向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术 5页

曹中升．向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术文章编号：1006-2610(2014)02—0o34—05向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术曹中升(中国葛洲坝集团股份有限公司三峡分公司，湖北省宜昌市443002)摘要：向家坝水电站坝基岩体透水性较好，地下水丰富，且存在破碎带、软弱夹层等不良地质地层。渗控体系为防渗帷幕和坝基防渗墙联合防渗形式，防渗墙布置在重力坝坝基廊道内施工。廊道内防渗墙施工中着重研究实施了地下水控制、设备选型和出碴等技术，解决了施工难题。在不良地层中施工帷幕时，采用高喷置换和其它工艺，解决了地基中塌孔、卡孔、灌浆失水等难题，保证了渗控体系的施工质量。关键词：不良地质；坝基；防渗；施工技术；向家坝水电站中图分类号：TV543．8文献标识码：ATechnologyofImpermeableSystemConstructionofDamFoundationwithUnfavorableGeologicalConditions，XiangjiabaHydropowerProjectCAOZhong—sheng(ThreeGorgesBranch，ChinaGezhoubaGroupCo．，Ltd．，Yichang，Hubei443002，China)Abstract：ThedamfoundationrockmassofXiangjiabaHydropowerProjectiswithgoodpermeability．Herethegroundwaterisrich．Andstratumwiththeunfavorablegeologicalconditionsisavailablesuchasfracturedzone，soft／weakinterlayer，etc．Theseepagecontrolsys—temisthecombinationofgroutingcurtainandcutofwallondamfoundation．Thecutofwallisarrangedandbuiltinthegalleryofthegravitydamfoundation．Duringtheconstructionofthecutofwallinthegallery，controlofgroundwater，typeselectionofequipmentanddebrismucking-out，etcarestudiedandexecutedespecially．According，theconstructiondifficultiesareeliminated．Whenthegroutingcurtaininthestratumwiththeunfavorablegeologicalconditionsisconstructed，thejetsprayingandreplacement，andothertechniquesareappliedtoavoidholecollapse，chokedandgroutlosing，etctoassuretheconstructionqualityoftheseepagecontrolsystem．Keywords：unfavorablegeologicalconditions；damfoundation；seepageprevention；XiangjiabaHydropowerProject向家坝水电站大坝坝基渗控系统均采用封闭抽1工程概况排型式，即在坝体坝踵部位布置上游主帷幕和主排向家坝水电站位于金沙江下游河段，工程拦河水幕，坝体坝趾部位布置封闭帷幕和封闭排水幕。大坝为混凝土重力坝，拦河大坝最大坝高162．00其中泄水坝段在上下游布置了帷幕，在泄④～泄⑧in，坝顶长度896．26in。大坝的泄洪坝段位于主河坝段坝基破碎带范围设置了混凝土防渗墙、防渗墙床，共13个坝段，自左向右编号为泄①～泄⑩坝段，下再布置帷幕；OF在泄⑨坝段、泄②坝段顺流向布置标准坝段宽度20in，坝顶高程384in。大坝建基面了横向帷幕和横向排水幕，以形成独立的封闭抽排高程240m，其中泄①～泄⑧坝段坝基设齿槽，齿槽系统。底部高程203In。封闭抽排区上游主帷幕采用3排孔布置，下游帷幕采用2排孔布置，横向分隔帷幕采用单排孔布收稿日期：2013—12—15置。泄水坝段幕底高程80．O0in，帷幕深125～130作者简介：曹中升(1972一)，男，河北省南皮县人，高级工程师，in；向家坝水电站泄水坝段防渗系统布置见图1。主要从水利水电工程施工工作．nn36曹中升．向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术防渗墙顶部高程210m，墙底面最低高程为140m，3．1．2设备选型及布置最大墙深63m，防渗墙面积约为3400m。(1)成墙设备选择防渗墙施工平台在泄④～泄⑥坝段布置在高程设备选型主要考虑廊道空间限制和造孔工效2210m廊道内，在泄⑦～⑧坝段布置在高程210m方面的因素，对拟选用的HZF1500冲击反循环钻机隧洞内，廊道和隧洞的断面尺寸均为6．0m~6．5m和Z一9重型冲击钻均进行改造，设备改造主要内容(宽×高)。是将钻机桅杆由9．0m长改装成5．6m长，设备外与常规防渗墙不同，向家坝水电站泄洪坝段坝形尺寸由原来的4．2m×2．4m×9．0m(长×宽×高)基防渗墙布置在大坝基础廊道内，作业面低于坝外改为4．2m~2．4m~5．6rn，满足了在廊道内施工空高程240m平台，地下水位(在高程225～230rn)高间要求。2种设备经过现场生产验证，HZF一1500冲出防渗墙作业平台，因此作业空间、地下水位和施工击反循环钻机不能适应该地层防渗墙成槽施工，最布置等方面均不同于常规防渗墙施工技术，施工中终确定使用改型的z9型冲击钻作为防渗墙主要的着重研究了地下水控制、设备选型和出碴等施工方造孔设备。案。(2)设备布置3．1．1地下水控制技术在廊道内施工防渗墙，钻机布置形式需满足空为解决防渗墙槽孔内地下水位高、涌水压力大间环境条件，因此钻机布置在防渗墙正上方，钻机轴的问题，采取了设置降水井的技术措施，即在防渗墙线与防渗墙轴线重合，依照这种布置形式，设备适应轴线上游25m距离处设置了1排15口降水管井来了廊道施工防渗墙的空间特点。抽取地下水以达到降低防渗墙施工部位地下水位的3．1．3出碴技术目的。向家坝坝基防渗墙在高程2101"13廊道和隧洞内(1)降水管井设计施工，造孔作业产生的大量弃碴、废水需及时排出，研究后共布置降水井15口，降水井井深为80为此专门设置出碴排水通道和出碴系统。m，即井底高程160m，井底比防渗墙墙顶低50m。(1)通道设置，在泄⑩坝段坝前高程2401TI平降水管井孔径≥800mm，井内下设采用25台布置一竖井和连接平硐连接防渗墙施工隧洞，作mm无缝钢管作为井管，其中实管30m，滤管30～为防渗墙施工主要通道，竖井尺寸7．5rex5．5m，顶50m。管井内安装深井潜水电泵，将地下水持续排部高程240．0m，底部高程207．0m；连接平硐断面出以达到降低地下水位的目的。设计为5．5mx6．5m城门洞形。平硐与防渗墙施(2)降水管井的施工工隧洞连接形成施工通道。降水井在地基内造孔采用ZZ5冲击钻机进行(2)出碴系统钻凿成孔。为保证成井质量，施工中采用清水或泥为满足廊道内防渗墙施工清碴需要，在竖井顶浆钻进，水压法护壁。部布置了悬臂式起重机。该设备最大吊运高度40(3)降水管井运行方案的确定m，最大起重量5t。设备自身高度4．7m，悬臂转动首先进行地下抽水试验，确定相关地层的渗透半径4．185m，最大有效工作半径1．8～4．0m。系数和抽水影响半径分别为k=1m／d，R=38m，保悬臂起重机配自制出碴吊篮完成出碴作业。在证了防渗墙施工部位在管井抽水影响范围之内。防渗墙作业面将弃碴装入吊篮内，然后将吊篮挂上其次确定了管井内水面控制高度，降水井内控起重吊钩，起重机将吊篮吊出竖井，最后将吊篮内碴制水位为高程180．0m。单井出水量40Ill／h左右。土卸下。通过降水管井的使用运行，在降水管井抽水之3．2高喷置换技术前，高程210m廊道帷幕灌浆孔涌水压力为0．2～0．3泄⑨坝段横向分隔帷幕穿过破碎带2个分支地MPa，涌水量一般大于60L／rain；降水管井运行抽水层，单层破碎带厚度在10～20m。施工时采用了常后，涌水压力一般不大于0．1MPa，涌水量一般为20规帷幕灌浆为主、高喷灌浆置换为辅助手段穿过破L／min以下，说明降水管井起到了一定的效果。碎带的施工工艺技术。nn38曹中升．向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术(3)在坝基深部破碎或软弱夹层的帷幕灌浆4应用效果中；，采用了)浓》浆置换、细水泥灌浆和调整灌浆压力等(1)向家坝坝基防渗墙施工完成并待强后，对工艺巧措加施，加解决了破碎夹层灌浆过程中的工艺难题。∞踮舳舳鲫墙体进行了钻孔取芯、压水检查和孔内录像。检查5∞结∞加"语舳结果表明，墙体内取芯完整，墙体混凝土总体上完整、密实、强度高。墙体背水侧埋设的渗压计在水库加加向家加坝加水加电站大坝坝基存在不良地质地层，采蓄水之前和之后的监测数值基本无变化，说明防渗用防渗墙成功解决了浅层大厚度不良地基的防渗问墙起到了预期的防渗效果。题∞。大坝叭廊∞道叭内防渗墙的施工技术，针对地基存在(2)在帷幕灌浆穿过破碎带地层施工，采用了高厚层地质缺陷的水电站建设有着重要的借鉴和指导喷灌浆施工作为辅助措施，置换了致密但易被淘蚀流意∞义阱。叭=兮叭∞∞∞∞∞失的碎屑状不良地层，再进行常规帷幕灌浆后，破碎针对埋藏深的破碎带地层，采用高喷置换辅助H带地层的耐久性得到了加强，检查表明地层的防渗性帷幕灌浆技术和特殊灌浆工艺措施进行处理后，其如∞∞∞如能完全满足工程防渗要求。检查结果见表2。整体防渗效果满足设计要求，值得在类似工程中推表2破碎带地层高喷灌浆后检查成果表广应用。段次船账删压全透／rhaim／m／m／min／Ilra／nl／I(L·【皿n1)／参考文献：1．461．65[1]金沙江向家坝水电站大坝坝基渗控体系及固结灌浆设计专题1．71报告[R]．中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，2011．2．71[2]孙海全．高喷灌浆技术在向家坝水电站坝基防渗处理中的应1．76用『J]．葛洲坝集团科技，2013，(1)：7—9．注：单排帷幕防渗合格标准为透水率不大于3．0Lu。(上接第30页)分段计算结果汇总见表2。道造成腐蚀破坏的有效途径。表2分段计算结果汇总表参考文献：／[1]王哲，王恩辉．新疆某长距离供水工程输水管道防腐设计[J]．：：!二mm!西北水电，2013，(04)：43—44．沙漠边缘段>3018000．5050x1500／22kg>95>1376<30[2]邢士波，苏霄，王相民，李丽，杨体绍，霍文静．阴极保护在Pc．±318000l500／22kg957833>30cP管道防腐中的应用[J]．中国高新技术企业，2013，(14)：46注：沙溟段28．7km不加阴极保护；计算公式引自GB／T21448—-47．2008[。[3]GB／T28725—2012，埋地预应力钢筒混凝土管道的阴极保护[s]．北京：中国标准出版社，2012．4结语[4]GB50021—2001，岩土工程勘察规范[s]．北京：建筑工业出版社，2001．根据本工程输水管道线路长、工程地质及水文[5]GB／T21448—2008，埋地钢质管道阴极保护技术规范[s]．北地质情况复杂，采取阴极保护措施对输水管线进行京：中国标准出版社，2008．防腐处理。该工程自2010年投入使用以来，至今供水效果良好，说明采用阴极保护是减缓或停止对管