面板堆石壩水庫導(dǎo)流和施工排水施工方法

1流域水文特征本工程壩址以上控制流域面積22662km2,占ZZ江上游流域面積的98%,河床平均比降約5‰;多年平均流量469m3/s,年徑流總量148億m3,占ZZ江上游總量的97%。根據(jù)水文站1937~1986年徑流資料，經(jīng)水文分析計(jì)算，水庫工程壩址水文特征成果表見下各表。(略)2導(dǎo)流方式及導(dǎo)流程序水，隧洞導(dǎo)流，圍堰擋水時(shí)段第2年6月1~第3年5月31日，后期上游來水由導(dǎo)流程序：年11月25日完成截流；年11月26日，戧堤擋水，隧洞導(dǎo)流；第2年6月1日至第3年5月31日上游圍堰擋水，隧洞導(dǎo)流；第3年6月1日至第3年9月30日，壩體臨時(shí)斷面擋水渡汛，1#、2#導(dǎo)流第3年10月1日1#導(dǎo)流洞下閘封堵，壩體臨時(shí)斷面擋水，2#導(dǎo)流洞導(dǎo)流；第3年12月1日2#導(dǎo)流洞下閘封堵，壩體臨時(shí)斷面擋水，沖砂放空洞導(dǎo)流，第4年5月1日至第5年12月31日，壩體臨時(shí)斷面擋水，1#、2#泄洪洞、3工作項(xiàng)目4基坑排水4上、下游圍堰設(shè)計(jì)4.1說明范(試行)》SDJ338-89的規(guī)定，導(dǎo)流建筑物級別定分IV級。導(dǎo)流建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)為：土石圍堰洪水重現(xiàn)期為20~10年，本工程圍堰導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)選為十年一遇 上游圍堰擋水水位為792.6m,圍堰與壓重體結(jié)合部位的設(shè)計(jì)干密度大于2.0t/m3,采用石碴填筑。下游圍堰擋水水位為748.6m,堰體采用石碴填筑。上、下游堰體基礎(chǔ)河床覆蓋層10~15m,覆蓋層由第四層全新統(tǒng)沖堆積層組成。上游圍堰為土石圍堰，堰頂高程794.5m,最大堰高45.5m,頂寬12m,長266m圍堰基礎(chǔ)置于河床覆蓋層上。上游邊坡1:2,下游邊坡1:1.5,坡面擬采用下游圍堰采用土石圍堰，堰頂高程750m,最大堰高11m,頂寬12m,長約4.4堰體防滲設(shè)計(jì)針對堰基地層情況和圍堰施工特點(diǎn)，對堰基防滲體擬采用塑性砼防滲墻。上游圍堰V756.0m以下擬采用塑性砼防滲墻防滲，防滲墻底部伸入基巖0.5m,756.0m以上采用土工膜防滲。下游圍堰V746.0m以下采用塑性砼防滲墻防滲，防滲墻底部伸入基巖0.5m,746.0m以上采用土工膜防滲。本工程采用的土工布為滌綸針刺無紡布，土工膜為兩布一膜的復(fù)合土工膜，規(guī)格為300g/m2/1.0mmHDPE/300g/m2,土工膜采用高密度PE膜，上下兩面土工布為滌綸針刺無紡布。墻體塑性砼性能指標(biāo)如下：度量滲透系數(shù)泊松比坍落度擴(kuò)散度墻體接頭形式采用雙反弧形式，接頭孔長度1.0m。4.5圍堰主要工程量1.堰體填筑工程量表5-5序號工程項(xiàng)目工程量單位數(shù)量1上游戧堤施工(石碴)萬m32石碴填筑(壓重體部分)3上游圍堰石碴填筑(其它部萬m34上游圍堰干砌石護(hù)面5土工膜鋪設(shè)6下游圍堰石碴填筑萬m37下游圍堰干砌石護(hù)面8土工膜鋪設(shè)2.防滲墻工程量表5-6(個(gè))砼截水面積上游堰基小計(jì)下游堰基5上、下游圍堰施工5.1堰體填筑施工工藝與壓重體相同，工程量約22.3萬m3,其施工措施詳見第十二章(壓重體填要求，故戧堤頂寬擬定24m,施工道路利用1#公路，填筑料利用壩基前期開挖料和導(dǎo)流洞出口圍堰水上開挖料，填筑工程量2.4萬m3,填筑料用PC200反鏟(2.0m3)挖裝，20t自卸汽車運(yùn)輸至圍堰填筑面。水下填筑采用連續(xù)級配的砂卵石或開挖的砂巖石渣料。當(dāng)填筑至745高程后，即開始進(jìn)行防滲墻施工，防滲墻施工后，下游圍堰746m高程以上及上游圍堰非壓重體部分756m高程以上，堰體填筑與土工膜鋪設(shè)兩側(cè)的砂卵石填筑協(xié)調(diào)水排除廢渣粘土水塑性砼防滲墻施工程序2、槽段劃分綜合考慮地層條件、地下水流速、泥漿性能、砼供應(yīng)強(qiáng)度和施工設(shè)備性能，擬定上游圍堰非龍口段一期槽段長度為5.8m,龍口段一期槽段長度3.3m,下游圍堰一期槽段長度5.8m,接頭孔作為二期槽段，長度1.0m。上、下游圍堰防滲墻分別劃分為59個(gè)和47個(gè)槽段，槽段數(shù)總計(jì)106個(gè)。一、二期槽孔布置形式見下圖：3、槽孔建造：采用泥漿固壁，沖擊鉆機(jī)、抓斗聯(lián)合沖抓成槽。非龍口段一期槽孔采用“三鉆二抓”法成槽，龍口段一期孔采用“二鉆一抓”法成槽，二期接頭槽孔采用雙反弧鉆頭由沖擊鉆沖擊成槽。計(jì)劃選用設(shè)備：①CZF—1200型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)，用于沖擊主孔、基巖部分、砼接頭及可能遇到的大漂石；②意大利BH—12液壓導(dǎo)板抓斗，用于抓副孔；鉆孔遇有大孤石、漂塊石時(shí)，擬用鉆孔預(yù)爆或水下聚能爆破法予以破碎；鉆孔如發(fā)生漏漿，擬用鋸末及水泥漿進(jìn)行堵漏處理；槽孔建造過程中，經(jīng)常檢查孔位、孔寬、孔斜、孔深、孔形等，使各項(xiàng)指標(biāo)均控制在允許范圍以內(nèi)。施工中擬采取以下措施防止槽孔坍塌；對表層3—5m松散層，采用擠密法處理，即在槽孔施工前向?qū)Р蹆?nèi)倒入大量粘土，并沖擊干打來擠密周圍松散地層；采用短槽孔；采用優(yōu)質(zhì)泥漿；采用合適堵導(dǎo)措施，降低地下水頭，減少地下水流速。槽孔施工時(shí)，如發(fā)生槽孔坍塌，擬采用以下措施處理：回填粘土至孔口，待槽孔穩(wěn)定后再鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)，提高泥漿比重，除清孔采用泵吸外，其余均采用抽筒出渣；對塌孔不嚴(yán)重或掉塊的槽孔采用邊鉆進(jìn)邊投粘土塊或水泥塊的方法，以增強(qiáng)固壁能力，提高鉆進(jìn)效率；對撐導(dǎo)向槽，防止坍孔嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)向槽倒塌。造孔至基巖后，及時(shí)采取巖屑樣，與地質(zhì)人員一起鑒定，確保槽底深入基巖4、固壁泥漿(1)初擬泥漿性能指標(biāo)比重量量值靜切力mg/cm21分鐘10分鐘(2)制漿粘土擬在猴子坡料場開采，該料場土料粘粒含量較高，估計(jì)可達(dá)造漿要求，如試驗(yàn)后不能達(dá)到，擬在泥漿中摻加膨潤土、純堿和CUC、FCC等外加劑。(3)泥漿制備：采用2m2臥式泥漿攪拌機(jī)攪拌，泥漿配比和攪拌時(shí)間嚴(yán)格控制，上、下浮動差不超過規(guī)定值的5—10%。泥漿輸送：選用BW250/50型泥漿泵，輸漿管選用φ100鋼管。(4)泥漿貯存：建立貯漿池，上游左、右岸各設(shè)一個(gè)、下游設(shè)一個(gè)，容量為200m3。(5)泥漿循環(huán)：采用反循環(huán)砂石泵抽吸孔底漿和鉆渣，經(jīng)施工平臺外的泄?jié){溝至沉淀池，經(jīng)沉淀處理后合格的泥漿再經(jīng)平臺下的回漿溝返回到槽孔內(nèi)，如此循環(huán)使用，以降低成本，減少環(huán)境污染。沉淀池內(nèi)的沉渣用反鏟定期清理。4、清孔換漿利用沖擊反循環(huán)砂石泵清孔，同時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)清孔泥漿。清孔結(jié)束后應(yīng)達(dá)到如下標(biāo)準(zhǔn)：(1)孔底淤積厚≤10cm;(2)孔內(nèi)泥漿比重≤1.30cm;(3)孔內(nèi)泥漿粘度≤30s;(4)孔內(nèi)泥漿含砂率≤12%;5、接頭刷洗接頭孔造孔結(jié)束后，采用鋼絲刷鉆頭分段上、下刷洗，將接頭孔兩端一期槽孔混凝土上所附泥皮及地層殘留物全部清除，清除標(biāo)準(zhǔn)是，作業(yè)后孔底淤積不再增加。6、塑性砼生產(chǎn)、運(yùn)輸、澆筑①塑性砼的配合比如下表表5-8材料名稱水泥細(xì)粘土混合石砂水外加劑1外加劑2用量kg/m3②砼生產(chǎn)：采用JS-500型強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制。砼生產(chǎn)能力2中摻加的粘土，以泥漿形式拌入，泥漿比重按拌砼中所需的粘土量和水量通過現(xiàn)場計(jì)算確定。由于工期較緊，為使防滲墻盡早發(fā)揮作用，砼中摻加適量早強(qiáng)劑，其摻用量通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。③砼運(yùn)輸：選用6m3砼攪拌車運(yùn)至孔口集料槽中。④砼澆筑：采用直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管內(nèi)徑選用230mm,法蘭連接。一期槽孔砼灌注應(yīng)在清孔結(jié)束后4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，因故不能按時(shí)開澆，則應(yīng)利用澆注導(dǎo)砼隔漿器采用皮球膽，導(dǎo)管底距孔口底宜為25—30cm,砼首次灌入量一定為防止停電造成砼澆筑中斷，擬在現(xiàn)場自備容量為200KVA的柴油發(fā)電機(jī)。澆筑后防滲墻頂高程上堰為755m,下堰為745m,當(dāng)墻身砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，進(jìn)行墻頂砼鑿除。初擬鑿除50cm,鑿除后墻身砼須致密，無浮漿，再澆筑80×60蓋帽混凝土，土工布須折疊埋入蓋帽混凝土40cm。(1)上、下游圍堰防滲墻施工平面布置：配電盤等布置見施工平臺布置圖5-3、5-4。上游防滲墻施工平臺高程756m,下游施工平臺746m。(2)砼臨時(shí)攪拌站、泥漿站布置上游圍堰設(shè)在左、右岸戧堤進(jìn)占施工道路下游側(cè)分別布置2個(gè)砼攪拌站、2個(gè)泥漿站，制漿站高程760m。下游圍堰砼攪拌站、泥漿站布置在右岸戧堤進(jìn)占6截流施工道路下游側(cè)，制漿站高程750m。每個(gè)泥漿站旁邊布置一個(gè)2m×10m×10m(3)導(dǎo)向槽強(qiáng)劑，以利鉆機(jī)及早工作，結(jié)構(gòu)尺寸見圖5-4。(1)上游戧堤非龍口段防滲墻長150m,分39個(gè)槽段，成墻面積約2100m2,按日平均成墻面積30m2,正常施工期為70天。上游龍口段長度約53m,分20個(gè)槽段，成墻面積970m2,按日平均成墻面積為39m2,正常施工期25天，此工(2)下游戧堤截流前預(yù)留50m龍口，龍中位置左岸，非龍口段防滲墻長110m,共分34個(gè)槽段，成墻面積約1670m2,按日平均成墻面積24m2,正常施工期為70天。龍口段防滲墻分13個(gè)槽段，成墻面積約764m2,按日平均成墻面積為31m2,正常施工工期25天。根據(jù)地質(zhì)情況及CZF-1200沖擊鉆性能，CZF-1200的成墻綜合工效按5m2/下游圍堰防滲墻需成墻面積可利用工期(日)綜合工效(m2/臺日)5555沖擊鉆機(jī)數(shù)量(臺)62、主要制漿設(shè)備用量泥漿攪拌設(shè)備采用2m3臥式泥漿攪拌機(jī)，該機(jī)生產(chǎn)率為18m3/臺班(按每次1.5m3,每次攪拌40分鐘計(jì))。工程上游圍堰高峰期日成墻約40m2,則需漿120m3/日。取不均勻用漿系數(shù)1.8,拌機(jī)左右岸各3臺，1臺備用，共需7臺。按此計(jì)算下游圍堰左、右岸各設(shè)置攪拌機(jī)各2臺，1臺備用，共需5臺。3、主要輸漿設(shè)備用量輸送：上游、下游圍堰供漿可利用地形高差自流供漿，選用直徑150mm的管路，高峰期，選用BW250/50型泥漿泵，輸漿管選用φ100鋼管，包括泥漿循環(huán)系統(tǒng)，選用BW250/50型泥漿泵6臺，備用2臺，共8臺。6.1截流戧堤施工大堤高7m,總長約200米，非龍口段長約147米，龍口段長53米，上下游坡比擬為1:2.5,由于該戧堤需滿足交通要求且做為防滲墻施工平臺，故戧堤頂寬擬設(shè)24m,頂部高程擬定為756m,戧堤其結(jié)構(gòu)斷面詳見(ZPP/ZC1-11)。由于堰基防滲工期要求，其非龍口戧堤在年9月15完成，其進(jìn)占強(qiáng)度約10m/d,填筑最大強(qiáng)度約2000m3/d,由于進(jìn)占時(shí)段屬主汛期，按9月下旬最大流量1020m3/s計(jì)算，進(jìn)占物料龍口寬應(yīng)預(yù)留約60m,上、下游水位最大落差1.6m,最大流速4.5m/s,坡腳采用鉛絲籠防沖。束窄段為100米后，拋填物料粒徑擬定0.4~0.7m,最大料徑約1m,此段工程量約1萬m3,進(jìn)占物料右岸取自青云坪料場，左岸取自侏羅壩。根據(jù)施工強(qiáng)度，機(jī)械設(shè)備擬采用2臺PC200,配6臺20t自卸車。根據(jù)汛期的水文特征、氣候條件和施工情況，截流施工擬在11月底，根據(jù)10年一遇的11月下旬平均流量318m3/s。表5-10龍口寬度最大落差最大流速戧堤頂寬石碴2700m3大石400m3中石1000m3石喳800m3中石1400m3石喳900m3中石500m3石喳2700m3979龍口分區(qū)示意圖(圖5-5)龍口分區(qū)I區(qū)Ⅲ區(qū)小計(jì)材料用量(m3)一一中石石碴(<0.4m)總拋投量11300m3流速(m/s)取自青云坪料場，至龍口最大運(yùn)距約1km。截流施工以右岸為主，在合龍之前，兩料場均利用反鏟挖掘機(jī)將大石、中石、石碴分區(qū)堆放，青云坪料場備料約7300m3,侏羅壩備料約4000m3。但為確保截流成功，截流前準(zhǔn)備300m3鋼筋石合龍計(jì)劃完成時(shí)間30h,其最大拋投強(qiáng)度約為400m3/h。配置8臺32t自卸車，料場各2臺4m3斗容的反鏟挖掘機(jī)，龍口段配置2臺320馬力推土機(jī)。7基坑排水基坑初期排水在上、下游圍堰高噴防滲墻完成(閉氣)后進(jìn)行，基坑積水量約15萬m3。基坑初期排水?dāng)M按5天排干考慮，排水總量按2.5倍基坑積水量考固定式布置，布置11臺IS200-150-200(排水量380m3/h,揚(yáng)程11m)。下游圍堰內(nèi)側(cè)擬設(shè)5臺IS200-150-200(排水流量380m3/h,