瀑布沟水电站大坝防渗墙施工质量控制 4页

水力发电第36卷第6期2010年6月瀑布沟水电站大坝防渗墙施工质量控制薛山丹，吕江明，郭从消，索向宗(长江勘测规划设计研究公司监理公司，湖北武汉430010)摘要：针对瀑布沟水电站大坝防渗墙工程施工方法，从固壁泥浆、造孔施工、清孔换浆、混凝土浇筑等方面，对施工质量控制进行了总结。施工历时9．6个月，圆满完成了合同规定的各项任务。渗墙造孔、预埋件下设和墙体混凝土浇筑等施工质量优良，满足设计及规范要求。防渗墙施工中新型冲击钻机的应用、施工平台预灌浓浆处理、新型拔管技术的应用、创新型混凝土施工配合比的研制和应用，以及墙体混凝土施工质量全面检测等，对其他同类防渗墙工程施工具有一定的借鉴作用。关键词：防渗墙；施工；质量控制；质量评价；瀑布沟水电站QualityControlforImperviousCoreConstructionofPubugouDamXueShandan，LuJiangming，GuoCongxiao，SuoXiangzong(ConstructionandSupervisionCompanyofChangjiangInstituteofSurvey，Planning，DesignandResearch，WuhanHubei430010)Abstract：TheconstructionofimperviouscoreofPubugoudamlasts9．6monthsandthequalitycontrolissummedupfromtheslurrypreparationforholewallreinforcement，holedrilling，holeclearandslurryreplacementandconcretepouring．The印plieationofnewimpactdriller，thepuddleinjectionforconstructionplatformpreparation，theapplicationofnewductpullingtechnologyandtheapplicationofinnovativeconcretemixensureagoodconstructionquality．KeyWords：imperviouscore；construction；qualitycontrol；qualityevaluation；PubugouHydropowerStation中图分类号：TV543．8(271)文献标识码：B文章编号：0559—9342(2010)06—0080—04瀑布沟水电站大坝为砾石土心墙堆石坝．由于d龄期抗压强度不小于40、45MPa，弹性模量不大坝基为深厚覆盖层，为解决坝基防渗问题，采用两于3．0×10、3．3×104MPa，抗渗等级不小于W12，道厚均为1．2m、中心线间隔14ru的混凝土防渗抗冻等级不小于F50。墙，最大墙深76．85m。上、下游墙墙底设双排帷幕1防渗墙主要施工方法灌浆。坝基河床覆盖层具有深度大、颗粒粗、结构复1．1槽段布置杂的特点，且孤石较多，块径一般为l～2．51／1，个别瀑布沟防渗墙槽段施工布置方式为“三主两可达3．7～4m．成分以凝灰砂岩、花岗岩、凝灰岩副”，典型槽段长7．2m，靠近左右岸部分槽段长7．4为主，孤石一般较新鲜，岩质坚硬，强度高，架空m，个别槽段长约4m。现象也较普遍。在钻孔统计中，有孤石分布的孑L段1_2预灌浓浆处理占60％～80％，有架空结构的占68％～93％，其分布为防止或减少槽孑L孔壁坍塌，提高造孔工效，相当普遍。对施工平台进行了预灌浓浆处理。灌浆范围为24左岸段桩号0+230以左部位主要地质条件为含in，共布置8排灌浆孔，孑L深8m，分两段施工，采漂卵石层夹砂层透镜体(Q)，透镜体顶部高程在取无压自流式灌注。674m左右，最大厚度7．5In，以中粗砂为主，受水流淘蚀作用和静水沉积作用，岩面处砂层厚度增加。该地层透水性强且承载力较低，容易产生砂土液化收稿日期：2010—04—19现象。作者简介：薛山丹(1958一)，男，甘肃秦安人，高级工程师，主根据设计要求，上、下游防渗墙墙体混凝土90要从事水电工程监理1二作；吕江明(通讯作者)．圈WaterPowerVo1．36．舳．6nE羊L上J广，亍于：，荼1lJ／，J＼!工口八J胗橱小．Ll里巾U1．3钻孔成槽方法底口距孔底不大于25cm控制。I期槽段导管中心经施工试验比较，采用钻劈法造孔。使用国内至槽孑L端部或接头管壁面的距离均控制在1．5m以最新生产的ZZ一5型和ZZ一6型冲击钻机．它具有功内，Ⅱ期槽段控制在1．0m以内，导管最大间距不率大、提升力强及钻具配备重、破碎力强等优点，超过4．0m。配备4t以上的大吨位平底钻头．可解决施工中遇混凝土浇筑过程中．定时测量槽孑L内和导管内到的如塌孑L、漏浆和孤石、漂石难以钻进等问题。混凝土面高度，控制混凝土面上升速度和高差，及主孑L开孔施工时因顶部回填地层较为松散，主时起拔浇筑导管，控制导管埋深，避免出现铸管和要采取回填黏土挤密式冲击开孑L．使用黏土在槽内混浆事故制浆。为防止孔口坍塌，钻进时采取多冲击、少抽1．6混凝土配合比砂，同时采用孔口回浆方式。副孔施工时一般采取防渗墙混凝土要求具有“高强度、低弹模和早上劈下钻、多劈少钻的方式，同时在副孑L两边下放期强度低(28d强度不大于25MPa)、后期强度高接砂斗接渣．一方面可加快钻孔施工进度。另一方(90d强度不小于45MPa)”的特性，即既要降低混面还可避免因掉块而卡钻。由于上部地层极为松散，凝土早期强度，减小接头孔重复钻进施工难度，提孤石、块石粒径大且分布较广，在主、副孔施工时高造孔施工工效。又要使后期强度增长较快：既要突破常规，在主孔未终孔前提前施工副孔，当副孑L求墙体强度高，又要求具有一定的适应变形能力。钻进至一定深度后，及时将主副孔间的小墙清除，为达到上述目的，自2004年开始，对瀑布沟大避免掉块引起卡钻。为解决主副孑L钻进施工中的孤坝防渗墙混凝土的配合比进行了大量研究．最经确石、漂石问题，一般采用大吨位平底钻头冲击破碎，定了防渗墙混凝土的施工配合比(见表1)。若无效果，则采取孑L内小钻孔爆破法、定向聚能爆2施工质量控制破法或裸爆法进行爆破处理。1．4槽段连接方法2．1固壁泥浆槽段连接有“钻凿法”和“接头管法”两种形监理工程师不定期对槽孔内泥浆和制浆站新制式。根据工程实际情况，确定两岸浅槽段全部采用膨润土泥浆质量进行抽检，槽孔中上部尤其是孔口“接头管法”连接，河床中部深槽段下设深度为50段，由于受施工用水和废水、废浆回流等因素的影rn左右．50m以下采用“钻凿法”，以防止深度过响，混浆质量较差，是施工中检查的重点。若检测大发生“铸管”等恶性事故；对于孑L壁坍塌较为严不合格，则及时要求施工单位进行改善，采用优质重的槽段，也采用“钻凿法”连接。膨润土泥浆固壁，以免出现孑L壁坍塌现象。经抽检，本工程采用浮箱式接头管，管径118CII1，每延泥浆相对密度为1．01～1．18，粘度为16～38S，含砂米质量约950kg，单套拔管机的最大起拔力4500量为0～3．2％，质量满足要求。kN。接头管起吊和下设主要采用40t汽车吊配合进2_2造孔施工行．当下设深度超过30m以后，为保证施工安全，由于本工程地层中漂石多且块径大，故确定已接头管的下设依靠拔管机自身进行。钻孔槽段是否已钻至基岩对于防渗墙的防渗效果和经统计，共计完成了35个接头孔的接头管下设作用至关重要，为此规定了严格的基岩鉴定和验收工作．下设深度累计约1000m，接头管起拔完成程序。根据补充勘探孑L芯样和各槽孔单孑L岩样，首后测量孔深．成孔进尺923m，接头孔成孔质量较好。先由地质监理工程师进行预鉴定，预鉴定结果满足1．5浇筑成墙方法设计要求后，监理工程师组织由业主、设计、监理、混凝土浇筑采用“泥浆下直升导管法”，浇筑导施工四方组成的联合鉴定小组，对各槽段基岩面深管直径25cm，长2．35m，另外配备一定数量的长度进行联合鉴定，根据联合鉴定意见最终确定各槽度为0．3～2．0m不等的短管。I期槽段一般下设3段的基岩面深度和终孑L深度。套导管．有接头管的部位则下设2套导管；II期槽为做好槽孔孔形质量的控制工作，除El常性的段一般下设3套导管：单套导管下设深度按照导管巡检抽查外，监理工程师每周集中抽检一次，每表1大坝防渗墙混凝土施工配合比参数WaterPowerVo1．36．No．6团n次随机抽检8～10个槽段。抽检的单孔最大孑L斜率根据混凝土的特性，其弹性模量与抗压强度一为1．948％。对于孔形质量超标的单孔，向孔内回填般成正比。防渗墙混凝土弹性模量抽样检测平均值大块石或低标号混凝土并重新造孔，特殊情况下则为3．68x10MPa，仍大于设计要求。经研究，混凝采取孔内钻孔爆破或定向聚能爆破的方式，对孔内土质量控制可以强度为主．不考虑弹性模量。大孤石、漂石实施解爆处理。3．3压水试验2．3清孔换浆墙体检查孔共计完成压水试验14段次，最大压清孑L换浆施工采用抽筒“置换法”，利用左岸力0．645MPa，最大透水率0．056Lu：骑缝检查孔完722．5m高程平台制浆站生产的膨润土泥浆，置换成压水试验5段次，最大压力0．777MPa，最大透水槽孔内自下而上约2／3以上的泥浆量，以确保在接率0．070Lu，均满足设计要求。头管、钢筋笼、浇筑导管和监测仪器等一系列预埋3．4物探检测成果件下设完成后，槽孔内泥浆质量和孔底淤积厚度满鉴于本工程防渗墙的重要性，分别由长江工程足设计及规范要求。地球物理勘测武汉有限公司和成都勘测设计研究院经检测，在清孔换浆完成1h后，槽孔内泥浆工程物探测试研究中心(以下简称“成都院物探中的3项性能参数为：密度1．03～1．10g／cm。、粘度17～心”)进行了墙体混凝土物探检测。32S．含砂量0．1％～2％。混凝土浇筑施工前检测的3．4．1长江工程地球物理勘测武汉有限公司检测成果最大孔底淤积厚度为9cm，满足设计及规范要求。检测方法分别为钻孑L电视录像、声波测试和声2．4混凝土浇筑波CT．检测成果为：混凝土浇筑质量控制的重点主要为混凝土拌和(1)孔内电视录像在3个墙体检查孔内进行．质量、浇筑方法、相邻混凝土面高差、混凝土面上录像资料显示，墙体混凝土浇筑密实，胶结良好．升速度、导管埋深及终浇高程等。上、下游防渗墙未发现有明显质量缺陷。其中一骑缝孔孔内电视录各个槽段的混凝土浇筑施工均有监理工程师实施旁像资料显示．在深度19m以上部位发现明显的套接站监理，对浇筑施工质量进行全过程控制。缝，最大套接缝宽约为2mm，I、Ⅱ期槽段之间结浇筑过程中。不仅要检查导管起拔记录表、混合紧密，套接情况良好。凝土面深度测量记录表、混凝土浇筑指示图等资料(2)3个检查孔的单孑L声波波速集中范围为是否及时填写完整，还要检查现场深度测量、导管4100～4500m／s，33对跨孑L声波波速集中范围为起拔、物理性能检测等是否规范和及时4000～4500rn／s，满足声波值一般应不小于3850rrds的设计要求。3施工质量评价(3)声波CT图显示其波速在3800～4600m／s3．1孔形之间，未见特别明显的声波低速异常，但局部存在孑L形质量验收采用“重锤法”和“测斜仪检测不均匀现象法”相结合的方式，共检测292个单孔，接头孑L均3．4．2成都院物探中心检测成果进行了两次检测．主要检测其搭接厚度是否满足设成都院物探中心在底层廊道内对下游防渗墙墙计要求。根据检测资料，单个槽段最大孑L斜率为体、与基岩接触段、槽段接缝及顶部现浇段，进行0．298％～0．60％，平均值为0．452％，接头孔处最小了包括钻孔全景图像测试、单孑L声波测试、对穿声套接厚度为110．75～119．92C1TI．均满足设计要求。波测试及声波层析成像测试等全面的物探检测．对3．2墙体混凝土更准确、全面、客观、公正地评价防渗墙墙体施工根据混凝土的机口取样检测资料，28、90、180质量起到了很好的参考作用。d龄期的抗压强度平均值分别为24．9、46．1、52．4物探检测结果显示，防渗墙墙体混凝土平均声MPa，其中90d龄期的强度比28d龄期的强度增长波速度为4038rids，槽段跨接缝对穿声波平均速度了85％．180d龄期的强度比90d龄期强度增长了为3990m／s。13．7％，表明该混凝土具有强度增长时间长的特点，墙体与基岩接触段物探检测中．DX6号～DX12达到了预期目的。号槽段墙底与基岩接触段的声波测试结果均大于根据设计要求，上、下游墙各布置了2个墙体3850m／s，表明墙底与基岩接触致密．孔底淤积厚检查孑L(包括1个骑缝孑L)，检查孔芯样的平均抗压度较小；其余槽段与基岩接触段的声波检测值小强度分别为42．4MPa和46．7MPa，对应为机口取样于3850m／s，最小值除两个测段外，其余均在强度的90％和93．4％。满足规范要求。2000m／s以上，符合孔底段淤积物的声波检测值小固WaterPowerVo1．36．No．6n甘学山，，守：两lT口)／．IX．如八J火]胗J面小上l贝里力巾U于混凝土墙体检测值的常规。波速区加强灌浆处理效果良好。顶部现浇段平均波速为3942m／s，由于现浇段4小结防渗墙墙体混凝土强度等级为C40，低于下部墙体混凝土的设计强度等级(C45)，冈此，较之下部墙瀑布沟水电站大坝防渗墙工程施工历时9．6个体4038m／s的声波检测值有所下降月，圆满完成了合同规定的各项任务。防渗墙造孑L、为确保瀑布沟工程大坝整个防渗体系的防渗性预埋件下设和墙体混凝土浇筑等T序施工质量优良．能，根据成都院物探中心的检测成果，加强了下游满足设计及规范要求。自2009年11月1日水库开防渗墙墙体与基岩接触段的相对低波速区的帷幕灌始蓄水以来，下游防渗墙下游侧渗压计监测结果显浆。之后南成都院物探中心再次对该区域进行了补示，水头与蓄水前比较仅累计上升1．88～2．16m，说充检查．重点是下游DX一14号槽段与DX一16号槽明坝基防渗墙防渗效果良好。防渗墙施工中的新型段墙体与基岩接触段，检测成果显乐，两槽段墙体冲击钻机的应用、施工平台预灌浓浆处理、新型拔底部灌前单孑L声波平均值为3443m／s，灌后为管技术的应用、创新型混凝土施工配合比的研制和4700m／s表明帷幕灌浆效果明显。成功应用以及墙体混凝土施工质量的全面检测等一上述检测结果表明．防渗墙的声波波速满足设系列创新和举措．对其他同类防渗墙工程施工具有计“一般应不小于3850m／s”的要求，防渗墙墙体借鉴作用。和槽段接缝质量良好，墙体与基岩接触段的相对低(责任编辑焦雪梅)(上接第76页)填筑过程巾层层放线以确保砾石土料表2砾石土料颗分试验特征粒径检测成果的填筑厚度满足设计要求。砾石土采用进占法卸料，按大坝轴线方向将填筑面分为左、中、有3个单元()进行填筑施工，一个铺料，另外两个分别进行碾压和取样试验，形成流水作业，互不干扰。自卸汽车行走平台及卸料平台是该填筑层已经初步推平但尚未碾压的填筑面，料物卸在该平台的前沿，再由推土机将料物推至已碾压验收的填筑面上。卸表3大坝砾石土料填筑压实度检测成果料间距根据铺料层的厚度确定，设有专人指挥，以全料<5mm细¨、『<5Iili11细渗透保证料物分布的合理位置，层厚根据设计要求和现卵含秉％备注g·cmg·cm小牛实度／％cm·s一场碾压试验结果确定。铺料填筑时，在填筑面前方4～6m处设置移动式标杆，推土机操作手控制填料层厚度与平整度，现场有专职质检员旁站监控和检查。存坝体填筑中，采用以控制碾参数为主，以试坑法检测十容重为辅的“双控”法进行质量检测。要求振动碾的滚筒质量、激振频率以及激振力满足设计要求。经常性的维护与保养，按规定时间作激振力、频率的测定，保证设备处于良好的受控状态。碾压方向为顺坝轴线方向，按规定的错距宽度进行见表2、3。从检测成果来看，砾石土压实度和渗透碾压。低速(2～3knu'h)行走。砾石土碾遍数及系数均满足设计要求。振动凸块碾行驶速度均采用GPS实时临控系统进行监控，对于碾压遍数达不到8遍的及时进行补碾，4结语每一层碾压完之后，GPS监控资料合格后才能申请通过不断的探索和总结，砾石土从开采、运输挖坑取样到上坝碾压，整个施工过程中所采用的施工方法是3．4砾石土压实后的质量检测科学可靠的，确保了砾石土填筑质量和施工进度，砾石土料在填筑压实后采用试坑灌水法进行检为同类型工程的施工积累了宝贵的经验。测砾石土料颗分试验特征粒径和压实度检测成果(责任编辑杨健)IgaterPowerVo1．36．No．6固