鄭方斌,方昌富

(杭州水電建筑有限公司,浙江 杭州 310016)

1 工程概況

林家塢水電站工程位于浙江省淳安縣浪川溪上,水庫壩址距林家塢村8.6 km,電廠位于林家塢村上游1.1km處,樞紐工程由攔河壩、引水系統(tǒng)及發(fā)電廠房等主要建筑物組成,屬IV等4級工程。其主要任務(wù)以發(fā)電為主,兼顧防洪、供水、灌溉等綜合利用,電機(jī)裝機(jī)2 500 kW,多年平均發(fā)電量為593萬kW·h,總庫容118.4萬m3,屬小 (1)型水庫。

攔河壩為混凝土面板堆石壩,壩頂高程295.5 m,防浪墻頂高程為296.7 m,趾板底高程為255.0 m,最大壩高40.5m,壩頂長為92.91 m,壩頂寬5m。

2 混凝土面板堆石壩施工

2.1 基礎(chǔ)開挖

壩址河谷為左緩右陡的不對稱V型谷,兩壩肩無沖溝切割。壩基全部開挖至裸露基巖;基礎(chǔ)開挖以石方為主,采用手風(fēng)鉆鉆孔,階梯分層自上而下爆破開挖。設(shè)計(jì)邊坡面采用預(yù)裂爆破。建基面預(yù)留1.5 m厚水平保護(hù)層,采用ZY-24手風(fēng)鉆造水平預(yù)裂孔和垂直爆破孔,分段淺孔小藥量孔底加15～20 cm柔性墊層一次爆破。

2.2 料場選定

主料場位于壩址下游壩址1.5 km。料場的選定原則上爆破工作面規(guī)劃應(yīng)與料場道路規(guī)劃結(jié)合進(jìn)行,并應(yīng)滿足不同施工時段的填筑強(qiáng)度需要;宜選擇運(yùn)距較短、儲量較大和便于高強(qiáng)度開采的料場,以保證壩體填筑的高峰用量;對于墊層等有特殊級配要求的壩料,必要時可分別設(shè)置專用料場;充分利用樞紐建筑物的開挖料。開挖時宜采用控制爆破方法,以獲得滿足設(shè)計(jì)級配要求的壩料,并做到“計(jì)劃開挖、分類堆存”。

2.3 大壩填筑要點(diǎn)

(1)壩料制備。墊層料采用40%人工砂與60%碎石,用裝載機(jī)混合均勻。特殊墊層料為粒徑不大于40 mm新鮮灰?guī)r碎石摻配40%人工砂,再摻入5%粉煤灰混合均勻。質(zhì)量良好的溢洪道開挖灰?guī)r料也作為主堆石、次堆石壩料上壩,經(jīng)現(xiàn)場篩分試驗(yàn),壩體各種填筑石料的級配均在理想級配包絡(luò)線及謝臘德級配范圍以內(nèi)。

(2)填筑方式。壩基開挖完畢后,鑒于基巖凹凸不平,用墊層料、過渡料找平碾壓密實(shí)后才進(jìn)行大壩填筑。墊層料、過渡料用后退法卸料,主堆石、次堆石采用進(jìn)占法卸料,推土機(jī)平料。推土機(jī)平料時沿平行于壩軸線方向進(jìn)退,以避免各區(qū)填筑料相混。碾壓前應(yīng)灑水,振動碾平行壩軸線方向進(jìn)行碾壓,采用進(jìn)退錯距法,每次錯距20～30 cm。鋪料時允許墊層料超壓過渡料、過渡料超壓主堆石料、主堆石料超壓次堆石料,不允許次堆石料超壓主堆石料、主堆石料超壓過渡料,過渡料超壓墊層料。填筑過程中還要對上游坡面進(jìn)行碾壓與防護(hù)。

大壩填筑分為墊層區(qū)、過渡區(qū)、主堆區(qū)和次堆區(qū),填筑前先進(jìn)行碾壓試驗(yàn),確定了碾壓遍數(shù)及填筑厚度等參數(shù)的情況下,于2005年10月27日開始填筑,2006年12月13日完工。在填筑過程進(jìn)行挖坑檢驗(yàn),檢測壩體填筑是否滿足設(shè)計(jì)要求,其中墊層區(qū)共進(jìn)行11次試驗(yàn),過渡區(qū)共進(jìn)行7次試驗(yàn),主堆區(qū)共進(jìn)行9次試驗(yàn),次堆區(qū)共進(jìn)行6次試驗(yàn)。碾壓機(jī)械為18 t振動碾碾壓機(jī),碾壓速度為2.3 km/h。墊層區(qū)鋪料厚度20 cm,設(shè)計(jì)孔隙率為19%,實(shí)測最大孔隙率為17.8%,最小孔隙率為16.3%,平均孔隙率為17.1%;過渡區(qū)鋪料厚度40 cm,設(shè)計(jì)孔隙率為20%,實(shí)測最大孔隙率為18.8%,最小孔隙率為18.1%,平均孔隙率為18.5%;主堆區(qū)鋪料厚度80 cm,設(shè)計(jì)孔隙率為22%,實(shí)測最大孔隙率為20.8%,最小孔隙率為18.8%,平均孔隙率為19.8%;次堆區(qū)鋪料厚度80 cm,設(shè)計(jì)孔隙率為24%,實(shí)測最大孔隙率為22.7%,最小孔隙率為21.7%,平均孔隙率為22.1%。

(3)坡面施工。在大壩每上升3.0～3.5 m后用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行修坡,當(dāng)大壩填筑到一定高度后進(jìn)行人工大面積修坡,并進(jìn)行斜坡碾壓。斜坡碾壓是先在壩頂?shù)耐诰驒C(jī)上固定2個轉(zhuǎn)向定滑輪,再利用推土機(jī)牽引YZ-14斜坡振動碾進(jìn)行,碾壓時先灑水浸潤坡面靜壓4遍,再采用上行振動、下行不振動碾壓8遍。在距離壩頂2～3 m區(qū)域,由于振動碾碾壓不到,改用挖掘機(jī)抓斗拍打密實(shí)。斜坡碾壓完成后再澆筑5 cm厚M5砂漿墊層護(hù)坡。

2.4 趾板與面板施工要點(diǎn)

2.4.1 趾板混凝土施工

(1)趾板區(qū)域開挖完成后,對經(jīng)過設(shè)計(jì)認(rèn)定的斷層、破碎帶的個別地段先按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行回填處理,在錨筋施工完成后,回填混凝土找平至基巖面。趾板混凝土在大壩填筑前澆筑,澆筑岸坡趾板應(yīng)自下而上,澆筑面保持水平。先從壩角開始澆筑,再左右岸同進(jìn)度上升澆筑塊。

(2)趾板混凝土施工程序?yàn)?錨筋孔鉆孔→插錨筋→基礎(chǔ)面清理→鋼筋綁扎→立模→止水材料安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

(3)趾板設(shè)計(jì)寬度分別為4 m和5 m,厚0.4 m,共16塊,全長137 m,混凝土按設(shè)計(jì)要求標(biāo)號為C25W8F100施工。趾板布置的錨筋長度要求深入基巖4m,錨筋為Φ 25間距1.5 m,方格網(wǎng)布置。

2.4.2 面板施工要點(diǎn)

(1)面板為鋼筋混凝土共11塊,厚40 cm,C25W8F100。面板混凝土在大壩填筑完成后,并在一定沉降期后澆筑,利用上壩公路及上料道路,采用在壩頂搭設(shè)下料平臺和掛設(shè)溜槽方式入倉,從中部向兩側(cè)隔塊澆筑。面板混凝土施工程序?yàn)?基礎(chǔ)面清理→鋼筋綁扎→立模→止水材料安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。

(2)面板混凝土采用無軌滑模施工工藝。無軌滑模采用分節(jié)制作,共2節(jié),節(jié)與節(jié)之間用螺栓連結(jié),標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長6 m、寬110 cm、高50 cm,總重約5 t,由布置在壩頂?shù)?臺5 t慢速卷揚(yáng)機(jī)牽引。為防止滑模傾覆,每臺卷?xiàng)顧C(jī)由2塊立方體混凝土預(yù)制塊壓住作配重。面板混凝土澆筑時,由拌和站拌制混凝土,用混凝土攪拌車運(yùn)至壩上,通過溜槽入倉,混凝土坍落度控制在4～5 cm,滑模提升速度為1.5～2 m/h?；Ｌ嵘?工人在滑模后簡易平臺上對已澆混凝土進(jìn)行抹面,以保證混凝土表面密實(shí)、光滑平整?；炷翝仓瓿珊?使用毛毯覆蓋,灑水養(yǎng)護(hù)。

2.5 趾板和面板的止水質(zhì)量控制

止水是混凝土面板堆石壩的重點(diǎn)之一,止水沒有做好大壩就沒有安全可言,因此趾板和面板的止水質(zhì)量控制是至關(guān)重要的。要嚴(yán)格控制每一個關(guān)節(jié),每一點(diǎn)程序,應(yīng)從材料開始把關(guān),到施工最后結(jié)束。

2.5.1 接縫止水材料

混凝土面板堆石壩的結(jié)構(gòu)縫分為周邊縫、面板垂直縫、趾板伸縮縫、面板頂縫和防浪墻伸縮縫等?？p間設(shè)2道止水,底部為“W”型紫銅片止水,上部為 “SR”塑性填料,頂部用“SR”混凝土防滲保護(hù)蓋片保護(hù)封閉。本次施工止水銅片選用合格廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品,為專業(yè)生產(chǎn)廠家,質(zhì)量有保證,滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5.2 接縫止水施工

(1)趾板與面板間止水施工。縫底從下往上設(shè)M5水泥砂漿墊層、250 mm×6 mm型PVC墊片。F型止水銅片鼻子內(nèi)夾φ 12氯丁橡膠棒,鼻子內(nèi)填充泡沫塑料填料。縫內(nèi)嵌厚12 mm的浸瀝青杉木板,縫頂預(yù)留 “V”形槽,“V”形槽寬80 mm,高100 mm,槽內(nèi)“SR”塑性填料,頂部用500 mm×7 mm型“SR”混凝土防滲保護(hù)蓋片作防滲保護(hù)封閉,SR”混凝土防滲保護(hù)蓋片成弧形,半徑100 mm。防滲保護(hù)蓋片的兩側(cè)直接粘貼在趾板和面板上,并每隔80 cm距離用微膨脹螺栓分別固定在趾板和面板上。

(2)面板垂直縫止水施工。面板垂直縫縫內(nèi)設(shè)底部W型止水銅片和頂部 “SR” 塑性填料2道止水?？p底從下往上設(shè)M10水泥砂漿墊層、500mm×6mm型PVC墊片,W型止水銅片鼻子內(nèi)夾φ 12氯丁橡膠棒,鼻子內(nèi)填充泡沫塑料填料,縫面刷瀝青乳膠,縫頂預(yù)留梯形槽,梯形槽底寬為50 mm,頂寬100 mm,高800 mm,槽內(nèi)填 “SR” 塑性填料,頂部用330 mm×7 mm型“SR”混凝土防滲保護(hù)蓋片封閉,并每隔80 cm距離用微膨脹螺栓固定在面板上。面板垂直縫縫內(nèi)的W型止水銅片和“SR”塑性填料上下分別與面板頂縫縫內(nèi)W'型止水銅片和“SR”塑性填料及周邊縫縫內(nèi)的F型止水銅片和“SR”塑性填料連接。

2.6 大壩基礎(chǔ)灌漿

大壩基礎(chǔ)灌漿主要為固結(jié)灌漿和帷幕灌漿?；A(chǔ)灌漿均須在壩址區(qū)各建筑物爆破作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行,并應(yīng)在水庫蓄水前完成。鉆孔灌漿如有蓋重混凝土(趾板混凝土、導(dǎo)墻混凝土和溢洪道基礎(chǔ)混凝土等)時,則須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度28 d后方可進(jìn)行,灌漿過程中必須加強(qiáng)觀測,防止蓋重被抬動、開裂或漏漿等情況發(fā)生。

大壩灌漿材料采用42.5R級普通硅酸鹽水泥,同一塊混凝土蓋重塊中,先進(jìn)行下游排固結(jié)灌漿,然后再進(jìn)行上游排固結(jié)灌漿,最后作中間排帷幕灌漿。帷幕灌漿必須在固結(jié)灌漿結(jié)束14 d后進(jìn)行。帷幕灌漿按三序孔施工,固結(jié)灌漿按二序孔灌漿,灌漿采用孔內(nèi)循環(huán)法。帷幕灌漿孔應(yīng)進(jìn)行孔傾斜測量,其偏差值應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范規(guī)定的要求。帷幕灌漿先導(dǎo)孔按有關(guān)規(guī)范要求布置,然后根據(jù)壓水試驗(yàn)成果再適當(dāng)調(diào)整其深度。

2.6.1 固結(jié)灌漿

(1)孔位定點(diǎn)放樣、造孔、洗孔、灌漿,灌漿造孔選用手持式風(fēng)槍鉆孔,鉆孔孔徑為42 mm,鉛錘孔孔位布置為雙排梅花形,鉆孔孔距為第1序6.0 m,第2序?yàn)?.0 m,在施工時,分別按Ⅰ、Ⅱ序進(jìn)行,鉆孔深度按設(shè)計(jì)要求,一般規(guī)定進(jìn)入基巖5.0 m左右。

(2)每只孔在灌漿前都需進(jìn)行孔壁沖洗,沖洗時間和壓力均按技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。

(3)灌漿壓力和水灰比。根據(jù)設(shè)計(jì)要求本次固結(jié)灌漿壓力為 0.3MPa, 灌漿水灰比按 5∶1、 3∶1、 2∶1、 1∶1、 0.5∶1共5個比級進(jìn)行逐級加濃,漿液變換標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)技術(shù)規(guī)范以及施工大壩基礎(chǔ)地質(zhì)條件在現(xiàn)場及時調(diào)整。

(4)封孔:在每個灌漿孔灌漿結(jié)束后,經(jīng)監(jiān)理人員檢查合格后,即可封孔。

(5)質(zhì)量檢查:固結(jié)灌漿結(jié)束5 d后進(jìn)行壓水試驗(yàn),一般采用0.3MPa,檢查數(shù)量為總孔數(shù)的5%～10%。

2.6.2 帷幕灌漿

根據(jù)施工現(xiàn)場情況,大壩帷幕灌漿采用分散制漿的方法,機(jī)組自灌自制,采用袋裝水泥,利用JB-400型臥式高速攪拌機(jī)制漿,選擇10 m3/min移動式空壓機(jī),鉆孔采用1SGZ-IA型鉆機(jī)造孔,孔徑大于46mm。

首先在指定的地點(diǎn)做帷幕灌漿試驗(yàn),取得所需資料后,開展正常帷幕灌漿施工。大壩帷幕灌漿孔沿壩縱軸線方向單排布置,按三序加密帷幕灌漿,自上而下分段進(jìn)行。設(shè)計(jì)允許最大透水率5～7 Lu,帷幕孔接觸段0.3 MPa,第一段0.3～0.4 MPa,如果接觸段灌漿總吸漿量≥8 L,則待24 h后方可進(jìn)行下一工序工作,接觸段段長不大于2 m,灌漿塞塞于巖面以上0.2～0.3m,接觸段以下各段灌漿塞應(yīng)塞在已灌段段底以上0.5 m處。以下每增加1 m壓力增加0.05 MPa,灌漿達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,壓水試驗(yàn)吸水量小于3 Lu,最后將全孔作1次復(fù)灌,復(fù)灌壓力取0.5 MPa,而后進(jìn)行封孔。

灌漿施工程序:埋管—鉆孔—下栓塞、裂隙沖洗、簡易壓水—灌—檢驗(yàn)封孔

孔口無涌水的孔段,在灌漿結(jié)束后,一般可不待凝,如需待凝,其待凝時間應(yīng)征得監(jiān)理同意:帷幕灌漿漿液的濃度遵循由稀到濃的原則逐級改變。開灌水灰比通過試驗(yàn)確定,經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)后實(shí)施。帷幕灌漿結(jié)束14 d后,選擇該部位總孔數(shù)10%的檢查孔,進(jìn)行單點(diǎn)或五點(diǎn)法壓水試驗(yàn),當(dāng)帷幕灌漿壓力≥1.0 MPa時采用1.0 MPa。帷幕灌漿檢查孔應(yīng)取巖芯,檢查孔由地質(zhì)人員根據(jù)實(shí)際情況選定。灌漿施工中應(yīng)及時記錄,監(jiān)測灌漿全過程的壓力、注入率、耗灰量等。

3 結(jié) 語

林家塢水電站混凝土面板堆石壩自2007年閉閘蓄水以來至今無滲漏現(xiàn)象,大壩運(yùn)行穩(wěn)定安全。