毛灘水電站廠房小基坑防滲墻上部松散架空層施工成槽技術(shù)

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(1.山西省東山供水工程建設(shè)管理局，太原 030001；2.晉城市水利勘測設(shè)計院，山西 晉城 048000；

3.四川二灘建設(shè)咨詢有限公司，成都 610021；4.山西水務(wù)潞澤河湖工程有限公司，太原 030002)

毛灘水電站廠房小基坑防滲墻上部松散架空層施工成槽技術(shù)

宋珉1，邢靜芳2，李陽明3，余翔4

(1.山西省東山供水工程建設(shè)管理局，太原 030001；2.晉城市水利勘測設(shè)計院，山西 晉城 048000；

3.四川二灘建設(shè)咨詢有限公司，成都 610021；4.山西水務(wù)潞澤河湖工程有限公司，太原 030002)

毛灘水電站廠房小基坑圍堰防滲墻工程量大、工期緊、要求施工強度高。在鉆進該地層時，采用何種成槽技術(shù)、能否順利成槽，是影響設(shè)備配置類型及數(shù)量的關(guān)鍵，也是影響工期的關(guān)鍵。本文介紹了針對上部松散架空層的有效成槽技術(shù)的研究過程及應(yīng)用效果。

毛灘電站；防滲墻；成槽技術(shù)

1 工程概況

1.1 樞紐工程概況

毛灘水電站工程位于夾江縣順河鄉(xiāng)境內(nèi)的青衣江干流上，是千佛巖電站至青衣江匯口河段推薦的兩級規(guī)劃方案中的第一級開發(fā)方案。采用河床式長尾水渠開發(fā)方式，工程開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，兼顧灌溉、防洪，以及城鎮(zhèn)工業(yè)、生活及景觀用水，遠期長征渠修建后，服從長征渠灌溉調(diào)度，余水發(fā)電。電站為混合式開發(fā)，水庫正常蓄水位406.00m，回水至夾江水文站下游約0.8km處，額定水頭17m，電站設(shè)計引用流量531m3/s，電站裝機容量102MW，水庫總庫容3000萬m3，多年平均發(fā)電量48853萬kW·h。

1.2 地質(zhì)條件

1.2.1 地形地貌

閘壩樞紐位于夾江縣順河鄉(xiāng)青衣江河段上，河道較為順直，呈S30°E流向?？菟诤用鎸挾?0～150m，汛期可達380～650m。河床高程388.90～394.30m，縱坡比降約3.0‰。由于江水在河床中游蕩，形成多個河心灘，其大小不一，長度為240～1500m，寬度為260～400m，心灘地面高程391.00～400.00m。壩區(qū)主要表現(xiàn)為侵蝕堆積地貌。青衣江在該河段河谷開闊，右岸Ⅰ級階地寬1200～1500m，左岸寬度大于3000m，階面高程396.60～400.10m。

1.2.2 地層巖性

壩區(qū)被第四系松散堆積層廣泛覆蓋，據(jù)鉆探及物探測試資料，覆蓋層厚度為88.26～104.46m。其巖性特征見表1。

表1 樞紐區(qū)地層、巖性特征一覽

1.3 研究上部松散架空層施工成槽技術(shù)的背景及意義

毛灘水電站廠房小基坑圍堰防滲墻施工地層中，上部松散架空，特別是導(dǎo)向槽以下6m的范圍，經(jīng)過砂石料開采，小石及砂含量極少，滲透系數(shù)達10-1～10-2cm/s，地層穩(wěn)固性差。在該地層中鉆孔存在漏漿塌孔，漏漿塌孔小則影響工效、重則影響整個施工平臺的穩(wěn)定，存在較大安全隱患，成孔難度大。

毛灘水電站廠房小基坑圍堰防滲墻工程量大、工期緊、要求施工強度高。在鉆進該地層時，采用何種成孔工藝技術(shù)、能否順利成槽，是影響設(shè)備配置類型及數(shù)量的關(guān)鍵，也是影響工期的關(guān)鍵。研究探索出針對上部松散架空層有效的固壁堵漏措施及成孔工藝、技術(shù)，不僅可以保證該工程進度，也可為該電站后續(xù)防滲墻或其他類似工程防滲墻的施工提供經(jīng)驗。

1.4 試驗研究的時間段

試驗研究于2010年2月1日開始，至3月13日結(jié)束，歷時41d。

1.5 防滲墻概況及工程量

在廠房基坑開挖線以外的D1～D8控制點連線形成的封閉軸線上，施工80cm厚的混凝土防滲墻，防滲墻軸線長度1155.25m，鉆孔深度36.6～48.6m，成墻面積48962.15m2。

2 研究進度情況

研究進度情況見表2。

表2 研究進度情況

3 研究實施情況

3.1 試驗槽孔選擇

試驗選擇的槽孔見表3。

表3 試驗槽孔

3.2 填筑平臺摻入水泥固結(jié)試驗

針對填筑料中無黏土、級配不連續(xù)的特點，平臺填筑時在加強碾壓質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為利于填筑平臺的穩(wěn)定性，在下游平臺選取一段，在防滲墻軸線周圍，分層撒少量水泥，拌勻后分層碾壓，以提高平臺填筑層的固結(jié)效果(見表4)。

表4 摻水泥試驗

a.工藝流程及方法。對下游平臺填筑時，在防滲墻軸線上寬度6m的范圍，每50cm一層進行回填時，摻加少量水泥，水泥與回填砂石料的比例為每方回填料摻30kg水泥，經(jīng)推土機攤鋪拌均勻后，用振動碾來回碾壓6～8次。

試驗處理范圍為0+780～0+900，處理軸線長度120m，高程為394.60～398.60m，高度為4 m，摻水泥粉末7層，水泥實際用量85.7t。

b.處理效果。處理過的平臺填筑層，在施工防滲墻上部4m時沒有出現(xiàn)大塌孔漏漿現(xiàn)象，只在個別槽孔上部出現(xiàn)了少量漏漿和滲漿現(xiàn)象。該工藝證明了填筑平臺摻入水泥固結(jié)起到了明顯效果。

3.3 導(dǎo)墻下鉆孔預(yù)灌濃漿固結(jié)試驗

針對導(dǎo)墻下部地層松散、孔隙大、架空的特點，選取部分槽孔，在平臺建造完成后防滲墻開鉆前，采用SM400全斷面液壓鉆機，在防滲墻軸線兩側(cè)距防滲墻軸線1m的位置，分別鉆兩排預(yù)灌孔，進行預(yù)灌濃漿處理(見表5)。

表5 鉆孔預(yù)灌濃漿試驗

a.工藝流程及方法。為了解決上部河床覆蓋層的泥漿漏失問題，在防滲墻施工前，選取下游平臺的XY-1～XY-3槽段進行預(yù)灌濃漿處理，試驗論證該處理方法對減輕地層中泥漿漏失及塌孔的效果。

預(yù)灌濃漿試驗段范圍為0+690(XH-1槽)～0+710(XH-3槽)，軸線長20m。

預(yù)灌濃漿的布孔原則是沿防滲墻軸線，在所選槽段軸線兩側(cè)分別布置單排孔，且兩排孔成梅花形布置。分序施工。灌漿孔分為兩序施工，即先預(yù)灌一序孔、再預(yù)灌二序孔。

b.處理效果。經(jīng)過處理后，部分槽孔在防滲墻鉆孔施工中比較穩(wěn)定，仍有部分槽孔有漏漿塌孔現(xiàn)象。

3.4 導(dǎo)墻下架空層濃漿自流滲透固結(jié)試驗

針對導(dǎo)墻下部地層松散、孔隙大、架空的特點，選取部分槽孔，在混凝土導(dǎo)墻建造完成后防滲墻開鉆前，拌制水泥濃漿，通過自流滲透進入導(dǎo)墻下部架空層，達到一定程度的固結(jié)作用(見表6)。

表6 水泥漿液自流滲透試驗

a.工藝流程及方法。 SH-1～SH-6槽部位的導(dǎo)向槽澆筑完成后，在2010年2月22日拌制1.0∶1的水泥漿液，用混凝土運輸車運送到槽孔邊上，向?qū)虿蹆?nèi)倒入水泥漿液，同時人工用鐵鍬攪動導(dǎo)向槽內(nèi)水泥漿液避免沉淀影響滲入效果，并用鋼釬插入導(dǎo)向槽底部的回填砂卵石層，以增加滲透通道便于漿液滲透進入導(dǎo)墻下部架空層范圍。

當(dāng)水泥漿液面下降速度小于2cm/10min時，處理結(jié)束。

b.處理效果。處理過的SH-1～SH-6槽段，經(jīng)防滲墻施工檢驗，導(dǎo)墻下濃漿自然滲透起到了固結(jié)導(dǎo)墻下部地層松散架空層的作用，在施工過程中，上部沒有出現(xiàn)大塌孔大漏漿現(xiàn)象。

4 研究結(jié)論及建議

在試驗研究中，針對平臺填筑層及上部原始地層松散層的預(yù)固結(jié)處理措施，如：平臺填筑時摻加水泥固結(jié)、平臺下滲透水泥漿液固結(jié)、鉆孔預(yù)灌濃漿固結(jié)等的采用，在一定程度上減輕了上部松散層漏漿塌孔的幾率和程度，并對上部穩(wěn)定，特別是對平臺穩(wěn)定有較大的效果，可保證在中、下部出現(xiàn)漏漿時，施工平臺不會出現(xiàn)塌陷，保證平臺的安全。

上述針對松散架空層的試驗措施，保證了施工平臺的穩(wěn)定，避免了更大范圍的漏漿和塌孔，雖然處理措施耗用了較大的成本，但為松散架空層的順利成槽提供了成功的經(jīng)驗，在毛灘水電站廠房小基坑圍堰防滲墻的施工中進行全面推廣，全面按期完成了該項工程的施工任務(wù)。

簡訊

溪洛渡水電站大壩取出國內(nèi)混凝土第一長芯

6月3日，溪洛渡水電工程成功鉆取一根直徑為219mm、長度為20.59m的常態(tài)混凝土芯樣，一舉刷新了向家壩水電站取出的20.27m長的常態(tài)混凝土芯樣，成為國內(nèi)水工常態(tài)混凝土第一長芯。

此次溪洛渡水電站取出的20.59m長芯，表面光滑細密，層間結(jié)合良好，骨料分布均勻，充分顯示出大壩混凝土的良好膠結(jié)性，進一步彰顯了中國大體積常態(tài)混凝土的施工質(zhì)量和工藝處于國際領(lǐng)先水平。

溪洛渡水電站是中國第二、世界第三大水電站，位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界的金沙江上，具有“三高一大”，即高拱壩、高地震、高邊坡、大泄量等特點，設(shè)計、施工、管理面臨眾多世界級難題挑戰(zhàn)。大壩為混凝土雙曲拱壩，基建面高程324.50m，壩頂高程610.00m，最大壩高285.5m，拱冠頂厚14.0m，底厚64.04m;壩身布置7個表孔、8個深孔、10個底孔與兩岸4條泄洪洞，混凝土總澆筑量665.70萬m3，總工期56個月。

溪洛渡大壩的建設(shè)開創(chuàng)了我國300m級高拱壩建設(shè)數(shù)字化的先河。大壩工程從混凝土生產(chǎn)到調(diào)運入倉，從立模扎筋到澆筑，從基礎(chǔ)處理、金結(jié)安裝、科研試驗到大壩施工、基礎(chǔ)處理等龐大的生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，對安全、質(zhì)量、進度，乃至每一個施工部位、每一道工序、每一個細節(jié)、每一道流程，均是全方位、全時空地精確監(jiān)控，確保了每一個基巖面(或施工縫)、模板鋼筋、埋件安裝、混凝土澆筑、混凝土外觀質(zhì)量等六項指標均保持優(yōu)良狀態(tài)。 此次取芯，不僅刷新了國內(nèi)常態(tài)混凝土取芯最長紀錄，說明水電八局長芯樣鉆取技術(shù)繼續(xù)穩(wěn)居國內(nèi)領(lǐng)先地位，而且再一次用事實證明溪洛渡水電站大壩混凝土質(zhì)量堪稱完美，同時為我國常態(tài)混凝土筑壩技術(shù)發(fā)展進步提供了有力證據(jù)。

電站建成后，將以發(fā)電為主，兼有攔沙、防洪和改善下游航運等綜合利用效益，可將下游沿江城市防洪標準提高到百年一遇標準，增強下游地區(qū)自然減災(zāi)能力，在長江防洪體系中發(fā)揮重要作用。同時，通過水庫合理調(diào)度可使三峽水庫入庫含沙量比天然狀態(tài)減少34%以上。下游航運條件得到充分改善，水庫區(qū)也可實現(xiàn)部分通航。

來源：水電八局 中國水利發(fā)電工程學(xué)會網(wǎng) 2014年6月17日

http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=13247

MaotanPowerPlantPowerhouseSmallPitCutoffWallUpperLooseFrameEmptyLayerConstructionSlottingTechnology

SONG Min1, XING Jing-fang2, LI Yang-ming3, YU Xiang4

(1.ShanxiDongshanWaterSupplyProjectConstructionManagementBureau,Taiyuan030001,China;2.JinchengWaterConservancySurveyandDesignInstitute,Jincheng048000,China; 3.SichuanErtanConstructionConsultingCo.,Ltd.,Chengdu610021,China; 4.ShanxiWaterLuzeRiverandLakeEngineeringCo.,Ltd.,Taiyuan030002,China)

Maotan Power Plant Powerhouse Small Pit Cofferdam Cutoff Wall is characterized by large engineering quantity, tight construction duration and high construction strength. Slotting technology and smooth slotting during drilling the ground layer are critical for the equipment configuration type and quantity, and important for the construction duration. Research process and application effect of effective slotting technique aiming at upper loose frame empty layer are introduced in the paper.

Maotan hydropower Station; cutoff wall; slotting technology

TV543+.8

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1673-8241(2014)07-0011-04