水电站砂砾石面板坝混凝土防渗墙施工.pdf
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1、2 0 1 4年第 1 1 期 ( 第 4 2卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y NO 11 201 4 ( T o t a l N o 4 2 ) 文章编号 : 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 4 ) 1 1 0 1 4 2 0 4 水 电站砂砾石面板坝混凝土防渗墙施工 张广江 ( 六盘水市水务有限责任公司, 贵州 六盘水 5 5 3 0 0 0 ) 摘要: 某水电站大坝为砂砾石面板堆石坝, 其
2、防渗体系由混凝土防渗墙 、 帷幕灌浆 、 混凝土面 板、 趾板共同组成, 而作为坝基防渗的混凝土防渗墙的施工质量的好坏, 直接影响到防渗体系 的正常运行以及大坝的安全。该工程的主要特点是 : 由于施工工期紧张而迫使部分防渗墙的 施工必须在冬季进行, 给制浆 、 输浆和混凝土浇捣的施工带来了相当大的困难; 河床砂卵砾石 疏松、 透水性强, 而防渗墙本身须嵌入基言 1 2 in : 环保要求高, 对弃浆、 弃渣须进行妥善处 理。文章对施工过程中以上问题的解决进行了阐述和总结。 关键词: 砂砾石; 堆石坝; 防渗墙 ; 施工 ; 水电站 中图分类号: T V 5 4 3 8 文献标识码: B 1 工
3、程概况 某装机容量为 2 O MW, 保证 出力为 2 9 M w, 多 年平均发电量为3 0 9 5万 k W h 。水库为年调节水 库 , 正常蓄水位1 0 5 0 m, 死水位为1 0 4 0 IT I , 校核洪水 位为1 0 5 4 2 I n , 水库库容为7 1 9 9万 m 。电站大坝 为混凝土面板砂 砾石堆石坝 , 是本枢纽 的主要 建筑 物之一, 坝顶长2 7 2 rn , 最大坝高3 9 8 n fl , 上下游坝坡 为1 : 1 6 , 由防渗墙 、 帷幕灌浆 、 混凝土面板 、 趾 板共 同组成防渗体系。 水库库区位于某河干流上 , 河道 比降约为 5 o , 库区河
4、谷宽缓。坝址河谷是呈不对称 的“ U” 字形 , 谷底高程约为 1 0 2 0 i n , 宽底约 2 0 0 2 5 0 IT I 。坝址 左岸地形陡峻 、 基岩裸露 , 高程1 0 5 0 m以下平均坡 度约 7 0 。 , 山顶高程约1 2 0 0 m左右。右岸坡度约为 2 3 。 , 为一凸向河谷的小山梁, 总体走向E W 向, 长约 7 5 0 m, 底宽约4 2 0 n l , 小 山梁底部 1 0 2 0 m高程 , 底宽 约3 0 0 m, 梁顶最高点高程i 1 6 4 In , 两端为一垭 口, 顶部高 程 1 0 9 7 I n 。山梁北 坡植 被较 好 , 坡 度约 4
5、0 。 , 南坡植被少 , 坡度约 3 5 。 。 坝址出露岩 层为太古 界变质岩 , 华力西期 中粗 粒花岗岩及第四系覆盖层。第四系覆盖层主要为河 床及阶地卵砾石层 , 厚度约 l 8 2 2 1 T I , 渗透系数 K : 5 0 8 0 r n 昼夜 。右坝肩砂壤土厚度 4 2 0 i n 不等 , 北坡厚度约4 6 1 1 1 , 南坡厚度约 1 6 2 0 m。坝址 区 无区域性断裂构造。 在坝址 区附近及垭 口处发现 7条断层及 4条较 大裂隙。断层 规模小 , 走 向为 N E E向, 近 s N 向及 N W 向。坝址 区岩体主要受到物理风化, 强风化厚度 3 5 n l ,
6、 弱风化厚度河床约 3 04 0 m, 两岸约 4 0 6 0 i n 。左岸陡壁存在卸荷现象 , 较严重卸荷带水平 宽度约 5 8 n l 。 水电站大坝直接建在河床深厚覆盖 层上 , 采用 混凝土面板、 帷幕灌浆 、 防渗墙共同防渗。 防 渗 墙 为 槽 板 式 防 渗 墙 ,墙 厚 8 0 c m,长 1 9 6 8 i n , 平均墙深1 4 5 1 1 1 , 最大墙深1 9 1 m, 最小墙 深2 3 1 T I , 嵌 入 基 岩 深 度 为 12 m, 墙 顶 高程 为 1 0 1 4 7 I n ,共 分 为 2 7 个 槽 段 ,造 孔 总 进 尺 4 8 0 6 3 i
7、n , 总截水 面积 为3 4 6 8 5 m 。混凝 土防渗 墙墙身材料为 C 1 0 塑性混凝土。防渗墙通过连接板 与大坝趾板柔性连接 。 由于大坝直接建在河床砂砾石层上 , 为 了保 证 大坝安全运行和控制渗流量 , 设计采用 防渗墙对河 床段砂砾石基础进行处理 J 。 防渗墙为槽板式 防渗墙 , 防渗墙通过连接板 与 收稿 日期 2 0 1 4 0 5 2 9 作者简介 张广江( 1 9 7 5一) , 男, 贵州安顺人 , 工程师, 研 究方向为水库管理。 张广江: 水电站砂砾石面板坝混凝土防渗墙施工 第 1 1 期 大坝趾板连接。防渗墙宽8 0 e m, 最大墙深1 9 1 m,
8、墙长 1 9 6 8 m, 墙顶高程为1 0 1 4 7 m, 造孔总进尺 4 8 0 6 3 m, 总截水面积为3 4 6 8 5 m , 墙体为 C I O塑 性混凝土。 2 水 电站工程的几个施工特点 2 1 工期 紧 水 电站合 同工期 为 3 4个月 , 比初设工期 3 9个 月缩短 了 5个月 , 其 中冬季 占了 1 8个月 , 而招标 又 占用了一部分黄金时间; 工程施工合同于 1 9 9 8年 7 月 5 F t 正式签订 , 1 9 9 8年 8月 2 8日开工 , 实际开工 时间比原计划开工 时间推迟 了近两个月 , 这样 实际 施工时间比初设 工期缩短了一 年时 间,
9、使 本来很 紧 张的工期矛盾更加突出。 所以, 在施工过程 中不得不调整施 工部署 , 将一 部分工程安排在冬季施工, 这样又给施工成本的控 制增加了难度 。 2 2 气候寒冷 , 施工季节性强 , 有效施工时间短 水电站冬季受 蒙古 高压和阿 留低 压的控制 , 气 候寒冷干燥而漫长 , 坝址多年平均气温为1 3 ( 为 国内工程 所 罕见 , 低 于东 北 的关 门山 、 小 山、 莲花 等) 。 2 。 3 冬季施工成本大 虽然冬季施工会增加施工成本 , 但 由于工期紧 , 工程任务重, 冬季仍然需安排部分施工任务。在冬 季施工存 在很 多在正 常气候条 件下难 以克服 的困 难 , 如
10、施 工保暖等 , 施工成本往往很难控制 。 2 4 混凝土骨料料源级配不佳 用 于混凝土施工 的天然砂 砾石级配不理想 , 骨 料风化严重 , 砂 、 大石 含量明显偏多 , 而用量较大的 小石明显偏 少 , 虽在砂石骨料筛分时增加 了一台颚 式破碎机 , 仍然不能满足施工需要 , 造成混凝土骨料 筛分量 增 加 , 大 量 骨 料 浪 费 , 混 凝 土 半 成 品成 本 增加 。 3 混凝土 防渗 墙施工特点 混凝土防渗墙施工具有如下特点 : 1 ) 防渗墙嵌入基岩深度为 1 2 m; 2 ) 河床砂卵砾石疏松 , 透水性强; 3 ) 混凝土防渗墙施 工 , 环保要求高 , 对弃浆 、 弃
11、 渣须妥善安排, 泥浆排放需做处理 , 并尽可能提高泥 浆的回收与重复利用 ; 4 ) 施工期 内, 施 工道路和室外施工受气候影 响 很大 , 特别是雨季及冬季 , 必须采取有效 的渡汛 、 防 寒措施, 确保安全7 。 4 施工方法 根据 该水 电站混凝土防渗墙施工技术要求 , 混凝土防渗墙施工采用 c z 2 2型冲击钻造孔 、 泥浆 固壁、 水下直升导管法浇注混凝土的施工工艺, 按 水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范 ( S L 1 7 4 9 6 ) 的要求 进行施 工及验 收。总体施工 程序 为: 一 、二期槽孔 间隔布置 , 先施工一期槽孔 , 后施 工二 期槽孔 。 4 1
12、成孔 本工程采用“ 钻劈法 ” 进行成槽施工 , 即利用 冲 击钻机对一个槽段 的主孔进行 冲击钻进 而成孔 , 副 孔进行劈打而成孔。 由于副孔已有左右两个 自由面 , 冲击劈打后 , 松 散的地层颗粒就会失 去稳定性 而掉进 两侧 的主孔 , 这样 , 在主副孔造孔结束后 , 再处理干净小墙便得 以 成槽 。 根据该水 电站坝址 的地质状 况、 防渗墙施工 的 有关技术要求及现场施工场地 等条件 , 结合 以往 的 施工经验 , 我们选 用 C Z一 2 2型钢丝绳 冲击钻机 , 该 机适应地层能力强 , 造孔垂直度较高 , 能基本保证孔 型质量 ; 结构简单 , 便于维修 , 操作方便
13、, 但 由于是不 循环钻进 , 抽砂 、 排渣时不能正常钻进 , 所 以, 钻进工 效较低 。 钻机动性主要技术指标见表 1 。 表 1 钻机主要技术指标 由于施工区地下水位高 , 压力大 , 因而使孔壁具 有不稳定性 , 经常发生掉块和塌孔现 象, 尤其是 l 7 一 2 6 槽段, 前平台几乎全部出现不同程度的塌陷, 给正常 的造 孔工作 带来 了极 大难 度。针对 这一情 况 , 在以往施工经验的基础上 , 及 时总结本工程施工 中的经验教训 , 通过改进钻进工艺参数 , 调整泥浆性 能参数, 增加钻头的配重等, 在努力避免发生孔内事 一 1 43 2 0 1 4年第 1 1 期 ( 第
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