劉榮強
摘要:該水電站閘壩防滲墻地質(zhì)條件復雜,河床覆蓋層深厚,巖性復雜,卵漂(塊)(碎)石、砂質(zhì)粉土密布且局部存在透鏡體,施工中遇到了泥漿漏失嚴重、掉(卡)鉆頻繁、孔斜難于控制、施工場地狹窄等諸多難題。本文結合某水庫實例對水庫閘壩防滲墻工程施工難點進行分析,從而保證了工程的順利完成。
關鍵詞:水電站;閘壩防滲墻;難點;對策
1工程基本情況
某水電站是中下游河段梯級開發(fā)的最后一級梯級電站,為第五個梯級電站,其裝機容量是330MW,兼具防洪功能、發(fā)電功能以及攔沙功能。攔河閘壩是依靠泄洪閘、左右岸擋水壩以及沖砂閘構成的,再者當中沖沙閘與泄洪閘位于主河槽,而左右岸擋水壩屬于混凝土重力壩,其中右岸、左岸擋水壩的長度分別是65m、45.9m,壩頂高程為1799.5m,樞紐壩頂有185.9m長,最大壩高為32m。在河床覆蓋層上進行閘壩建基,對于兩岸壩肩,則借助水泥灌漿帷幕進行防滲。同時,分別在右岸壩肩與攔河閘壩位置設立兩道防滲墻,此防滲墻深入砂質(zhì)粉土5m,最大深度為44.7m,最大成槽深度大概是58m,兩岸側嵌入基巖大概為1m。
2 工程地質(zhì)條件
河谷段基巖高程1707.3至1747.99m,河床第四系覆蓋層比較厚,巖性的繁雜程度高,通過一系列勘探后,其最大厚度值為109.2m(ZK15孔揭露)。從構造上看,由上至下分別是:
崩坡積(Q4col+dl)碎石土層,其厚度值處于2m至18.6m的范圍內(nèi)。
河床沖洪積(Q4al+pl)漂(塊)卵(碎)石層,該層中多為漂塊卵碎石,亦涵蓋了泥質(zhì)粉砂透鏡體。其厚度值處于9至40.7m的范圍內(nèi),其間布滿砂礫。局部含塊石的體積較大,其結構均勻,多為中密。
沖湖積(Q4al+l)砂質(zhì)粉土層,該層的厚度最大值為66.3m,其厚度多處于6.2m至48.49m的范圍內(nèi),結構密實度高,為中密,粉砂的含量偏多,局部因為粉砂的集中程度高而產(chǎn)生了透鏡體。
沖洪積(Q4al+pl)卵(碎)砂礫層,該層內(nèi)有些許卵(碎)石,但以砂礫居多,基本都分布在古河道河槽中,其厚度值處于11至15.3m的范圍內(nèi)。局部砂礫的均勻度較差,結構密實度高,然而沒有膠結。
沖洪積(Q4al+pl)卵(碎)石層位于古河道兩岸,其主要分布了卵(碎)石,其厚度值大約處于9至20m的范圍內(nèi),結構中密密實。
基巖,屬于二疊系下統(tǒng)甲黃溝群(P1jh)深灰色黑云母石英片巖。
閘址地下水多是第四系基巖裂隙水與孔隙性潛水,右岸堆積臺地區(qū)地下水位高程處于1777.3至1781m的范圍內(nèi),左壩頭地下水位高程處于1779至1781m的范圍內(nèi),右壩頭地下水位高程處于1781至1797m的范圍內(nèi)。
3工程難點分析
3.1塌孔、漏漿頻繁
3.1.1經(jīng)過對塌孔、漏漿的分析概括后發(fā)現(xiàn),塌孔、漏漿問題頻繁發(fā)生,主要包括下列幾種狀況:
a.孔底漏漿。因防滲墻河床段屬于懸掛式,所以大部分情況下孔底漏漿問題是在河床段發(fā)生的。
b.孔壁漏漿。防滲墻施工過程中多處于厚度值大的覆蓋層,地質(zhì)環(huán)境的繁雜程度高,砂質(zhì)粉土與卵漂(塊)(碎)石分布集中。施工階段產(chǎn)生的正常擾動必然會影響到孔壁的穩(wěn)定性,由此出現(xiàn)孔壁漏漿的問題。
c.孤石漏漿。該問題多出現(xiàn)于重鑿處理探頭石、孤石、打小墻的過程中,通常出現(xiàn)漏漿時會貫穿滲漏通道。
3.1.2漏漿、塌孔的處理
a少量漏漿時,在提高泥漿稠度的同時向孔內(nèi)加入黏土、膨潤土、水泥、鋸末、秸稈等。黏土、膨潤土、水泥可直接撒于孔內(nèi),不必整袋投入;纖維材料盡可能事先與其他材料混合。b大量漏漿時,采取直接填堵,即先投放袋裝黏土,然后用裝載機快速向孔內(nèi)投放直徑30cm左右的碎石、黏土堵漏,同時大強度補漿,直至漿面回升至導墻內(nèi),泥漿不夠或流量不足時應同時補水;若無明顯效果或土、石材料不夠,可澆筑混凝土堵漏。
3.1.3預防塌孔、漏漿
在進行防滲墻施工時經(jīng)常會發(fā)生塌孔、漏漿的問題,對施工進度產(chǎn)生了極大的不利影響。同時,施工時會消耗掉許多鋸末、泥漿、塊石、粘土等堵漏材料,單單是1812.5m、EL1805.5m這兩個施工平臺中的8個槽孔在施工時就出現(xiàn)了75次漏漿、塌孔問題,處理時共耗費了2200m3粘土、400m3砂石料、3150m3泥漿、200t膨潤土、6t水泥、5.5t鋸末。在這當中,34#槽孔與32#槽孔在1770至1770.5m高程位置產(chǎn)生了貫穿的滲漏通道,120s中槽內(nèi)漿液降低了大概20m,導致兩槽孔出現(xiàn)大范圍坍塌。
為保證工期,降低施工費用,造孔過程中采取以下方法進行預防:
a施工過程中縮短槽孔長度。通過對地質(zhì)狀況的了解,將槽孔長度由7.3m改為6.5m,盡量減少造孔過程中槽壁的臨空面,縮短施工時間,保證槽段安全。
b鉆進時在保證分階段加膨潤土漿的情況下,向孔內(nèi)加黏土、碎石,同時要求在施工容易漏漿部位采用小沖程緩慢鉆進,盡可能將孔內(nèi)的黏土、碎石擠入孔壁,并保證孔底泥漿有較高的粘度,這樣既能密實孔壁,堵塞滲漏通道,又可在發(fā)生漏漿時自行堵漏。
c對于經(jīng)常使用的堵漏材料如黏土、膨潤土、鋸末、碎石、水泥等必須保持足夠的儲量,以備使用。
3.2孔斜的控制難度大
此工程的覆蓋層厚、結構松散度高、均一性不良,地層中分布了大量堅硬塊體,比方說漂(塊)卵(碎)石等,很難控制孔斜。一旦槽孔施工時出現(xiàn)孔斜問題必然會引起較嚴重后果。鑒于此,可采取如下方式對孔斜予以管控。
3.2.1更改鉆頭形狀擴孔
在開展沖擊(反循環(huán))鉆機施工工作的過程中,一方面要做好相關測量工作,對孔形的基本狀況進行全方位地了解。一旦覺察到偏斜問題,可考慮將耐磨塊焊接在與孔斜的相反方向的位置予以修孔,抑或是將一圈鋼筋焊接至鉆頭位置實施擴孔處理。
3.2.2回填石料修孔
沖擊(反循環(huán))鉆機造孔過程中倘若出現(xiàn)孔斜問題,應選用10至25cm石料回填到偏斜段頂部,再次對此段實施造孔。同時,還需增加測斜密度,對修孔工作加以把關。
3.2.3對探頭石進行定向、定位聚能爆破處理
鉆孔時一旦碰見探頭石孔斜容易超標的問題,應當進行定向、定位聚能爆破處理,將探頭石炸掉之后鉆進去。
3.3掉(卡)鉆、埋鉆頻繁
本工程采用了通用的“繩套法”、“移位法”或?qū)煞N方法相結合的方式進行卡埋鉆處理,同時在施工中積極采取預防措施,如經(jīng)常檢查鉆頭梁子和大繩,密切關注孔內(nèi)情況,防止人為情況的掉(卡)鉆、埋鉆事故;遇到掉(卡)鉆、埋鉆事故時,針對具體情況,及時反沖、移位或用專用工具(如邊鏟、加重桿、抽筒)處理等。本工程在掉(卡)鉆、埋鉆事故多發(fā)的情況下,處理及時、方法得當,所有掉(卡)鉆、埋鉆事故都得到了及時、成功處理。
3.4施工場地窄小
右岸防滲墻33號槽孔分別處于1812.5、1805.5這兩個平臺上,考慮到施工場地面積小,再加上相鄰I期的34槽與32槽都處在施工緊張的發(fā)展時期,因此施工方迫切需要找到一種能夠迅速提供33號槽的安全工作面的有效方式。通過項目部的深層次探討,最后得出兩套方案可供選擇,其一為開挖回填,其二為設置混凝土擋土墻。待進一步研究后,再加上顧慮到施工工期與場地等因素,最終確定選用第二個方案。一系列實踐結果顯示,這種選擇是明智的,既減少了工程費用,又縮短了工期。
4結語
水電站閘壩防滲墻工程安全順利完成,成功解決了大面積漏漿、塌孔及頻繁掉鉆、卡鉆、埋鉆等,為類似復雜條件下的防滲墻施工積累了經(jīng)驗。
(作者單位:浙江省正邦水電建設有限公司)