恰海电站坝基处理施工工艺

张峰

（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 大坝工程概况

恰海电站拦河大坝为粘土心墙坝，坝址区岸坡陡峻，河谷狭窄呈“V”型，岩层走向与河谷近正交，属横向河谷，坝体范围内两坝肩为沟梁相间的梳状地形，地形较为凌乱且完整性差。坝基（肩）岩层陡立，走向与坝轴线交角15°～20°,基岩岩性为相间分布的凝灰岩、泥晶灰岩夹少量凝灰质砂岩，中厚～厚层状为主，局部为块状。坝基主要构造以层间挤压断层为主，工程地质条件较好。

2 坝基处理

2.1 施工方法

1）坝肩开挖。根据实际地形，1号沟高程1 035～1 025 m采用手风钻预裂爆破的方式分3层开挖，梯段高度为3.3 m；高程1 010～925 m用CM351潜孔钻进行梯段爆破，梯段高度为9.0～12.0 m，底部预留3 m保护层后，采用手风钻分两次进行浅孔爆破。紧靠建基面的最底层采用（底部20 cm柔性垫层）保护层一次性开挖技术；1～2号沟之间的山梁采用手风钻造孔，预裂爆破至1 015 m平台后使用100B型潜孔钻分3层进行深孔梯段爆破，开挖至970 m高程，梯段高度为12.0～15.0 m。边坡部位采用预裂爆破。高程925～970 m开挖与1号沟相同。

a）梯段爆破。梯段爆破采用CM-351钻机造孔，φ90 mm岩石销铵炸药不偶合装药，非电毫秒微差雷管连接起爆网路进行孔间微差挤压松动爆破。

b）预裂爆破。上下游边坡均进行预裂爆破。预裂爆破采用CM351潜孔钻机造孔（φ=90 mm），φ35 mm岩石铵梯炸药串状间隔装药，导爆索贯穿全孔，竹片固定，竹片放置在保留岩体一侧。为保证保留岩体的完整性，在预裂孔和最后一排梯段孔之间布置一排缓冲孔，采用φ35 mm岩石铵梯炸药1～3节捆绑连续装药，装药段设导爆索，非电毫秒微差雷管连接起爆网路。

c）保护层开挖。心墙基础开挖时在底部1.5 m进行保护层开挖。保护层采用小梯段保护层一次开挖爆破，梯段高度1.5 m，孔底设20 cm锯末卷柔性垫层，φ35 mm乳化炸药不偶合、空气层装药，非电毫秒微差雷管连接起爆网路，每5孔为一组，反向起爆，控制最大单响5 kg。

d）出渣方式。梯段爆破时直接采用320HP推土机集料、1.8 m3挖掘机配20 t自卸汽车拉运。

2）河床开挖。用CM351潜孔钻进行梯段爆破，梯段高度为9.0～12.0 m，底部预留3 m保护层后，采用手风钻分两次进行浅孔爆破。紧靠建基面的最底层采用（底部20 cm柔性垫层）保护层一次性开挖技术。装药时除孔内有水时采用乳化炸药外，其余均与左坝肩相同。

3）上游围堰石方开挖。方法和心墙基础石方开挖相同，防渗槽的开挖在基础开挖完成后进行，采用手风钻造孔，两边坡预裂、中部掏槽、一次开挖的爆破方案。先抽排水后开挖，炸药用乳化炸药，外罩防水套。

4）心墙基础断层破碎带石方开挖。心墙采用风镐撬挖为主、液压破碎锤及CAT反铲配合。20 t自卸汽车拉运弃渣。

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5）坝壳范围内石方削坡开挖和坝外岸坡不稳定岩体石方开挖。这两项石方开挖时，对少量的和分散的石方采用手风钻爆破，人工配合反铲削坡清渣装车；对开挖方量较大的部位采用和左、右岸坝肩开挖相同的方案。

2.2 爆破参数选定

爆破参数根据水利水电施工技术规范和以往的施工经验初选试验参数,经试验选用的爆破参数，施工时根据爆破的效果再作进一步的优化和调整。

3 盖板混凝土施工

恰甫其海大坝心墙基础混凝土盖板浇筑工程范围包括：左坝肩0-19～右坝肩0+340.272，计353个单元，锚筋43个单元，共计396个单元。混凝土浇筑设计工程量7 900 m3，实际浇筑19 244.15 m3；左坝肩挡土墙 374 m3，锚筋制安 1 127根，水平及垂直止水安装4 500 m。

3.1 施工方法

锚筋安装采用YT-27型手风钻钻孔，先注浆后插锚筋的方法。盖板浇筑采用钢木组合模板，面模采用P3015组合钢模挂模，边浇筑边安装,拉锚及边角部位采用木模补缺；侧模采用P3015、P2015钢模，模板固定采用内拉与外撑相结合的方法。水平止水均采用硫化法连接，垂直止水与水平止水的连接、L型止水与水平止水的连接采用氯丁胶粘接。由于左右坝肩地形和交通条件不同，故采取不同的入仓方式，右坝肩0+185～0+340.272段混凝土浇筑，采取混凝土罐车运输至交通洞出口高程1 000 m平台卸料，溜槽入仓，人工平仓（部分采用泵送混凝土浇筑）；河床段0+129～0+185段采用反铲入仓、人工平仓；左坝肩0-19～0+129段混凝土浇筑，采取混凝土罐车运输至心墙高程925，895 m平台卸料，混凝土泵送料入仓，人工平仓，混凝土入仓每层不超过30 cm，采用ZN50型振捣器人工振捣。拆模后线毡覆盖洒水养护或涂刷养护剂。

3.2 温度控制及防裂措施

盖板混凝土浇筑温度不得超过28℃，最低温度不宜低于5℃。当温度高于28℃时，拌和站的砂石骨料、水及仓面均采取搭凉棚的办法，避免阳光曝晒。脱模后，及时用线毡覆盖，避免阳光曝晒混凝土面，并加强洒水养护。气温低于5℃时，当连续5 d气温低于5℃时，采取保温和加温措施。具体方法如下：

1）搭设暖棚。用钢架管支撑帆布为砂石骨料、水、外加剂和搅拌系统搭设暖棚，以减小风速，控制温降。

3）拌和混凝土前，先用热水冲洗拌和机，并将冲洗后的冰水排除。

4）在运输过程中，混凝土罐车的路上行走速度不低于30 km/h。

5）混凝土浇筑完成后立即用线毡覆盖保温，新老混凝土的接合处和易受冻的边角部分加强保温，并避免夜间或气温骤降期间拆模。

3.3 混凝土盖板裂缝处理

1）灌浆材料。对裂缝进行化灌处理，灌注水溶性聚氨酯灌浆材料的方法进行灌浆。其灌浆材料主要技术指标见表1。委托新疆农业大学与土木工程建材实验室对裂缝处理所用的水溶性聚氨酯材料进行了检验，其结果见表2。

表1 灌浆材料技术指标

2）主要施工工艺流程。混凝土裂缝灌浆孔采用斜孔梅花型布置。孔距0.2～0.3 m，孔深30 cm。钻φ12 mm，深30 cm的孔后，将孔内的粉尘和碎末用水冲洗直至回水清净，将止水针头放置在孔中后，加力使其膨胀。 采用手压泵进行压水试验，压力为0.5 MPa，以检查灌浆嘴是否卡塞完好，并了解各灌浆孔之间是否畅通，如灌浆孔不畅通，需重新布置浆嘴。经过压水试验检查后，用水溶性聚氨酯材料进行灌浆，灌浆压力采用20 MPa。灌浆时裂缝表面出浆后，延续5 min结束。待浆液凝胶固化60 min后，将裂缝表面灌浆止水针头卸力拔出，将工作面的浆液铲除干净，孔内用高强水不漏材料填充密实，使表面平整，恢复原状。

3）质量检查。监理工程师指定在 L1，L4，L7，L13，L14，L27，L34等7条裂缝上取芯检查，这7条裂缝除L27（宽度在0.2 mm）外，裂缝宽度均为0.3 mm。长度较长，属于贯通性裂缝，具有代表性。

表2 水溶性聚氨酯灌浆材料检测汇总表

4 心墙基础冲刷坑和断层的发现及处理

在心墙轴线上游侧河床段开挖时，揭露出一葫芦状冲刷坑，上口小，“肚子”大，上游宽下游窄。该冲坑顺河流方向最长达27 m，垂直河流宽22 m，坑底高程888.3 m。冲刷坑上半部分采用EX750反铲开挖，下半部分采用人工开挖，开挖和基础清理历时8 d，经设计代表现场勘测，决定用C15混凝土回填，并增加固结、帷幕孔，混凝土回填历时7 d。冲刷坑开挖1 812 m3，其中人工开挖153.3 m3，机械开挖1 658.7 m3；C15混凝土回填1 812 m3。

在左岸心墙建基面地质编录过程中，揭露出断层。该断层切穿坝基，断层产状30°～40°，SE∠85°，断层破碎带宽2～4 m。根据设计要求，开挖深度2.5 m，采用C20混凝土塞回填，另增加16个帷幕灌浆孔，7个15 m深固结孔，19根锚筋。混凝土回填设计390 m3，实际回填430.11 m3。

5 勘探平洞处理施工方法和措施

5.1 施工方法

1）勘探平洞浆砌石回填施工方法。人工配合高压水（风）枪清理冲洗基础，人工用卵石同皮内丁顺相间的砌筑形式，逐层错缝锁结方式安砌，砂浆采用机械拌制。

2）心墙部位勘探平洞回填灌浆施工方法。

a）施工范围。该工程需要回填灌浆的勘探平洞见表3。

表3 回填灌浆工程量表

b）施工作业程序及工艺。沿洞长每20～30 m为一灌浆作业段，通过预埋的灌浆管在规定的压力下灌浆，灌浆管停止吸浆后延续5 min结束，质量检查按照监理工程师要求执行。

3）探洞混凝土回填施工程序和方法。基础处理同浆砌石回填工艺，洞内砌筑浆砌石分段墙，C20混凝土泵送分段入仓、人工平仓，ZN50振捣棒振捣密实。水泥等材料同盖板混凝土。

4）探洞改建排水洞施工程序和方法。PD1和YPD1探洞设计更改为排水洞，排水管伸入岩石20 cm，首先用风镐凿排水管坑，其次进行基础处理和浆砌石墙施工，工艺同探洞浆砌石回填，再安装钢筋混凝土预制板，最后用浆砌石回填探洞顶部。排水管在浆砌石施工过程中安装。

6 实施效果

经验收坝基开挖工程单元工程合格率为100%、优良率为92.5%；盖板混凝土工程单元工程合格率为100%、优良率为90.6%。

［1］Sl47-94，水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范［S］.

［2］SLJ207-82，水工混凝土施工规范［S］.

［3］SDJS7-85，水利水电地下工程锚喷支护施工技术规范［S］.