藏木水電站工程大壩地質(zhì)缺陷處理及基巖驗收

王捷曉

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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藏木水電站工程大壩地質(zhì)缺陷處理及基巖驗收

王捷曉

(中國葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】藏木大壩壩基地質(zhì)缺陷處理工程施工環(huán)境差、施工工序多、技術(shù)要求高,如何在保證質(zhì)量、安全的前提下盡快完成施工任務(wù)是一個很大的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)場施工中根據(jù)設(shè)計要求,通過優(yōu)化施工組織設(shè)計，合理安排施工計劃，各工序之間的緊密銜接,藏木大壩地質(zhì)缺陷處理的工程質(zhì)量和進(jìn)度均滿足了大壩施工要求,為后續(xù)工程施工創(chuàng)造了良好的施工條件。

【關(guān)鍵詞】建基面；地質(zhì)缺陷；驗收；質(zhì)量控制

1工程概述

藏木水電站壩段壩基缺陷處理包括斷層的刻槽處理、擠壓破碎帶的處理和裂隙的處理。施工內(nèi)容主要為石方開挖、錨筋樁施工(3φ28、L=9 m)、錨桿施工(φ32、L=6 m)。由于地質(zhì)缺陷大面積存在，且?guī)r石極其破碎、工期緊張，直接制約著大壩混凝土開始澆筑時間。

2施工布置

2.1施工道路布置

壩段壩基開挖施工充分利用大壩基坑開挖現(xiàn)有施工道路，坡面間架設(shè)簡易施工爬梯。

2.2施工設(shè)備選型及布置

根據(jù)開挖項目主要為裂隙面清除開挖、槽挖、錨桿、錨筋樁且工期緊迫，鉆爆設(shè)備選用6臺YT-28手風(fēng)鉆、4臺QZJ-100B型潛孔鉆、1臺砂漿攪拌機(jī)、1臺gz-5型注漿機(jī)、一臺Cat320挖掘機(jī)、8臺風(fēng)鎬、1臺7m3移動空壓機(jī)、1臺13 m3移動空壓機(jī)、1臺20 m3移動空壓機(jī)。

挖掘機(jī)、注漿機(jī)、鉆機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備機(jī)械均采用纜機(jī)吊運(yùn)至施工部位。

2.3風(fēng)、水、電布置

供風(fēng)：利用3臺移動式電動空壓機(jī)供風(fēng)。

供水：擬從本標(biāo)系統(tǒng)供水管路接口處接管，將水引至各作業(yè)面附近。

供電：擬從本標(biāo)供電系統(tǒng)處接線，施工照明采用碘鎢燈。

3施工方法

3.1石方開挖

3.1.1整體施工程序

地質(zhì)缺陷開挖施工流程見圖1。

圖1　地質(zhì)缺陷開挖施工流程

預(yù)裂孔采用一次鉆孔。淺層爆破孔按一次到位進(jìn)行爆破，深層爆破區(qū)分兩次爆破。

3.1.2斷層及裂隙刻槽開挖

斷層、擠壓破碎帶、裂隙的刻槽寬度及深度均為1.5倍斷層寬度。

開挖前先進(jìn)行測量放樣，然后采用YT-28手風(fēng)鉆四邊造預(yù)裂孔，預(yù)裂孔間距0.5～0.6 m之間，再用手風(fēng)鉆造爆破孔爆破。爆破時留出1 m保護(hù)層采用風(fēng)鎬開挖，爆破孔采用小藥量爆破的施工方法。巖石較破碎的部位直接采用液壓反鏟開挖，風(fēng)鎬配合，盡量少放炮。出渣采用液壓反鏟配合人工清理后直接裝入渣罐，纜機(jī)吊運(yùn)至高線供料平臺，裝載機(jī)配合自卸汽車轉(zhuǎn)車運(yùn)至3#渣場。

3.1.3裂隙面清除開挖

開挖前先在壩段建基面上搭設(shè)施工排架，進(jìn)行測量放樣，然后采用YT-28手風(fēng)鉆兩邊造預(yù)裂孔，預(yù)裂孔間距0.5～0.6 m之間，再用手風(fēng)鉆造爆破孔爆破。預(yù)裂孔一次鉆孔至設(shè)計深度，爆破孔采用小藥量爆破的施工方法。預(yù)裂爆破結(jié)束后將排架拆除，開始進(jìn)行主爆孔的爆破。出渣采用液壓反鏟配合人工清理后直接裝入渣罐，纜機(jī)吊運(yùn)至高線供料平臺，裝載機(jī)配合自卸汽車轉(zhuǎn)車運(yùn)至3#渣場。

鉆孔采用YT-28手風(fēng)鉆，爆破孔間距60 cm，單位耗藥量取0.4～0.5 kg/m3，φ32乳化炸藥連續(xù)耦合裝藥；預(yù)裂孔間距0.5～0.6 m，線裝藥密度取120～150 g/m，采用φ32乳化炸藥不耦合裝藥，非電毫秒雷管分段，電雷管起爆。

3.2砂漿錨桿施工

3.2.1施工工藝

本工程錨桿為φ32、L=6 m，在刻槽開挖前開口線0.5 m處設(shè)置2排間隔1.25 m鎖口砂漿錨桿，錨桿垂直于建基面。采用先注漿后插桿的施工方法，施工工藝流程見圖2。

圖2　先注漿錨桿施工工藝流程

3.2.2施工方法

(1)搭設(shè)施工排架。在壩段建基面上搭設(shè)施工排架，施工排架為落地式雙排扣件鋼管排架，排架間距1.2 m、排距1.5 m、步距1.5 m。排架上部鋪設(shè)鋼絲走道網(wǎng)，走道網(wǎng)使用10～14號鍍鋅鋼絲與腳手架捆緊，走道網(wǎng)背后鋪設(shè)密目安全防護(hù)網(wǎng)。鋼管采用外徑48 mm、壁厚3.5 mm的焊接鋼管。鋼管的端部切口平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴(yán)重銹蝕的鋼管。

(2)排架搭設(shè)要求。作業(yè)層的寬度為不小于750 mm，鋪板邊緣與巖石面之間隙應(yīng)小于300 mm。與基巖面設(shè)置連接點，每30 m2設(shè)一個點，連接點采用錨筋與排架緊密相連。剪刀撐的斜桿與水平面的交角宜在45°～60°之間，水平投影寬度應(yīng)不小于2跨或4 m和不大于4跨或8 m。斜桿應(yīng)與基本構(gòu)架件加以可靠連接，且斜桿相鄰連接點之間桿段的長細(xì)不得大于60。在立桿底端之上200 mm處設(shè)縱向和橫向掃地桿，并與立桿連接牢固。排架左右相鄰立桿和上下相鄰橫桿的接頭應(yīng)相互錯開并置于不同的構(gòu)架框格內(nèi)。立桿垂直對接，橫桿水平搭接，搭接長度≥0.8 m。在作業(yè)層面上，在其外側(cè)邊緣必須設(shè)置擋護(hù)高度≥1.1 m的欄桿和腳擋板，且欄桿間的凈空高度應(yīng)≤0.5 m，同時加設(shè)安全網(wǎng)防護(hù)。

(3)測量放樣。根據(jù)施工設(shè)計圖紙，先進(jìn)行錨桿孔孔位測量放樣，并用紅漆作出明顯標(biāo)識，以方便施工。

(4)鉆孔。根據(jù)施工場地情況架立鉆機(jī)，在鉆進(jìn)過程中，孔位偏差不大于100 mm，孔深偏差不大于50 mm。采用QZJ-100B潛孔鉆成孔，孔徑50 mm。

鉆孔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)巖屑和積水，經(jīng)驗收后立即注漿插桿。

(5)錨桿的注漿和安裝。錨桿注漿的水泥砂漿配合比抗壓強(qiáng)度等級為30 MPa。水泥砂漿采用砂漿攪拌機(jī)拌制，gz-5型注漿機(jī)注漿，砂漿隨拌隨用。在進(jìn)行錨桿注漿施工前，人工首先將加工好的桿體運(yùn)至施工作業(yè)平臺上，然后再進(jìn)行注漿施工。錨桿在鉆孔內(nèi)注滿漿后立即插桿。錨桿注漿完成后，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

(6)質(zhì)量檢測試驗與驗收。在錨桿注漿過程中，按照監(jiān)理工程師指示要求，現(xiàn)場隨機(jī)抽取漿液試樣送交試驗室，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗，試驗結(jié)果報監(jiān)理工程師審批。砂漿錨桿采用砂漿飽和儀器或超聲波物探儀進(jìn)行砂漿密實度和錨桿長度檢測，由監(jiān)理工程師根據(jù)現(xiàn)場實際情況指定抽檢，抽檢比例不低于錨桿總數(shù)的3 %，錨桿注漿密實度最低不小于80 %。

3.3錨筋樁施工

3.3.1施工工藝

本工程錨筋樁為3φ28、L=9 m，采用先安裝錨筋樁后灌漿的施工方法，錨筋樁結(jié)構(gòu)按圖紙要求進(jìn)行施工。錨筋樁施工工藝流程見圖3。

圖3　錨筋樁施工工藝流程

3.3.2施工方法

(1)搭設(shè)施工排架。施工排架為落地式雙排扣件鋼管排架，搭設(shè)要求詳見上述砂漿錨桿施工排架。全程搭設(shè)排架長30 m、寬2 m、高17 m。由于受缺陷處理開挖施工影響，需搭設(shè)兩次排架，以最終完成支護(hù)。

(2)測量放樣。根據(jù)施工設(shè)計圖紙，先進(jìn)行錨筋樁孔位測量放樣，并用紅漆作出明顯標(biāo)識，以方便施工。

(3)鉆孔。采用QZJ-100B潛孔鉆按設(shè)計間排距造孔，孔徑90 mm，孔位偏差不大于10 cm，孔深偏差不大于5 cm，嚴(yán)格控制鉆孔方向。鉆孔達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)巖屑和積水。

(4)錨筋樁的制作和安裝。錨筋樁的制作是將3根同長的φ28(Ⅱ級鋼筋)捆綁成一束，每兩根之間用電焊間隔焊接，焊縫長3～5 cm，間距1.0 m。樁制作完成后，自卸汽車運(yùn)至高線供料平臺，采用纜機(jī)吊入至施工部位，安裝時在排架頂部固定一個0.5 t的手動葫蘆，人工配合葫蘆將錨筋樁輕輕插入孔內(nèi)。

(5)錨筋樁的灌漿。錨筋樁注漿的水泥砂漿配合比抗壓強(qiáng)度等級為30 MPa。水泥砂漿用砂漿攪拌機(jī)拌制，采用注漿機(jī)注漿，灌漿管伸入孔底，保證錨筋孔全長砂漿飽滿。

錨筋樁在注漿后砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞，拉拔和懸掛重物。

4質(zhì)量控制

4.1清理內(nèi)容

(1)整個建基面范圍內(nèi)局部存在的淺表部明顯張開的松弛巖塊、已變位的巖塊和表面呈薄片狀以及尖角狀態(tài)突出的巖塊應(yīng)予清除。

(2)除在設(shè)計圖紙、現(xiàn)場設(shè)計(更改)通知等設(shè)計文件中明確采用開挖置換混凝土回填處理，以及可采取固結(jié)灌漿等措施處理后壩基可置于Ⅱ、Ⅲ1類巖體以外，其它局部分布的Ⅲ2類及以下巖體應(yīng)予清除。

(3)除在設(shè)計圖紙、現(xiàn)場設(shè)計(更改)通知等設(shè)計文件中明確采用開挖置換混凝土回填處理，以及可采取固結(jié)灌漿等措施處理后壩基可置于Ⅱ、Ⅲ1及Ⅲ2類巖體以外，其它局部分布的IV類及以下巖體應(yīng)予清除。

(4)與建基面小角度相交的擠壓帶和裂隙密集區(qū)控制的淺表低速帶或松動巖體應(yīng)清除。

(5) 建基面上的各種雜物、泥土和附著物等應(yīng)清除。

(6) 監(jiān)理人認(rèn)為必須清除的有礙物等應(yīng)清除。

4.2大壩建基面清基質(zhì)量控制

(1)基礎(chǔ)原則上不允許欠挖，開挖面應(yīng)嚴(yán)格控制平整度。

(2)建基面如有倒坡(設(shè)計規(guī)定除外)，應(yīng)處理成順坡。

(3)建基面如有陡坎、尖角巖體(塊)，應(yīng)處理成鈍角或弧形狀，保證基面平順。

(4)Ⅱ級巖體清基后露出應(yīng)為較完整的巖體，受爆破影響的淺表部卸荷松動部分應(yīng)進(jìn)行清理。在實施過程中，應(yīng)根據(jù)具體松弛情況，按現(xiàn)場設(shè)計工程師指定清基范圍和深度。

(5)清基處理應(yīng)盡量避免對周圍巖體的損傷。

4.3大壩建基面清面質(zhì)量控制

(1)由于壩基開挖后的建基面距混凝土覆蓋之間時間長，建基面巖體出現(xiàn)回彈和卸荷松弛，對于影響壩體受力條件的淺表部卸荷松弛帶巖體必須進(jìn)行清除，對較光滑的巖體表面應(yīng)進(jìn)行人工鑿毛，并用高壓水沖洗干凈。

(2)在混凝土澆筑前應(yīng)清除基巖面上的油污、碎屑、焊渣、泥土、噴射混凝土掉塊、灌漿水泥漿等雜物，撬除松動巖塊，并加以沖洗。

(3)凡建基面表面為緩傾、平直、光滑的結(jié)構(gòu)面或附有鈣膜、水銹時，均應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理。如基巖面有較大面積的光面，應(yīng)打毛以形成粗糙面。

(4)如遇有承壓水或地下水，應(yīng)制定引排措施和方法報監(jiān)理人批準(zhǔn)，處理完畢并經(jīng)監(jiān)理人批準(zhǔn)后方可澆筑混凝土。

(5)清洗后基礎(chǔ)巖面在混凝土澆筑前應(yīng)保持潔凈。所有基礎(chǔ)表面在澆筑混凝土前24 h內(nèi)，應(yīng)保持濕潤狀態(tài)，在澆筑前務(wù)必排干積水。

(6)與建基面相關(guān)的前期地質(zhì)勘探或試驗中的鉆孔等，均應(yīng)在清面驗收之前處理到符合設(shè)計要求的狀態(tài)。

(7)大壩地質(zhì)缺陷處理及基巖驗收質(zhì)量控制過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行三檢制，每道工序都要經(jīng)過驗收檢查，驗收合格后方可進(jìn)行下一道工序?；鶐r最終驗收需邀請業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、地勘五方聯(lián)合驗收，驗收合格后方可澆筑混凝土。

5結(jié)束語

對壩基地質(zhì)缺陷的處理質(zhì)量是工程安全施工、進(jìn)度和質(zhì)量的前提和保障，是大壩工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，所以缺陷處理每道工序的質(zhì)量控制顯得尤為重要。藏木大壩地基缺陷處理的良好結(jié)果為西藏高寒地區(qū)后續(xù)的加查電站、街需電站以及林芝、墨脫等地區(qū)的大型電站建設(shè)創(chuàng)造樣板。

參考文獻(xiàn)

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[作者簡介]王捷曉(1985～)，男，助理工程師，主要從事水利水電質(zhì)量管理工作。

【中圖分類號】TV543+.14

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

[定稿日期]2015-11-17