拱坝坝肩深层地质缺陷处理施工
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一、概 况
该拱坝位于重庆市,在拱坝两岸拱座下游有302#、305#、404#等数条夹层。根据计算分析,对拱座的稳定可能产生不利影响,根据缺陷情况,采取在不同高程沿夹层走向打平洞、颇夹层倾向打斜洞,然后回填砼,以使断层面上形成网格状混凝洞塞的处理措施,以减少坝肩下游岩体的压缩变形,达到改善坝肩稳定的目的。
1、处理方案
拱坝两岸分别在高程185m、200m、230m、250m、270m、285m布置五层共43条平洞,深层处理施工特点:一是开挖总是沿着破碎带进行,开挖施工安全必须足够重视,二是开挖出渣与坝基开挖出渣道路干扰。深层处理施工程序:先坝基范围、后坝基外,先上游、后下游,先低处、后高部。
2、深层处理洞井开挖
为了减少爆破对围岩的破坏影响,深层洞井开挖均采用光面爆破方法,由于洞井断面积在5-19,4m2,因此洞井开挖方法为全断面一次开挖,其爆破参数,周边孔间距40-60cm,炮孔直径50-55mm,药卷直径22mm,线装药密度0.2-0.3kg/m,单耗0.6-0.8kg/m3。爆破区优先采用塑料导爆管引爆,周边孔起爆用导爆索引爆。
(1)通风排烟:洞井开挖断面较小,且都单向掘进,通风条件较差,一般方法为在洞口附近选择或开挖一小平台放通风机,加接帆l布软管向洞内鼓入新鲜空气,管长度大于120m以上时,再串联一台鼓风机,保证开挖烟雾排除和保证空气流动速度不小于0.25m/S。
(2)临时支护:洞井开挖是在不良地质段中进行的,安全应紧跟工作面,一般采用砂浆锚杆支护,对开挖后围岩比较破碎时,可先喷一层3-5cm的薄砼,然后再用锚杆支护、锚杆参数及要求为:锚杆长度2-2.5m,锚杆直径22mm,间排距0.8-1.0m,砂浆水灰比为0.4-0.45,支护的其它要求按水工建筑物地下开挖工程施工技术规范执行。
(3)出碴方法:由于洞井半径较小,平硐出碴机械一般选用人力推车或矿斗车将洞碴运至洞口,然后再汽车运至左岸弃碴场。
(4)施工布置:考虑出碴线路的原则是尽可能利用坝基开挖运输道路,结合各层平洞间的斜洞,以达到出碴的同时,尽可能减少对坝基开挖运输道路的干扰。具体考虑如下:
①左、右岸185、200层平洞开挖出碴线路,利用坝基开挖 185运输道路;
②左、右岸230层平洞开挖出碴利用坝基开挖 220运输道路;
③左、右岸250层平洞开挖出碴利用坝基开挖 250运输道路;
④左、右岸270层平洞碴通过270-250层间斜洞,然后再利用 255运输道路;
⑤左、右岸285层平洞碴通过285-270-250层间斜井,再利用 255运输道路出碴。
各高程乎洞开挖用风均用移动式压风机,布置在洞口附近,然后再用风管接至工作面。
3、深层处理砼回填
(1)拱座深层洞井回填砼均采用泵送砼回填。
(2)砼运输:由拌和楼用搅拌罐车直接运至平洞口,卸入砼泵受料斗内,由砼泵送至浇捣工作面。
(3)砼入仓方式:采取一端逐段向另一端进料的方式,同时注意顶部砼回填,不得出现架空现象,砼不振捣,直接用砼泵泵满。
(4)砼浇筑分段长度:平洞、井砼回填分段长度5-10m,不分层一次浇完。
(5)砼浇筑温度控制:为使砼与围岩结合良好,砼浇筑安排在冬季12-2月份。
4、泵送砼的质量技术要求
(1)洞井回填泵送砼的主要技术指标:
(2)泵送砼的含砂率不低于40-45%;
(3)泵送砼的最大骨料粒径应不大于导管管径的1/3,一般采用二级配粗骨料,防止超径骨料进砼泵。
(4)泵送砼施工质量评定指标应满足强度保证率P≥90%,离差系数CV
5、顶拱回填灌浆
(1)洞井回填灌浆利用灌浆管路进行,回填灌浆分区引管进行,每2-4个砼浇筑段为一灌区,灌区长度控制在15-20m。
(2)每个灌区灌浆系统由进浆主管(φ1.5),进浆支管、回浆支管、排气主管(φ1.5)及止浆带组成。布置在顶拱基岩上,进浆口和排气口钻孔深入洞顶基岩50cm,进、回浆管、排气管分别引入后浇区,并按设计要求作好管口标志。
(3)灌浆方法:配合砼浇筑分段,以洞里向外,按单管逐根连续灌注。
(4)灌浆材料:水泥采用52.5,浆体水灰比0.5:1,浆液中加膨胀剂铝粉,其掺量按水泥用量的万分之一。
(5)灌浆压力:采用0.4Mpa(排气管口压力)。
(6)灌浆结束标准:当排气管排出0.5:1的浓浆、且达到设计压力值,管路吸浆量小于0.4L/min时,持续20分钟,灌浆即可结束。
(7)灌浆时间:灌浆区内最后一段砼龄期大干14夭方能进行回填灌浆。
(8)回填灌浆质量检查、验收等按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》执行。
三、结 论
该工程经过平洞和斜洞混凝土回填施工,及回填灌浆后,进行了大坝混凝土施工,在坝基内埋设了观测仪器。在大坝蓄水试运行过程中,通过仪器测试,坝体基础,结构稳定,地基变形和渗透压力在设计值控制范围内,所以,这种软弱地层的处理方法是可行的,为类似地质条件的工程项目提供了可借鉴的经验。