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黄河拉西瓦水电站上下游围堰塑性混凝土防渗墙施工 摘要:黄河拉西瓦水电站采用掺膨润土的混凝土防渗墙对上、下游围堰及堰基覆盖层进行了防渗处理,取得了良好效果,该防渗墙工程首次采用了高低式梯形断面施工导墙,以适应大型冲击钻机在松散围堰堰体中造孔的需要。该工程在施工中采取适当措施成功解决了孤石、漂石密集,严重漏浆以及因塌孔埋钻引起的墙体欠浇等困难问题。
关键词:黄河拉西瓦水电站 围堰 膨润土 混凝土防渗墙 施工
1 工程概况 1.1 枢纽概况
黄河拉西瓦水电站是黄河上游最大的水电站,主要任务是发电,枢纽建筑物由砼双曲拱坝、坝身泄洪系统、坝后消力塘及右岸引水、发电系统等组成,电站装机容量4200MW。坝址区位于青海省贵德县与贵南县交界处,左岸为贵德县境,右岸为贵南县境。坝址上游32.8km处为龙羊峡水电站,坝址下游75.8km处为已建的李家峡水电站。黄河拉西瓦水电站坝址区河道狭窄,岸坡陡峻,最大相对高差700m,正常蓄水位以上边坡高度约450m,天然坡度60°～70°。
上游围堰轴线位于坝上游400m处。该处河谷相对狭窄,河水面宽50m,主流靠左岸,水流湍急。左岸基岩裸露,坡度50°～60°;右岸高程
2290m以下由崩积物覆盖,坡度约30°,堰顶高程处谷宽110m。
下游围堰位于坝下游740m处,该处河道顺直,贫水期水面宽60m,堰顶高程处谷宽73m,主流靠右岸。左岸高程2270m以下至河边基岩裸露,坡度70°。右岸砂板岩基岩陡坡,坡度近75°。
1.2 地质概况
黄河拉西瓦水电站上下游围堰上部地层为围堰填筑砂石混合料,回填层厚15-25m,下部河床覆盖层主要为河床冲积漂卵砾石层、崩积块石(含)及碎石土,覆盖层厚11-12m,最大厚度达40m。上游围堰基岩为中粗粒花岗闪长岩;围堰防渗墙顶高程2252.00m;下游围堰基岩为三迭系下统变变质砂岩,围堰防渗墙顶高程2239.00m。
1.3 防渗墙设计技术指标
混凝土防渗墙墙体厚度为80cm,槽段连接采用套打法; 墙体入岩深度为0.50m;
墙体材料为Ⅰ级配膨润土混凝土,混凝土指标为:上游围堰C10W6,下游围堰C7W6;
墙体渗透系数K<5×10-7cm/S。
2 混凝土防渗墙施工
2.1 施工临建 2.1.1 导墙及施工平台
防渗墙导墙为钢筋混凝土结构,防渗墙钻机平台布置在防渗墙轴线下游侧,按常规方法铺设道轨,浇筑平台布置在防渗墙轴线上游侧。导向槽开挖过程中发现围堰上部地层较为疏松,而造孔用CZ-30型冲击钻机自重及所配置钻头重量较大,为保证施工中人员设备安全、防止因导墙原因影响施工进度,采用了高低式梯型断面导墙,且增加了钻机施工平台侧导墙深度及钢筋下设数量。
2.1.2 施工用水、用电
下游围堰水泵站布置在防渗墙轴线上游侧,上游围堰水泵站布置在防渗墙轴线下游基坑内,各选用1台额定流量75m3/h,扬程80m的多级离心泵为供水泵,通过φ75mm钢管将水从取水泵站输送至施工平台的供水管路中通过φ100mm钢管将水输送至各施工机组。施工用电从业主提供的两台1250kVA和800kVA的变压器中引线至各用电设备。
2.1.3 泥浆系统
在上游围堰布置一个膨润土制浆站及两个容积为200m3的储浆池,安装两台G600型旋流式高速搅拌机;在下游围堰布置一个膨润土制浆站及一个容积为170m3的储浆池,安装一台G600型旋流式高速搅拌机。选用甘肃金昌膨润土有限责任公司生产的“红泉”牌钻井液用
膨润土作为造浆材料,其主要性能指标满足《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》要求(SL 174-96),并采用当地优质黄土作为造浆辅助材料。膨润土浆液用泥浆泵通过φ100mm管路送至各槽孔。
2.2 槽段划分
黄河拉西瓦上下游防渗墙工程共划分了17个槽段,考虑到地层实际情况及混凝土浇筑导管的下设Ⅰ期槽段槽长为6.50m,布置4个主孔、3个副孔;Ⅱ期槽段槽长为8.00m,布置5个主孔,4个副孔。
2.3 成槽工艺
黄河拉西瓦上下游围堰防渗墙均采用“钻劈法”成槽。成槽时先钻进主孔,后劈打副孔。槽段间连接采用“套打一钻”法。为控制墙体入岩深度,在每个Ⅰ期槽各施工一个勘探孔(先导孔),当冲击钻钻进至基岩面时,采用XY-2型工程地质钻机进行取样,钻孔孔径为φ76～φ91mm,先导孔深入基岩5.0m。由监理工程师及地质工程师对该孔基岩面进行鉴定,并填写基岩面鉴定表,以勘探孔确定的基岩面深度参考冲击钻机取样作为主副孔终孔的依据。
2.4 混凝土浇筑
混凝土用JS-500型混凝土搅拌机拌制,由6m3混凝土搅拌车运至现场后采用泥浆下直升导管法浇筑。混凝土控制特性指标为:入孔时坍落度18～22cm,扩散度34～40cm。混凝土的基本配合比见表1。