【摘要】水電站河床地質(zhì)條件復雜,水電站的圍堰采用灌漿防滲施工技術(shù),效果均不理想,因此圍堰防滲技術(shù)是修建水電站的一大難題。經(jīng)過施工探索,發(fā)現(xiàn)圍堰防滲墻防滲效果相對較好,在下面的內(nèi)容中我將以班多水電站防滲墻施工為例,簡述防滲墻施工方案。

  【關(guān)鍵詞】圍堰;防滲墻;方案

  黃河班多水電站為黃河干流龍羊峽上、海拔3000米以下水電規(guī)劃的第2個梯級電站。壩址位于青海省海南州興?h與同德縣交界處的班多峽谷出口處,距上游茨哈水電站月6.5km,距下游羊曲水電站、龍羊曲75km和176km。上游圍堰軸線位于上游河道距離82米,軸線方向SE124,下游圍堰軸線位于壩軸線下游河道距離195米,軸線方向NE79。巖體中斷裂鉤造發(fā)育,巖體完整差,基本無強風化,巖體透水率以弱透水為主。

  本標段防滲墻包括上游圍堰砼連續(xù)防滲墻和下游砼連續(xù)防滲墻。上游圍堰砼連續(xù)防滲墻為素砼連續(xù)防滲墻,墻厚0.8米,墻頂高程為2732.00m,墻高約28m,面積約為1370m2。下游砼連續(xù)防滲墻為素砼連續(xù)防滲墻,墻厚0.8米,墻頂高程為2726m,最大深度24m,面積約為1310m2。

  根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,孔口應(yīng)高出地下水位2.0m,以防止內(nèi)壁壓力不足,引起塌孔。如果黃河水位上漲至堰頂孔口高程小于2.0m,應(yīng)做好防汛渡汛,把設(shè)備安置于安全地帶,待洪水退后,孔口高出黃河水位2.0m,再盡快復工。

  一、導墻施工方案

  1.施工部署。在地下連續(xù)墻成槽前,應(yīng)砌筑導墻。導墻質(zhì)量的好壞直接影響地下連續(xù)墻的邊線和標高,是成槽設(shè)備進行導向、存儲泥漿穩(wěn)定液位、維護上部土體穩(wěn)定、防止土體坍落的重要措施。因此導墻制作必須做到精心施工,確保施工質(zhì)量。本工程的圍堰導墻和壩基導墻均采用“L”型的導墻,導墻深1.5m,導墻底邊寬1.5m,墻厚30cm;導墻間距均為900mm,砼強度等級均為C15。導墻腳須座落于密實的土體上,導墻兩側(cè)要回填粘土夯實。用φ16鋼筋,鋼筋籠在鋼筋場加工,人工運到現(xiàn)場后采用人工布筋、人工綁扎。

  2.施工方法。測量放樣:根據(jù)地下連續(xù)墻軸線定出導墻挖土位置。挖土:測量放樣后,采用機械挖土和人工修整相結(jié)合的方法開挖導墻。挖土標高由人工修整控制。墊層:根據(jù)導墻設(shè)計寬度,事先加工木模,根據(jù)地下墻軸線位置固定木模,復核尺寸后澆砼墊層。立模及澆砼:在砼墊層面上定出導墻位置,再扎鋼筋。導墻外邊以土代模,豎邊兩側(cè)立模板。本工程的模板采用鋼模板,人工立模。砼澆筑采用砼泵輸送,振搗器振搗,人工澆筑、抹面。拆模及加撐:砼澆筑2~3天后可以拆模,同時在內(nèi)墻上面分層支撐100mm方木,防止導墻向內(nèi)擠壓,方木水平間距1.2m,上下間距為0.8m。

  3.槽段劃分。導墻施工結(jié)束后,立即在導墻頂面上劃出槽段線,用紅漆標明單元槽段的編號;同時測出每槽墻頂標高,標注在施工圖上,以備有據(jù)可查。經(jīng)常觀察導墻的間距、整體位移、沉降,并作好記錄,成槽前做好復測工作。過導墻做施工道路,必須用鋼板架空,并用粘土填充密實。

  二、泥漿制備

  1.制漿材料的選用。根據(jù)工程實際情況和設(shè)計要求,本工程擬采用優(yōu)質(zhì)的Ⅱ級鈣基膨潤土泥漿或優(yōu)質(zhì)粘土泥漿進行護壁。分散劑為就近化工廠生產(chǎn)的工業(yè)碳酸鈉(NaCO3);降失水增粘劑為中粘類羧甲基纖維素鈉(CMC),配制泥漿用水采用新鮮潔凈的淡水,以免對泥漿性能產(chǎn)生不利影響。膨潤土或優(yōu)質(zhì)粘土進場前要對料源和生產(chǎn)廠家進行考察,對相應(yīng)指標進行檢測。每批膨潤土進場之后,取樣進行配漿試驗,如達不到護壁標準,則應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果和監(jiān)理人的指示處理或適當調(diào)整泥漿拌制時的材料用量。

  2.材料消耗計劃。鉆機在施工過程中,主要消耗材料有膨潤土、堿、粘土等,膨潤土每天消耗約6噸,粘土每天消耗約30立方。

  3.泥漿制備、檢驗。在上下游圍堰分別開挖2個泥槳池,規(guī)格為長×寬×深=8m×6m×2m,安裝LJ-400高速制漿機;每次泥漿的攪拌時間為3~5min,實際攪拌時間可通過試驗確定后適當調(diào)整;按規(guī)定的配合比配制泥漿,各種材料的加量誤差不得大于5%;泥漿處理劑使用前先配成一定濃度的水溶液,以提高其效果。純堿水溶液濃度為20%;泥漿站旁設(shè)膨潤土泥漿試驗室,新制膨潤土泥漿需做下表所列的項目檢測并要達到規(guī)定的標準;

  三、造孔

  1.造孔設(shè)備。根據(jù)本工程地層特點,防滲墻鉆孔設(shè)備主要采用CZ-5型沖擊鉆機,根據(jù)同類型工程施工經(jīng)驗,該鉆機對本工程地層滲透性較大和漂石、孤石等含量不太高,巖石硬度不大的特點有較好的適應(yīng)性,便于操作和維護。

  2.造孔方法。防滲墻成槽施工方法采用“四鉆三劈”法,抽桶出渣。施工時先施工Ⅰ期槽孔,后施工Ⅱ期槽孔,同Ⅰ期槽孔遵循先主孔鉆進,后劈打副孔,最后劈打小墻成槽的原則。奇數(shù)孔為主孔,偶數(shù)孔為副孔。其主孔長度圍堰為0.80m,壩基為1.2m,每個槽孔由四個主孔三個副孔組成,單個槽孔長度為6.8m,槽孔到槽孔距為6米。

  四、清孔

  槽孔終孔驗收合格后,進行清孔換漿工作。

  1.清孔驗收標準。槽孔清孔換漿結(jié)束后1小時,要達到下列標準:孔底淤積厚度不大于10cm;膨潤土泥漿比重<1.10g/cm3;膨潤土泥漿粘度<30s;膨潤土泥漿含砂量<10%。

  2.清孔方法。清孔方法采用抽桶出渣的方法。清孔同時,向槽內(nèi)不斷補充新鮮泥漿。清孔時還可以下入鉆頭不斷攪動孔底沉積物,以徹底清除沉碴。一個單孔清孔完畢后,移動鉆機逐孔進行清孔,有效地對孔內(nèi)泥砂進行清除。如果單元槽段內(nèi)各孔孔深不同時,清孔次序為先淺后深。

  五、墻體混凝土澆筑

  1.混凝土配合比及性能:圍堰防滲墻混凝土為C20混凝土,同時還要根據(jù)混凝土抗壓強度、抗?jié)B標號、彈性模量及現(xiàn)場材料分別確定混凝土配合比,經(jīng)現(xiàn)場試驗、監(jiān)理人確認后使用。

  2.對混凝土材料要求:采用普通硅酸鹽水泥,其標號不低于P.O32.5;骨料優(yōu)先選用天然卵石、礫石,其最大粒徑<40mm,且不超過鋼筋凈間距的1/4,含泥量不大于1.0%,泥塊含量不大于0.5%;細骨料應(yīng)選用細度模數(shù)2.4~3.0范圍的中細砂,其含泥量不大于3%,粘粒含量不大于1.0%;外加劑(減水劑、防水劑、加氣劑等)的質(zhì)量和摻量經(jīng)試驗及相關(guān)規(guī)定確定。

  3.槽孔清孔驗收合格后下設(shè)混凝土澆筑導管,混凝土導管為絲扣連接,管徑φ250mm。

  4.混凝土澆筑導管的下設(shè)間距、下設(shè)深度按照《水利水電混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL174-96)的規(guī)定,導管離槽邊在1.5米左右,兩導管間距不大于3.5m。

  5.混凝土澆筑方式:采用直升導管法(Ф250mm)澆筑水下混凝土。采用6m3混凝土輸送泵送到槽口儲料槽,由分料斗進導管入槽孔進行澆筑施工。澆筑前對運輸設(shè)備進行常規(guī)檢修,保證澆筑過程順利。

  混凝土運至槽口后,設(shè)專人放料保證混凝土順利入槽。

  在澆筑過程中,控制各料斗均勻下料,并根據(jù)混凝土上升速度起拔導管,導管埋入混凝土的深度宜在1.0~6.0m之間;炷凉⿷(yīng)強度滿足混凝土上升速度不小于2.0m/h的要求。

  6.水下砼澆灌。(1)概述。本工程設(shè)計砼面終澆高程上游圍堰為2732.00m,砼設(shè)計強度等級C20,下游圍堰為2726.00 m,砼設(shè)計強度等級C20。(2)澆筑砼前的準備工作。檢查上道工序后,對一期槽段在接頭板外側(cè)先用沙袋或粘土填堵密實,以防澆筑砼時繞流。吊放澆筑架,下放導管,采用兩根導管澆筑,導管內(nèi)徑為250 mm,采用絲扣連接,絲扣之間用橡膠密封圈密封。導管下設(shè)要求為:一期二期澆筑均采用兩組導管,導管間距不大于3.5m;一期槽導管距孔端或接頭管間距為1.0~1.5m,二期槽導管距孔端為1.5m;當槽底高差大于0.25 m時,要將導管置于控制范圍的最低處;導管底口距槽底距離要控制在15~25cm范圍內(nèi)。在導管內(nèi)放入隔水球膽或隔水塞。在槽口吊放泥漿泵,接好泥漿回收管路。

  7.砼澆筑工藝。準備工作結(jié)束后,要求砼供應(yīng)能力在40 m3/h左右,來料均勻連續(xù),和易性良好,砼到達現(xiàn)場后,按要求測試砼坍落度。砼開澆時,首澆砼要滿足開澆階段砼量的需要,確保導管埋入砼中不小于1米,并做好施工記錄。在砼開澆后,開動泥漿泵回收泥漿,對最后還剩5m左右的泥漿如已嚴重污染,則抽入廢漿池。球膽浮出泥漿液面后回收,以備下次使用。

  采用直升式導管法進行泥漿下的砼澆筑。澆筑時導管埋入砼深度不小于1.0m,不大于6.0m ;保持槽孔內(nèi)砼面均勻上升,上升速度應(yīng)不小于2m/h,每30min測定一次砼面的深度,保證砼面高差控制在0.5m范圍內(nèi);澆筑砼時,孔口設(shè)蓋板,以防雜物掉入槽孔內(nèi)。

  當砼不暢通時,可將導管上下提動,提動幅度在30cm左右。砼的拌合、輸送保證連續(xù)進行,如因故中斷,中斷時間不得超過40min。拆除的導管在指定位置沖洗干凈,堆放整齊。

  在整個防滲墻施工完成后,及時對該工作面進行清理,主要是清除施工棄渣,用自卸汽車運至監(jiān)理人指定的棄渣場。

  整個防滲墻施工竣工后,施工平臺、制漿站以及其它設(shè)施應(yīng)全部撤出,將施工工作面恢復和清理,經(jīng)監(jiān)理人驗收合格后移交給相應(yīng)標段。