龍開口水電站壩基深槽處理方案綜述

摘要：龍開口水電站工程在實施過程中創(chuàng)造了一系列亮點與特點，參建各方重視實施工程建設全過程質(zhì)量控制，工程建設質(zhì)量優(yōu)良，榮獲2015年度中國電力優(yōu)質(zhì)工程獎。文章介紹了龍開口水電站實施過程中的一個亮點——罕見地質(zhì)缺陷深槽處理技術的研究與應用，該項目取得了良好的應用效果，供后續(xù)類似工程提供借鑒。

關鍵詞：壩基深槽；處理方案；地質(zhì)缺陷；水電站工程；擋水大壩 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV511 文章編號：1009-2374（2016）23-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.061

1 概述

龍開口水電站位于金沙江中游河段上，電站裝機規(guī)模為180萬千瓦，是金沙江中游河段規(guī)劃的第六個梯級電站，上接金安橋水電站，下鄰魯?shù)乩娬尽Ｔ陔娬敬髩螇位陂_挖階段，10#～12#壩段壩基發(fā)現(xiàn)罕見的地質(zhì)缺陷——深槽，深槽呈南北走向，深槽兩側巖壁陡立，形態(tài)復雜，豎向及側向均受到不同程度的水流侵蝕，槽中均為砂卵石及大塊石。槽穴大小不一、形態(tài)各異，其中槽壁以似桶狀為主，倒懸扁形洞穴槽穴次之。據(jù)鉆探和物探成果分析，深槽底部基巖面高程為1161～1175m（大壩建基面高程為1200.5m），深槽寬度為30～56m。為滿足工程安全擋水，需對深槽進行處理；為盡量減少深槽對大壩混凝土澆筑施工的影響，需采取非常規(guī)的處理措施。

2 深槽處理措施設計

2.1 處理原則

壩基深槽處理原則：（1）龍開口電站處9度高烈度地震區(qū)，溢流壩屬樞紐主要建筑物，涉及樞紐工程安全，深槽的處理方案首先要確保工程安全，不留隱患；（2）溢流壩工程施工是關鍵線路項目，深槽處理工期應盡可能少地占用溢流壩施工的直線工期，以盡早實現(xiàn)首臺機組投產(chǎn)發(fā)電的目標。

2.2 處理措施

深槽處理采用：設置跨深槽的鋼筋混凝土承載板+洞挖全置換方案。

3 深槽處理主要施工方法

3.1 主要施工工藝

經(jīng)專家詳細論證，最終確定的深槽處理主要施工工序如下：①上游集水井的開挖與支護→②承載板兩側支撐平臺開挖→③鋼筋混凝土承載板混凝土澆筑→④上游防滲支擋結構施工（可與②、③交叉進行）→⑤承載板以下深槽覆蓋層開挖→⑥深槽混凝土分層回填和基礎處理→⑦回填灌漿和擇機進行接觸灌漿。

3.2 深槽開挖

深槽槽壁采取梯段爆破開挖，斜面及水平面采取預裂鉆孔爆破，梯段開挖采用CM351鉆孔，主孔孔徑115mm；斜面預裂鉆孔以CM351為主，YQ100B潛孔鉆為輔，預裂孔孔徑90mm；水平預裂鉆孔采用YQ100B潛孔鉆造孔，孔徑90mm，孔距1.0～1.2m；孤石及大塊石解炮采用YT28手風鉆造孔，孔徑42mm；地質(zhì)缺陷處理采用人工手持風鎬處理。

3.3 深槽承載板混凝土施工

根據(jù)壩基深揭露的工程地質(zhì)情況，對壩基深槽1185.0～EL.1200.5m高程范圍內(nèi)進行深槽承載板混凝土澆筑。深槽承載板混凝土采用C2830W8F100混凝土，外摻1%氧化鎂（控制氧化鎂含量不超過水泥重量的5.2%）。承載板混凝土澆筑前，對原始河床的砂礫石進行開挖并回填級配碎石壓實成承載板所需的拱形地膜；地模表面鋪筑7～8cmM10水泥砂漿，水泥砂漿表面鋪設雙層彩條布便于后期板下開挖的脫模。第一層混凝土須摻入緩凝劑以保證1191.0m高程以下混凝土在初凝之前完成澆筑。承載板混凝土分塊縫處設置球形鍵槽，先澆塊在澆筑分塊處預埋梅花形3m長Φ28插筋，設置間距為1m×1m，以保證先澆塊與后澆塊的結合。承載板混凝土主要施工配合比見表1：

表1 承載板混凝土主要施工配合比

砼品種標號 級配 坍落度 水泥品種 水膠比 砂率

% 減水劑

% 1方材料用量（kg/m3）

用水量 水泥 煤灰 砂 小石 中石 大石 減水劑

C30W90

8F90100 二 7-9 P·MH42.5 0.4 33 0.8 136 272 68 638 530 795 0 2.720

C30W90

8F90100 二 10-12 P·MH42.5 0.4 35 0.8 142 284 71 667 506 759 0 2.840

C30W90

8F90100 二 5-7 P·MH42.5 0.4 34 0.6 125 250 63 677 537 805 0 1.722

3.3.1 施工程序。基礎巖石面處理→測量放樣→地膜施工→抹砂漿，鋪設雙層彩條布→入倉溜槽及安全輔助通道等搭設→兩側邊坡錨桿、錨筋樁支護施工→模板、

鋼筋與預埋件安裝→冷卻水管→混凝土澆筑與養(yǎng)護。

3.3.2 地模施工。深槽挖至EL1184.0高程，再采用摻1%水泥的級配碎石進行回填。同時確保深槽地模形成后，防止?jié)B水進入倉面，在深槽中間布置透水體（滲水經(jīng)透水體排至壩后），透水體尺寸為1m×2m（深×寬），透水體采用石渣進行回填。深槽地模從EL1184.0高程采用級配碎石回填至EL1187.2高程后進行承載板底部鍵槽的修正，即對級配碎石進行槽挖形成鍵槽（深槽外摻1%水泥的級配碎石采用碾壓機按30m長分層進行回填碾壓，碾壓至EL1187.2高程后，采用人工輔助挖機進行地膜鍵槽的修正）。

3.3.3 抹砂漿、鋪設彩條布。地模施工完成后，在地模表面按設計要求鋪筑7～8cmM10水泥砂漿，水泥砂漿采用纜機吊運至作業(yè)面，人工進行鋪筑，采用刮平器進行抹面，邊抹光邊找平。水泥砂漿達到強度后，人工進行雙層彩條布的鋪設，彩條布接頭處采用搭接法施工。

3.3.4 模板安裝。深槽混凝土承載板上下游模板均采用組合鋼模板，分塊處需設置插筋，采用鋼木組合模板。

模板安裝施工工序為測量放線→根據(jù)點線立模→測量復測→模板調(diào)整→加固→下一工序。

3.3.5 入倉方式。根據(jù)設計要求承載板混凝土分成4塊，第一層確保40個小時澆筑完成，則最大澆筑強度為173m3/h。現(xiàn)場采用兩臺30t纜機+2臺HB60輸送泵為主的入倉方式，輔以9#壩段設置的入倉溜槽，經(jīng)驗算可滿足入倉強度要求。承載板混凝土采用12臺20t自卸汽車運輸和13臺9m3混凝土攪拌車運輸。

3.3.6 溫控措施。承載板為1.5～2.0m澆筑層厚混凝土的溫控要求：采取預冷混凝土，其出機口的溫度不超過9℃、澆筑溫度不超過13℃、最高溫度不超過28℃。冷卻水管按水平方向1.0m×豎直方向1.5m間距布置，冷卻水管水流量控制為1.2～1.5m3/h，冷卻水溫度為8℃，水流方向每24h變換一次，在一期冷卻過程中最高溫度出現(xiàn)前采取加大水流量的方式來削峰；一期冷卻目標溫度為25℃，滿足一期目標溫度后，采用通河水使承載板混凝土溫度控制在23℃～25℃之間，不得低于23℃。

承載板為3.0m澆筑層厚混凝土的溫控要求：采取預冷混凝土，其出機口的溫度不超過8℃、澆筑溫度不超過12℃、最高溫度不超過28℃。冷卻水管按水平方向1.0m×豎直方向1.0m間距布置，冷卻水溫度為7℃。為利于削峰，混凝土澆筑后3天內(nèi)冷卻水流量不小于2.0m3/h，之后恢復1.2～1.5m3/h；在滿足一期冷卻目標溫度后，通河水使承載板混凝土溫度控制在23℃～25℃之間，不得低于23℃；澆筑層間間隙不小于8天。

4 洞內(nèi)開挖及回填混凝土施工

4.1 洞內(nèi)（承載板下）開挖施工

在10#～12#壩段承載板砼澆筑完成，待混凝土強度達到設計要求后，便開始深槽洞內(nèi)開挖施工。分五層開挖：第一層開挖至1180m高程；第二層開挖至1176m高程；第三層開挖至1172m高程；第四層開挖至1168m高程；第五層開挖至基巖面并開始人工清基。

每次開挖完成后，都要進行洞內(nèi)兩側的邊坡支護施工，同時還要在洞內(nèi)上游（壩上0+7～壩下0+3m樁號）貼防滲墻的位置進行鋼筋砼U型支撐梁施工，共四道支撐梁，每層高4m，循環(huán)施工，支撐梁澆筑至1168m高程。

第五層開挖與上面四層不一樣，支撐梁部位不開挖，采用預埋管高壓灌漿施工，壩上0+3～壩下0+12m樁號開挖至基巖并進行人工清基，完成驗收后澆筑混凝土至1168.3m高程，然后進行下游面的開挖，從上游往下游，一邊開挖一邊人工清基。

深槽洞內(nèi)壩下0+12m～0+100m的開挖共分為兩段完成清基驗收，壩下0+12m～0+28m，為第一段，完成清基后馬上進行混凝土澆筑，澆筑至1168.3m高程后；再進行0+28m～0+100m樁號第二段的清基驗收，這樣可以為洞內(nèi)支撐梁灌漿施工提供施工平臺。

4.2 洞內(nèi)（承載板下）回填混凝土施工

4.2.1 施工程序：洞底或兩側基礎清撬→洞內(nèi)墊層混凝土施工→洞內(nèi)碾壓混凝土施工（約至1182m高程）→洞內(nèi)1182m高程以上兩側貼坡混凝土施工→固結灌漿、預埋側壁接觸灌漿管路→洞壁鑿毛→1182m高程以上二期回填混凝土施工→洞頂回填灌漿→洞內(nèi)混凝土冷卻養(yǎng)護→側壁洞頂接觸灌漿。

4.2.2 混凝土分層分塊。深槽洞內(nèi)混凝土施工先施工墊層混凝土，墊層混凝土施工至1170m高程，1182m高程以下分兩層碾壓混凝土快速澆筑；1182m高程以上先澆筑側壁貼坡常態(tài)混凝土，再進行洞內(nèi)二期回填混凝土施工。

4.2.3 碾壓混凝土施工。為加快深槽置換混凝土施工進度，經(jīng)方案比選決定采用碾壓混凝土施工，不僅能夠快速連續(xù)施工，其水化熱相對較低，同時水電八局在此方面經(jīng)驗豐富，施工質(zhì)量能夠保證。深槽碾壓混凝土部位主要為洞內(nèi)1168～1182m高程范圍C20回填碾壓混凝土施工，采用自卸車直卸的方式入倉，平層法鋪筑。

4.2.4 常態(tài)混凝土施工。深槽常態(tài)混凝土施工部位包括深槽底部1168m高程以下C20墊層混凝土、深槽洞內(nèi)1182～1187m高程側壁C20貼坡混凝土和二期C20回填混凝土。

結合深槽現(xiàn)場地形，常態(tài)混凝土采用泵送的方式入倉。

5 結語

龍開口水電站深槽處理采用“拱形承載板+洞內(nèi)置換混凝土”的施工方式，此種處理方式可同時滿足大壩快速上升和板下開挖回填，既保證了擋水大壩的安全，也保證了龍開口水電站如期下閘蓄水發(fā)電，工程安全和經(jīng)濟效益十分顯著，為今后水利水電工程類似基礎缺陷處理施工提供了寶貴的經(jīng)驗。

作者簡介：曾淋（1984-），男，陜西鎮(zhèn)巴人，中國水利水電第八工程局有限公司中級工程師，研究方向：水利水電管理。

（責任編輯：小 燕）