沙湾水电站一期围堰补强防渗墙施工组织

０　水利水电施工２００８・增刊　总第１０９期　沙湾水电站一期围堰补强防渗墙施工组织　瓣刘崇新　贺　峰／（四川圣达水电开发有限公司）　【摘要】本文介绍沙湾水电站一期围堰补强防渗墙的施工组织与质量控制方面的经验，该项目的成功实施创　ｉ　造了我国防渗墙施Ｘ－史上的优质、快速组织施工的奇迹，为今后在类似复杂地质情况下的防渗墙施工积累了宝　贵的经验，也为建设单位在优选和管理承包商上提供了可借鉴的案例。　【关键词】沙湾水电站　围堰防渗墙补强　艺，加上建设、设计、监理、施工四方的密切配合，才　１　工程概述　沙湾水电站枢纽工程位于四川省乐山市沙湾区葫芦　镇河段，为大渡河干流下游梯级开发中的第一级。该工　能完成如此艰巨的任务。　２施工设备组织　要完成沙湾水电站一期围堰补强防渗墙工程．首先　必须投入足够数量而且匹配的施工设备。中国基础局有　限公司在承接本工程后，雷厉风行以惊人的速度将满足　该工程施工的所有设备组织到位，并提前５天开钻造孑Ｌ。　投入的主要设备如下：　（１）防渗墙造孑Ｌ的主要设备：ＨＳ８４３ＨＤ机械式抓斗　程以发电为主，兼顾灌溉和航运功能。电站装机容量　４８０ＭＷ，额定水头２４．５ｍ．坝轴线长６９９．８２ｍ，正常蓄　水位４３２．Ｏｍ，年发电量２４．０７亿ｋｗ・ｈ。总库容４８６７　万ＩＴＩ。，正常蓄水位以下库容４５５４万１ＴＩ　。　沙湾水电站厂房一期围堰原设计为～道厚度１．０ｍ的　塑性混凝土防渗墙，在中国水电建设集团公司对四川Ｉ圣　达水电开发有限公司重组前已施工完成。２００６年３月１３　日，当厂房基坑开挖至３８８．０ｍ高程（开挖深度约３８ｍ）　时．由于地质及其他方面原因，基坑出现较大渗水，原　有防渗墙不能满足厂房基坑开挖的防渗要求。为满足厂　房基坑开挖需要，确保厂房深基坑围堰边坡稳定安全，　设计增设一道一期围堰补强防渗墙。沙湾水电站一期围　２台；ＢＳ６８０机械式抓斗１台；冲击钻机１７０台；ＪＨＤ一　２００泥浆净化器２Ｏ台；６ＢＳ砂石泵２０台；ＹＢＪ一１０００液压　拔管机６套。　（２）制浆供浆的主要设备：ＬＳＪ一１５００高速制浆机６　台；卧式２　黏土搅拌机２台；高速黏土搅拌机２台；　３ＰＮＩ　泥浆泵１３台。　（３）混凝土浇筑的主要设备：ＪＳＩ５ＯＯ强制式搅拌机２　套；ＰＩ　Ｄ１６００型混凝土配料机４台；６ｍ。混凝土拌和车６　台；８０ｔ散装水泥罐２个，６０ｔ散装膨润土罐２个。　（４）先导孔主要设备：４台ｘ　２型地质钻机。　（５）预灌浓浆主要设备：５台２０ｍ。空压机、７台ＳＭ－　４００全液压钻机。　堰补强防渗墙工程轴线总长度为９９８．８３ｍ（其中：上游　围堰３５８．８４ｍ，纵向围堰５６７．６６ｍ．下游围堰７２．３３ｍ），　设计墙厚１．０ｍ，最大设计墙深８Ｏ．５ｍ，墙体穿过岩溶角　砾岩（２０￣３２．０９ｍ）深入泥质白云岩１．０ｍ。总防渗面积　约６万ＩＴＩ　。防渗墙采用塑性混凝土，２８天抗压强度Ｒ。。　不小于５ＭＰａ，变形模量≤１５００ＭＰａ，渗透系数Ｋ≤ｉ×　１０　ｃｍ／ｓ。允许渗透坡降不小于８Ｏ。　本工程施工地层主要为漂卵石夹砂、卵砾石夹砂、　岩溶角砾岩和泥质白云岩等四层，其中岩溶角砾岩透水　性强，漂卵石夹砂中卵石粒径大且比较松散，造孔过程　中很容易造成漏浆和塌孔事故，施工难度大。该工程由　３施工工艺及技术方案　３．１　防渗墙施工方案概述　（１）场地预先经过平整后进行施工平台的建造。导向　槽采用矩形或直角梯形断面，浇筑Ｃ１５混凝土，中间及　底部布设受力钢筋．以提高导向槽的抗弯性能，加大接　中国水电基础局有限公司负责承建，合同工期为２００６年　５月２０日至２００６年ｌ１月３０日，共计１９５天，施工工期　紧，任务重。该工程的施工难度和施工强度都是国内前　所未有的，必须要有最优的施工组织、最先进的施工工　４４・　头孔施工时由于接头管的起拔使导向槽承受巨大荷载时　的安全性。　・（２）防渗墙正式开工前，预先沿轴线每隔一定距离布　设一个先导孔，进行先导孔的钻探施工，以判定防渗墙　轴线部位基岩的顶板高程，以便指导防渗墙的施工，确　保防渗墙的每个部位的嵌岩均达到设计标准。　（３）在先导孔施工的同时，对现代河床堆积层中的漂　砾卵石夹砂层３０ｍ以内的孤石、漂石重点进行钻孔预爆，　以提高防渗墙造孔工效。　（４）根据先导孔揭示资料，在覆盖层上部３５ｍ漏失　地段布设灌浆孔预灌浓浆。孔位布置在每个槽孔的￣ｌ：ｆＬ　中心位置，钻孔采用ＳＭ一４００全液压工程钻机跟管钻进，　静压灌注水泥黏土浆。浆液中可掺加水玻璃和砂等。　（５）防渗墙成槽施工采用以“钻劈法”为主，即用冲　击（反循环）钻机钻进槽段主孔至终孔，主孔完成后，槽　段副孔采用冲击（反循环）钻机钻凿副孔中心，每钻进　３～５ｍ即对小墙进行劈打。基岩采用“平打法”，即每钻进　一段即对小墙进行劈打。部分槽段以钢丝绳抓斗辅助成槽。　（６）固壁泥浆：主孔施工以黏土浆为主，副孔施工以　膨润土、黏土掺外加剂的混合浆液为主、清孔换浆采用　膨润土泥浆，确保浇筑质量；气举反循环和泵吸式反循　环清孔，确保浇筑前孑Ｌ内淤积达标。　（７）槽段分一、二期施工，墙段连接采用“接头管　法”，接头管直径９４ｃｍ。　（８）清孔换浆采用气举反循环法。　（９）混凝土浇筑采用两个ＪＳ１５０ｏ型２×１．５ｒｎ３拌和楼　拌制混凝土。混凝土运输采用６　混凝土拌和车运送熟　料至槽孔口，经马道和溜槽及浇筑导管进仓入槽。　（Ｉｏ）混凝土入槽采用泥浆下直升导管法浇筑。导管　开浇顺序为自低处至高处。导管距孔底１５ｃｍ左右。采用　满管法开浇。　３．２施工工艺　防渗墙施工工艺流程见图１。　施工场地平整　水、电、泥浆站、　先导孔、预爆、　导墙及施工　混凝土拌和站建造　预灌浓浆施工　平台建造　Ｉ期槽Ｉ　Ⅱ期槽　泥浆输送　冲击钻钻主孔　ｌ　冲击钻或抓斗　Ⅱ期槽　ｌ施工副孔或劈副孔　Ｉ期槽．　竺　ｌ　葛　厂　．ｒ　赢　混凝土拌和、输送　１　苎鎏兰圭ｒ　泥浆回收　ｌⅡ期槽　结束，转下一槽孔　图１　防渗墙施工工艺流程图　四川电力开发有限公司专辑簿蠹４质量检查控制项目　４．１　槽子Ｌ终孔质量检查与验收　（ｉ）孔位、孔深、孔斜与槽宽。　（２）槽底岩性鉴定。　（３）接头连接。　４．２浇筑前槽孔的清孔质量检查与验收　（１）孔内泥浆性能指标。　（２）孔底淤积厚度。　（３）接头孑Ｌ壁刷洗质量。　４．３混凝土浇筑质量的检查与验收　（１）导管间距与浇筑混凝土面的上升速度和导管　埋深。　（２）混凝土的终浇高程。　（３）混凝土原材料检验。　（４）混凝土出机口和现场取样的物理力学性能检验。　４．４墙体质量检查与验收　按常规，一般以在成墙２８ｄ后钻进检查孔为主。沿　墙体轴线钻检查孔，孔径为９１ｍｍ，检查孔深度不小于防　渗墙深度，钻进时取芯，分段做压水或注水试验。检查　孔中有１～２个骑缝孔，以检查墙体接缝质量。检查孔封　孔方法为机械压浆封孔法。每个检查孔按深度上、中、　下部位取芯样３组各３块，进行试验室检测，项目为强　度、渗透系数等，严格按设计或监理要求执行。　５质量控制　施工过程中质量检查严格执行“三检制”，做到施工　班组初检，现场值班工程师复检，项目部质检工程师终　检，终检合格后会同监理单位进行验收或组织“四方”　联合验收。参加初检、复检、终检人员严格履行签字手　续，并对检查结果负责，对质量检查中发现的问题，各　责任单位的责任人应及时、无条件进行整改，并在项目　部质检工程师验收合格后继续施工。　５．１　孔斜控制　孔斜率控制在主孔３‰，副孔４‰，特殊情况下（遇　到孤石地层、探头石、基岩陡坡等）的孔斜率不得超　过６‰。　５．２基岩的鉴定与入岩深度　（１）当孔深达到设计孔深附近，加大取样频率，当接　近设计基岩面２．Ｏｍ时，每５０ｃｍ取样一次，进入基岩后　每３０ｃｍ取样一次，并按顺序、深度、位置编号后留存后　及时通知监理会同设计代表对基岩进行共同鉴定，以确　定基岩面深度。　（２）入岩深度严格按照设计要求执行。　５．３孔形控韦０　每一槽段终孔时钻头直径及抓斗宽度不得小于墙体　・４５・　　０＿０≯水利水电施工２００８・￣￣ＴＩＪ总第１０９期　的设计厚度．在槽孔内任意部位可顺利下放钻头，整个　槽孔孔壁应当平整无梅花孔、探头石和波浪形小墙。　（３）控制？昆凝土上升速度，保证混凝土上升速度大于　２ｍ／ｈ。现场值班工程师应该根据导管下设套数选择２～３　个测点进行？昆凝土面控制，每３０ｍｉｎ左右测量一次混凝　土面深度。　５．４清子Ｌ换浆　（１）清孔时按照施工步骤，由钻机提升排渣管在槽孔　主、副孔依次进行，一般是从远离回浆管的一端清至靠　近回浆管的一端，如果槽孔沉淀太多，则反复清孑Ｌ，槽　底高差太大时，清孔应由高端向低端推进。　（２）用膨润土泥浆置换槽内的混合浆液，换浆量一般　为槽孔容积的１／３～Ｖ２。　（４）导管埋深不小于１．Ｏｍ，导管最大埋深为６．Ｏｍ，　在混凝土面上升速率不宜大于８．Ｏｍ。　一期围堰补强防渗墙混凝土拌和用水泥、砂石骨料、　外加剂等抽样检查均合格，机口混凝土坍落度、扩散度　抽样检查以及浇筑现场取样试块的抗压等级、抗渗等级、　抗折等级和弹性模量均符合设计要求，塑性混凝土防渗　墙注水试验的透水率符合设计要求，总体施工质量优良。　（３）清孔换浆结束１ｈ后，槽孔内淤积不得大于　ｌＯｃｍ；泥浆密度不大于１．１５ｇ／ｃｍ３，泥浆黏度３２～　５０ＭＰａ・Ｓ（马氏），含砂量不大于６　。　（４）值班工程师依据槽孑Ｌ清孔换浆情况，每个槽孔至　少在不同孔位，距离孔底０．５～１．Ｏｍ取样３次，对泥浆　性能（包括黏度、含砂量、密度）进行检验，并做好检　验记录。　６结束语　沙湾水电站一期补强防渗墙工程在建设、设计、监　理、施工四方的密切配合下，特别是通过专业化的承包　５．５混凝土的拌和与浇筑　（１）拌制混凝土的加量误差控制在允许的范围内，其　中水泥±１　，砂、石料±２　，水、外加剂溶液±ｉ　。　（２）值班工程师应对人仓混凝土进行检验做好记录，　入仓混凝土头盘或者头车必须检验，（坍落度、扩散度、　含气量）每班次不少于两次，并做好相应记录。坍落度　要求１８￣２２ｃｍ（保持在１５ｃｍ以上的时间不小于ｌｈ），扩　散度要求３４￣４０ｃｍ。　（上接第４３页）　商强有力的精心组织施工，于２００６年５月１５日开钻造　孔，２００６年７月２３日第一个槽段（ＺＹ一５３槽段）通过验　收开始防渗墙混凝土浇筑，２００６年１１月４日完成了该工　程的全部施工任务，施工实际工期１７３天，比计划完工　时问提前２６天。共完成防渗墙造孔６１２９１ｒｎ２，防渗墙混　凝土浇筑６０２９２ｍ　，平均防渗墙日造孔３５８ｍ，平均日浇　筑混凝土５８０ｍ。。工程质量评定单元工程质量合格率　１００　，单元工程质量优良率９５　。　施工荷载和一部分自重荷载都作用在底层立杆上，而边　坡只是分担了结构的一部分自重荷载；而当施工层无限　高时，施工荷载对底层的影响无限小，底层立杆只承受　下，强度校核全部达到要求，但最下面几层的立杆应力　十分接近规范所允许的最大值（安全系数为１．０４）。另一　方面，当施工层很低时，上部的拉筋对下层立杆作用很　小，所以通过加强拉筋作用很难加强底层立杆的安全储　备。如果希望加强底层立杆的安全储备，只可以通过加　密立杆的方式。　自重荷载的一部分。所以立杆的最危险工况是底层为施　工层，而拉筋最危险的工况是顶层为施工层。　各个工况中，立杆最大应力为１９７ＭＰａ，水平拉筋的　最大应力为１１４ＭＰａ，斜拉筋中的最大应力为８０ＭＰａ，所　以综合评估立杆安全储备最低，施工层在最底下几层时　为最危险工况。　（４）立杆中的最大应力为２５０ＭＰａ时，立杆下面设有　混凝土板，板底压力约为０．０３ＭＰａ（１９７×Ａ／１．５／１．５，　Ａ为立杆截面积），远低于地基承载力（０．７５ＭＰａ）。所　推荐在最下面的５层中（约６．２ｍ高度），每两根立　杆之问插入一根立杆。脚手架的布置图见图７。连墙锚　杆、拉筋的布置都不作任何变动。通过工况１６的计算知　此方案可以使最小安全系数提高到１．１以上。　以地基承载力达到要求。　５结论和建议　５．１　结论　（１）未加固的脚手架稳定性不能达到要求。　（２）按设计加固方案进行加固之后稳定性能够达到　要求。　５．２建议　在１．２中所提出的脚手架和锚杆、拉筋的设计方案　图７脚手架推荐加固措施　・４６・