(guò)。左岸為陡峭岸坡，右岸為漫灘、一級(jí)階地。
　　廠房區(qū)導(dǎo)流方式為右岸明渠導(dǎo)流，廠區(qū)圍堰為高噴芯墻土石圍堰，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為枯水期擋水標(biāo)準(zhǔn)P=20%，Q=491m3/s;大汛期在子圍堰內(nèi)側(cè)利用廠區(qū)擋墻、尾水擋墻及尾水渠尾形成的圍堰擋水。
　　導(dǎo)流工程施工期為2006年7月15日至2006年9月15日，松江河流域汛期集中在7、8月份，主要水文資料見表1。
　　表1 石龍水電站壩址處5～8月份月、旬平均流量

頻率	5月份	6月份（m3/s）			7月份（m3/s）			8月份（m3/s）
		上旬	中旬	下旬	上旬	中旬	下旬	上旬	中旬	下旬
P=10%	107.6	174.7	165.1	171.5	255.7	263.6	265.3	279.5	258.2	264.7
P=20%	98.2	163.8	158.7	162.2	245.6	248.7	254.5	256.0	247.7	240.1

　　注：表中數(shù)據(jù)未考慮雙溝水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用。
　　2 過(guò)水涵管橋設(shè)計(jì)
　　為了進(jìn)行廠區(qū)右岸導(dǎo)流工程施工，需修筑一條過(guò)河橋聯(lián)系兩岸交通;因右岸導(dǎo)流工程量較小、施工期短(僅2個(gè)月)，在下游子圍堰修筑完成后，可利用堰頂平臺(tái)作為聯(lián)系左、右岸的施工道路;在綜合流域的氣象、水文條件，并充分利用梯級(jí)上游電站調(diào)洪、發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，決定采用涵管過(guò)水橋解決兩岸的臨時(shí)交通，盡快完成導(dǎo)流工程，提前進(jìn)行廠房區(qū)主體施工。
　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)平面布置，過(guò)水橋中心線設(shè)置在下游土石圍堰中心線外側(cè)10m處，可避開導(dǎo)流明渠回水影響、方便截流、減少堰體填筑量、不影響堰體高噴芯墻施工。
　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)選擇
　　上游來(lái)水主要為上游小山水電站至石龍水電站區(qū)間流域匯水及小山水電站發(fā)電水量，小山電站單機(jī)發(fā)電流量為80~100m3/s，區(qū)間平均匯流量為15～20m3/s。
　　過(guò)河橋橋面為單車道，設(shè)計(jì)總寬度為6m，汽車荷載等級(jí)為公路-II級(jí);鋼絲石籠橋面，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)80.0m，設(shè)計(jì)高程為445.30m，安全通行時(shí)過(guò)流高度為≤40cm，最大過(guò)流高度為1.0m;底孔采用20孔Φ120×200×10cm鋼筋砼涵管過(guò)流，管底安裝高程為443.4m;橋體校核洪水為7月中旬P=20%，Q=248.7m3/s。
　　2.2 加固措施設(shè)計(jì)
　　為提高橋體泄流能力，涵管布置于主過(guò)流區(qū)，且平行于河流方向;為防止高速水流對(duì)橋基的沖刷淘蝕，涵管底部設(shè)置在碴石回填區(qū)，橋體上、下游側(cè)采用開挖的碴石護(hù)底。岸坡無(wú)涵管的橋體部分采用鋼絲石籠堆砌至橋頂設(shè)計(jì)高程，上、下游側(cè)采用抗沖能力強(qiáng)的大塊徑(>50cm)碴石護(hù)坡。
　　為提高橋體的抗沖穩(wěn)定及抵御超標(biāo)準(zhǔn)洪水的沖擊、減小橋前雍水高度、增強(qiáng)橋體穩(wěn)定性，橋體設(shè)計(jì)時(shí)盡量降低阻水面積，加大過(guò)流面積。為了提高橋體的整體性，所有鋼絲石籠均互相用同直徑的鋼絲連接，橋面滿鋪一道由Ф12的20cm×20cm的鋼筋網(wǎng)，間隔一格與下部鋼絲石籠連接，鋼筋網(wǎng)上、下游邊與每孔涵管內(nèi)壁的通長(zhǎng)Ф12鋼筋焊接。
　　為提高橋體承載力，將涵管設(shè)置在較平整的碴石基礎(chǔ)上，管底設(shè)置四層草簾墊層，兩涵管中間及管頂均采用中粗過(guò)度料填實(shí)，以保證管壁受力均勻。
　　3 過(guò)水橋水力學(xué)及穩(wěn)定驗(yàn)算
　　依照以上設(shè)計(jì)條件，項(xiàng)目根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》、吳持恭主編的《水力學(xué)》(第三版)、 《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)手冊(cè)》及《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》 涵洞等，對(duì)橋面不淹沒時(shí)涵管過(guò)流能力、安全通行狀態(tài)下過(guò)流能力、最大過(guò)流能力、橋體抗水流沖擊穩(wěn)定、橋體承載力等進(jìn)行了系統(tǒng)的計(jì)算和驗(yàn)算，結(jié)果完全滿足規(guī)范及安全要求。
　　4 過(guò)水橋施工
　　(1)施工流程：施工準(zhǔn)備 → 測(cè)量放線 → 左岸引路修筑 → 管底堆石體進(jìn)占 → 涵管安裝 → 管間填充 → 鋼絲石籠安裝 → 鋼筋網(wǎng)片安裝及橋體加固 → 岸坡段路面石籠安裝及拋廠護(hù)坡 →砂礫石橋面鋪設(shè) → 橋體承載力試驗(yàn)
　　(2)主要分技術(shù)準(zhǔn)備及資源準(zhǔn)備。做好方案籌劃、相關(guān)力學(xué)計(jì)算，并完成方案報(bào)批;按方案準(zhǔn)備過(guò)水橋修筑相關(guān)材料，如采購(gòu)涵管、鋼絲石籠、草簾、編織袋、鋼筋，進(jìn)行砂子、礫石料、塊石料收集，準(zhǔn)備3輛25噸自卸車、2臺(tái)1m3反鏟挖掘機(jī)和1臺(tái)ZL-50裝載機(jī)，對(duì)施工人員做好交底，規(guī)劃好場(chǎng)地。因受上游不定時(shí)發(fā)電的影響，加強(qiáng)與小山電站的即時(shí)溝通，計(jì)算來(lái)水到達(dá)時(shí)間。
　　(3)按設(shè)計(jì)要求放出橋體定位軸線，將左岸引路修至左橋頭，自卸車運(yùn)料到左橋頭開始管底堆石體填筑，盡量采用大塊徑的石料填筑并及時(shí)整平，以減少施工期間過(guò)流裹帶損失，提高堆石體抗沖能力。 堆石體上表面高程按低于涵管安裝高程20cm控制，并按不小于1：5的坡度向涵管上、下游側(cè)河床攤鋪，以提高堆石體的抗沖能力。
　　(4)涵管安裝隨堆石體進(jìn)占同時(shí)進(jìn)行，以降低堆石阻水導(dǎo)致上游過(guò)度雍水，提高上游發(fā)電時(shí)河床的過(guò)流能力，減少填筑料沖刷損失。涵管安裝前，采用反鏟整平管底，取上、下游河床里的礫石料作為管底過(guò)渡料，用反鏟斗配合人工水下整平。涵管吊運(yùn)至水面后，將準(zhǔn)備好的草簾放置于管底，隨管沉入水中，人工配合機(jī)械進(jìn)行管體定位、對(duì)接。安裝時(shí)從上游向下游進(jìn)行，每孔定位后，在管頂處采用預(yù)制好的Ф12的鋼筋套子將三節(jié)管臨時(shí)固定，并作為后期橋體加固用。
　　(5)每孔安裝完成后，在上、下游孔口側(cè)及接縫處采用多層砂袋填砌兩管間的空隙，待完成4孔到6孔后再采用原河道的粗礫料填充管道中間，砂袋及粗礫料(粒徑5~20cm)采用人工壓實(shí)、擠緊至管頂20cm。邊孔采用鋼絲石籠砌成的邊墻，與管間采用上述方法填充。每天收工后或上游來(lái)水前將最前一孔的側(cè)面用大塊徑石料或鋼絲石籠打眼固定，并在前面堆筑堆石體，防止過(guò)水期間將邊孔沖毀，進(jìn)而影響其它橋孔。
　　(6)管間填充完成后，即進(jìn)行橋面鋼絲石籠的安裝;鋼絲石籠石料的塊徑應(yīng)按50cm控制，吊運(yùn)就位后人工整平、鋼絲連接，石籠長(zhǎng)向順?biāo)鞣较虿贾茫蕴岣哒w穩(wěn)定性，減小橋面水阻。
　　(7)涵管橋段鋪設(shè)完成后，及時(shí)完成兩岸岸坡段路基塊石填筑、路面石籠安裝，石籠宜延至上、下游坡面不小于2m，岸坡路段護(hù)坡坡比應(yīng)不大于1：4，并采用大塊石拋筑。
　　(8)整個(gè)橋面石籠安裝完成后，即進(jìn)行橋面鋼筋網(wǎng)片安裝。鋼筋網(wǎng)片上、下游端應(yīng)卷下70cm(與橋面厚度同，但不能影響底孔過(guò)流)，并與穿橋孔的鋼筋套子進(jìn)行焊接，間隔一網(wǎng)孔用鋼絲與下部石籠連接。
　　(9)橋體加固完成后，采用裝載機(jī)進(jìn)行橋面細(xì)砂礫料的鋪設(shè);通車前應(yīng)進(jìn)行橋體承載力試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)采用從小噸位開始，逐漸加載到設(shè)計(jì)荷載，首次噸位不超過(guò)15噸，以5噸級(jí)加載至25噸，并檢查橋體變形情況，驗(yàn)收合格后方可投入正常使用;嚴(yán)格控制車輛的裝載量，不得在橋面超載行駛，車速不得超過(guò)10km/h，行駛時(shí)不得急停或猛然加速。
　　5 過(guò)水橋運(yùn)行維護(hù)
　　(1)過(guò)水橋施工期及運(yùn)行期應(yīng)加強(qiáng)橋體兩側(cè)引路及其上、下游側(cè)的防護(hù)的巡查，盡量采用大塊石鋼絲石籠進(jìn)行防護(hù)，防止水流沖毀岸坡，并波及岸坡段及涵管段的安全。
　　(2)運(yùn)行期在橋頭設(shè)置安全標(biāo)識(shí)，橋面過(guò)流水深超過(guò)40cm時(shí)，機(jī)動(dòng)車或行人嚴(yán)禁過(guò)河;橋面在安全通行前，應(yīng)及時(shí)清除漂浮物，以免影響橋孔及橋面系的泄流;每次過(guò)水后加強(qiáng)橋體的維護(hù);使用期加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)及水情測(cè)報(bào)，密切關(guān)注上游水情和發(fā)電情況，合理安排施工時(shí)間及出渣時(shí)間，保證機(jī)械設(shè)備和人員的通行安全。
　　6 運(yùn)行效果
　　過(guò)水橋修筑時(shí)間歷時(shí)7天，期間因上游發(fā)電過(guò)水達(dá)6次，橋體未出現(xiàn)大的位移及毀壞;在廠區(qū)導(dǎo)流工程施工期間，橋體經(jīng)歷小山電站多次單、雙機(jī)發(fā)電流量及2006年7月31日的較大洪水(實(shí)測(cè)流量達(dá)500m3/s)的考驗(yàn)，均安全無(wú)恙。過(guò)水橋作為下游子圍堰的截流戧堤，節(jié)省了部分堰體填筑量，加快截流速度，保證了工程主體施工期的交通，其綜合經(jīng)濟(jì)性方面較其它橋型具有明顯的優(yōu)勢(shì)，得到了業(yè)主等各方的一致好評(píng)，實(shí)踐證明該方案是在石龍水電站廠房施工中的運(yùn)用是成功的。
　　7 結(jié)束語(yǔ)
　　水文、氣象條件是選用該類橋型的決定性因素，河道及兩岸的地形、地貌等也是該類橋體設(shè)計(jì)的重要影響條件。采用該類橋型時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)選址，設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用大管徑涵管(箱涵或圓管涵)，如有條件可在下游側(cè)兩管間設(shè)置抗滑樁或在上游設(shè)置拉錨樁，以提高橋體抗沖能力;橋面可用鋼筋砼面板，降低阻水?dāng)嗝妫岣邩蛎娴某休d力和過(guò)流能力，降低維護(hù)率。
　　實(shí)踐證明該類過(guò)水橋在中、小流域水電開發(fā)中具有較強(qiáng)的實(shí)踐價(jià)值，采用時(shí)應(yīng)根據(jù)水文、氣象、河道條件及使用期等，進(jìn)行多方案比較，加強(qiáng)水力學(xué)計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算，選用合理的方案，確保施工質(zhì)量，加強(qiáng)維護(hù)，以提高該類過(guò)水橋的可行性、安全性及經(jīng)濟(jì)性。
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