泄洪區(qū)擴建近壩廠房的圍堰施工技術(shù)

何公義

（中國水利水電第十六工程局有限公司，福建福州 350003）

1 工程概況

蘆庵灘水電站工程（池潭水電廠擴建工程）是在現(xiàn)有池潭水電站庫內(nèi)取水，利用池潭電站大壩，新建進水口、引水隧洞及地面發(fā)電廠房和開關(guān)站等。

廠區(qū)建筑物主要由主廠房、端副廠房、220 kV開關(guān)站、進廠公路、廠前區(qū)及尾水渠等組成。廠房位于左岸，沿江布置，主廠房縱向機組中心線與引水鋼管垂直。主廠房由主機間段和安裝間段組成，全長62.6 m，廠內(nèi)安裝一臺100 MW立軸混流式水輪發(fā)電機組，機組安裝高程為206.00 m。該電站最大水頭為67 m，最小水頭46.7 m，額定水頭58 m。

為建設(shè)新建廠房，需修建圍堰。圍堰位于大壩下游約120～300 m范圍內(nèi)河流左側(cè)，屬池潭水電站的沖刷及發(fā)電尾水段，河床地形平緩，圍堰上、下游接頭為進廠公路的外側(cè)擋墻，經(jīng)地質(zhì)測繪及鉆孔揭露，擋墻基礎(chǔ)為弱風(fēng)化流紋斑巖，圍堰處多為弱風(fēng)化流紋斑巖，巖體較完整，近東西向節(jié)理陡傾角較發(fā)育。壓水試驗成果表明，巖體以弱～微厚透水性為主。在圍堰下游轉(zhuǎn)彎段外側(cè)覆蓋有施工的棄渣，厚約1～4 m，結(jié)構(gòu)松散，塊石粒徑0.4～2.0 m不等，不宜作為圍堰建基面，應(yīng)做清除處理。

2 分期擋洪方案和導(dǎo)流標(biāo)準

1）土石子圍堰。由于新改擴建的廠房距離原電站大壩直線距離僅200 m。大壩泄洪形成的高速水流、氣霧和強風(fēng)形成的施工干擾巨大，難以直接進行水下混凝土圍堰的施工，需在混凝土圍堰外側(cè)填筑土石子圍堰，為混凝土主圍堰施工創(chuàng)造條件。

土石子圍堰填筑至EL215.0，擋水標(biāo)準按兩臺機組滿發(fā)加泄800 m3/s的洪水標(biāo)準設(shè)計，相應(yīng)流量Q=1 000 m3/s，相應(yīng)的水位為EL213.0。

主圍堰施工至EL216，擋水標(biāo)準按枯期5年一遇洪水標(biāo)準設(shè)計，相應(yīng)流量Q=1 620 m3/s，相應(yīng)的水位為EL215.32。

2）尾水閘門落閘后，擋水標(biāo)準按全年5年一遇洪水標(biāo)準設(shè)計，相應(yīng)流量Q=4 260 m3/s，相應(yīng)的水位為EL220.0。

3）廠房二期圍堰。廠房建設(shè)后期，為進行尾水渠被主圍堰占壓段的開挖和澆筑工作，在原主圍堰5號和7號塊處澆筑5 m寬C20水下混凝土至EL212.5，以滿足池潭電站二臺機組滿發(fā)水位時的施工（相應(yīng)流量 Q=200 m3/s，水位EL211.6），二期圍堰結(jié)構(gòu)邊線，距尾水渠結(jié)構(gòu)線大于2 m，將尾水渠外露部分納入二期子圍堰內(nèi)。二期圍堰采用混凝土重力結(jié)構(gòu)，為矩形斷面。擬利用2017年枯期，協(xié)調(diào)池潭電站停止泄洪或單臺機組發(fā)電，采用挖掘機對二期圍堰進行河道清理。人工水下立模，澆筑C20水下混凝土圍堰。

3 土石子圍堰施工

1）土石圍堰填筑石渣來自開挖料，防滲材料采用池潭村的粘土。

2）圍堰采用雙戧堤填筑，中間采用長臂反鏟挖掘機清掏至建基面，后填筑粘土心墻防滲。

3）為滿足通行需求，考慮大壩泄洪形成的涌浪沖刷，土石子圍堰外側(cè)采用大塊石+鋼筋籠護腳，堰頂加高加固至EL215.0。

4 混凝土主圍堰施工

4.1 圍堰結(jié)構(gòu)布置

廠房混凝土主圍堰全長130 m，最大堰高11 m。圍堰堰頂高程為216 m。圍堰分兩部分施工，下部為C20混凝土，EL214～212，寬7 m，高2 m，底部為C20水下混凝土，EL205～212，寬7 m，高7 m；頂部為C20鋼筋混凝土防浪墻，EL216～214，頂寬0.8 m，高2 m，在內(nèi)側(cè)EL214平臺通車。原招投標(biāo)設(shè)計中，廠房頂部原上壩公路因廠房開挖斷路，需通過架設(shè)鋼棧橋通行車輛，后優(yōu)化方案，主要沿主圍堰頂通行。

4.2 圍堰水下混凝土施工

4.2.1 首段水下探摸

對圍堰加固前，安排專業(yè)的潛水員對1～4號塊外側(cè)進行探摸，明確掏刷情況，并對立模范圍進行清理干凈，確保立模平整。

4.2.2 水下立模

模板采用大型鋼模板（3 m×3 m）。在水下立模位置沉入固定模板的槽鋼，槽鋼用水下地錨固定在基巖，混凝土圍堰外側(cè)墻身設(shè)置膨脹螺栓固定模板拉條。模板外側(cè)用鋼管腳手架連接成一個整體。模板底縫處由潛水員用袋裝混凝土封堵。

4.2.3 自制水下澆筑導(dǎo)管

1）導(dǎo)管選用?250 mm，6.0 m長的鋼管。

2）導(dǎo)管底部距離基巖面不大于0.3 m。

3）根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，設(shè)單排導(dǎo)管，導(dǎo)管的間距不大于4.0 m，且導(dǎo)管距離結(jié)構(gòu)邊線不小于1.5 m。

4）導(dǎo)管下部用防滲土工布等包裹，8號鐵絲固定扎緊，導(dǎo)管內(nèi)放置充氣皮球。

5）導(dǎo)管外壁焊裝吊耳，用于固定鋼絲繩提升導(dǎo)管防止骨料堵塞。

4.2.4 水下澆筑

2輛攪拌車均滿罐就位，且注滿料斗導(dǎo)管，方可正式澆筑水下混凝土，具體要求如下：

1）先用坍落度18-22 cm的同標(biāo)號水泥砂漿潤管，再用大于導(dǎo)管容積的同坍落度的混凝土注滿導(dǎo)管。

2）滿管后，剪斷8號鐵絲，利用導(dǎo)管內(nèi)混凝土的自重將導(dǎo)管浮球沖開，混凝土流至倉塊內(nèi)開始澆筑。

3）導(dǎo)管的提升速度宜緩慢且一次提升不得超過30 cm，在澆注過程中，導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度控制在0.6～1 m。

4）澆筑時可使導(dǎo)管作不大于30 cm幅度的上下往復(fù)運動，有利于混凝土的密實。但不得做橫向運動，以免泥漿和沉渣混入混凝土內(nèi)。

5）混凝土澆注應(yīng)連續(xù)進行，因故中斷時不得超過30～45 min。流動性及和易性不合格的混凝土不得進入筒內(nèi)。澆注過程中，后續(xù)混凝土應(yīng)徐徐進入導(dǎo)管內(nèi)，以避免把空氣帶入混凝土內(nèi)，形成高壓氣囊。

6）混凝土澆注導(dǎo)管應(yīng)跳管入倉，每1 h檢查下混凝土流動擴展?fàn)顩r，避免將相鄰導(dǎo)管擠倒傾斜。

堵管處理措施。使用高頻振搗器由導(dǎo)管頂部插入進行振動處理，并敲擊筒壁，嚴禁亂搖導(dǎo)管。

4.3 圍堰水上混凝土施工

1）澆筑分塊：混凝土采取分段、分層澆筑，分段長度：15～20 m，層高2～3 m。

2）模板：圍堰模板采用散裝鋼木模板。

3）混凝土拌制：由廠區(qū)外承包人自建的拌和系統(tǒng)提供混凝土。

4）混凝土入倉方式：圍堰基礎(chǔ)塊混凝土澆筑采用自卸車運輸、溜槽或提汽車泵配合入倉的方式。

5）混凝土澆筑順序：為加快混凝土施工速度，混凝土澆筑采用跳倉澆筑，多個堰段可同時進行澆筑。

6）分縫、止水：①分塊縫采用橡膠止水，隨著堰體澆筑的升高，逐漸延伸至堰頂；②混凝土內(nèi)的止水設(shè)施的埋設(shè)工作與模板安裝同步進行，由人工進行安裝。橡膠止水帶必須平整、干凈、無砂眼和釘孔，銜接采用搭接方式，其搭接長度不得小于20 cm，且搭接部位采用單面粘結(jié)；③為確保止水安裝位置準確無誤,滿足施工安裝精度要求,在混凝土澆筑過程中認真做好保護工作。

4.4 混凝土圍堰灌漿

1）由于混凝土圍堰EL212以下為水下施工作業(yè)，防滲效果較差，為確保廠房開挖和混凝土施工處于干地作業(yè)，對混凝土圍堰進行灌漿加固處理，加強防滲，并對圍堰和地基接觸段進行補強加固處理。

2）灌漿分兩排，每排兩序，間排距為2 m，入巖50 cm進行作業(yè)。

5 結(jié)論

蘆庵灘水電站近壩廠房混凝土圍堰灌漿結(jié)束后，閉氣效果良好，基坑內(nèi)積水順利抽干，滲流量可控，滿足基坑開挖和混凝土施工需求，且壩頂滿足車輛通行需求，滿足原電廠日常運行和檢修需求和相鄰標(biāo)段的施工需要，從而為優(yōu)化原招投標(biāo)設(shè)計中的廠房頂部原上壩公路缺口處鋼棧橋，節(jié)約了工程投資。