苗家坝水电站上游围堰防渗墙施工技术探讨.doc

苗家坝水电站上游围堰防渗墙施工技术探讨祁洪仓 张青艳【摘要】本文主要介绍了苗家水电站上游围堰防渗施工及工艺、在施工期紧、施工难度打的情况下此方法及工艺有很好的使用价值，值得此类的工程借鉴。【关键词】苗家坝水电站 上游围堰 施工 工艺1、工程概况苗家坝水电站位于白龙江下游甘肃省文县境内，距下游已建成的碧口水电站公路里程31.5km。甘川公路（212国道）沿白龙江上行经碧口至关头坝，关头坝至苗家坝坝址约18.0km，新修建有对外专用公路。电站尾水与碧口水电站水库回水衔接。工程规模属二等大（2）型。主要建筑物挡水坝级别为1级，其它主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。上游围堰为土石围堰，截流戗堤采用粘土闭气处理。围堰顶部设复合土工膜防渗与705.0m以下的混凝土防渗墙组成封闭垂直的防渗体系。防渗墙厚度为0.8m、轴线长为74.0m，最大造孔深度44.1m。2、上游围堰工程地质条件上游围堰轴线附近河流流向为SE170，平水期河水位高程701m，水面宽度约45m，水深1m3m。两岸边坡左陡右缓，左岸为基岩坡，边坡走向NW350，平均坡角50；右岸730m以下为覆盖层缓坡平台，以上基岩边坡多为横向坡，平均坡角 45；河床冲积层厚度一般20m38m，抽水试验和室内渗透试验结果分别为K=2810-2cm/s和K=4910-2cm/s，属强透水层。试验破坏渗透比降0.500.75，建议允许渗透比降0.100.20。冲积层级配不良，容易产生管涌破坏，须进行防渗处理。由于河床覆盖层中，尤其是近坡脚地段大孤石分布较多，对防渗处理施工不利。下伏基岩由变质凝灰岩局部夹砂质、泥质板岩组成，岩体基本不存在全、强风化带，弱风化带一般厚度6m10m；岩体多为层状结构。表层弱风化岩体绝大多数属中等和强透水岩体，微新岩体属微透极微透水岩体，相对不透水层q1 lu顶板埋深20m30m（自基岩面起算）； q3 lu顶板埋深10m20m（自基岩面起算）。在上游围堰防渗墙施工前期，碧口水库回水位不断上涨，平均在704.0m左右，影响防渗墙施工平台的形成，将防渗墙施工平台在平均水位的高程上增加2.0m，高程在707m以满足防渗墙的施工。3、防渗墙的施工3.1造孔工艺 针对本工程的地质情况，覆盖层上部的砂卵石和砂层、下部含孤石的砂卵石层含粗颗粒多、基岩比较坚硬、用冲击钻较为适宜，所以槽孔主要采用冲击钻进行槽孔施工的“钻劈法”传统成槽方案，施工工艺见图1、施工准备施工准备图2钻进主孔施工准备劈打副孔下设混凝土浇筑导管及接头管新鲜泥浆置换清孔及验收浇筑混凝土拔起接头管图1劈钻法期槽孔施工工艺示意图钻进中间主孔劈打副孔清孔、刷洗接头及验收下设混凝土浇筑导管浇筑混凝土图2钻劈法期槽孔施工工艺示意图 因含崩（块）石的砂卵石层沿防渗墙轴线分布较广，为保证冲击钻施工方便，、期槽原则划分为6.0m、7.0m,即期槽4个0.6m的主孔和3个1.2m副孔；期槽5个0.6m主孔和4个1.0m副孔。在造孔中采用高质量的膨润土泥浆固壁，泥浆粘度按3060s控制，比重控制在1.091.2g cm3，保证槽壁的稳定性和成型性。3.2接头下设与起拔 “接头管法”是目前防渗墙施工接头处理的先进技术，其施工有很大的技术难度，但也有着其他接头连接技术无可比拟的优势：首先采用接头管法施工的接头孔孔形质量较好，孔壁光滑，不易在孔端形成较厚的泥皮，同时由于其圆弧规范，也易于街头的洗刷，不留死角，可确保接头的接缝质量。其次，由于接头管的下设，节约了套打接头混凝土的时间，提高了工效，对缩短工期有十分重要的作用，同时也节约了墙体材料，降低了费用。接头管施工关键是要准确掌握起拔时间，起拔时间过早，混凝土尚未达到一定的强度，就会出现接头孔缩孔和垮塌；起拔时间过晚，接头管表面与混凝土的粘结力使摩擦力增大，增大了起拔难度，甚至接头管被铸死拔不出来，造成重大事故。为了取得混凝土初、终凝及拔管时的的参数，在施工前进行了模拟实验。试验方法：将混凝土装入试模，每隔1h拆一个试模，观察试件成形及强度增长情况。3.3混凝土浇筑导管下设混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的250mm的钢管，应在每根导管的上部和底部以上部位设置数节长度为0.31.0m的短管。导管按照次序依次下设，每个槽段布设2根导管，导管安装满足如下要求：导管中心至槽孔端部或接头管壁的距离宜为1.01.5m。导管之间中心距离不大于4m，当孔底高差大于25cm时，导管中心放置在该导管控制范围内的最深处。3.4混凝土浇筑 混凝土搅拌车运输混凝土卸进槽口储料斗，再分流到各溜槽进入导管；混凝土开浇时采用压球法开浇，每个导管均下入隔离塞球。开始浇筑混凝土前，现在导管注入适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以使隔离球被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内；混凝土必须连续浇筑，槽孔内混凝土上升速度控制在35m/h，并连续上升至墙顶。4、特殊情况处理4.1漏浆由于坝体地质条件复杂，存在多处漏失地层、渗漏带，为解决复杂漏失地层造孔难题造孔过程中，采用遇少量漏浆，则采用加大泥浆比重，投堵漏剂等处理，如遇大量漏浆，单孔采用回填粘土钻进处理，槽孔采用投锯末、水泥、稻草等进行堵漏处理，并改冲击钻进为冲击挤实钻进；有效的控制了漏浆问题。4.2、孔底落淤采用反循环与抽砂筒法相结合的施工方法进行孔底清淤，对孔底细砂成份采用胶凝材料（如水泥、膨润土等）胶结清除。施工时将胶凝材料系于钻头底部，放至孔底后进行钻打，经过一定时间胶结材料把细砂胶结在一起，用抽砂筒进行抽砂，使细砂成份被抽出，保证1h内孔底落淤淤积厚度在10cm以内，保证了混凝土与基岩有效连接。4.3崩块石钻进 由于河床覆盖层中，尤其是近坡脚地段大孤石分布较多，对防渗墙施工不利，钻进工效低易产生孔斜，针对这一难题采取以下措施： 槽内钻孔爆破：在防渗墙造孔中遇孤石和硬岩时，采用SM-400型全液压工程钻机跟管钻进，在槽内下置定位器进行钻孔，钻到规定深度后，提出钻具，在孤石和硬岩部位下置爆破筒，提起套筒，引爆。爆破筒内装药量按岩石段长23kg/m。如系多个爆破筒则安设毫秒雷管分段爆破，以免危及槽孔安全。5、防渗墙施工时采用导流管降低水位 根据上游围堰施工进度情况，围堰施工工作面（SQ-16槽段）被导流明渠占用，为了能够保证上游围堰防渗墙的正常施工，导流明渠需要改道。5.1导流明渠情况 因上游围堰上游侧一直保持高水位形成渗流，加之防渗墙槽段施工进行，导致渗水集中到SQ-16槽段处原有的明渠中，测得平均渗流量约1.0m3/s。为了保证上游围堰的正常施工，导流采用敷设导流管进行引排，最终在进行上游围堰上部结构时进行封堵。5.2导流管的敷设 根据明渠流量计算，需要3排600mm钢管，并排铺设满足过流要求且易于安装。见图1导流管结构图1导流管结构SQ-12#槽段防渗墙混凝土浇筑至704m高程时，停止防渗墙混凝土浇筑并铺设加工好的导流管，将剩余防渗墙混凝土浇筑完成；导流管敷设完成后，将明渠流水引到导流管，完成SQ-16槽段防渗墙后，进行上游围堰707m高程以上的填筑及防渗结构，等围堰填筑至709m高程时进行导流管道封堵，将上游围堰填筑至设计高程。6、结语 苗家坝水电站上游围堰防渗墙施工中，选取了相适宜的施