溢洪道出口坡腳加固處理工程關(guān)鍵施工技術(shù)的研究與運(yùn)用

楊倩嵐

摘要:在東風(fēng)水電站建設(shè)期間,由于受工期及水位的影響,溢洪道出口部位左、右兩岸只進(jìn)行了尾水位以上的護(hù)坡處理。電站建成至今,經(jīng)過(guò)多次泄洪及發(fā)電水流的多年沖刷,溢洪道出口部位左、右兩岸坡腳出現(xiàn)較大范圍的沖刷淘空現(xiàn)象。為此,綜合借鑒相關(guān)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn),采用水下不分散混凝土對(duì)空腔部位進(jìn)行回填處理,同時(shí)作固結(jié)灌漿;另外,在施工過(guò)程中優(yōu)化了部分施工工藝,實(shí)施后的效果明顯。

關(guān)鍵詞:水下不分散混凝土溢洪道鋼管樁固結(jié)灌漿

1.工程概況

在東風(fēng)水電站建設(shè)期間,由于受工期及水位的影響,溢洪道出口部位左、右兩岸只進(jìn)行了尾水位以上的護(hù)坡處理。電站建成至今,經(jīng)過(guò)多次泄洪及發(fā)電水流的多年沖刷,溢洪道出口部位左、右兩岸坡腳出現(xiàn)較大范圍的沖刷淘空現(xiàn)象。左岸坡腳淘空位置(主要為中孔泄洪及發(fā)電水流沖刷形成)大致位于尾TK0-116.00至尾TK0-018.00m(4#機(jī)組尾水洞出口中心為0樁號(hào),向下游為正樁號(hào)),最大淘空處位于尾TK0-054.88m,高程為EL827.00至EL838.00m,最大淘深4.5m,左岸坡腳淘空直接影響溢洪道出口邊坡的穩(wěn)定,存在潛在的安全隱患。右岸坡腳淘空(主要為溢洪道泄洪沖刷形成)位置大致位于尾TK0+85.00至尾TK0+95.00m,最大淘空處位于尾TK0+90.00m,高程為EL832.5至EL837.5m,最大淘深2.5m,右岸坡腳淘空影響下基坑公路及其邊坡的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.實(shí)施方案

鑒于溢洪道出口坡腳淘空部位位于正常發(fā)電的尾水位以下,綜合借鑒相關(guān)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn),其加固處理方案如下:

2.1左岸坡腳加固處理:

2.1.1分別在EL.838.5和EL.840.0高程各設(shè)置一排Φ28錨桿,L=6.0m,外露0.1m,間距1.5m,兩排錨桿錯(cuò)開(kāi)布置。

2.1.2距岸坡2.0m設(shè)置一排豎向鋼管樁,鋼管樁入巖2.0m。鋼管樁位置與下排錨桿位置對(duì)應(yīng),頂部高程為EL.839.5m,間距1.5m,管徑146mm,壁厚10mm。鋼管樁底部四周開(kāi)設(shè)多個(gè)“V”形口子,有利于后期松渣及基巖范圍內(nèi)的固結(jié)灌漿。

2.1.3利用鋼管樁立模(鋼管樁頂部用鋼筋與錨桿焊接固定),對(duì)空腔處實(shí)施C25水下不分散混凝土回填。

2.1.4待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后,利用鋼管樁對(duì)底部基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿處理。

2.1.5在澆筑成型的混凝土平臺(tái)(EL.839.3m)鉆放射狀孔,對(duì)混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿,灌漿要求同前述“2.1.4”。在灌漿前,孔內(nèi)放入Φ28鋼筋,長(zhǎng)4.5m,灌漿封孔后將對(duì)回填混凝土起到錨桿錨固作用。Ⅲ序固結(jié)灌漿孔兼作回填混凝土頂部陰角處的回填灌漿孔。

2.1.6在進(jìn)行大面積施工前,宜先選一試驗(yàn)段完成所有工序,以便了解基巖及石渣的可灌性,總結(jié)各工序施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)參數(shù),以確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。

2.2右岸坡腳加固處理:

2.2.1距岸坡1.5m采用模袋混凝土立模,高程為EL.837.8m,對(duì)空腔處實(shí)施C25水下不分散混凝土回填,其他要求同左岸“2.1.3”;

2.2.2在澆筑成型的混凝土平臺(tái)(EL.837.8m)鉆放射狀孔,對(duì)混凝土基礎(chǔ)進(jìn)行固結(jié)灌漿,其他要求同左岸

“2.1.4、2.1.5”。

3.關(guān)鍵施工技術(shù)的擬定

在施工過(guò)程中,經(jīng)過(guò)參建方的多次會(huì)商,提出了很多優(yōu)化施工工序的建議,并得到相關(guān)參建方的認(rèn)可與肯定,現(xiàn)歸納如下:

3.1水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)

水下不分散混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25,水泥采用標(biāo)號(hào)為P.O42.5的烏江牌普通硅酸鹽水泥,砂采用的是東風(fēng)擴(kuò)機(jī)工程剩下的合格砂石料,粗骨料最大粒徑不大于6.0cm;水采用水質(zhì)合格的河水;粉煤灰采用清鎮(zhèn)電廠生產(chǎn)的合格粉煤灰;外加劑采用貴州特普科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的GTA-2減水劑和GTA-3增粘劑。

3.2水下不分散混凝土入倉(cāng)方式的調(diào)整

原設(shè)計(jì)水下不分散混凝土的澆筑采用導(dǎo)管直接入倉(cāng),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)存在一定的問(wèn)題:由于泵送的水下不分散混凝土不連續(xù),導(dǎo)致水下不分散混凝土與水不分離,難以控制澆筑質(zhì)量。之后通過(guò)參建各方會(huì)商,最終采用漏斗加導(dǎo)管入倉(cāng)的方式,即水下不分散混凝土通過(guò)輸送泵送到漏斗,水下不分散混凝土依靠自重沿漏斗導(dǎo)管入倉(cāng),同時(shí)采用人工根據(jù)漏斗中水下不分散混凝土的“積累程度”,用滑輪調(diào)整導(dǎo)管的入倉(cāng)深度,以滿(mǎn)足水下不分散混凝土與水分離為原則。采用這樣的入倉(cāng)方式,確保了水下不分散混凝土的澆筑質(zhì)量,并為同類(lèi)工程提供了借鑒作用。

3.3模板的制作與安裝

原設(shè)計(jì)擬采用混凝土預(yù)制模板進(jìn)行立模,因?yàn)楣て趬嚎s,建議施工方采用鋼模板進(jìn)行立模,同時(shí)防止了水下不分散混凝土的“暴倉(cāng)”等現(xiàn)象;另外,鋼模板受力后變形較小,澆筑輪廓線(xiàn)平順、規(guī)則;利用潛水人員下水配合立模、封縫等倉(cāng)面處理,防止了水下不分散混凝土“漏漿”等現(xiàn)象。

3.4施工棧橋的搭建

原擬定在搭建的施工平臺(tái)(依靠空油桶所承受的浮力支撐)放置鉆機(jī)進(jìn)行鋼管樁的鉆孔,但由于尾水位的波動(dòng),引起施工平臺(tái)的擺動(dòng),導(dǎo)致鉆機(jī)移位(鉆孔位置難以固定,平面上所屬孔位呈折線(xiàn)狀,給后期立模帶來(lái)難度),施鉆困難,甚至卡鉆。為此,通過(guò)集思廣益,施工方采用在護(hù)坡的適宜高程鉆水平孔(Φ146),接著安裝鋼管,之后利用鋼管作為支撐搭建施工棧橋。這樣將鉆機(jī)搬運(yùn)到施工棧橋上進(jìn)行鉆孔作業(yè),既克服了水位波動(dòng)的影響,又確保了成孔質(zhì)量,為后期立模奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5灌漿導(dǎo)管的加長(zhǎng)

由于受發(fā)電的影響,經(jīng)過(guò)多方會(huì)商,擬定了發(fā)電負(fù)荷控制計(jì)劃確保后續(xù)的施工作業(yè)(固結(jié)灌漿及錨桿施工)。分單元鉆完孔后,采用加長(zhǎng)灌漿導(dǎo)管的方式進(jìn)行灌漿作業(yè),加長(zhǎng)長(zhǎng)度以滿(mǎn)足露出水面為宜,這樣就可以在較高的發(fā)電負(fù)荷下進(jìn)行灌漿作業(yè),既縮短了工期,又確保了電網(wǎng)的負(fù)荷需求。

4.結(jié)束語(yǔ)

該工程于2008年1月7日正式開(kāi)工,并于2008年4月28日完成工程第三階段的施工;之后因汛期及電網(wǎng)調(diào)度等方面的影響,工程在2009年2月16日再次復(fù)工,并于2009年3月16日完成全部施工內(nèi)容。

根據(jù)施工期現(xiàn)場(chǎng)的取芯情況,顯示基巖(含松渣體)和水下不分散混凝土膠結(jié)良好、骨料密實(shí),澆筑質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;根據(jù)檢查孔的壓水試驗(yàn)情況,透水率q<3LU(設(shè)計(jì)要求),表明固結(jié)灌漿效果明顯,說(shuō)明已將覆蓋層固結(jié)。

該工程曾經(jīng)歷過(guò)2008年11月份(只開(kāi)啟泄洪洞和溢洪道)泄洪水流的考驗(yàn),從泄洪后的巡視檢查情況看,加固處理后的溢洪道出口坡腳未發(fā)現(xiàn)異常,運(yùn)行狀況良好?！?/p>