抽水蓄能大坝陡坡段防渗墙施工施工技术探讨
摘要
关键词
正文
1.1.1 概述
云霄抽水蓄能电站位于福建省云霄县火田镇境内漳江一级支流火田溪支流高田溪上,距离漳州市、厦门市、泉州市的直线距离分别约为52km、81km、150km。电站装机容量为1800MW,共安装6台单机容量为300MW的立轴单级混流可逆式水泵水轮发电机组,额定水头为455m。工程为Ⅰ等大(1)型工程,电站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、厂房系统及永久交通道路等建筑物组成。
下水库坝址位于库区南侧(河)沟谷狭窄处,河谷呈宽敞的“V”字型,两岸地形较对称。该地表整体地势为倾斜状,为北东高,南西低。下水库沟谷发育,地形较乱,库盆主要由两个较大冲沟、两个较大山间盆地组成,盆谷较宽阔,两岸坡地形较缓,整体稳定。下水库大坝采用粘土心墙堆石(渣)坝,坝顶高程138.0m,坝顶上游侧设防浪墙,墙高0.6m,顶高程138.6m。最大坝高68.00m,坝顶长350.0m,坝顶宽度8m,混凝土路面结构。上游坝坡坡比1:2.5,下游坝坡坡比1:2.5,下游每15m高设宽2m的马道。大坝从上游至下游依次布置干砌石、上游堆石、过渡层、反滤层、粘土心墙、反滤层、过渡层、高程86m以上为全强风化料,坝面为草皮护坡、高程86m以下为下游堆石区,坝面为干砌石。堆石体上游坝脚在高程94.50m与上游围堰结合,上游围堰成为坝体的一部分,围堰填筑与大坝一致。坝基防渗设置混凝土防渗墙+两排帷幕灌浆,防渗墙厚0.8m,防渗墙底部接主帷幕灌浆,孔距均为1.5m,副帷幕在主帷幕上游侧,排距1.5m,主帷幕深度按伸入3Lu线以下5m 控制,副帷幕深度为主帷幕0.5倍。
1.1.2 陡峭山体防渗墙施工平台及导墙修筑
大坝左右岸防渗墙施工平台根据地形及槽段划分情况,共分为五级施工平台,施工平台通过开挖及回填自上而下逐渐形成。河床段,通过开挖及回填对场地进行平整,形成河床段基础防渗施工平台。
防渗墙导墙采用“L”型断面。导向槽要保证平直坚固,由混凝土浇筑而成。0.8m厚防渗墙导向槽中间净宽1m,导墙平行于防渗墙中心线,其允许偏差为±15mm,导墙顶面高程允许偏差±20mm;保证导墙墙面竖直,其中心线与防渗墙轴线重合。在施工平台填筑到导向槽混凝土底面高程时,立模浇筑。
1.1.3 整体施工方案
(1)主要施工方法
根据提供的现有地质资料,造孔段混凝土防渗墙采用“钻劈法”成槽,防渗墙按两期施工。先施工Ⅰ期,后施工Ⅱ期。混凝土防渗墙槽孔主要采用CZ-22型冲击钻机完成,根据需要辅以“两钻一抓”法。Ⅰ期槽孔的端孔混凝土拔管后形成Ⅱ期槽孔的端孔,其余部分成槽与Ⅰ期槽孔相同,Ⅱ期槽孔清孔换浆结束之前需洗刷接头。
(2)防渗墙槽段划分
混凝土防渗墙分Ⅰ期槽段和Ⅱ期槽段。根据设计资料、槽孔厚度与深度、混凝土浇筑强度划分,大坝防渗墙槽段采用“四主三副”布置,主孔长度同墙厚一致,长0.8m,副孔长为1.2m,其中Ⅰ期及Ⅱ期槽段长均为6.8m;Ⅰ期和Ⅱ期槽段使用接头管法连接。
(3)造孔
防渗墙槽孔采用“钻劈法”为主,根据需要辅以“两钻一抓”。 在造孔过程中,孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下300mm~500mm。 遇有大孤石或大量漏浆的特殊地段,在确保安全的条件下,拟采取钻孔爆破、浓浆堵漏等措施。
(4)固壁泥浆
拌制泥浆的方法、配合比及时间应通过试验确定,称量误差值不得大于5%。储浆池内的泥浆应经常搅动,保持泥浆性能指标均一。施工作业时,不同阶段对泥浆性能进行检验和控制,检测项目见表1。
表1.1-1 不同阶段泥浆性能测定项目
阶段 | 膨润土 | 粘土 |
鉴定土料造浆性能 | 密度、漏斗粘度、失水量、静切力、塑性粘度 | 密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性 |
确定泥浆 配合比 | 密度、漏斗粘度、失水量、泥饼厚、 静切力、PH值 | 密度、漏斗粘度、含砂量、胶体率、稳定性、失水量、泥饼厚、静切力、PH值 |
施工过程 | 密度、漏斗粘度、含砂量 | 密度、漏斗粘度、含砂量 |
(5)基岩面确定
根据地质、渗流计算情况和规范要求,防渗墙深入弱风化1m,施工时应按下列方法确定深入深度:
①依照防渗墙轴线地质剖面图,当孔深接近设计基岩面时,开始留取岩样,根据岩样的性质确定基岩面。
② 对照邻孔基岩面高程,分析本孔钻进情况,确定基岩面。
③ 当上述方法难以确定基岩面,或对基岩面发生怀疑时,应钻取岩芯予以验证和确定。钻孔深度应不小于10m。
(6)清孔换浆
槽孔终孔后对孔位、孔深、槽孔宽度及孔斜全面检查验收,合格后方可进行清孔换浆, 清孔采用抽筒施工,即用抽筒将孔底钻屑清除干净,再用新鲜优质泥浆置换孔内原固壁造孔泥浆,直至孔内泥浆指标达到规范要求的标准。 二期槽孔清孔换浆结束前,应用刷子钻头清除混凝土孔壁上的泥皮,以刷子钻头上基本不带泥屑、孔底淤积不再增加为合格标准。
(7)终孔验收
造孔工作结束后,需对孔位、孔深、孔斜、槽宽、基岩岩样与嵌岩深度等进行验收,以满足设计要求。同时,对于Ⅱ期槽,须验套接厚度。
(8)混凝土墙体的浇筑
墙体混凝土浇筑前,槽孔应进行清孔换浆,检验合格后进行浇筑,浇筑混凝土采用泥浆下直升导管法,导管内径为150mm~250mm,导管应定期进行密闭承压试验检测,一个槽孔使用两套以上导管浇筑时,中心距不大于4.0m。当孔底高差大于25cm时,导管中心应置放在该导管控制范围内的最低处,混凝土开浇时用压球法开浇,每个导管均应下入隔离塞球。开始浇筑混凝土前,应先在导管内注入适量的水泥砂浆,并准备好足够数量的混凝土,以使隔离的球塞被挤出后,能将导管底端埋入混凝土内。 混凝土必须连续浇筑,槽孔内混凝土上升速度不小于2m/h, 导管埋入混凝土内的深度保持在1m~6m之间,以免泥浆进入导管内,导管中心距槽孔端部或接头管壁面的距离为1.0~1.5m。槽孔内混凝土面应均匀上升,其高差应控制在0.5m以内,至少每30min测量一次混凝土面深度,每2h测定一次导管内混凝土面深度,并及时填绘混凝土浇筑指示图,在开浇和结尾时应适当增加测量次数。
(9)墙段连接
墙段连接采用“接头管法”,一期槽孔清孔换浆结束后,在槽孔端头下设接头管,混凝土浇筑过程中及浇筑完成一定时段之内,根据槽内混凝土初凝情况逐渐起拔接头管,在一期槽孔端头形成接头孔。接头管拔出后,需重新对接头孔进行清孔。二期槽孔浇筑混凝土时,接头孔靠近一期槽孔的侧壁形成圆弧形接头,墙段形成有效连接。
“接头管法”是目前混凝土防渗墙施工接头处理的先进技术,具有防渗墙接头质量可靠,施工效率高等优点,尤其适用于工期紧、墙体材料强度高的工程。“接头管法”施工有一定的技术难度,但有着其它接头连接技术无可比拟的优势:首先由于接头管的下设,节约了套打接头混凝土的时间,提高了工效,同时也节约了墙体材料,降低了费用;同时“接头管法”连接接头的形状有利于延长渗径,保证了墙体抗渗要求;再者,这种接头连接由于具有最大的镶嵌强度,增加了摩阻力,更好地传递单元墙段之间的应力,使墙体的上下和左右受力条件好,形成了墙体可靠连接。
1.1.4 结束语
防渗墙在陡坡段施工中,施工平台的修筑及槽段的划分对施工质量、进度及节约资金有着重要的影响,在修筑施工平台时根据地形及槽段的划分情况确定施工平台,地形较陡段槽孔不易不过,以免修筑施工平台开挖回填工程量较大,造成资金的浪费及延误工期。在保证施工平台的前提下,严格控制各个施工环节质量是当前防渗墙施工质量的前提保障,是保证其施工效益的关键。
作者简介:
薛长年(1988-),男,青海西宁人,工程师,一级建造师,从事水利水电施工技术与管理工作。
刘伟红(1988-),女,甘肃定西人,工程师,从事水利水电施工技术与管理工作。
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