張玉民
(山西唐河水電有限責(zé)任公司太原030002)
唐河水電站位于山西省靈丘縣東河南鎮(zhèn),唐河屬海河流域大清河水系,壩址以上控制流域面積457 km2。工程主要任務(wù)以水力發(fā)電、工業(yè)供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主,兼顧防洪。唐河水庫大壩最大壩高30.4 m,總庫容998.8萬m3,屬小(1)型水庫,工程等別為Ⅳ等,大壩從左岸至右岸,依次布置混凝土重力壩段、灌溉洞、供水發(fā)電引水口、泄洪沖沙閘、混凝土面板堆石壩段。其中樁號0+000~0+069為混凝土重力壩段(樁號0+044.4布置灌溉輸水洞、樁號0+058.5布置供水發(fā)電引水管進水口),樁號0+069~0+115.5為泄洪閘,樁號0+115.5~0+395為混凝土面板堆石壩段。右岸有2.58 km改線公路。
壩址區(qū)地層巖性主要為太古界五臺群老潭溝組變質(zhì)巖、燕山期侵入巖及第四系松散堆積物。左壩肩的巖體強風(fēng)化層厚度為3.0~6.0 m,弱風(fēng)化層厚度為6.0~10.0 m。右壩肩山體總體穩(wěn)定,壩肩巖體強風(fēng)化層分布不勻,厚度變化大,建議清除壩肩巖體表層強風(fēng)化層及松散層,并采取削坡工程措施;對趾板基礎(chǔ)基巖的強風(fēng)化層建議清除或固結(jié)灌漿措施。
根據(jù)初步設(shè)計本工程分兩期導(dǎo)流施工,即一期施工左岸重力壩和泄洪閘段,右岸泄流;二期施工面板堆石壩段,泄洪閘泄流。
由于本工程建設(shè)原設(shè)計三年工期,現(xiàn)建設(shè)目標(biāo)調(diào)整為兩年,故一期重力壩和泄洪閘的建設(shè)任務(wù)加強,同時,右岸改線公路由于地質(zhì)問題復(fù)雜致使不能按期完成,合理、切合實際的導(dǎo)流方案成為影響面板壩施工的關(guān)鍵。根據(jù)工程建設(shè)實際,提出四期導(dǎo)流方案,即一期右岸原河床泄流;二期在重力壩3壩段預(yù)留缺口(北躍灌區(qū)渠道處)泄流;三期右岸埋涵管導(dǎo)流;四期泄洪閘泄流。在2009年9月1日成功實施了二期導(dǎo)流為面板壩基礎(chǔ)開挖打下基礎(chǔ);在11月初實現(xiàn)三期導(dǎo)流,保證了重力壩3壩段按期完成年度封頂目標(biāo),同時保證了泄洪閘段消力池和海漫的施工時間;第二年泄洪閘具備過流條件后,實現(xiàn)四期導(dǎo)流,泄洪閘過流,面板堆石壩全線開工建設(shè)。四期導(dǎo)流情況見圖1。
圖1 四期導(dǎo)流示意圖
改線公路與右壩肩水平距離僅3 m,高程相差3 m,壩肩岸坡開挖由于地質(zhì)條件差,巖石風(fēng)化破碎嚴重,直接影響到公路路基的穩(wěn)定,在開挖過程中已造成公路路基的塌陷,也使岸坡趾板地面以下開挖無法進行。通過多次邀請設(shè)計及地質(zhì)專家對此提出處理方案,即右壩肩采用混凝土擋墻,路基擋墻和面板壩壩肩結(jié)合,趾板坐在混凝土基礎(chǔ)上。具體的設(shè)計如下:混凝土擋墻底寬4 m,基礎(chǔ)開挖至基巖,外邊坡1:0.5,內(nèi)邊坡以實際削坡,固結(jié)灌漿孔深入巖石6 m,梅花型布置,間距2 m,內(nèi)插錨桿,與混凝土體接觸長度1 m,灌漿壓力控制在0.2MP以內(nèi),防止對擋墻抬動。這樣既保證了公路的路基穩(wěn)定,同時又為下一步右岸坡趾板的施工創(chuàng)造了條件。右壩肩開挖地質(zhì)情況見圖2及圖3。
圖2 右壩肩開挖情況
圖3 右壩肩混凝土擋墻圖
工程在2010年9月1日成功實施二期導(dǎo)流后,右岸面板壩趾板混凝土澆筑成了關(guān)鍵?;A(chǔ)土方開挖1 956 m3,砂礫石開挖 58 000 m3,巖石開挖 20 900 m3,保護層開挖 6 100 m3,趾板混凝土860 m3,鋼筋制安78 t。工程量較大,基礎(chǔ)開挖寬度12 m,長度160 m,施工難度較大;并且由于靈丘氣溫一般在10月下旬就降至零度以下,趾板基礎(chǔ)開挖及混凝土澆筑施工期僅50天,工期緊張。為按期完成任務(wù),經(jīng)過設(shè)計、施工、監(jiān)理、業(yè)主各方商討,確定趾板基礎(chǔ)提高的可能。首先從施工措施上考慮,巖石開挖采用炮錘,盡量減少開挖對基礎(chǔ)的影響;第二,施工地質(zhì)人員常駐現(xiàn)場,每開挖一層,取樣做現(xiàn)場巖塊點荷載試驗,分析判斷巖體的完整性和巖石強度指標(biāo);設(shè)計采取加寬趾板寬度,由4 m調(diào)整為5 m,對存在部分斷層及破碎帶采取拉槽回填混凝土的措施,拉槽深度為斷層寬度的1.5倍。通過以上措施使趾板基礎(chǔ)提高了3.5 m。經(jīng)過固結(jié)灌漿試驗,灌漿后的巖石透水率在3~7 Lu,能夠達到基礎(chǔ)完整性的要求。通過以上措施,趾板基礎(chǔ)在9月21日經(jīng)過驗收,趾板混凝土在10月23日順利完成。
本工程年度目標(biāo)是大壩主體封頂,重力壩和泄洪閘混凝土總量5.8萬m3,尤其泄洪閘閘墩、下游扶壁式擋墻及與面板壩接觸翼墻,體型復(fù)雜,工程量大。截止10月底,仍有泄洪閘混凝土1 200 m3,大壩混凝土6 000 m3未澆注?;炷翜囟瓤刂撇扇∫韵麓胧?)提高拌和水的溫度,對水管采取電線圈加熱;2)延長拌和時間,拌和時間加長原先的1/3;3)添加防凍劑;4)對薄壁混凝土采用模板外包裹2層棉被,不拆模板,重力壩大體積混凝土一方面模板外裹,另一方面?zhèn)}面頂大棚覆蓋,內(nèi)設(shè)10個電暖氣,上游迎水面生火爐,保證了倉面內(nèi)部溫度保持在5~8℃。