談直崗拉卡水電站土石壩混凝土防滲墻施工

王為華

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

談直崗拉卡水電站土石壩混凝土防滲墻施工

王為華

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：直崗拉卡電站土石壩施工之初是在黃河截流后，迅速完成在原河床水下礫石拋填，為土石壩防滲墻施工提供施工場地。土石壩混凝土防滲墻為土石壩防滲體重要組成部分，直接關(guān)系到土石壩的穩(wěn)定與防滲成敗，防滲墻的施工工期將直接影響電站能否實(shí)現(xiàn)如期發(fā)電目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：混凝土防滲墻；先導(dǎo)孔；造孔與澆筑

1概況

1.1電站概況

直崗拉卡水電站工程位于黃河干流上游的青海省尖扎縣與化隆縣交界處，距上游李家峽水電站壩址7.5km，距青海省西寧市公路里程109km。電站工程是黃河上游龍羊峽—劉家峽河段規(guī)劃梯級開發(fā)方案中，在幾個大型電站之間的川地河段上擬建的7個中型電站的第3個電站。

樞紐工程由土石壩、泄洪閘、廠房和開關(guān)站等主要建筑物組成，壩頂全長465m，呈一字型攔河布置。電站設(shè)計總庫容1540萬m3,正常蓄水位2050.0m，總裝機(jī)容量為190MW，設(shè)計水頭12.5m，為低水頭徑流式電站。按照《水利水電樞紐工程等級劃分及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（山區(qū)、丘陵區(qū)部分）SDJ12-78及補(bǔ)充規(guī)定，確定本工程為三等工程。直崗拉卡電站地震基本烈度為Ⅶ度。

1.2土石壩混凝土防滲墻

土石壩工程布置于左側(cè)的主河床，土石壩緊靠泄洪閘布置在主河床上，通過左岸L型混凝土擋墻與左岸岸坡相連。土石壩長208.29m，確定為3級建筑物，上戧堤截流戧堤為壩體的一部分，頂高2041.0m，頂寬12m，截流后，上游進(jìn)行粘土鋪蓋，堤頂加寬至18m，以作為2041m以下混凝土防滲墻施工用。戧堤以上接粘土斜墻土石壩，壩殼采用含泥砂礫石料填筑，上游壩坡1∶2.5，下游壩坡1∶2.0，均采用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡。為施工交通方便，下游設(shè)斜馬道，與左岸公路相接。壩頂高程2052m，壩頂寬10m，壩體最大填筑高度為19m。土石壩下部為水中拋填，厚度約為3～3.5m。土石壩基采用混凝土防滲墻，防滲墻長度150.94m，墻厚0.80m，成墻面積2745.66m2。墻體插入壩體防滲體大于2.00m，墻底嵌入強(qiáng)風(fēng)化下限至少0.50m。

土石壩結(jié)構(gòu)詳見圖1。

圖1土石壩結(jié)構(gòu)圖

土石壩及混凝土防滲墻工期要求：按照電站2005年5月1日發(fā)電的總體目標(biāo)，要求控制土石壩于4月15日具備擋水條件，混凝土防滲墻工期為2004年12月10日～2005年2月28日，混凝土防滲墻施工完成后為土石壩壩頭填筑施工?；炷练罎B墻工程為土石壩施工一個重點(diǎn)，將直接影響土石壩直線工期及電站能否如期發(fā)電的總目標(biāo)。

混凝土防滲墻長度150.94m，墻厚0.80m，成墻面積2745.66m2。墻體插入壩體防滲體大于2.00m，墻底嵌入強(qiáng)風(fēng)化下限至少0.50m，頂部高程為2039.5m。槽段連接采用“套打一鉆”法；要求墻底嵌入強(qiáng)風(fēng)化下限至少0.50m；混凝土防滲墻墻體指標(biāo)C15W6，一級配。混凝土采取冬季施工。

1.3地層巖性

土石壩座落在黃河河床砂卵礫石層之上，河床砂卵礫石層下部為強(qiáng)風(fēng)化第三系（N1X），巖性為粉砂質(zhì)粘土巖、粘土質(zhì)粉砂巖。

2土石壩混凝土防滲墻施工

2.1防滲墻施工前準(zhǔn)備

直崗拉卡水電站土石壩于2004年11月28日正式向主河床戧體進(jìn)占，三孔泄洪閘開始過水，2004 年12月1日下午取得截流成功。隨后完成對戧體進(jìn)行閉氣和加高培厚至設(shè)計體型，戧體頂部高程2041m，寬度24m。12月7日，開始進(jìn)行40～500mm卵礫石水下拋填卵礫石施工，12月17日，水下拋填卵礫石全部完成，高度為2037.0m，形成長約208m，寬約84m的寬闊平臺，滿足混凝土防滲墻施工“三通一平”要求，為防滲墻施工創(chuàng)造了充足的施工條件。

2.2混凝土防滲墻施工

2.2.1先導(dǎo)孔確定

由于防滲墻河段沒有詳細(xì)的地質(zhì)資料，按設(shè)計要求，將150.94m長的防滲墻劃分為19個槽孔，間隔分為一期孔與二期孔，。在劃分的19個槽段中選定Q-Ⅰ-1-3、Q-Ⅰ-5-3、Q-Ⅰ-7-3、Q-Ⅰ-11-3、Q-Ⅰ-15-3、Q-Ⅰ-17-5孔為先導(dǎo)孔。要求先導(dǎo)孔嵌入基巖強(qiáng)風(fēng)化下限至少2.5～6.0m不等，主要是鉆取巖心，查看基巖情況。鉆取巖心首先經(jīng)現(xiàn)場值班技術(shù)人員現(xiàn)場鑒定，再送工程設(shè)計地質(zhì)工程師對該孔進(jìn)行最終鑒定，用此確定其他槽段混凝土防滲墻底線，確保防滲墻嵌入基巖0.5m的設(shè)計要求。

2.2.2防滲墻成孔

按照施工組織設(shè)計，施工單位先打一期孔段。鑿孔采用履帶式抓斗進(jìn)行。在鑿孔過程初期，抓斗施工較為順利，至水面以下，因?yàn)槭┕て脚_為截留戧體的一部分，砂礫石較為松散，雖然已經(jīng)采用泥漿固壁，但坍坡依然較多，工程部采取了加大泥漿含量的措施，甚至做好添加水泥來固壁的最壞打算，隨后鑿孔工作基本順利，沒有出現(xiàn)人們估計大面積塌孔的情況，也沒有遇到出現(xiàn)巨型塊石的惡況。造二期孔時，相連的一期孔已經(jīng)混凝土澆筑完成，成孔時將一期孔邊緣均給以鑿除，二期成孔較為順利。防滲墻平均造孔深度為19.84m。

2.2.3防滲墻澆筑

防滲墻成孔后，經(jīng)監(jiān)理檢驗(yàn)后方可以實(shí)施混凝土澆筑。設(shè)計混凝土標(biāo)號為：一級配C15W6。

表1防滲墻混凝土配合比

配合比說明：①塌落度為18～22cm；②水泥為永登產(chǎn)中熱42.5級硅酸鹽水泥；③骨料為天然卵礫石，采用中砂，F(xiàn)M=2.8，F(xiàn)M每增減0.2，砂率相應(yīng)增減1%，塌落度每增減1cm，用水量相應(yīng)增加3kg/m3。

混凝土拌合與運(yùn)輸。防滲墻混凝土由水電四局拌合樓集中拌料，拌合樓采取計算機(jī)控制，各種配料與摻量被嚴(yán)格控制，混凝土拌合質(zhì)量有保證；為保證防滲墻混凝土澆筑不中斷，混凝土現(xiàn)場采用3～4輛攪拌車運(yùn)輸，并直接通過導(dǎo)管入倉。

混凝土澆筑采用導(dǎo)管法澆筑。澆筑時嚴(yán)格控制在每小時上升3.5m以內(nèi)，控制兩導(dǎo)管的間距，導(dǎo)管位置距一期孔位置控制在1.0～1.5m間，距二期孔控制在1.0m，導(dǎo)管用吊車懸掛，上升速度控制在2～6 m/h內(nèi)，要求間距導(dǎo)管深入混凝土深度為0.6～1.0m，確保混凝土連續(xù)澆筑。

導(dǎo)管澆筑混凝土頂部高程為 2037.5m，2037.5-2039.5滲墻頂部楔形體采用常規(guī)立模板分段澆筑，澆筑完成后采取棉被覆蓋保溫。

2.2.4防滲墻質(zhì)量分析

防滲墻質(zhì)量的好壞直接影響著土石壩的防滲效果與壩體的穩(wěn)定，按要求，混凝土施工中每槽段取1組抗壓試塊，每5個槽段取一組抗?jié)B試塊，防滲墻頂部楔形體取2組抗壓試塊。本工程抗壓試塊共取21組。當(dāng)試塊養(yǎng)護(hù)到28d后，進(jìn)行了檢測，其結(jié)果全部符合設(shè)計要求，具體數(shù)據(jù)詳見表2。抗?jié)B試件4組，經(jīng)試驗(yàn)抗?jié)B結(jié)果全部符合設(shè)計要求。

為了檢查混凝土墻體連接的可靠性和防滲性能，在現(xiàn)場墻體待凝達(dá)到一定時間后，由地質(zhì)工程師根據(jù)施工情況及原始資料布置檢查孔進(jìn)行墻體檢查。本工程共布置了3個檢查孔，其中1個在墻體內(nèi)、2個在接縫處。

從檢查孔的巖心上可以判斷混凝土墻體與基巖的接觸良好，混凝土墻體連接可靠。從檢查孔的常水頭注水試驗(yàn)得知，混凝土墻體的滲透系數(shù)為2.65× 10-9～2.49×10-9（cm/s）

表2 左岸土石壩防滲墻混凝土強(qiáng)度統(tǒng)計表

防滲墻施工完成后，為保證防滲墻與左、右岸混凝土的接觸，在防滲墻與左、右岸混凝土接頭部位均采用了高噴帷幕灌漿加固，確保形成一道整體的防滲體系。

3結(jié)語

直崗拉卡水電站自2005年4月15日蓄水以來，經(jīng)歷近9年的連續(xù)運(yùn)行，土石壩運(yùn)行穩(wěn)定。

引用國家能源局大壩安全監(jiān)察中心2013年12月《直崗拉卡水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)評價及資料分析》數(shù)據(jù)說明：

土石壩設(shè)有滲壓觀測斷面2個，即“5-5”（樁號0-070）和“6-6”（樁號0-140）斷面。每個橫斷面在壩身（壩上 0-005.00）及壩基（壩上 0+048.00、0+000.00、0+030.00）布置4支滲壓計，共布置8支滲壓計。

從土石壩5-5斷面和6-6斷面滲壓水位最大值統(tǒng)計結(jié)果可知：①自滲壓監(jiān)測以來，UP51的最高水位為2049.48m，出現(xiàn)在2013年3月2日，UP61最高水位為2049.31m，出現(xiàn)在2011年5月16日，與當(dāng)天的上游水位差別很小。從前述“監(jiān)測系統(tǒng)評價”可知，UP51、UP61滲壓水位高與滲壓計的埋設(shè)方法有關(guān)，是庫水從管口直接流入測管造成的。②位于下游覆蓋層內(nèi)的滲壓計的最大滲壓水位為2 038.62m，出現(xiàn)在2012年8月20日的UP53，與下游水位相差較小，粘土斜心墻和防滲墻的防滲效果很好。

參考文獻(xiàn)：

[1]湖南省水利水電勘測設(shè)計院.黃河直崗拉卡水電站工程設(shè)計報告[R]，2005.

[2]國家能源局大壩安全監(jiān)察中心.直崗拉卡水電站大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)評價及資料分析[R]，2013.

[3]原電力工業(yè)部西北勘測設(shè)計研究院.黃河直崗拉卡水電站工程可行性研究報告[R].

中圖分類號：TV223.4+2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0063-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.023

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：王為華（1968-），男，工程師，從事水工建筑工作。