混凝土攔石樁在桐子林水電站三期截流中的運(yùn)用

林 振 奎，　黨 永 平

(中國人民武裝警察部隊(duì)水電第三總隊(duì)，四川 成都　611130)

混凝土攔石樁在桐子林水電站三期截流中的運(yùn)用

林 振 奎，黨 永 平

(中國人民武裝警察部隊(duì)水電第三總隊(duì)，四川 成都611130)

摘要：介紹了明渠截流底部加糙施工工藝，通過在龍口部位設(shè)置混凝土攔石樁，較好地解決了明渠底部平坦光滑、截流材料易被高速水流沖走而不易成功截流的問題，對類似工程具有較好的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：底部加糙；攔石樁；截流；桐子林水電站

1工程概述

桐子林水電站位于四川省攀枝花市鹽邊縣境內(nèi)的雅礱江干流上，是雅礱江干流最末一個梯級電站。桐子林水電站由河床式發(fā)電廠房、泄洪閘及擋水壩等建筑物組成，電站總裝機(jī)容量為600MW。

樞紐建筑物由重力式擋水壩段、河床式電站廠房壩段、泄洪閘(7孔)壩段等建筑物組成，壩頂總長440.43m，最大壩高69.5m，壩頂高程1 020m。

導(dǎo)流明渠布置在右岸灘地上，明渠進(jìn)口底板高程為982m，明渠出口高程在(明渠)0+180處由982m以1：10的反坡升至986m高程。

表1　明渠截流龍口水力學(xué)指標(biāo)對比表

2方案的提出

2.1三期截流難度分析

第一，三期截流為明渠截流，底部為光滑的混凝土，截流材料拋投后穩(wěn)定性較差，將會導(dǎo)致拋投料的流失率較大，截流難度大；第二，三期截流分流條件差。因?yàn)榇髩挝丛O(shè)置導(dǎo)流底孔，截流時，需要將水位壅高12m后才能進(jìn)行泄洪閘分流，落差大、流速高、單寬功率大、水力學(xué)指標(biāo)高、截流難度大(表1)；第三，三期施工工期緊，為給三期施工留下足夠的時間，截流工作必須在河道水流量較大的11月上旬完成，截流難度大；第四，桐子林壩址附近可用于截流的材料較少，多數(shù)截流材料需要外購且運(yùn)距較遠(yuǎn)，成本較高。

2.2混凝土攔石樁可行性分析

根據(jù)模型試驗(yàn)，流量為830m3/s、龍口不護(hù)底加糙時，龍口處拋投料總流失率達(dá)22%，戧堤上下游水位最大落差為11.41m，龍口最大流速為9.62m/s，最大單寬功率為215.53t·m/s·m，拋投量達(dá)3.53萬m3，且拋投材料粒徑大，特殊料多，受運(yùn)輸及拋投強(qiáng)度影響，導(dǎo)致龍口段的合龍時間將至少達(dá)73h。而護(hù)底加糙后拋投料總流失率為12%，流失率減小10%；戧堤上下游水位最大落差為9.71m，龍口最大流速為7.97m/s，最大單寬功率為198.25t·m/s·m；水力學(xué)指標(biāo)降低明顯，龍口處的推進(jìn)難度將大大降低；拋投量減少至2.17萬m3，且拋投材料中大粒徑特殊料用量大大減小，龍口段的合龍時間僅需43h，較不采取護(hù)底加糙措施減少30h以上，如此實(shí)施將會大大減少上游的控泄時間，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

綜上所述，考慮到桐子林水電站三期截流施工水力學(xué)指標(biāo)高(表1)，分流條件差，采用在龍口部位設(shè)置攔石樁的工程措施以降低截流難度，增加截流成功率。攔石樁布置在龍口段戧堤軸線下游側(cè)，設(shè)置兩排，鋼筋混凝土樁間排距為3m，呈梅花型布置。為提高鋼筋混凝土樁的整體性，對樁頂采用φ28鋼絲繩進(jìn)行兩兩互連并錨固在左導(dǎo)墻上。

3施工方法

3.1攔石樁施工程序及方法

施工平臺建造→挖埋法埋設(shè)護(hù)筒→KP3500型正循環(huán)沖擊鉆機(jī)鉆孔→粘土、膨潤土泥漿護(hù)壁→6PS-210型砂漿泵配ZX-200型泥漿凈化機(jī)置換新鮮泥漿清孔→鋼筋籠的制作及吊放→混凝土拌合系統(tǒng)拌制混凝土→9m3混凝土拌合車輸送混凝土→泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑混凝土→埋深樁頂工字鋼→鋼絲繩(φ28)將樁頂及樁頂工字鋼進(jìn)行兩兩互連并錨固在左導(dǎo)墻上。

3.2混凝土攔石樁施工程序

攔石樁施工程序見圖1。

圖1　攔石樁施工工藝流程圖

3.3混凝土攔石樁的施工方法

3.3.1護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒采用挖埋法埋設(shè)，先在樁位處挖出比護(hù)筒外徑大10～20cm的圓坑，坑底與護(hù)筒底相同，然后通過定位的控制樁放樣把鉆孔中心位置標(biāo)于坑底，再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，用十字架在護(hù)筒頂部或底部找出護(hù)筒的圓心位置，然后移動護(hù)筒，使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合。同時，使用水平尺或垂球檢查使護(hù)筒垂直。此后，在護(hù)筒周圍對稱、均勻地回填最佳含水量的粘土、分層夯實(shí)并達(dá)到最佳密實(shí)度。最后，復(fù)測護(hù)筒頂部中心與樁位之間的偏差和護(hù)筒垂直偏差，要求不超出規(guī)范容許值。

埋設(shè)護(hù)筒時，其中心線與樁位中心線偏差不得大于20mm，護(hù)筒底部應(yīng)深入原土層不得少于20cm且護(hù)筒應(yīng)略高于地坪面。護(hù)筒與周圍垂直，豎直線傾斜不大于1%。

3.3.2鉆進(jìn)成孔

采用KP3500型沖擊鉆機(jī)造孔。

開鉆前，應(yīng)對鉆頭、鉆桿的直徑、長度進(jìn)行檢查、丈量，擬使用的鉆頭與設(shè)計(jì)樁徑相同，鉆頭錐形夾角應(yīng)大于120°。成孔中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭直徑，發(fā)現(xiàn)磨損超過0.5cm時應(yīng)及時修復(fù)。

由于施工平臺填筑高度較大，土體較為松散，鉆孔時必須跳打，以免串孔。樁孔鉆進(jìn)采取分兩序間隔跳躍式進(jìn)行施工，四臺鉆機(jī)分別從左右岸兩頭向中間施工。

鉆進(jìn)中，上下串動鉆具要適當(dāng)。最好是一根鉆桿打完后、在加鉆桿前串動幾下即可，既達(dá)到將孔拉直的目的，又不至于造成鉆桿脫扣和加快連接處的磨損。

鉆孔深度不得小于設(shè)計(jì)孔深，超深不得大于30cm。

3.3泥漿固壁

鉆孔過程中，同時采用泥漿固壁，泥漿采用機(jī)械拌制，泥漿面應(yīng)保持在護(hù)筒頂面以下300～500mm。

3.4終孔及清孔驗(yàn)收

鉆孔終孔后，將報(bào)告現(xiàn)場監(jiān)理工程師進(jìn)行孔位、孔深及孔形的全面檢查驗(yàn)收，合格后進(jìn)行清孔換漿。

清孔采用“泵吸反循環(huán)法”，即用砂漿泵通過排渣管自空心鉆頭底部抽吸孔底鉆渣與泥漿，送至泥漿凈化機(jī)進(jìn)行除砂處理，剔除泥漿中的粗顆粒，同時向孔內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿，對于被嚴(yán)重污染的泥漿予以廢棄。清孔換漿量約為孔內(nèi)泥漿總量的1/3。

清孔驗(yàn)收合格、由現(xiàn)場監(jiān)理工程師簽發(fā)清孔驗(yàn)收合格證后，方可進(jìn)行下道工序施工。

3.5鋼筋籠的制作及吊放

混凝土攔石樁樁長約27m。為便于吊裝施工，鋼筋分三段加工，長度均為9m，采用搭接法焊接。

3.6混凝土澆筑

混凝土澆筑采用“泥漿下直升導(dǎo)管法”。 混凝土采用9m3混凝土罐車輸送至澆筑孔口，經(jīng)分料斗和溜槽將混凝土輸送至澆筑漏斗，澆筑導(dǎo)管均勻放料，有利于保證混凝土面均勻上升。

采用法蘭連接導(dǎo)管，投入使用前，在地面試裝并進(jìn)行壓力試驗(yàn)，檢查其有無漏水縫隙。

3.7攔石樁連接

為提高鋼筋混凝土樁的整體性，由人工用鋼絲繩(φ28)將樁頂進(jìn)行兩兩互連，并錨固在左導(dǎo)墻上。

同時，為了增加攔石樁的攔阻效果，在每根樁頂上預(yù)埋25b工字鋼，工字鋼長5m(埋深2m，外漏3m)，工字鋼肋板順?biāo)鞣较蚵裨O(shè)，工字鋼之間用φ28鋼絲繩連接，鋼絲繩間距1m。

4截流過程

桐子林水電站三期截流工程于2014年11月初進(jìn)行，利用上游二灘水電站及灣灘電站的控流措施，將上游來水控制在630m3/s，截流采用單戧堤立堵法，經(jīng)過3d的預(yù)進(jìn)占在攔石樁位置形成龍口，由于攔石樁作用，經(jīng)過拋投塊石串、鋼筋石籠串、預(yù)制混凝土五面體等，用時36h完成了龍口合攏，截流成功。

5結(jié)語

桐子林水電站三期截流施工由于是在導(dǎo)流明渠內(nèi)截流，底部平坦且光滑，分流條件差，水力學(xué)指標(biāo)高，截流難度大，在水力學(xué)模型試驗(yàn)充分論證的基礎(chǔ)上，采用混凝土攔石樁的底部加糙方案，改善了截流條件，并在河流汛期結(jié)束后成功快速截流，為三期混凝土閘壩施工爭取了時間，其取得的經(jīng)驗(yàn)可為類似工程借鑒。

林振奎(1977-)，男，四川隆昌人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

黨永平(1966-)，男，重慶大足人，高級工程師，工程碩士，從事水電工程建設(shè)技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-07-27

文章編號:1001-2184(2015)04-0065-03

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B

中圖分類號:TV7;TV551.2;TV544

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