黄河尼那电站施工技术综述

（建筑工程管理）黄河尼那

电站施工技术综述

2020年4月

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尼那水电站施工技术综述目录

第一节黄河尼那电站工程概况................................

1.工程规模及主要技术经济指标.............................

2.水文气象和地质条件

3

4.电站枢纽布置..........................................

5.工程建设概况..........................................

第二节施工总体布置........................................

1.砂石、碎拌合系统.......................................

2.施工辅助设施..........................................

3.施工用风、水、电布置...................................

4.施工道路布置..........................................

5.垂直运输机械布置.......................................

第三节导流围堰工程......................................

1.一期围堰.............................................

2.二期导流.............................................

第四节基础开挖.............................................

1.概况................................................

2.工程地质.............................................

3.粘土岩钻爆试验........................................

4.开挖施工方法..........................................

5.结语................................................

第五节基础灌浆处理........................................

1•概况..................................................

2.钻孔布置及设计指标.....................................

3.施工工艺.............................................

4.固结灌浆成果分析.......................................

5.帷幕灌浆试验..........................................

第六节右坝肩岸坡接触灌浆施工.......................

1.概述................................................

2.工程地质.............................................

3.主要工程量............................................

4.施工材料及机械........................................

5.灌浆控制.............................................

6.施工程序及施工工艺.....................................

7.施工过程及质量控制.....................................

8.结束语...............................................

第七节主体已施工........................................

1.概况................................................

2.枢纽工程建筑物布置.....................................

3.混凝土配合比试验内

容.....................................

4.厂房（流道）混凝土施...................................

第八节梁板合一屋盖雁形板的应用............................

1.概..................................................

2.主要参数.............................................

3.雁形板的预制..........................................

4.雁形板荷载试验........................................

5.雁形板吊装............................................

6.结束语...............................................

第九节金属结构安装

第十节质量控制..........................................

1-质量目标..............................................

2.质量体系.............................................

3.质量保证措施..........................................

4.总体质量评价..........................................

尼那水电站施工技术综述

第一节黄河尼那电站工程概况

1.工程规模及主要技术经济指标

黄河尼那水电站位于青海省贵德县境内黄河干流上，坝址距上游

拉西瓦电站坝址&6Km，距上游龙羊峡水电站41Km。是黄河上游龙

-青河段开发的第三梯级电站。坝址距西宁市公路历程124Km,距下

游贵德县城约20Km,距国家铁路干线上的;皇源物资转运站137Km。

尼那水电站为河床式电站，属三类中型工程，以发电为主，并可

改善下游灌溉条件。电站正常蓄水位2235.5m,最大坝高47.9m,

总库容2620万m3,为日调节水库。电站总装机容量160MW,最大

发电水头18.1m,电站保证出力74.7MW,年发电量763Gw.h,年

利用小时数可改善下游万亩耕地的灌溉条件。

4769h03.5

尼那电站工程分二期施工。第一期采用土石围堰围护左岸基坑，

进行泄水闸的全年施工，由束窄的河床过流；二期对已被束窄的黄河

主河床进行截流，修筑上、下游土石围堰，由上下游横向围堰挡水，

进行泄水底孔、电站厂房及右岸已重力副坝全年施工，水流由泄水闸

下泄。

1.2电站主要工程量：土石方开挖总量130万m3,已浇筑42.53

万m3,钢筋制安1.3万吨。土石方开挖：45.37万方;

2水文气象和地质条件

坝址以上流域面积132481km2,占全流域面积的17.6%,水量

占全流域的坝址处多年平均流量为多年平均径流

45%0666m3/s,

量为210亿m3。经上游龙羊峡水库调蓄后，入库洪水流量五十年一

遇洪峰流量为千年一遇洪峰流量为当水库

4460mVs,4890mVso

正常蓄水位为2235.5m,死水位为2231.5m时，总库容为2620万

m3,有效库容为860万m3。

年入库沙量为万平均含沙量为

168t,0.082kg/m3e

2.1分期洪水

尼那水电站分期洪水如表lo

表1分期洪水流量表流量：mVs注：括号中的为龙羊峡正常运行情况

洪水标准(P%)

月份

51020

1-6130013001300

7-102330(2830)2240(2240)2150(2650)

11-12130013001300

2.2气象

坝址座落在浅山与红柳滩地交界的位置，与下游贵德盆地的下垫

面状况基本相似。贵德气象站距坝址仅13.2km,故以该站为坝址代

表站。坝址区气象特征见表2

表2

序号项目单位数量

1多年平均气温℃7.2

2多年平均最高气温℃15.3

3多年平均最低气温℃03

℃

4多年绝对最高气温34.0

℃

5多年绝对最低气温-23.8

%

6多年平均相对湿度50

mm

7多年平均降雨量254.2

8多年平均蒸发量mm2110.0

9多年平均最大风速m/s15.2

10多年平均风速m/s2.1

11最多风向C,NE

12多年平均地面温度℃10.0

2.3工程地址条件

枢纽区为宽阔的不对称槽形河谷，谷底宽150~170m。左岸为

平缓的I、II级堆积阶地，右岸岸坡由三迭系砂板岩组成，分布有黄

河I~VDI级阶地，总体呈台阶状。右岸临水岸坡为高15~20m的基岩

陡坎，自然坡度

60°~80°o

地层由老到新有：三迭系下统（T1）浅变质岩、第三系上新统

N2粘土岩、第四系上新统Q3黄河冲积砂卵砾石层及全新统Q4松散

堆积层。

孔隙性潜水分布在河床及左岸I~口级阶地砂卵砾石层中。地下

水埋深一般5~20m,水位高程2219~2221m,含水层10m左右，

水量较丰。基岩裂隙水分布在右岸砂板岩中，埋深25~50m,水位高

程2219~2230m,水量贫乏。

厂坝基岩体为下三迭系砂板岩（Tii~TC）,河床段主要为T?层

中厚度变质砂岩夹板岩。弱风化层厚度20~30m,下限高程

2170~2180m,其上强风化层厚度5~10m。厂基位于强风化层下部

和弱风化层上部岩体中。按厂基岩体质量分级，以三级岩体为主，岩

体较破碎，完整性差。建基面主要断裂构造为F2、F19、F20等陡倾角

断层，呈NW2800~300。方向展布，斜切河床建筑物部位。

3.电站枢纽布置

尼那水电站工程枢纽由左岸副坝（土坝），左岸泄水闸（坝轴以

上为导流明渠）、泄水底孔、电站厂房坝段、右岸副坝、右岸开敞式

开关站、上坝及进厂公路、尼那沟防护工程等组成（尼那水电站枢纽

平面布置图见图1,上游立视图见图21

图1尼那水电站枢纽平面布置图

黄河尼那水电站枢纽总平面布置图

1:1000

图2上游立视图

3.1挡水建筑布置

尼那水电站挡水建筑物有左岸土坝和右岸已重力坝。

左岸土坝长378m,最大坝高33.2m,坝顶宽度6m,上下游边

坡坡比为1：20

右岸碎副坝布置在厂房坝段右侧，由右副1#和2#两个坝段组成,

为重力式挡水坝段。坝顶长41.6m,最大坝高41.9m。电站门库、工

具房、检修排水泵房、事故油池等设在右副1#坝段。

3.2泄水建筑物

尼那水电站泄水建筑物主要有泄水闸和泄水底孔。泄水闸布置在

左岸，与左岸副坝相连，右侧与泄水底孔相连。其坝轴线以上为导流

明渠。泄水闸由闸室、交通桥、消力池、尾渠组成。泄水闸长170m,

宽62m,分左、中、右三孔，孔口尺寸12x7m。进口底板高程为

2215.0m,每孔安装有弧形工作闸门，由2X1600KN液压起闭机操

作。三孔共用一扇检修闸门，由坝顶2X1600KN门机操作。

泄水底孔布置在安装间坝段，该坝段长25m,沿水流方向底宽

65.2m0进口底板高程2212.0m,进口设8mx7m的事故检修门,

由坝顶2X1600KN门机操作。出口尺寸为8mx6m,底板高程

2211.5m,出口设8mx6m的平板工作门，由尾水2xl250KN门机

操作。

3.3发电建筑物布置

本工程为河床式电站。四个厂房坝段集中布置在右侧主河道，桩

号右0+036.0。0101~右0+128.00mm，总长92m，顺水流方向底宽

67.0m。坝顶高程2238.20m,厂顶高程2246.45m,尾水平台高程

厂房坝段顺水流方向可视为三部分：进水口段、机组段、

2226.00me

尾水管段。见图3

图3

进水口底板高程2204.10m，为喇叭型布置，进水口段不设中墩,

过水净宽度12m。沿水流方向设两道门槽：拦污栅槽、检修门槽兼副

拦污栅槽。拦污栅孔口尺寸为12x24.55,检修门槽孔口尺寸为12x

7.48m，拦污栅及闸门由坝顶2X1600KN门机操作。坝顶牛腿长度

5.5m，作为连接两岸的公路桥。坝基灌浆排水廊道底板高程为

2192.80m,廊道尺寸3x3m,坝体及坝基渗水排往漏集水井。

机组段有水轮机井、水轮发电机组、主机层、运行层、安装间及

主厂房上部结构。水轮机井底部高程2197.60m,装四台单机容量

40MW灯泡贯流式机组，水轮机型号为GZ4BN32-WP-600,发电

机型号为,水轮机安装高程主机的

SFWG40-56/72002205.60me

流道顶板以上为主机层，高程为221630m,层高3.7m。运行层地

面高程为,较安装间低安装间设在厂房左侧泄水底

2220.00m6m0

孔之上，长度33m,宽度与主厂房上部结构同宽22.3m,地面高程

2226.00m,与尾水平台同高。主厂房上部结构由排架柱、吊车梁、

预应力钢筋混凝土雁形板等组成，上下游排架柱外缘间距22.3m,断

面尺寸1.2x1.8，顶高程2248.80m。

尾水管段有尾水管、尾水副厂房、尾水平台、尾水墩墙。尾水管

锥管段出口直径8.285m,其后为圆变方段。尾水出口设事故门，孔

口尺寸为10.648x10.648m,事故门由尾水平台2xl250KN尾水门

机操作。尾水平台高程2226.00m,左右与两岸进厂公路相接。两台

主变压器设在2#、4#机组段，型号为SFP7-8000/110,主变压器可

通过专设轨道推入安装间检修。尾水副厂房布置在主厂房下游墙与下

游挡水墙之间、尾水平台以下至尾水管顶板的空腔内，宽度

19.5~20.lm,高度方向分为三层。2212.80m层为水轮机设备层，

2217.30层为电缆夹层，2220.0m层为发电机电压配电装置层。

右岸副厂房布置在主厂房右侧，并相连，其结构型式为全框架和

部分剪力墙结构，副厂房4层。

尾水渠宽约96米，渠底由2200.276m以1:5反坡上翘与原河

床平接。桩号坝下0+067.00m~坝下0+117.55m段采用混凝土衬

护，混凝土护坦厚度为0.8m。桩号坝下0+177.55m~坝下

0+149.00m段采用铅丝笼防护，厚度为0.8m,其后为块石回填。

1#~4#厂房坝段流道右侧均设一排沙孔，进口底板高程

2199.30m。排沙孔断面为矩形，进口尺寸2.5mx4m,进口平段后

开始上翘，出口底板高程220730m,出口尺寸2.5mx3m0排沙孔

进口设事故检修门，事故检修门由坝顶门机操作。排沙孔出口设工作

门,工作门后为检修门，孔口尺寸2.5mx6m,均由尾水门机操作。

3.4其他建筑物布置

110KV开关站布置在右岸上坝公路右侧，坝轴线下游约130m

处。地面高程2240.1m,面积45mxl00m。

左岸灌溉管布置在泄水闸左侧，土坝接头段内，进口底板高程

2223.0m。

右岸灌溉管及工业取水口布置在右岸已副坝2#坝段内，进口底

板高程2226.5m。

4.工程建设概况

尼那水电站的建设单位是青海三江水电开发有限责任公司，由国

家电力公司西北勘察设计研究院设计，北京华源水利水电咨询工程公

司承担监理。中国水利水电第四工程局承担C1标和C2标施工任务。

电站机组安装由广东省水电建筑安装公司承担。

尼那水电站是青海省第一座采用股份制方式筹资建设的中型电

站，也是目前国内单机容量做大的灯泡贯流式机组电站。工程于1996

年9月份筹建，2001年2月份C1标工程泄水闸及导流明渠工程施

工完成，2001年3月18日二期河床截流成功。2001年7月份二期

工程开始基坑开挖，9月份二期枢纽碎工程开始施工，2003年6月

完工。

第二节施工总体布置

1砂石、碎拌合系统

1.1砂石骨料生产

尼那水电站C2标已总量24.46万m3,成品骨料需用量约40万

m3,原料开采量约50万m3。业主提供的料场位于坝址下游3km处

的红柳滩料场。由于该料场颗粒级配较差，缺中石和砂，为了减少其

他粒径骨料的弃料量，经征得业主同意，在坝址上游1km的库区右

岸河漫滩开采了部分砂石料。

砂石料生产系统设计生产能力为5.0万m3/月，小时生产能力

300T/h，本系统布置有汽车受料仓、筛分楼、破碎车间、成品料廊道、

脱水筛、皮带机及栈桥等。筛分楼安装两组（4台）筛分机，设计生

产能力为解决本工程大、中石不足的问题，本系统布置有

300t/ho3

台颗式破碎机，设计处理能力为

300t/ho

1.2磅拌合系统

根据施工总进度要求，尼那C2标工程月最高浇筑强度为2.5万

m3/月，高峰期小时强度为120m3/h。本系统布置有一座4xJ3-3000

型硅拌合楼，生产能力240m3/h,月生产能力可到达4.8万/月。

截止2002年12月底，尼那C2标工程最高月硅浇筑强度2.69万

m3,其拌合楼较好的满足了已浇筑强度的需要。

13供热及制冷系统

供热系统布置了台蒸汽锅炉，设计供热能力制冷系统

414t/h0

布置有一台制冷氨压机组，生产2°C左右冷水，供夏季拌制碎用。

1.4辅助生产设施

根据最高月强度，水泥日平均需用量230t/d,本工程安装有两

座1000t水泥罐和一座800t粉煤灰罐，其贮存量满足了高峰月7天

的水泥粉煤灰用量。

外加剂车间布置了2个20m3的水池和1个lOrrP水池，用于外加剂

的溶解配制，配制好的外加剂用耐腐泵输送上楼。

供风系统布置了3台移动式20m3/min空压机，供风能力满足了

拌合楼风动设备及散装水泥、粉煤灰卸车及风动上楼的要求。

2.施工辅助设施

为满足C2标工程施工需要，布置了综合加工厂、金结拼装场地、

物资仓库、油库、炸药库、地磅房、机械修配厂等辅助设施。

3施工用风、水、电布置

尼那C2标工程施工供风采用移动式空压机，根据施工部位灵活

供风，本工程布置18m3/s~25m3/s空压机5台。施工用水主要为碎

仓号养护、冲洗及灌浆用水。根据计算的用水量，从左岸中219主管

路上用中159钢管接引至二期基坑，总长约800m,满足了施工的用

水需求。

本工程生产、生活用电由布置在电站附近的35KV变电所供电。

本标段共引出6条线路通至各用电部位，安装400~1250KVA变压器

7台。

4施工道路布置

尼那水电站C2标工程施工道路主要作为磅、预制构件及金属结

构大件运输的通道。其道路走向、转弯半径、纵向坡度等技术指标以

满足设备及金结大件的运输需要而设计。本工程布置了3条主要施工

道路。第一条为筛分楼至红柳滩料场的砂石料运输道路。第二条为从

拌合楼经交通桥至基坑的道路，其中拌合楼至下游围堰左端头为已经

形成的永久通道，下游围堰左端头至基坑道路利用原出硝道路改造而

成。第三条在上游围堰左端头接第二条道路经下游围堰，上坝公路至

上游围堰。

5垂直运输机械布置

垂直运输机械以满足C2标已垂直运输及厂房预制构件安装的要

求而布置。本工程共布置垂直运输机械5台，其中坝前布置了1台

SDMQ1260/60t高架门机，1台MQ600-10/30高架门机。坝后布

置了1台MQ540/30低架门机，1台K5/50B塔机。另外在左底孔

一线布置了1台WK-4履带吊。

坝前2台门机安装在距坝轴线上游17.5m（门机中心线）处的门

机轨道平台上，门机轨道平台在基坑上游永久边坡上开挖形成，平台

长120M，宽15M，平台高程在保证门机轨道基础坐落在岩石上的前

提下，以尽量抬高的原则选定为2204.0高程。

坝后塔机和30T低架门机布置在2202高程平台上，轨道轴线位

置以保证30T低架门机回转需要而选定。2002年8月后，随着各机

组尾水墩墙逐步浇到设计高程，30T低架门机起吊幅度受到限制，已

无法发挥作用，遂将其搬至已形成的2226高程尾水平台上，用于厂

房预制件的吊装和尾水门机的安装。截止2002年12月底，尼那C2

标工程除部分二期已未施工完外，其它碎工程都已完成。最高峰月浇

筑强度达到2.69万M3。本工程所布置的这5台垂直运输机械较好的

满足了高峰期硅浇筑及材料吊运的需要，其中除个别工作面未覆盖到

而采用其他施工手段外，大部分部位的已浇筑均由这5台设备所承担。

另外由于坝顶门机安装方案修改，坝前60T高架还承担了坝顶160T

门机的安装及闸门门叶上坝的吊运。经统计，坝前60T高架最高月吊

运碎8100M3,30T高架最高月吊运已4500M3。坝后塔机月最高浇

筑3900M3，坝后30T低架门机最高月吊运已4800M3。垂直运输机

械布置（见图1、图21

图1坝前60T高架门机和坝后20T塔机布置

磴施工机械立面布置图

日

一

0

0—

S

LSO

+

0

图2坝前30T高架门机和坝后30T低架门机布置

第三节导流围堰工程

1.一期围堰

LL概况

尼那工程一期围堰下游部分堰段为滩地填筑大部分为水下填筑,

从桩号0+275米以上段堰体的俄堤为块石进占，其余段为砂卵石填

筑。上游横向段围堰长约240米，沿轴线方向地形平缓，基础为9~

15米的砂卵砾石层，属现代河流冲积，粒径大于150mm占12.7%,

最大粒径大于300mm多为180~250mm,5~150mm占57.10%,

渗透系数为5.8x10-2-8.1xlO-2Cm/s0下部左端为N2粘土岩，右端

为T1变质钙砂岩夹薄层泥质板岩。纵向段围堰长约250米，地形平

坦，地基上部为10-13米厚的砂卵砾石层，属现代河流冲积，粒径

大于150mm占4.3%~10.5%,多为180mm~250mm;

5mm~150mm占55.1%~573%,渗透系数5.8x1Q-2-8.1x

2

10-cm/so下部为T1变质钙质砂岩夹薄层泥质板岩。下游横向段围

堰长158米，位于尼那沟口滩地，地形平坦，上部为尼那河冲洪积砂

卵砾石，厚n~13米，结构较松散，含泥量较上游及纵向围堰段高,

渗透系数23xlO-2~2.9xlO-2Cm/s,下伏N2粘土岩。

一期围堰为土石围堰，围堰建筑物设计级别为V级，设计洪水标

准为10年一遇洪水，相应洪峰流量为2240mVso一期围堰设计总

长度为646.226米，堰顶宽度为7米，围堰最大高度为7.5米。（详

见附表一：一期围堰技术特性）内边坡设计为1：1.5,外边坡设计为

1：2.0,基础防渗采用高压旋喷板墙。一期围堰施工由外至内包括块

石就堤填筑、闭气混合料填筑、砂砾石填筑，沿水平采用钢筋块石铅

丝笼及编织袋装砂砾石防护。按照96年12月17日在李家峡宾馆由

尼那公司召集的专家会议精神和尼那公司的要求：第一期按

1200mVs流量（即仓戈堤以下）填筑，二期根据再确定填筑时段，一

期按要求96年12月22日~97年元月8日施工完毕。二次填筑根

据设计97年度汛计划和华源尼那工程监理处要求，将一期围堰填筑

到设计断面。由于97年6月5日及7月1日尼那地区发生暴雨，尼

那沟洪水将下横围堰局部冲垮，根据设计修改通知对下横围堰进行补

强加固，97年6月19日开工，9月1日完工。

1.2围堰填筑

1.2.1主要工程量见附表二。

1.2.2施工准备

1.2.2.1施工备料

施工备料分两部分：一部分由尼那公司准备，另一部分由四局项目部

准备。尼那公司将备好的材料移交四局项目部使用。

尼那公司备料：块石备料4019方，其中装入钢筋铅丝笼1346方（计

673个），编织钢筋铅丝笼193个放在尼那沟桥北备用，编织袋装砂

砾石15000个（1500方），放在尼那桥北备用。

四局项目备料：

块石备料：因尼那水电站坝址周围缺少填筑仓戈堤用块石，经尼那公司

和项目部有关人员现场勘察，块石从温泉源头（距坝址约30km）取

料，由装载机装车，STR自卸汽车运输，倒在尼那沟备料场备用。

砂砾石料场：一期围堰填筑大部分为砂砾石料，根据尼那公司、设代

现场指定，砂砾石料场选在尼那沟内。

钢筋铅丝笼备料：钢筋铅丝笼用中12的钢筋做骨架，8#铅丝编织，钢

筋铅丝笼规格为2x1x1米（长X宽X高）人工在后方分片加工，然后

组装成笼。一部分运到尼那沟，人工装石入笼交盖盖好做为抛投之用,

另一部分铅丝笼编好沿外边坡（水上部分）人工摆放，装入块石。

1.2.2.2临时施工道路修筑

从备料场到上下游围堰端头各修筑一条施工道路。

在堰0+300部位修筑一条上堰道路。

从尼那沟修筑一条临时上堰道路用来拉运铅丝笼及编织袋。

由生活区到尼那沟在黄河岸边修筑一条施工道路，用来运输温泉源头

的块石。

1.23填筑方法

围堰第一次施工从96年12月22日开始，主要包括块石能堤填

筑、闭气混合料填筑、砂砾石填筑等项目，按照设计修改通知，块石

仓戈堤填筑范围为堰0+55~0+275。首先根据图纸在岸边将上下游端

头点的座标及围堰走向放出，并将堰0+300的临时施工道路做好，

按照测量放线自堰0+00向下游和堰0+300处上游同时进占，装石

采用1台4立方的装载机，1台反铲及1台16T汽车吊，运输采用

12台STR自卸汽车和6台贝拉斯。按设计1200mVs流量，围堰最

大高程为2221.5米。围堰进占时，首先填筑块石能堤，由于设计能

堤顶宽只有3米，为保证施工机械的安全行驶，经监理工程师同意，

加宽至4米。填筑程序为:俄堤进占一闭气混合料一砂砾石加高培厚。

块石能堤比闭气混合料及砂砾石超前填筑2~3米，在堰0+104桩号

位置水流较急，块石能堤无法进占，将钢筋铅丝笼串在一起利用推土

机及反铲将推入指定位置。在围堰填筑期间黄河下泄量较大，围堰上

游局部超过2221.5米高程。因上横围堰位于黄河主河道内，填筑时

冲刷量较大，在填筑时采用沿轴向上游偏斜15度角，保证填筑时堰

体稳定，因此在堰0+120褰头部位填筑较宽，将主河道挑向右岸方

向。在堰0+300基本完成后，填筑0+300~0+646.226砂砾石围堰。

0+300~0+646.226位于黄河滩地上，施工程序基本同0+300桩号

以上，利用振动碾，每填50~70cm碾压一层，压实效果受冰冻影响

较正常稍差。全堰97年元月8日合龙。围堰整个施工期在冬季，选

择的尼那沟砂砾石料含水量大，围堰填筑过程中冻结严重，振动碾碾

压3~5遍效果不理想，压实度无法满足要求，经与监理工程师商定

冬季暂停碾压，等气温回升后再补碾。

97年3月中下旬，尼那地区气温回升，冰冻消失。经人工对全堰

进行检查，发现三处长2~5米左右裂缝，经监理工程师同意在裂缝

侧边利用反铲（或人工，内坡）配合STR自卸车将边坡修正至稳定坡。

测量控制堰顶超高，用振动碾压。碾压遍数以堰面下1米深干容重2

1.98t/ms,说明补碾效果达到设计要求。

围堰二期填筑按照设代和监理要求，97年6月19日开工，围堰

填筑前用推土机从上游至下游往返行走，将表面压实部位松动，以利

于和下层砂砾石连接良好，然后回填砂砾石。砂砾石回填从尼那沟取

料，用装载机装车，STR自卸汽车运输，推土机平土，平土厚度不大

于50cm,振动碾碾压，取样合格后进行上回填，下横围堰因6月5

日和7月1日两次被尼那沟洪水冲坏（冲坏范围从堰0+530~

0+610）,在填筑时先将冲坏部位、局部清淤，然后从尼那沟取砂砾石

料分层碾压，于97年9月1日结束。

1.2.4钢筋铅丝笼防护

钢筋铅丝笼防护分为水上钢筋铅丝笼防护和水下钢筋铅丝笼防

护。钢筋铅丝笼防护范围依图纸及监理工程师要求为：!10+55~

0+275;堰0+275以下编织袋防护区下摆一层铅丝笼；堰0+520~

尼那沟右挡墙。水下铅丝笼防护从尼那沟备料场用16T汽车吊装到

STR自卸汽车上，再运输到围堰，用推土机推到防护边坡上，然后用

反铲压到围堰坡角底部，水上砂砾石防护采用人工摆放，然后往铅丝

笼抛石的办法。由于铅丝笼顺水流方向摆放，每层都要搭接，迎水面

无法达到1：2坡度，在0+275~0+55段较陡。±10+520~尼那沟

右挡墙，因下横围堰被洪水冲坏，重新填筑时依监理工程师要求，铅

丝笼比尼那沟底低1米。首先用反铲开挖出一个深槽，将钢筋铅丝笼

装石，然后对围堰上部进行修坡1:2,将铅丝笼摆放在边坡上。

1.2.5编织袋防护

首先将编织袋防护区人工进行修坡。编织袋97年元月1日由尼

那公司交付使用后，用手扶运输至围堰上，人工摆放。编织袋摆放方

向垂直围堰轴线，编织袋防护范围为堰0+275~0+549。由尼那公司

提供的编织袋达不到设计要求，经半年风化后基本全处于破损状态，

达不到防护的目的。

1.2.6边坡修整

围堰填筑完成后用反铲配合人工将内边坡修成1:L5的坡面。

第一次填筑共取样16个点，最大干容重为2.32t/m3,最小干容重

为2.02t/m3,平均干容重为2.16t/m3e第二次填筑试验取样12次,

最大干容重为2.18t/m3,最小干容重为2.01t/m3,合格率为100%,

均达到设计要求。

在整个围堰填筑过程，项目部技术人员及监理工程师严格控制，

逐层检查验收。目前围堰填筑宽度及高程全部达到或超过设计要求。

围堰顶度最大宽度为12米，最高宽度为7米。

围堰施工备料单位由多家完成，对现场管理难度加大，现场干扰

大。质量很难控制。如一家统一管理有利于质量控制和减少施工干扰。

附表一围堰技术特性一览表

序号项目单位数量说明

1泄水建筑物、挡水建束窄原河床/土石围主要进行导流明渠施

筑物堰I

2导流建筑物级别级V

3导流设计流量m3/s2240P=10%

4导流时段年全年使用时段1年

5设计上游水位米2223.47Q10%=2240m3/s

6设计下游水位米2221.2Q10%=2240m3/s

7围堰设计顶宽米7

8围堰设计长度米646.23

9围堰顶部局）程（最局）米2224/22225.5

/最低）

10围堰最大高度米7.5

附表二主要工程量汇总表

序工程量

工程名称单位备注

号一次填筑二次填筑h

—一期围堰填筑

1.1砂砾石回填、碾压m3459801055756537包括闭气料

1.2俄堤块石填筑m366006600热水沟取料：4950

方，尼那沟1650

方

1.3人工削坡m216101610

钢筋铅丝笼防护

2.1钢筋铅丝笼制安个12007541954尼那公司193个

2.2钢筋铅丝笼装块石、防护m3240015083908尼那公司673个计

1346方

2.3钢筋铅丝笼固定用铅丝kg11501150

2.4砂砾石基础开挖m313611361

2.5砂砾石回填m311731173

—铅丝网块石防护

3.1编网用铅丝kg38003800

3.2网内人工装块石m3593.6593.6

3.3砂砾石回填m3331.5331.5

3.4砂砾石人工平整m2662662

四编织袋防护m315001500编织袋15000个

五临时围堰

5.1砂砾石填筑m325442544

5.2草袋个18601860

5.3草袋装砂砾石m3186186

六洪水对围堰的毁坏m3见华尼监字

(1997)32号文

6.1冲刷方量个664664

6.2铅丝笼盖子冲走个4343

6.3铅丝笼连接不良个6161

6.4铅丝笼可能倾倒个2121

6.5洪水冲毁块石m3154154

1.3高压摆喷灌浆

黄河中、上游水电站河床地质复杂，多为砂卵砾石及冲积物,

防渗墙施工一般均为常规灌浆。尼那水电站一期围堰防渗墙施工采用

了新近正在发展的高压喷射灌浆技术。

高压喷射灌浆是利用能量较大的水气同轴喷射切割掺搅地层，同

时将凝结材料灌注掺搅地层，形成要求形状的凝结体。国际高压喷射

灌浆技术自70年代末开始发展，国内在1980年开始研究，1981年

12月通过部级鉴定。高压喷射灌浆技术与其它软基防渗技术相比，具

有施工速度快、费用低的优点。近年来发展起来的高压喷射灌浆技术

主要局限于对软基的处理，对于一些复杂的地基基础，如砂卵砾石地

基基础等在高喷技术处理方面还未取得突破性的进展，正处于试验和

研究阶段。尼那水电站一期围堰全长646.226米，防渗墙施工为高压

喷射单排对摆技术，实际施工防渗面积为11343.2m2，高喷工程量为

尼那水电站导流明渠开挖至基岩面后防渗墙体稳定，防

10468.1me

渗墙渗水量稳定为24h抽排9100m3~9200m3,较设计小。尼那水

电站高压喷射防渗墙施工为国内较同类工程中最大的，高压喷射防渗

技术的应用将对黄河中、上游的河床式电站的地基处理有借鉴作用。

1.3.1高压喷射灌浆试验

为探讨在砂卵砾石层进行高压喷射灌浆技术施工的可行性和可靠

性，科学地提出适用于尼那地质层施工区高喷参数，进行试验是前提。

尼那工程施工中选择地质最复杂的河床区进行了高压喷射灌浆的单

墙、围井试验。

单孔试验方案为：试验4道单墙，每一单布置3孔，孔深8米,

孔间距1.0~1.2米。主要从钻机型号的选用、不同的钻头在砂卵砾石

层的进尺情况、高压喷射灌浆施工参数的初步选取、喷射效果的检查

等方面着手试验。单墙试验提供的试验参数见表单墙试验表明：

20

墙体不很规则，单耗量均在420kg/m以上，墙体厚度大于30cm,

采用90。摆角和60。摆角水泥耗量相差不大。水泥浆与砂卵砾石胶结

强度较低，水下部分成墙体胶结效果不太理想。试验中水压最大为

39Mpa,最小为28Mpa,水压是高压喷射切割掺搅、升扬置换、位

移袱裹的关键，试验认为，水压应达到38Mpa以上，质量才有保证。

围井试验的方案是在单墙试验的基础上设计的，围井大小为3x

3.6米的矩形，井深17米,矩形每边上布置3孔,孔间距为1.0~1.2

米。进行围井试验的主要目的是选取适用于砂卵砾石层的钻进液，对

塌孔机理、埋钻、事故孔进行分析，提出科学的高喷参数。围井试验

提供的高喷参数见表2。围井试验表明：墙体平均厚度在40cm以上,

施工存在质量缺陷，但不影响墙体整体质量，采用90。摆角的墙体比

采用60。摆角的墙体要厚，墙体水泥胶结情况较好，不存在分层情况,

高喷中浆压过大会造成不必要的浆材浪费，浆压应控制在0.5Mpa以

下。对于塌孔、卡钻孔段、存有卵石集中处应采取旋喷和复喷进行处

理，对于难以一次成孔进行喷灌的可采用分段喷灌法，分段点处应复

喷钻井液采用红粘土浆中掺以少量的烧碱及膨润土固壁

30~50cmo

效果较好。

1.3.2防渗墙施工

1.3.2.1施工工期及工程量

一期围堰高压喷射灌浆施工用去时间182天，完成工程量见表1

表1工程量表

钻孔米数高喷孔数高喷米数总耗用水泥(kg)平均单耗

(m)(m)(m)(kg/m)

10660561104685

1.3.2.2施工工艺

总体施工工艺

测量放线布孔——钻机就位—钻I序孔——验收——高

压喷射灌浆——钻II序孔——验收——高压喷射灌浆—检查及总

体验收。

单孔施工工艺

放孔位一一校核一一钻机就位并进行固定调平——造孔—进入基

石

1.0米后进行验收口一(合格后)移开钻机——高喷灌浆——单

孔灌完后回填

(不合格)返回造孔

1.3.2.3施工方法及施工参数

高压喷射灌浆防渗墙工程孔位顺围堰中心线单排布置，孔距为

1.1米，喷射方式采用小角度(60°~90°)轴向对称双向喷射，即采

用直线式的方法进行施工方。喷射方式见图

30

钻孔孔径为（plio~q）130mm,采用KXP-1轻便测斜仪（针对砂

卵砾石层30mm孔径的孔，提出了采用89mm、4.0m

长套管测斜法，保证了墙体的连续性）进行测斜检查，孔斜率要求小

于1%。高喷采用三重管法和三管法进行施工，即用水泥浆液、高压

水、压缩空气三个系统同时供给三重管（或三管），使三重管（或三

管）边喷射、边摆动、边提升，从而在地下构成防渗板墙。

高压喷射灌浆技术，目前沿无设计和施工规范可以遵循，对于不

同的地质情况，通过试验采取适宜的高压喷射灌浆参数，在施工过程

中因地制宜地对部分施工参数还应进行修改和完善，在特殊部位（如

砂卵砾石比较集中、存在有孤石等处）根据地质情况采用了90。摆角、

180。摆角及旋喷灌浆，一期围堰防渗墙体施工参数见表20

表2一期围堰高压喷射灌浆施_L参数

类别孔距提升速度摆角摆速水压水量风压风量浆压浆量进浆比回浆匕

(m)（cm/min（°）(次(Mpa)(l/mi(Mp(m3/mi(Mpa)(l/min重重

）/min)n)a)n0)（g/cm3）（g/crr

）

单墙1.0-1.5-860-9/38-40/0.7-0./03-0.5/1.6-1.8

试验208

围井1.0-1.3-660-9/38-42/0.7-0./03-0.5/1.65-1.

试验2088

墙体1.14-7604-738-40750.6-0.11.503-0.570-801.65-1.

施工88

13.2.4高压喷射设备

高压喷射技术的发展与采用性能良好的高压泵及高喷台车直接有

关，80年代初，我国只能生产不大于30Mpa的灌浆泵，随着工

业水平、机械加工制造能力的不断发展，现在有了50~60Mpa

的高压水泵，相应地高喷台车灌浆设备也得到了改善。尼那电站

高喷施工主要机械设备见表

30

表3施工主要机械设备

名称型号数量（台）

地质钻机YL-6SGZ-3AJU-1000XY-342

风动钻机MG-50C6QDZ-23

局）喷台车SGP300-55

高喷台车GS500-43

空压机INGERSOLLRAND8

高压水泵3D2-S8

搅拌机ZJ-4012

泥浆泵SPN200/10035

灌浆泵BW100/10010

1.4质量评价

围堰填筑体干密度：2.0g/cm3

墙体主要检查手段：

钻孔取芯检查、注水孔检查、小围井注水试验检查、开挖

检查、墙体抗压试验检查、堰内基坑抽水检查。

高喷墙体强度低，地质钻机钻孔检查很容易因扰动而破坏

墙体，取芯破碎较多，不完整，不能很好地判断墙体的胶结情况,

钻孔取芯不能满足墙体抗压试验要求，开挖出的墙体不能据实取

样。在开挖处的墙体随机凿取了9块大于15cm的墙体结石，后

由人工在试验室内处理成约15cm大小的试块放入15cm3的试

模中，采用425普通硅酸盐水泥，掺20%粉煤灰，灰砂比为1:

8,拌和后放入试模中，填充中试样周围，制成标准件，36小时

后拆模，在标准养护间养护132小时后利用工地的2000KN压

力机，在500KN档试压、破型，由于试件为随机取样，除去最

大值与最小值，平均强度达到4.1Mpa,从破型的试块看，模机

砂浆强度低，符合试验程序要求。

表4防渗墙体抗压试验结果

试件成型日水泥种龄试件尺寸破坏荷载抗压强度

编号期类期(cm)(KN)(Mpa)

198年425普7d15xl5x723.2

210月通硅酸7d15783.4

327H盐水泥7d1104.89

47d873.87

57d672.98

67d883.91

77d823.61

87d1617.16

97d1325.87

尼那高喷灌浆墙体水位以上部位经开挖判断有效厚度及喷射

范围比水下部位喷射效果要好。有效厚度达到0.5~0.8m，喷射有

效直径达到LI~1.3m。在砂石层中，充填的浆液与该层掺搅均匀,

固结体中仅存少量的胶泥及砂粒。在卵砾石层中，卵砾石被水泥浆

充分包褰,被挖开的墙体表面部分砾石一半被浆液紧密包褰,一半

悬露于板墙外，存在有位移包裹现象。从开挖出的防渗墙体剖面看,

上下不同层位间过度自然，板墙中无夹层、松散层、无孔洞现象,

防渗墙体连续，完整。

明渠开挖抽排水量检查：1998年8月9日明渠开始开挖，

1998年12月17日建基面部分混凝土已浇筑1.4万m3,通过4

个多月对围堰墙体的抽排水量统计及分析，围堰明渠防渗墙漏水量

稳定为24h抽排9100~9200m3,堰内边墙无管涌现象，浸润线

较低，围堰边坡稳定，墙体平均渗透系数达到4.1x10-5-4.9x

55

10cm/s，小于设计要求的5xl0cm/so

中国水利水电第四工程局首次在青海尼那工程施工了围堰高

压喷射防渗墙工程，以60度单排对摆形式在砂卵砾石进行喷灌并

取得成功。实践证明，在砂卵砾石填筑体进行高压喷射灌浆防渗施

工（相对于25米深的防渗墙）是可行的。

2二期导流

二期导流即对已被一期工程束窄的主河床进行截流，填筑上、下

游横向围堰，由上、下游横向土石围堰挡水，进行基坑主副厂房及底

孔的全年施工，水流由导流明渠（泄水闸）下泄。二期末泄水闸下闸

蓄水发电。二期围堰设计洪水标准为Q=2330m3/s（20年一遇洪水）。

二期上横围堰轴线在坝上0-090.0处，结构型式为土石围堰，堰

顶高程2228.0m，顶宽10m,最大堰高12m,全长169m,用塑性

混凝土防渗墙进行防渗。下横围堰轴线桩号为坝下0+203.8m,采用

砂砾石填筑，高压旋喷防渗墙防渗，堰顶高程2223.0m，堰顶宽12m,

最大堰高9m,全长128m。

2.1截流方案确定

2.1