吳 剛，趙正平，張 斌

(中國(guó)水利水電第三工程局有限公司，陜西 西安 700024)

幾內(nèi)亞蘇阿皮蒂水利樞紐工程大壩采用碾壓混凝土重力壩，混凝土總量約360萬(wàn)m3，其中大壩工程碾壓混凝土約300萬(wàn)m3。大壩壩頂高程SMK215.5 m，壩基開(kāi)挖最低高程SMK95.0 m，最大壩高120 m，壩基最大寬度約88 m，壩軸線長(zhǎng)1 164 m，電站總裝機(jī)容量450 MW，多年平均發(fā)電量18.99億kW·h。

壩址區(qū)大部地表被第四系沖洪積物覆蓋，河床壩基由厚層輝綠巖組成，地下水以松散巖類(lèi)孔隙水為主，且透水性相對(duì)較強(qiáng)，部分壩段存在寬大裂隙、擠壓破碎帶、斷層等不良地質(zhì)條件，滲水量較大。

幾內(nèi)亞只有雨季和旱季。每年5月至10月為雨季，降水豐沛；每年11月至次年4月為旱季，干旱少雨。根據(jù)工程導(dǎo)流規(guī)劃，一期導(dǎo)流由右岸導(dǎo)流明渠過(guò)流，填筑左岸一期圍堰擋水，以進(jìn)行一期基坑開(kāi)挖、廠房基坑開(kāi)挖、導(dǎo)流底孔壩段等壩體混凝土澆筑等施工；二期導(dǎo)流利用右岸二期圍堰擋水，由導(dǎo)流底孔過(guò)流，進(jìn)行二期基坑開(kāi)挖和右岸大壩施工。

壩基1.0 m厚為基礎(chǔ)常態(tài)混凝土，以上為碾壓混凝土。壩基常態(tài)混凝土采取以單個(gè)壩段分倉(cāng)的方式澆筑，壩基混凝土施工時(shí)，由于基坑與河床水頭差較大，加之基巖面存在較多裂隙、破碎帶及斷層，導(dǎo)致壩基存在大量滲水，倉(cāng)面排水成為壩基常態(tài)混凝土澆筑質(zhì)量控制的重難點(diǎn)。尤其是雨季期間，基坑易積水，若不采取有效措施，會(huì)造成混凝土澆筑面有基巖滲水浸泡、污染及水泥漿流失等，對(duì)工程質(zhì)量控制不利的狀況。

1 一期基坑排水方法

一期基坑混凝土澆筑過(guò)程中，參建人員對(duì)基坑排水方法進(jìn)行了積極地研究和探討，最終采取了法國(guó)咨詢意見(jiàn)，即利用粗骨料碎石沿基巖面裂隙或溝槽鋪設(shè)引水通道、最低點(diǎn)設(shè)置集水桶向外抽排水的辦法。

施工程序：巖基面清理→排水設(shè)施布置→混凝土澆筑→集水桶混凝土回填→引水通道回填灌漿。

具體方法及步驟如下。

1)巖基面清理。按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求對(duì)巖基面、裂隙帶基礎(chǔ)進(jìn)行清理、沖洗，人工配合小型機(jī)具將巖基面上所有松散物、塊石、碎石、岸坡風(fēng)化巖層及其他雜物清除干凈，但不得破壞清理范圍以外的巖體。

2)排水設(shè)施布置。待巖基面驗(yàn)收合格后，在壩段開(kāi)挖面選擇數(shù)處(一個(gè)壩段兩至三處為宜，且分散較均勻)局部最低點(diǎn)設(shè)置集水桶，并用粗骨料碎石堆埋一定高度適當(dāng)固定；再利用粗骨料碎石鋪設(shè)引水通道，引水通道應(yīng)以集水桶為中心、沿開(kāi)挖面凹槽向周邊輻射，使各集水桶間相互連通，且盡可能多的將低洼處小積水坑相連接，再在引水通道上覆蓋土工布或砂漿。此外須在集水桶以及引水通道沿途和端點(diǎn)處埋設(shè)灌漿管和排氣管以利后續(xù)灌漿，見(jiàn)圖1。同時(shí)，在集水桶內(nèi)放置水泵，將積水及時(shí)向外排出。

圖1 一期基坑排水設(shè)施布置示意圖

3)混凝土澆筑。建基面基礎(chǔ)混凝土按單個(gè)壩段分倉(cāng)，一次澆筑完成，入倉(cāng)手段采用自卸車(chē)直接入倉(cāng)或自卸車(chē)+長(zhǎng)臂反鏟轉(zhuǎn)料入倉(cāng)的方式，混凝土振搗采用φ100高頻插入式振搗器振搗或振搗臺(tái)車(chē)振搗。混凝土開(kāi)始澆筑后，被混凝土覆蓋區(qū)域的巖基面滲水可通過(guò)碎石引水通道匯集至集水桶后一并向外抽排，各滲水點(diǎn)水位并未因混凝土覆蓋而抬高，避免了因局部滲水點(diǎn)無(wú)排水通道水位抬高而導(dǎo)致的混凝土澆筑面過(guò)流帶走水泥漿液等不利情況，緩減了由于巖基滲水導(dǎo)致的倉(cāng)號(hào)未覆蓋區(qū)域內(nèi)大量積水等問(wèn)題，也減輕了臨近壩段混凝土澆筑過(guò)程中的排水難度。

在澆筑過(guò)程中，施工人員僅需將未鋪設(shè)碎石引水通道的水坑內(nèi)的積水清除即可，隨著混凝土的不斷澆筑，集水桶內(nèi)的滲水由桶內(nèi)設(shè)置水泵向外排水，使其保持低水位即可。

4)集水桶回填。待臨近壩段的壩基常態(tài)混凝土澆筑全部完成后，即可回填集水桶，回填混凝土采用與建基面混凝土相同的標(biāo)號(hào)。澆筑前先將集水桶內(nèi)水位降至最低點(diǎn)，采用混凝土攪拌罐車(chē)直接入倉(cāng)卸料(較深時(shí)安裝緩降溜桶裝置)，φ100高頻插入式振搗器振搗。

5)引水通道回填灌漿。集水桶回填混凝土澆筑完成7 d后或達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度70%時(shí)，即可利用預(yù)留的灌漿管和排氣管進(jìn)行引水通道的回填灌漿，灌漿壓力0.2 MPa，漿液由灌漿孔灌入，直到各排氣孔均出濃漿后封堵，在設(shè)計(jì)壓力下不下漿并持續(xù)灌注10 min即可結(jié)束。

2 二期基坑排水方法

大壩右岸二期工程開(kāi)始施工后，技術(shù)人員對(duì)基坑排水方法再一次展開(kāi)深入研究和探討，并結(jié)合本工程的實(shí)際情況，提出了預(yù)留臨時(shí)集水坑的辦法，即在基坑上下游側(cè)以及中間部位設(shè)置臨時(shí)集水坑并用臨時(shí)引水道相連，待壩體混凝土上升到一定高程后，再使用水下自密實(shí)混凝土回填澆筑集水坑。

施工程序：巖基面清理→排水設(shè)施布置→混凝土澆筑→臨時(shí)集水坑等回填。具體方法及步驟如下。

1)巖基面清理。與一期基坑施工方法相同。

2)排水設(shè)施布置。巖基面驗(yàn)收合格后，在壩段上/下游邊線處以基坑上/下游立面巖基面為一邊、其余邊利用快易收口網(wǎng)為模板設(shè)置臨時(shí)集水坑(選滲水較大的位置為宜)，根據(jù)實(shí)際情況，也可在壩段中間部位開(kāi)挖面最低點(diǎn)設(shè)置臨時(shí)集水坑(單個(gè)壩段兩至三處為宜)，再利用鋼架管和快易收口網(wǎng)搭設(shè)臨時(shí)引水道將鄰近的臨時(shí)集水坑相連，蘇阿皮蒂大壩工程臨時(shí)集水坑斷面尺寸(寬×長(zhǎng))取1.2 m×2.5 m，臨時(shí)引水道斷面尺寸(寬×高)取0.6 m×0.8 m，見(jiàn)圖2。臨時(shí)集水坑和臨時(shí)引水通道模板須全部采用快易收口網(wǎng)，后期不用拆除、不需要鑿毛處理，在臨時(shí)集水坑內(nèi)放置水泵向外排水。

圖2 二期基坑排水設(shè)施布置示意圖

3)混凝土澆筑。二期基坑建基面基礎(chǔ)混凝土也按單個(gè)壩段分倉(cāng)，一次澆筑完成，入倉(cāng)手段采用自卸車(chē)直接入倉(cāng)或自卸車(chē)+長(zhǎng)臂反鏟轉(zhuǎn)料入倉(cāng)的方式，混凝土振搗采用φ100高頻插入式振搗器振搗或振搗臺(tái)車(chē)振搗。在澆筑過(guò)程中，施工人員需及時(shí)開(kāi)啟被覆蓋區(qū)域內(nèi)臨時(shí)集水坑中的水泵，有效釋放滲水點(diǎn)的水壓力，避免未被混凝土覆蓋區(qū)域的滲流量增大，且需要注意控制臨時(shí)引水通道附近(尤其是頂部)混凝土的澆筑速度，確保其不致被破壞。如此，混凝土開(kāi)始澆筑后，被混凝土覆蓋區(qū)域的上下游巖基面滲水、臨時(shí)引水道沿途滲水均可通過(guò)臨時(shí)引水道匯集至臨時(shí)集水坑后一并向外抽排，避免因混凝土覆蓋致使局部滲水點(diǎn)位抬高而導(dǎo)致的混凝土澆筑面過(guò)流帶走水泥漿液等不利情況，減輕了未覆蓋區(qū)域內(nèi)巖基滲水壓力和排水難度，也緩減了臨近壩段混凝土澆筑過(guò)程中的排水難度。

4)臨時(shí)集水坑等回填。待壩基混凝土澆筑高程高于原河床高程后，即采用水下自密實(shí)混凝土回填臨時(shí)集水坑。

針對(duì)水下自密實(shí)混凝土，項(xiàng)目部進(jìn)行了水下自密實(shí)混凝土配合比試驗(yàn)，并組織了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)混凝土實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合以往混凝土配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，最終確定混凝土施工配合比見(jiàn)表1。

自密實(shí)混凝土水平運(yùn)輸采用混凝土攪拌罐車(chē)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，采用導(dǎo)管法澆筑。集水坑混凝土澆筑施工工藝：施工準(zhǔn)備→水泵吊離→導(dǎo)管安裝→混凝土澆筑→導(dǎo)管吊離→下一個(gè)集水坑澆筑。

表1 水下自密實(shí)混凝土施工配合比

3 對(duì)比分析

相較于以往靠混凝土推進(jìn)擠壓巖基面積水結(jié)合倉(cāng)面持續(xù)排水的方法，本工程一、二期基坑所采用的排水方法均有改進(jìn)。

一期基坑采用鋪設(shè)粗骨料碎石引水通道、在巖基面最低點(diǎn)設(shè)置集水桶抽排水的方法，解決了如下問(wèn)題。

1)同倉(cāng)號(hào)內(nèi)，因混凝土逐步覆蓋而導(dǎo)致邊線的部分滲水點(diǎn)位抬高，致使?jié)仓孢^(guò)流帶走水泥漿。

2)同倉(cāng)號(hào)內(nèi)，已澆筑區(qū)域滲水點(diǎn)被覆蓋后，滲水壓力無(wú)處釋放部分轉(zhuǎn)移至未覆蓋區(qū)域，從而導(dǎo)致未澆筑區(qū)域大量積水。

3)已澆筑壩段留出了排水通道，釋放了滲水壓力，減輕臨近壩段混凝土澆筑過(guò)程中的排水難度。

4)設(shè)置集水桶后，抽水位置相對(duì)固定，減少施工難度。不足之處：采用碎石間隙形成排水通道，在滲水量大時(shí)需較大的碎石排水通道的斷面，后期碎石與壩基接觸面灌漿處理工作量大。

二期基坑采用設(shè)置臨時(shí)集水坑和通水道，待壩體混凝土上升到一定高程后再使用水下自密實(shí)混凝土回填澆筑的方法。此方法既保留了一期基坑排水方法的優(yōu)點(diǎn)，又消除了碎石鋪設(shè)斷面大、壩基接觸面灌漿處理工作量大的不足，可適應(yīng)于不同大小的滲水量的情況。缺點(diǎn)是需設(shè)置較大的集水坑，回填自密實(shí)混凝土工作量偏大。從基坑混凝土鉆孔取芯檢測(cè)結(jié)果看，混凝土與巖基面接觸良好，大壩整體質(zhì)量得到了保證。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)在蘇阿皮蒂水利樞紐工程在基礎(chǔ)墊層混凝土的施工過(guò)程中的不斷研究、探索，一期基坑采用了鋪設(shè)粗骨料碎石引水通道并設(shè)置集水桶的方法，解決了混凝土澆筑過(guò)程中的排水問(wèn)題。二期基坑采用設(shè)置臨時(shí)集水坑再澆筑自密實(shí)混凝土的方法，既能有效解決混凝土澆筑過(guò)程中的排水問(wèn)題，又能消除澆筑過(guò)程中排水方法所產(chǎn)生的不利隱患，雖增加了一定的施工難度和工程量，但仍不失為一種有效的基坑排水方法。