平江抽水蓄能电站上水库大坝右岸防渗墙施工平台施工技术.pdf

人民黄河YELLOWRIVER第45卷S12023年6月Vol.45，Sup.1Jun.，2023平江抽水蓄能电站上水库大坝右岸防渗墙施工平台施工技术赖标，黄涛（中国安能集团 第一工程局有限公司，广西 南宁 530000）摘要：平江抽水蓄能电站上水库大坝右岸边坡属崩坡堆积体，土质疏松、孔隙率大、地下水水位埋藏浅，受雨季施工影响，边坡出现变形开裂迹象，局部发生浅表塌滑，边坡变形继续向外围、深部发展的可能性较大，防渗墙施工平台难以形成。为保证大坝防渗墙施工进度及施工安全，采用上部削坡卸载、下部大块石反压、坡面喷混凝土封闭等措施，确保大坝右岸防渗墙施工平台边坡稳定，加快防渗墙平台的施工进度，提供安全可靠的作业环境。关键词：上水库大坝；边坡变形；防渗墙；施工平台；平江抽水蓄能电站中图分类号：TV53+8.1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2023.S1.087收稿日期：2023-04-04作者简介：赖标（1995），男，广西钦州人，助理工程师，主要从事水利水电施工工作E-mail：1工程概况平江抽水蓄能电站上水库大坝采用沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶高程1 067 m，坝顶宽10 m，最大坝高52.5 m，坝轴线长度304 m，为一等大（1）型工程，主要建筑物按1级建筑物设计，次要建筑物按 3 级建筑物设计。上库坝址沟谷呈 V 形，谷底高程1 018 m，两岸山体较雄厚，地形较整齐。坝址两岸及谷底未见基岩出露，右岸为426 m铅直厚度的崩坡堆积体，左岸坡脚一带为19 m铅直厚度的浅表层崩坡堆积体。坝址下伏基岩以燕山早期花岗岩为主，局部分布花岗伟晶岩脉和石英脉。根据前期勘探资料，坝址两岸岩体风化较深，右岸全、强风化带下限埋深分别为12.274.7 m、35.579.0 m，左岸全、强风化带下限埋深分别为1.553.1 m、31.266.3 m，谷底全、强风化带下限埋深分别为1.521.5 m、1.532.9 m，下游至上游岩体风化呈现逐渐加深的反常趋势，推测原因是坝址处于花岗岩体边缘地带，断裂构造发育，岩体蚀变较强烈 1。上水库大坝右岸边坡即坝右0+013.5 m坝右0+151.5 m，高程为1 0231 067 m；右岸防渗墙长度为138 m，采用C25F100W10常态混凝土防渗墙下接防渗帷幕的形式 2，在全风化岩石内布置常态混凝土防渗墙，墙厚0.8 m，底部伸入弱风化岩体内1 m。该工程具有以下特点：崩坡堆积体地质导致开挖边坡困难；地下水丰富、水位埋藏较浅，易造成边坡失稳；地处暴雨中心，雨季开挖困难、施工不连续；右岸岸坡陡峭，防渗墙平台回填边坡难。2右岸边坡处理措施2.1处理方案确定上水库大坝右岸崩坡堆积体坡脚附近上部由崩坡积物组成，下部为花岗岩全风化土，地下水水位埋藏较浅，工程地质条件较差。受雨季围堰施工及防渗墙平台开挖扰动的影响，该区边坡见变形开裂迹象，局部已发生浅表塌滑，裂缝宽315 cm，边坡现状稳定性差，且时值雨季，变形、开裂问题将进一步劣化岩土体物理力学性质，边坡变形继续向外围、深部发展的可能性较大，边坡失稳将威胁施工区作业人员安全，且对坝基边坡、近坝库岸边坡和1 067 m以外公路边坡等存在一定影响。为此，对已探明的边坡开裂、变形区域采取上部削坡卸载+下部大块石反压综合处置方案进行处理。步骤如下：在保证EL1067道路通行不受影响的前提下，采用上部削坡卸载自上而下将EL1033防渗墙施工平台以上挖填形成的临时陡坡以及EL1068以下已出现滑移开裂的崩坡堆积体进行局部削坡处理；采取24 h不间断进占作业方式抛填大块石压坡护脚，反压体底部宽度按原地形外轮廓线控制，反压高度不小于10 m；边坡裂缝处采用黏性土填塞密实，疏通大坝右岸边坡临时截排水系统；坝右边坡已开挖揭露部位全面覆盖防雨布；建立边坡变形观测点，每天定时测量位移，加强巡视巡查，及时预警；对大坝右岸上游局部变形区域采用钢筋石笼压坡。2.2具体布置（1）截排水沟系统布置。截水沟布置在坝右边坡开挖线外侧38 m部位，排水沟布置在防渗墙施工平台、老林场路坡脚部位，沟底均铺设土工膜，穿越老林场路及坝底临时道路埋设直径为0.6 m的混凝土涵管。先施工坝右边坡开挖线外侧截水沟，再施工防渗墙平台、老林场路坡脚排水沟，截水沟与排水沟连通，形成完善的截排水系统，下游截排水沟经老林场路及坝底临时道路排至百福溪主沟，上游截排水沟经老林场路及沉砂池排至百福溪主沟。（2）大块石压坡护脚。大块石护脚采取大压脚和小压脚形式相结合。坝右围堰堰基边坡已开挖部位采取大压脚抛填大块石护脚，沿已开挖的右岸坡面贴坡填筑，护脚底部宽度1641 m，高度不小于10 m；老林场路上边坡局部垮塌和松散部位采取小压脚抛填大块石护脚。（3）边坡覆盖及裂缝封闭处理。在坝右边坡平台垮塌及松散部位覆盖防雨布，裂缝采用黏土填充表面封闭处理。（4）边坡变形观测点设置。建立边坡变形观测点（编号为BY1、BY2、BY3、BY4、BY4-1、BY4-2、BY5、BY6、BY7、BY8、BY9、BY10、BY11），每天定时测量位移，加强巡视巡查，及时预警。（5）边坡卸载开挖。边坡卸载开挖区域高程为 1 0401057 m，经现场测量实际坡比为11.5，卸载后坡比控制在1213。（6）钢筋石笼压坡。对大坝右岸上游局部变形区域采用钢筋石笼压坡。钢筋石笼规格为2 m1 m1 m，错落摆放，最底层横向摆放2排，上一排纵向、错开摆放，以此类推。钢筋石笼之间用A10钢筋搭接焊。2.3施工方法（1）测量放样。对检校好的测量器具进行检查，看是否齐全及损坏；放样工作开始前，详细查阅工程设计图纸，收集施工区平面与高程控制成果；结合地形选定截水沟位置，布设截水沟的各转折点中线桩。对截水沟放样时，在沟内外边缘钉木桩（木桩距离不大于10 m）并注明挖深，用石灰洒出截水沟开口线，截排水沟转弯段应注意线形圆顺；现场给施工技术人员做好测量技术交底；边坡开挖过程中，随时校核测量开挖平面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度。随着开挖高程下降，及时对坡面进行测量检查以防止偏离开挖线。（2）沟槽开挖。沟槽开挖采取机械结合人工方式进行。对于边坡较缓、平台边、道路边采用挖机开挖，人工修坡；对于边坡较陡、地质条件差的部位采用人工铁锹开挖。开挖施工按照测量队洒好的石灰线进行，结构线形美观，适应地形要求，顺畅排水，土沟不得超挖，沟底、边坡应夯实，严禁用虚土贴底、贴坡，沟底平顺整齐，不得有松散土和其他杂物，排水畅通。在截排水沟挖出的土应堆在基槽1 m范围内，使其起挡水作用或做回填加固作用。（3）过路涵管埋设。过路涵管埋设共4处部位，老林场路2 168人 民 黄 河2023年S1处，坝底临时道路2处。采用直径为0.6 m的混凝土涵管，管节端面平整并与轴线垂直，管壁内外侧表面平直圆滑，若有细微缺陷，须进行修补完善后使用；若缺陷不符合相关规范规定，则按废品处理。管节采用承插式对接，管节间缝隙用橡胶圈密封。管节安装从下游开始，使接头面向上游，每节涵管应紧贴于基座，所有管节按正确的轴线和坡度敷设，若管壁厚度稍有不同，须使内壁齐平，在敷设过程中保持管内清洁无脏物。（4）土工膜或土工布+塑料布铺设。铺设范围为沟底、两侧边坡以及截排水沟两边延伸0.5 m压顶。土工膜铺设前，基础地面要密实平整，不得有尖角块石露出，铺设不应过紧，留足够余幅（约3%5%），以便拼接和适应气温变化。坡面弯曲处注意剪裁尺寸，随铺随压，以防风吹，施工中发现损伤及时修补。（5）沉砂池修建。沉砂池位于坝轴线上游80 m处百福溪主沟边，沉砂池开挖尺寸为5 m5 m3 m。采用挖机开挖，开挖完成后铺设一层土工膜+土工布，定期对沉砂池进行清淤，保证其功能正常发挥。（6）防雨布覆盖。防雨布采用土工膜或土工布+塑料布。铺设范围为坝右边坡平台垮塌及松散部位，拼缝搭接0.5 m。土工膜或土工布+塑料布的物理性、力学性及耐久性等各项性能指标均应满足要求，应尽量用宽幅、减少拼接量。（7）大块石护脚。大块石护脚料源采用库底堆料区大坝开挖收集的破碎孤石填筑，不够部分采用库尾料场爆破的弱风化料。采用1.2 m3挖掘机装车，20 T自卸车运输，推土机推平，挖掘机修整夯实。先填筑坝右围堰堰基边坡已开挖部位，沿已开挖的右岸坡面贴坡填筑，贴坡面采用挖掘机夯实，护脚底部宽度1641 m，高度不小于10 m；老林场路上边坡局部垮塌和松散部位采取小压脚抛填大块石护脚。（8）边坡卸载开挖。边坡卸载开挖区域高程1 0401 057 m，坡脚为老林场路坡脚，坡顶为EL 1 057 m平台裂缝处，卸荷开挖后坡比控制在1213。边坡卸载采用3台挖掘机从上至下接力甩渣，渣料挖甩至老林场路装车，运至库底回填区域平整碾压。3防渗墙施工平台形成措施右坝防渗墙施工平台以开挖为主、回填为辅，开挖分为两个阶段施工。（1）第一阶段。平台形成：回填11号、12号、13号平台，回填完成后施工11号平台51#、52#、53#、54#槽段，12号平台61#、62#、63#、64#槽段，13号平台68#和69#槽段。平台边坡支护及整治：边坡土体含水率高、稳定性差，本阶段边坡暴露时间2个月以上。为保证边坡稳定，对形成的三级平台边坡采用排水孔+素喷砼的措施封闭，排水孔70 mm，深6 m，间排距3 m3m，采用梅花形布置，全孔填塞63 mm PVC花管和盲管，盲管和花管间包土工布，外露15 cm，喷C20混凝土，厚度10 cm。（2）第二阶段。平台形成：待完成第一阶段槽段后，开挖出10号平台河床段剩余部分，施工47#、48#、49#、50#槽段；开挖出11号剩余部分槽段平台，施工55#、56#、57#、58#、59#、60#槽段；开挖出12号平台，施工65#、66#、67#槽段。平台边坡支护及整治：对形成的三级平台边坡采用锚杆+排水孔+挂网喷砼的措施封闭，锚杆为自进式中空注浆锚杆，25 mm，锚杆长度L=4.5 m，外露8 cm，间排距3 m3 m，采用梅花形布置；排水孔70 mm，深6 m，间排距3 m3 m，全孔填塞63 mm PVC花管和盲管，盲管和花管间包土工布，外露15 cm；挂网钢筋为8 mm圆钢，网孔15 cm15 cm，喷C20混凝土，厚度10 cm。第一阶段和第二阶段除12号平台的坡脚采用2 m高、2 m宽的钢筋石笼护脚外，其他平台的坡脚均采用1 m高、1 m宽的钢筋石笼护脚。4施工效果（1）坝右边坡变形处理期间（2022 年 5 月 920 日）布置BY1、BY2、BY3、BY4、BY4-1、BY4-2、BY5、BY6、BY7、BY8、BY9、BY10、BY11共14个边坡变形监测点。2022年5月920日，坝右肩边坡垂直位移累计位移量较大，5月13日在BY10监测点测得最大累计位移量，为742 mm，5月20日在BY7监测点测得累计位移量最大月变化量，为596 mm。（2）坝右边坡变形处理后布置 Y01、Y02、Y03、Y04、Y05、Y06、Y07、Y08、Y09、Y10、Y11、Y12 共 14 个边坡变形监测点。2022年6月16日7月27日，坝右肩边坡垂直沉降累计位移量较小，7月9日在Y07监测点测得最大垂直沉降累计位移量，整体变化趋于稳定，为下步防渗墙平台施工提供可靠的作业环境。5结语截至2022年8月20日，平江抽水蓄能电站上水库大坝右岸防渗墙平台均已形成，防渗墙成槽施工正常进行，边坡未出现较大变形迹象，只在平台回填区域出现沉降裂缝，在可控范围内，均能满足防渗墙施工要求，未发生施工安全事故，按目前现场情况防渗墙进度可提前2个月，施工经验和技术措施对今后类似地质情况下防渗墙施工平台的设计、施工有一定的参考作用。参考文献：1 杨得萍.混凝土防渗墙施工技术在某水利工程中的应用 J.河南水利与南水北调，2019，48（5）：47-48.2 王蓉芳.混凝土防渗墙施工技术在水库主坝施工中的应用分析J.低碳世界，2019，9（6）：73-74.【责任编辑栗铭】加快进度、提高质量有着显著作用。超欠挖的控制措施如下：提高钻孔精度是控制超欠挖的前提。周边眼的外插角、位置、钻孔深度直接决定是否超欠挖。对于周边孔、掏槽孔，钻孔偏斜误差不得超过1.5%2，误差控制在5 cm以内，辅助孔、地板孔最小抵抗线误差控制在10 cm以内可以获得较好的光面效果。爆破技术是控制超欠挖的保证。在爆破施工工艺中，要根据围岩类别不断修正爆破参数，如在同一性质的岩体中，因走向、裂隙等，同样的爆破方案在岩体各位置有不同的爆破效果。技术人员要根据爆破效果，持续优化爆破方案，爆破参数优化主要针对钻孔间排距、钻孔角度、爆破单耗、起爆顺序、网络联结。钻爆作业管理水平是控制超欠挖的有效途径。在钻爆作业中务必做好爆破技术交底、安全交底，加强质量检查及相关信息反馈，从而减小超欠挖量，将其控制在预期目标值内。4爆破效果爆破参数受工程地质、岩石裂隙节理、周边环境、爆区地形、火工材料质量、爆破装药密实度等影响较多，极易影响爆破效果。在爆破施工时，、类围岩严格按照设计爆破参数进行施工，爆破震动较小，残留半孔率可达90%以上，石块最大直径不超过80 cm，同时要注意到拱底板雷管段位要在仰拱区域石块掉落前起爆，拱底两侧边缘采取双雷管起爆，减小拱底发生哑炮的可能。此施工方法可提高经济效益，为爆破石料后期加工利用提供便利，爆破设计及施工经验可供同类隧洞施工参考。参考文献；1 宋镜.高速公路隧道光面爆破施工技术应用研究 J.四川建材，2021，47（3）：105-106.2 王海媛.隧道钻爆开挖常见问题剖析及控制 J.工程机械与维修，2021（4）：182-185.【责任编辑栗铭】（上接第167页）169