梅林水库塔式进水口施工难点及解决措施研究

何住吉，吴 云

（北京燕波工程管理有限公司深圳分公司,广东 深圳 518000）

0 引言

塔式进水口是独立于库岸的塔，适用于岸坡岩石发育较差，覆盖层较厚，不宜靠岸设进水口的情况。进水口塔底设闸门，塔顶设操作平台和启闭机室，通过工作桥与坝顶或岸坡相连[1]。塔式进水口可在不同高程设进水口，根据取用水户对水质、水温的要求实现河道内分层按需取水。采用分层取水设计方案，能有效改善取水水质，基本达到取用水库表层优质水的目的，满足环评相关要求，对水资源进行合理开发利用的同时实现工程建设与生态环境的和谐发展[2]。

梅林水库塔式进水口是此次除险加固工程的重要组成部分，鉴于其施工难点提出相应的解决措施，为今后塔式进水口优化设计参数和施工方法提供借鉴。

1 工程概况

梅林水库位于深圳市新洲河上游，水库总库容1369.92 万m3，是一座集防洪、应急储备和供水调蓄为一体的综合性中型水库，水库设计洪水标准为50 年一遇，校核洪水标准为1000 年一遇。梅林水库正常蓄水位为58.60 m，设计洪水位59.13 m，校核洪水位为59.46 m。水库枢纽建筑物有大坝、溢洪道、放水涵管各一座，大坝为均质土坝，坝顶高程60.5 m，最大坝高36 m，坝长596 m。溢洪道设在大坝右坝端，进口控制端为开敞式，设一孔弧形闸门控制，进口底高程为52 m，进口闸室段净宽4.2 m。放水涵管位于右坝端，为钢管外包钢筋砼结构，管身内径为1.6 m，最大输水流量为5.5 m3/s。除险加固工程拟对放水涵闸、塔式进水口、大坝上下游坡面及溢洪道进行改造加固，而进水口施工是本次方案实施的难点和重点。

2 塔式进水口施工技术难点分析

进水口在施工过程中的难点主要表现在以下几个方面：

1）施工围堰设计采用土石围堰，施工过程中土石围堰导流抗渗问题。

2）进水口塔身为钢筋混凝土结构，进水段墩头的线型不易控制。

3）塔身及主副拦污栅及检修门安装难点。

4）进水塔底板施工。

3 塔式进水口施工方案

针对上述施工技术难点，优化施工方法，分块提出相应的技术措施。

3.1 围堰施工

3.1.1 围堰设计

新建的塔式进水口位于梅林水库库内，为保证施工，在塔式进水口上游设土石围堰，围堰采用梯形断面，堰顶高程30.40 m，堰顶宽4m，堰长为163 m，最大堰高5.4 m，上游坡比为1∶3，下游坡比为1∶3，迎、背水坡面采用C25 砼护坡。

围堰下坡脚设排水沟及集水井，用泵抽排围堰坡面汇水及上游渗水。在枯水期放空水库施工，围堰为干地填筑，使用期为11 月底～次年4 月初，汛期前必须拆除围堰。

围堰底部铺设一根导流管，将施工期洪水导排至水库下游。导流管采用DN1600钢管，进口底高程25.5 m，接入坝下放水涵管进水口。新建进水口与现有坝下放空涵管接通后，在围堰拆除前先行拆除导流管，接口端加管堵，用钢衬板焊封、C25 砼封堵，要求C25 砼厚不小于0.5 m。

3.1.2 施工技术要求

堰堤及其位置符合设计要求，严格按照文件实施降排水。围堰的主要作用是截流、挡水。严防涌水、避免堰堤坍塌是围堰成败的关键，在施工过程中需遵循如下要求：

1）围堰施工流程：打木桩→用编织袋装土垒堰堤→填筑堰体→铺迎水面太阳布→往太阳布上铺一层编织袋装土。

2）为有效抵抗河水压力保证堰体稳定性，堰堤轴线采用迎水面拱弧形。拱起高度为河宽的10%，且不小于2 m，在堰堤背水一侧边坡中打两排木桩加固。木桩的稍径不小于10 cm、长4 m～6 m，排距1.5 m，桩距1.0 m交错排列；在木桩的内侧用装满粘土的编织袋筑2 m宽的小堤后填筑堰体。在堰体迎水面满铺一层太阳布,铺往河床一侧不少于2 m，上下层太阳布搭接长度为1 m，其余接头搭接0.5 m，最后在太阳布上覆盖一层编制袋装土。

3）堰堤填筑材料以土石料各一半为宜。当堰堤填到一定宽度后，应在迎水面一侧填筑厚度为0.5 m～1.0 m的粘土层，以利阻水,减少渗水、漏水。填筑可从两边向中间进行。

4）围堰填筑完成后，应立即将堰内水排干，清除河底淤泥。

3.2 进水塔底板施工

3.2.1 模板及脚手架

底板混凝土模板使用P6015 钢模和P1015 模板。脚手架使用ZSDJ直插式双向自锁型多功能钢管脚手架，搭设高度2.4 m，横距0.9 m，排距1.2 m，步距1.8 m。

3.2.2 溜槽及模板加固

底板混凝土入仓采用溜槽入仓，受料平台布置平台上，溜槽的搭设坡度1∶1.4 (倾角36°)。底板混凝土入仓系统由两部分组成，一部分为φ250 的PPR溜筒，一部分为铁皮溜槽。溜筒与溜槽衔接用φ250 钢管(钢管为弯管，内部焊接减小冲力的钢筋)。溜筒沿坡面铺设，坡比为1∶0.3，溜槽用脚手架支撑固定，从底板顶层钢筋网生根，底部用φ22 钢筋支撑。溜槽断面积0.15 m2、底板宽度30 cm、深度29 cm。底板溜槽搭设见图1。

图1 底板混凝土浇筑溜槽搭设图

模板加固用普通钢架管，分竖围囹和纵向围囹，丝杆用穿缝丝杆，底板仓位较低使用φ12 的圆钢作为拉杆。

3.3 进水塔身施工

塔式进水口结构为钢筋混凝土结构，进水口顺水流向长度15.2 m，垂直水流方向宽15.2 m，2孔，孔尺寸为2.0 m×2.0 m（宽×高），底板顶面高程26.5 m。检修平台高程60.5 m，检修平台设交通桥，桥宽4.25 m。底板底设砂浆锚杆（间距3 m），入岩8 m。塔式进水口的混凝土标号为C25，抗渗等级为W8。

塔式进水口布置2 道工作闸门、2 道检修闸门。2 道工作闸门分别为水库放空闸门（1#）、水库供水闸门（2#），2 道检修闸门分别为水库检修闸门（1#）、水库检修闸门（2#），1#闸门底高程为26.5 m，2#闸门底高程为31 m。

塔式进水口先清基达到设计底高程，验基合格后，立模浇筑。进水口采用定型组合钢模板解决线型问题。模板的支撑系统由钢脚手管和钢支撑组成，钢筋砼墙采用对拉螺栓固定。启闭机房内部钢筋砼梁及楼板采用满堂红脚手架。在定型钢模板拼装模数不够时，采用木模板，特殊部位异型结构的模板采用木模板。

3.3.1 模板及脚手架

模板使用P6015 钢模和P1015 模板。脚手架使用ZSDJ直插式双向自锁型多功能钢管脚手架，搭设高度2.4 m，横距0.9 m，排距1.2 m，步距1.8 m，三排二步与浇筑混凝土进行连接。

3.3.2 溜槽及模板加固

混凝土入仓采用溜槽入仓，溜槽搭设坡度1∶1.4（36°)，底板混凝土入仓系统与塔底板相同。出料口挂4 m长的串筒，溜筒与溜槽衔接用φ250 钢管连接(钢管为弯管，内部焊接减小冲力的钢筋)。溜筒沿坡面铺设，坡比为1∶0.3，溜槽用脚手架支撑固定，脚手架生根从底板顶层钢筋网生根，底部用φ22 钢筋支撑。溜槽断面面积0.15 m2、底板宽度30 cm、深度29 cm。

模板加固用普通钢架管，分竖围囹和纵向围囹，丝杆用穿缝丝杆，底板仓位较低使用φ12 的圆钢作为拉杆，模板加固。

3.3.3 门槽二期混凝土施工方案

进水塔门槽二期混凝土主要有主栅槽、副栅槽和检修门槽等。门槽二期混凝土是在门槽金结安装完成后开始施工。按6 m进行分层浇筑，模板用普通钢模板和木模组合，混凝土入仓用串筒入仓，施工脚手架用双自锁快速脚手架，振捣用直径30 型插入式振捣器，在模板高度方向每2 m预留振捣孔，保证振捣密实。

3.3.4 主副拦污栅及检修门安装

进水塔从上游侧至下游侧依次安装主拦污栅、副拦污栅和事故检修闸门。进水塔整体混凝土浇筑至3204.6 m高程，周边回填及轨道安装完成后，组装主副拦污栅和事故检修闸门门叶，然后铺设轨道用旱船将门叶移到安装位置，用自制龙门吊将门叶依次安装至设计位置。

主副拦污栅、检修闸门组装在回填好的安装平台上进行，25 t汽车吊配合组装。将组装好的主副拦污栅、检修闸门门叶由25 t汽车吊到旱船上平移至闸门槽位置，由自制龙门架吊装置门槽内。

4 结语

水库发挥供水效用过程中，进水口的作用无疑不可替代，其关系到取用水户能否足量安全的取到所需水源。梅林水库除险加固工程的顺利实施，新建塔式进水口消除了原进水口取水不便、取水效率及安全性能低下的隐患，对于进一步发挥水库的经济社会效益意义重大。

塔式进水口施工分别涉及到导流围堰、塔身、塔底板混凝土浇筑、金属结构安装等相关组件的施工。由于其结构复杂且独立设置于库区内加大了施工难度，紧密联系地形、地质和施工条件，完善施工技术要点对于塔式进水口的建设有着重要意义。