毛滩水电站厂房小基坑防渗墙上部松散架空层施工成槽技术

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(1.山西省东山供水工程建设管理局，太原 030001；2.晋城市水利勘测设计院，山西 晋城 048000；

3.四川二滩建设咨询有限公司，成都 610021；4.山西水务潞泽河湖工程有限公司，太原 030002)

毛滩水电站厂房小基坑防渗墙上部松散架空层施工成槽技术

宋珉1，邢静芳2，李阳明3，余翔4

(1.山西省东山供水工程建设管理局，太原 030001；2.晋城市水利勘测设计院，山西 晋城 048000；

3.四川二滩建设咨询有限公司，成都 610021；4.山西水务潞泽河湖工程有限公司，太原 030002)

毛滩水电站厂房小基坑围堰防渗墙工程量大、工期紧、要求施工强度高。在钻进该地层时，采用何种成槽技术、能否顺利成槽，是影响设备配置类型及数量的关键，也是影响工期的关键。本文介绍了针对上部松散架空层的有效成槽技术的研究过程及应用效果。

毛滩电站；防渗墙；成槽技术

1 工程概况

1.1 枢纽工程概况

毛滩水电站工程位于夹江县顺河乡境内的青衣江干流上，是千佛岩电站至青衣江汇口河段推荐的两级规划方案中的第一级开发方案。采用河床式长尾水渠开发方式，工程开发任务为发电，兼顾灌溉、防洪，以及城镇工业、生活及景观用水，远期长征渠修建后，服从长征渠灌溉调度，余水发电。电站为混合式开发，水库正常蓄水位406.00m，回水至夹江水文站下游约0.8km处，额定水头17m，电站设计引用流量531m3/s，电站装机容量102MW，水库总库容3000万m3，多年平均发电量48853万kW·h。

1.2 地质条件

1.2.1 地形地貌

闸坝枢纽位于夹江县顺河乡青衣江河段上，河道较为顺直，呈S30°E流向。枯水期河面宽度70～150m，汛期可达380～650m。河床高程388.90～394.30m，纵坡比降约3.0‰。由于江水在河床中游荡，形成多个河心滩，其大小不一，长度为240～1500m，宽度为260～400m，心滩地面高程391.00～400.00m。坝区主要表现为侵蚀堆积地貌。青衣江在该河段河谷开阔，右岸Ⅰ级阶地宽1200～1500m，左岸宽度大于3000m，阶面高程396.60～400.10m。

1.2.2 地层岩性

坝区被第四系松散堆积层广泛覆盖，据钻探及物探测试资料，覆盖层厚度为88.26～104.46m。其岩性特征见表1。

表1 枢纽区地层、岩性特征一览

1.3 研究上部松散架空层施工成槽技术的背景及意义

毛滩水电站厂房小基坑围堰防渗墙施工地层中，上部松散架空，特别是导向槽以下6m的范围，经过砂石料开采，小石及砂含量极少，渗透系数达10-1～10-2cm/s，地层稳固性差。在该地层中钻孔存在漏浆塌孔，漏浆塌孔小则影响工效、重则影响整个施工平台的稳定，存在较大安全隐患，成孔难度大。

毛滩水电站厂房小基坑围堰防渗墙工程量大、工期紧、要求施工强度高。在钻进该地层时，采用何种成孔工艺技术、能否顺利成槽，是影响设备配置类型及数量的关键，也是影响工期的关键。研究探索出针对上部松散架空层有效的固壁堵漏措施及成孔工艺、技术，不仅可以保证该工程进度，也可为该电站后续防渗墙或其他类似工程防渗墙的施工提供经验。

1.4 试验研究的时间段

试验研究于2010年2月1日开始，至3月13日结束，历时41d。

1.5 防渗墙概况及工程量

在厂房基坑开挖线以外的D1～D8控制点连线形成的封闭轴线上，施工80cm厚的混凝土防渗墙，防渗墙轴线长度1155.25m，钻孔深度36.6～48.6m，成墙面积48962.15m2。

2 研究进度情况

研究进度情况见表2。

表2 研究进度情况

3 研究实施情况

3.1 试验槽孔选择

试验选择的槽孔见表3。

表3 试验槽孔

3.2 填筑平台掺入水泥固结试验

针对填筑料中无黏土、级配不连续的特点，平台填筑时在加强碾压质量的基础上，为利于填筑平台的稳定性，在下游平台选取一段，在防渗墙轴线周围，分层撒少量水泥，拌匀后分层碾压，以提高平台填筑层的固结效果(见表4)。

表4 掺水泥试验

a.工艺流程及方法。对下游平台填筑时，在防渗墙轴线上宽度6m的范围，每50cm一层进行回填时，掺加少量水泥，水泥与回填砂石料的比例为每方回填料掺30kg水泥，经推土机摊铺拌均匀后，用振动碾来回碾压6～8次。

试验处理范围为0+780～0+900，处理轴线长度120m，高程为394.60～398.60m，高度为4 m，掺水泥粉末7层，水泥实际用量85.7t。

b.处理效果。处理过的平台填筑层，在施工防渗墙上部4m时没有出现大塌孔漏浆现象，只在个别槽孔上部出现了少量漏浆和渗浆现象。该工艺证明了填筑平台掺入水泥固结起到了明显效果。

3.3 导墙下钻孔预灌浓浆固结试验

针对导墙下部地层松散、孔隙大、架空的特点，选取部分槽孔，在平台建造完成后防渗墙开钻前，采用SM400全断面液压钻机，在防渗墙轴线两侧距防渗墙轴线1m的位置，分别钻两排预灌孔，进行预灌浓浆处理(见表5)。

表5 钻孔预灌浓浆试验

a.工艺流程及方法。为了解决上部河床覆盖层的泥浆漏失问题，在防渗墙施工前，选取下游平台的XY-1～XY-3槽段进行预灌浓浆处理，试验论证该处理方法对减轻地层中泥浆漏失及塌孔的效果。

预灌浓浆试验段范围为0+690(XH-1槽)～0+710(XH-3槽)，轴线长20m。

预灌浓浆的布孔原则是沿防渗墙轴线，在所选槽段轴线两侧分别布置单排孔，且两排孔成梅花形布置。分序施工。灌浆孔分为两序施工，即先预灌一序孔、再预灌二序孔。

b.处理效果。经过处理后，部分槽孔在防渗墙钻孔施工中比较稳定，仍有部分槽孔有漏浆塌孔现象。

3.4 导墙下架空层浓浆自流渗透固结试验

针对导墙下部地层松散、孔隙大、架空的特点，选取部分槽孔，在混凝土导墙建造完成后防渗墙开钻前，拌制水泥浓浆，通过自流渗透进入导墙下部架空层，达到一定程度的固结作用(见表6)。

表6 水泥浆液自流渗透试验

a.工艺流程及方法。 SH-1～SH-6槽部位的导向槽浇筑完成后，在2010年2月22日拌制1.0∶1的水泥浆液，用混凝土运输车运送到槽孔边上，向导向槽内倒入水泥浆液，同时人工用铁锹搅动导向槽内水泥浆液避免沉淀影响渗入效果，并用钢钎插入导向槽底部的回填砂卵石层，以增加渗透通道便于浆液渗透进入导墙下部架空层范围。

当水泥浆液面下降速度小于2cm/10min时，处理结束。

b.处理效果。处理过的SH-1～SH-6槽段，经防渗墙施工检验，导墙下浓浆自然渗透起到了固结导墙下部地层松散架空层的作用，在施工过程中，上部没有出现大塌孔大漏浆现象。

4 研究结论及建议

在试验研究中，针对平台填筑层及上部原始地层松散层的预固结处理措施，如：平台填筑时掺加水泥固结、平台下渗透水泥浆液固结、钻孔预灌浓浆固结等的采用，在一定程度上减轻了上部松散层漏浆塌孔的几率和程度，并对上部稳定，特别是对平台稳定有较大的效果，可保证在中、下部出现漏浆时，施工平台不会出现塌陷，保证平台的安全。

上述针对松散架空层的试验措施，保证了施工平台的稳定，避免了更大范围的漏浆和塌孔，虽然处理措施耗用了较大的成本，但为松散架空层的顺利成槽提供了成功的经验，在毛滩水电站厂房小基坑围堰防渗墙的施工中进行全面推广，全面按期完成了该项工程的施工任务。

简讯

溪洛渡水电站大坝取出国内混凝土第一长芯

6月3日，溪洛渡水电工程成功钻取一根直径为219mm、长度为20.59m的常态混凝土芯样，一举刷新了向家坝水电站取出的20.27m长的常态混凝土芯样，成为国内水工常态混凝土第一长芯。

此次溪洛渡水电站取出的20.59m长芯，表面光滑细密，层间结合良好，骨料分布均匀，充分显示出大坝混凝土的良好胶结性，进一步彰显了中国大体积常态混凝土的施工质量和工艺处于国际领先水平。

溪洛渡水电站是中国第二、世界第三大水电站，位于四川省雷波县和云南省永善县交界的金沙江上，具有“三高一大”，即高拱坝、高地震、高边坡、大泄量等特点，设计、施工、管理面临众多世界级难题挑战。大坝为混凝土双曲拱坝，基建面高程324.50m，坝顶高程610.00m，最大坝高285.5m，拱冠顶厚14.0m，底厚64.04m;坝身布置7个表孔、8个深孔、10个底孔与两岸4条泄洪洞，混凝土总浇筑量665.70万m3，总工期56个月。

溪洛渡大坝的建设开创了我国300m级高拱坝建设数字化的先河。大坝工程从混凝土生产到调运入仓，从立模扎筋到浇筑，从基础处理、金结安装、科研试验到大坝施工、基础处理等庞大的生产监控系统，对安全、质量、进度，乃至每一个施工部位、每一道工序、每一个细节、每一道流程，均是全方位、全时空地精确监控，确保了每一个基岩面(或施工缝)、模板钢筋、埋件安装、混凝土浇筑、混凝土外观质量等六项指标均保持优良状态。 此次取芯，不仅刷新了国内常态混凝土取芯最长纪录，说明水电八局长芯样钻取技术继续稳居国内领先地位，而且再一次用事实证明溪洛渡水电站大坝混凝土质量堪称完美，同时为我国常态混凝土筑坝技术发展进步提供了有力证据。

电站建成后，将以发电为主，兼有拦沙、防洪和改善下游航运等综合利用效益，可将下游沿江城市防洪标准提高到百年一遇标准，增强下游地区自然减灾能力，在长江防洪体系中发挥重要作用。同时，通过水库合理调度可使三峡水库入库含沙量比天然状态减少34%以上。下游航运条件得到充分改善，水库区也可实现部分通航。

来源：水电八局 中国水利发电工程学会网 2014年6月17日

http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=13247

MaotanPowerPlantPowerhouseSmallPitCutoffWallUpperLooseFrameEmptyLayerConstructionSlottingTechnology

SONG Min1, XING Jing-fang2, LI Yang-ming3, YU Xiang4

(1.ShanxiDongshanWaterSupplyProjectConstructionManagementBureau,Taiyuan030001,China;2.JinchengWaterConservancySurveyandDesignInstitute,Jincheng048000,China; 3.SichuanErtanConstructionConsultingCo.,Ltd.,Chengdu610021,China; 4.ShanxiWaterLuzeRiverandLakeEngineeringCo.,Ltd.,Taiyuan030002,China)

Maotan Power Plant Powerhouse Small Pit Cofferdam Cutoff Wall is characterized by large engineering quantity, tight construction duration and high construction strength. Slotting technology and smooth slotting during drilling the ground layer are critical for the equipment configuration type and quantity, and important for the construction duration. Research process and application effect of effective slotting technique aiming at upper loose frame empty layer are introduced in the paper.

Maotan hydropower Station; cutoff wall; slotting technology

TV543+.8

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1673-8241(2014)07-0011-04