西藏老虎嘴水電站深厚覆蓋層防滲墻施工

穆 煜

(中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700)

西藏老虎嘴水電站深厚覆蓋層防滲墻施工

穆 煜

(中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700)

分析了西藏老虎嘴水電站的地理位置，結(jié)合項(xiàng)目復(fù)雜的地質(zhì)條件與惡劣的氣候條件，對(duì)壩基防滲施工技術(shù)進(jìn)行了研究，闡述了成槽工藝、鋼筋籠加工、混凝土澆筑等技術(shù)措施，并總結(jié)了特殊情況的處理方法，以解決施工中的各種難題。

水電站，深厚覆蓋層，防滲墻，施工

1 工程概況

老虎嘴水電站工程位于西藏林芝地區(qū)，其工程規(guī)模為中型，主要水工建筑物級(jí)別為3級(jí)；次要水工建級(jí)別為4級(jí)。其防洪標(biāo)準(zhǔn)為：擋、泄水建筑物按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，500年一遇洪水校核；廠房按50年一遇洪水設(shè)計(jì)，200年一遇洪水校核?？値?kù)容為9 590萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容710萬(wàn)m3，為日調(diào)節(jié)水庫(kù)，最大壩高84.0 m，電站裝機(jī)容量102 MW，年利用小時(shí)數(shù)4 858 h，保證出力23.19 MW，多年平均發(fā)電量49 550萬(wàn)kWh。

左副壩從壩0+000.00 m樁號(hào)起，至壩左0+101.00 m，全長(zhǎng)101.0 m，共分六個(gè)壩段，為重力式混凝土壩，全部位于砂礫石基礎(chǔ)上?；炷练罎B墻位于左副壩上右側(cè)壩踵部位，用混凝土連接板(寬度2.0 m)與左副壩相連接。左岸古河槽采用混凝土防滲墻防滲，軸線長(zhǎng)290.30 m，墻體厚度1.0 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，抗?jié)B標(biāo)號(hào)W8，抗凍標(biāo)號(hào)F100，入槽坍落度18 cm～22 cm，坍落度34 cm～40 cm。

混凝土防滲墻分為兩種墻體，一種為C20F100W8二級(jí)配鋼筋混凝土，樁號(hào)范圍為壩左0+009.12 m～壩左0+101.00 m，軸線長(zhǎng)度為92.30 m；另一種為C20F100W8二級(jí)配普通混凝土，樁號(hào)范圍為壩左0+101.00 m～壩左0+300.00 m，軸線長(zhǎng)度為199 m；本標(biāo)混凝土防滲墻分入巖式和懸掛式兩種形式，入巖式防滲墻，入巖深度為1.0 m，施工軸線長(zhǎng)度為64 m；懸掛式混凝土防滲墻，槽孔深度為80 m，施工軸線長(zhǎng)度為227 m。

2 工程地質(zhì)條件

左岸壩肩為一基巖孤島，三面臨空。山頂高程為3 283.50 m，溢洪道左側(cè)至高山斜坡底為山前洪積扇地貌和河流Ⅲ級(jí)階地地貌，植被茂密；地下水為孔隙性潛水，埋深37 m～80 m。Ⅲ級(jí)階地后緣為高山斜坡地貌，相對(duì)高差大于1 200 m，邊坡基巖為變質(zhì)石英砂巖夾板巖，天然狀態(tài)下邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。壩軸線上游左岸約400 m處發(fā)育幫壩溝，溝口形成洪積扇地貌，現(xiàn)溝谷兩岸植被茂密，溝內(nèi)水流清澈，含砂量小。

左岸臺(tái)地地面高程3 298 m～3 340 m，覆蓋層厚105 m～174 m，最深206.5 m，其中左岸副壩壩基覆蓋層厚16 m～28 m～109 m?；鶐r頂板整體呈鍋盆狀，局部為鋸齒狀，距Ⅲ級(jí)階地前緣173 m，452 m處出現(xiàn)兩個(gè)基巖深槽，最低處高程分別為3 146.5 m，3 096 m。

左岸副壩左側(cè)為山前洪積扇地貌和河流Ⅲ級(jí)階地地貌，植被茂密；地下水為孔隙性潛水，埋深16 m～58 m；Ⅲ級(jí)階地后緣為高山斜坡地貌，相對(duì)高差大于1 200 m，局部為陡崖地貌，高山斜坡和左岸基巖孤島基巖裂隙水補(bǔ)給左岸古河床，水力坡降為2.7%；邊坡由變質(zhì)石英砂巖夾砂質(zhì)板巖組成，巖體為中～薄層狀結(jié)構(gòu)，斷裂不發(fā)育，天然狀態(tài)下邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

左岸副壩地面高程3 282 m～3 300 m，覆蓋層厚14 m～113 m。

3 施工難點(diǎn)及特點(diǎn)

1)海拔高、冬季寒冷。

工程地處高寒、高海拔地區(qū)，冬季較寒冷，施工質(zhì)量控制與要求較高，且需采用相應(yīng)的低溫季節(jié)施工措施。

2)防滲墻施工深度大。

本項(xiàng)目地層比較復(fù)雜，特別是上部含漂(塊)石砂卵礫石層，粒徑大于200 mm的漂(塊)石平均5%，防滲墻最大孔深為80.0 m，平均孔深為65.5 m，墻內(nèi)鋼筋籠下設(shè)最大深度近80 m，最大槽孔鋼筋重量達(dá)約45 t。這種深度的防滲墻在國(guó)內(nèi)也不多見(jiàn)。本地層基巖為青灰色變質(zhì)砂巖夾板巖，板巖強(qiáng)度相對(duì)低些但其含量較低，只夾薄薄一層，絕大部分是變質(zhì)砂巖，變質(zhì)砂巖強(qiáng)度很高，巖面坡度較大，嵌巖困難。防滲墻接頭連接形式采用柔性連接，在一期槽段接頭部位下設(shè)接頭管。接頭管下設(shè)深度達(dá)到80 m，如果出現(xiàn)拔管事故，對(duì)成槽進(jìn)度和質(zhì)量帶來(lái)不可挽回的損失。

3)高原施工難度大。

本工程地處高原亞寒帶和高原溫帶，具有空氣稀薄，氣溫低、日溫差大、降水稀少、濕度小、太陽(yáng)輻射強(qiáng)、風(fēng)大而頻繁、蒸發(fā)量大、冰雹多、霜期長(zhǎng)等特點(diǎn)，根據(jù)我們多年在藏的施工經(jīng)驗(yàn)，冬季缺氧可達(dá)50%左右，施工條件較為艱苦，對(duì)施工人員和施工機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)效率影響較大，一般的設(shè)備很難適應(yīng)在這種環(huán)境下的高強(qiáng)度運(yùn)行。同時(shí)各種各樣的高原病也是參加施工的人員需要克服的重點(diǎn)問(wèn)題，解決不好會(huì)影響到工程的順利施工。

4 防滲墻施工

1)成槽工藝。

根據(jù)工程的特殊情況。防滲墻最深槽孔達(dá)80 m，采用“兩鉆一抓”法施工，“兩鉆一抓法”是防滲墻施工中較為成熟的工法，不僅工效較高，而且由于主孔的引導(dǎo)，防滲墻成槽精度很高，完全能滿足防滲墻設(shè)計(jì)要求。但由于本工程地層復(fù)雜、塊石大、漏漿塌孔嚴(yán)重，“兩鉆一抓”法運(yùn)用不是很好，抓斗施工深度一般都在30 m左右，以下副孔或基巖部分成槽采用“劈打法”，由于副孔兩側(cè)均為已經(jīng)鉆進(jìn)的主孔，有兩個(gè)自由面，為減少撈渣筒的工作量，在劈打副孔時(shí)，可在相鄰兩主孔內(nèi)吊放接渣斗，根據(jù)副孔的進(jìn)尺和接渣斗的容量，適時(shí)提出槽孔。副孔全部施工完成后，因沖擊鉆機(jī)成孔形狀為圓形，槽孔底部和側(cè)壁會(huì)形成鋸齒狀“小墻”，影響鋼筋籠下設(shè)，需采用方形鉆頭將槽孔內(nèi)“小墻”找平。最終形成滿足要求的平整槽孔。

固壁泥漿采用膨潤(rùn)土拌制，清孔作業(yè)采用“泵吸反循環(huán)法”進(jìn)行清孔作業(yè)。

2)鋼筋籠加工、吊裝及接頭管吊放、起拔。

a.鋼筋籠加工、吊裝。

防滲墻鋼筋籠與普通地上混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋籠網(wǎng)架不同，必須放入槽孔泥漿中，與混凝土澆筑成墻。鋼筋籠不僅要滿足結(jié)構(gòu)應(yīng)力方面的要求，還要滿足運(yùn)輸和吊放過(guò)程中的強(qiáng)度要求，確保不發(fā)生過(guò)大的彎曲和扭曲變形。在加工鋼筋籠時(shí)，除了按設(shè)計(jì)要求配筋外，還要對(duì)鋼筋籠增加水平加固筋、剪力加固筋、鋼筋桁架、孔口加固筋。鋼筋籠吊裝時(shí)采用兩臺(tái)吊車(chē)進(jìn)行吊裝作業(yè)，為保證吊裝的穩(wěn)定性，采用滑輪組自動(dòng)平衡裝置，保證其垂直入槽。

b.接頭管吊放、起拔。

接頭管是防滲墻施工中應(yīng)用最多的一種柔性接頭形式。它會(huì)在一期槽孔接頭部位形成一個(gè)半圓形的光滑弧形混凝土面。接頭管每節(jié)管長(zhǎng)為6 m，采用吊車(chē)配合槽孔導(dǎo)墻頂板放置的液壓拔管機(jī)進(jìn)行吊放和起拔。其形式類似于滑動(dòng)模板，緩慢從槽孔混凝土中拔出，之后形成光滑的混凝土弧面。

3)混凝土澆筑。

混凝土由拌和樓集中拌制，由兩輛容量為7 m3的攪拌車(chē)同時(shí)供料，澆筑采用“泥漿下直升導(dǎo)管法”，Ⅰ期槽孔布置兩套導(dǎo)管，Ⅱ期槽孔布置三套導(dǎo)管?；炷灵_(kāi)澆前，將導(dǎo)管下設(shè)至距孔底15 cm～25 cm范圍內(nèi)。槽內(nèi)混凝土上升速度控制在4 m/h以上，Ⅰ期槽孔由于兩端有接頭管，澆筑時(shí)須控制澆筑速度不宜過(guò)快。澆筑導(dǎo)管拆管前最大埋深小于6 m，拆管后最小埋深大于2 m。

5 特殊情況處理

1)基巖槽段巖面抬高。

由于前期地質(zhì)勘探不在防滲墻基巖槽段施工軸線上，在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際基巖面比設(shè)計(jì)巖面抬高5 m，為保證槽孔入巖的準(zhǔn)確性，對(duì)入巖槽主孔進(jìn)行鉆孔取芯確定終孔深度，副孔終孔深度根據(jù)兩側(cè)主孔終孔深度確定。

2)塌孔、漏漿等特殊情況處理措施。

工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，地層透水性強(qiáng)，其中含有較多的漂石、塊石，個(gè)別部位含有較大孤石。在防滲墻造孔期間，時(shí)常發(fā)生漏漿、槽孔坍塌、卡鉆頭、埋鉆頭、遇大孤石等情況。在遇到塌孔、漏漿情況時(shí)需要采取增加造孔泥漿粘度、向槽孔內(nèi)投放石灰、鋸末、粘性土等堵漏材料等；若槽孔鉆進(jìn)過(guò)程中遇大孤石，可以采用抓斗直接抓取、鉆孔水下爆破、重錘擊打等方式進(jìn)行處理。

3)防滲墻施工平臺(tái)滲水處理。

左岸壩肩段防滲墻施工軸線壩左0+300.00 m處在汛期施工時(shí)邊坡出現(xiàn)滲水，直接影響該處各槽孔的正常施工，導(dǎo)致大量正在施工的槽孔出現(xiàn)塌孔、漏漿現(xiàn)象，為保證該處槽孔的正常施工，采取挖排水溝、降水井及預(yù)灌水泥漿等方法對(duì)滲水部位進(jìn)行處理。

4)接頭管筑管施工處理。

在防滲墻接頭管起拔過(guò)程中，有一幅槽段由于操作不當(dāng)起拔不及時(shí)造成接頭管筑管事故發(fā)生，為保證槽段接頭部位連接質(zhì)量，必須及時(shí)將所筑接頭管取出。在對(duì)孔故原因研究和分析后，特制作單反弧鉆頭，將施工槽段相鄰兩個(gè)槽段接頭孔鉆鑿至設(shè)計(jì)孔深，使接頭管形成一面臨空面，然后再用振動(dòng)器對(duì)管體振動(dòng)使其脫離混凝土面，降低接頭管壁阻力，最終所筑接頭管全部順利起拔出槽孔。

6 結(jié)語(yǔ)

老虎嘴水電站左岸重力壩防滲墻的順利施工，尤其是在深厚覆蓋層中進(jìn)行槽孔的造孔、清孔、接頭管下設(shè)與起拔、混凝土澆筑施工，對(duì)今后西部深厚覆蓋層地區(qū)防滲墻的設(shè)計(jì)和施工具有十分重要的指導(dǎo)意義。

[1] 高中璞.大壩基礎(chǔ)防滲[M].北京：中國(guó)水利出版社，2011.

[2] 李建軍，邵生俊，劉奉銀.西藏直孔水電站深厚覆蓋層壩基防滲墻施工[J].水利發(fā)電，2006(5)：96-97.

[3] 全國(guó)水利水電施工技術(shù)信息網(wǎng).水利水電工程師手冊(cè)(地基與基礎(chǔ)工程)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.

Deep covering seepage-resisting wall construction of Laohuzui hydropower station in Tibet

Mu Yu

(ChinaHydropowerFoundationBureauCo.,Ltd,Tianjin301700,China)

The paper analyzes Laohuzui hydropower location in Tibet, studies the dam foundation seepage-resisting technologies by combining with complicated geological conditions and bad climate conditions, describes technological measures of trenching technologies, steel cage manufacture and concrete grouting and so on, and summarizes special conditions processing methods, with a view to solve construction difficulties.

hydropower station, deep covering layer, seepage-resisting wall, construction

2015-02-26

穆 煜(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)13-0076-02

TU761.1

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