某水电站由枯期过水围堰新增为全年围堰施工技术研究
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摘要：本文介绍了某水电站厂房工程应施工及度汛需要，在原枯期过水围堰的基础上新增全年围堰所采取的衔接形式及设计方案，并重点阐述了新旧围堰衔接中的土石围堰、混凝土围堰及高喷灌浆防渗墙结合防渗土工膜作为防渗体系的施工技术和方法。
关键词：新增；全年围堰；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A
1 工程地形地质及原枯期围堰施工情况
原枯期围堰所经右河床水下地面高程约为28m～30m，与右河槽中央部位枯水期方才显露的顶高程约35m的小洲洲尾擦肩而过；左接双洲地面高程约为36m～42m，右接右岸阶地地面高程约为41m～43m。一期上、下游围堰及纵向围堰均建于河床砂卵砾石层或双洲二元结构覆盖层之上，或与左右岸阶地二元结构覆盖层相衔接。一期围堰河床(右河槽)砂卵砾石层厚约7.4m～8.5m，纵向围堰二元结构覆盖层厚约13m～16m，其中上部以砂质低液限粘土为主的细粒土层厚3m～8m，下部砂卵砾石层厚8m～12m。一期围堰强风化下限(弱风化)埋深约8m～16m，弱风化岩体属相对不透水岩体，透水率小于5Lu，强风化岩体多呈土石混合状，属微透水体。一期枯期围堰为土石围堰，由一期基坑河槽开挖料填筑而成，采用的是高喷灌浆防渗体，上游母堰高36.50m、子堰高37.00m，下游母堰高35.00m、子堰高34.50m，
2 新增全年围堰设计基本情况
新增厂房全年围堰在原枯期过水围堰基础上，结合具体地形及主体工程设计情况加高、加厚、新增连接段而成，按Ⅳ级建筑物标准设计，设计标准按20年一遇洪水标准计算，全线堰顶高程44.00m。
新增全年围堰结构
2.1 上、下游加高围堰设计结构
上、下游加高围堰为土工膜防渗土石围堰，下游堰顶宽3.5 m，上游堰顶宽7.0m，加高部位迎水面边坡1:1.5，背水面边坡1：1.5。土工膜两侧面填风化细料，厚度均大于0.5m。
2.2 左侧纵向围堰加高
左侧纵向围堰结合主安装间下游侧及船闸边墙进行挡水防渗，上游侧结合主安装间及上游防洪墙、上闸首施工，对一期上闸首上游左侧纵向围堰采用粘土及粘土编织袋填筑加高至44.0m。
3全年围堰施工技术及方法
3.1 主要施工程序及内容
由于本工程是在老的枯期过水围堰基础上增加成全年不过水围堰，工序内容多，主体工程亦在同时施工，干扰大，合理安排施工程序是保证工程质量和进度的关键，本工程上、下游围堰和纵向围堰相对独立，因此划分成多个工作面组织施工管理。
3.2 高喷灌浆施工技术及方法
高压旋喷防渗墙范围包括厂房右岸纵向围堰、连接船闸下闸首，考虑该施工部位地层与一期围堰地层类似，施工参数参照一期围堰高喷灌浆施工参数。
3.2.1 施工顺序
高压旋喷灌浆孔距为80cm，特殊地层部位做两排高喷灌浆，其它做单排高喷灌浆，单排高喷灌浆按顺序钻孔、灌浆，两排灌浆部位，先高喷下游侧，再高喷上游侧孔，按加密原则顺序高喷。
3.2.2 高喷灌浆施工工艺
施工工艺见图1：旋喷施工工艺流程图。
图1旋喷灌浆施工工艺流程图
（1）钻孔
① 采用跟管钻机进行钻孔，孔径为127mm和146mm两种孔径，孔斜偏差不大于1/150。
② 为防止钻进中钻孔塌陷，采用直径100mm和直径110mm的PVC管护孔。
③ 钻进暂停或终孔待喷时，孔口加盖保护，并采取措施防止坍孔。
④ 钻孔深度以入岩100cm为基准终孔。
（2）制浆：
① 制浆材料采用袋装水泥，水泥用量按照袋装规格而定。
② 水泥浆液的搅拌时间：使用普通搅拌机时，不小于90s，使用高速搅拌机时，不少于30s。从开始制备至用完的时间小于4h。
③ 浆液在使用前过筛，并定时检测其密度。
④ 浆液温度保持在5～40℃之间，低于或超过此标准的视为废浆。
（3）浆材：采用普通硅酸盐32.5R水泥浆、水灰比（重量比）为1：1。
（4）高喷灌浆
① 施工顺序：单排高喷按孔位顺序施工，特殊地层两排高喷按先下游侧再上游侧孔位顺序加密的施工方法。
② 施工参数：采用二管高压旋喷法进行施工。
水泥浆压：30~35Mpa。
风压：0.65～0.75 Mpa。
水泥浆液比重：使用水灰比1：1，浆液比重为1.51，允许有0.05的波动。
提速：高压喷杆的提升速度为8～12㎝/min。
转速：高压喷杆的转动速度为10转/min。
（5）高压旋喷施工
① 将高压旋喷台车移至孔位，把喷杆下至孔底，带风下入，以免堵塞喷眼。
② 当喷杆缓缓下入孔底后，开始静喷1～2分钟后，待孔口翻浆后，然后提升，提升速度为10㎝/min，喷杆转动速度为10转/min。
③ 当喷杆提至预定标高时可结束该孔的喷射工作。
3.2.3 特殊地层处理方法
（1）无返浆的处理：当因地层架空使浆液流失严重而产生无返浆的时候，应停提静喷并反复上下活动喷杆，同时往孔内填入粗沙、卵石或粘土等。如长时间处理仍无返浆，应缓慢边喷灌边提升喷杆，直至孔口返浆正常后再按规定的速度进行提升。
（2）中断的处理：喷灌过程应连续进行，如因故中断，应及时进行处理恢复。如处理时间达30min以上，再喷灌时需将喷管下入已喷段50cm以下复喷；如无法下入，则应待凝8小时后扫孔至中断处以下1.0m再进行复喷。
3.3 混凝土墩帽施工
（1）采用反铲挖出高喷防渗墙桩头，对高喷防渗墙桩头进行凿毛处理，使混凝土墩帽与高喷防渗墙连接成整体。
（2）混凝土墩帽浇筑时埋设2层防渗土工膜（350g/m2）及单层土工布(250g/m2），埋入混凝土深度20cm。
（3）混凝土为C20二级配，浇筑采用自卸汽车运输，反铲人工配合入仓，Φ50软轴插入式振捣器振捣。
（4）混凝土墩帽浇筑根据现场情况设置施工缝，施工缝处拆模的同时采用人工用钢丝刷将新浇的混凝土侧面刷毛。
3.4 防渗土工膜施工
（1）防渗土工膜两侧均采用风化细料填筑，铺筑厚度不小于50cm，土工膜按设计图采用折叠形式铺至堰顶。
（2）防渗土工膜内侧，采用人工码筑1.2m高砂土袋护角。
（3）土工膜在岸坡段伸入岸坡50cm，采用人工开槽，外侧采用砂袋防护。
（4）土工膜连接采用热融焊接，焊接长度不小于10cm。即用热风枪对两片布的连接瞬间高温加热，使其部分达到融熔状态，并立即使用一定的外力使其牢牢地粘合在一起。
3.5 土石围堰填筑施工
围堰填筑包括上、下游加高围堰及上、下游纵向围堰，围堰填筑利用开挖料或河滩料，采用15t和20t自卸汽车运输，分层填筑上升的施工方法，分层厚度不大于80cm。即采用自卸汽车运料至围堰相应施工部位，顺围堰轴线方向后退法卸料，推土机按铺料厚度进行平整，16-20t自行式振动碾顺围堰轴线方向采用进退错距法碾压；纵向围堰堰体与上下游一期围堰接头处，采取薄层填筑，蛙式打夯机夯实，接头部位采取高喷灌浆防渗。
4 结束语
水电站挡水围堰及防渗体系是保证工程干地施工的前提，一般情况下是一次设计到位，施工中分期实施，本工程由于施工进度的影响，在施工过程中不得不调整挡水围堰方案，给工程设计和施工带来较多难点，本工程通过采用土石围堰结合混凝土围堰与主体工程围成整体形成挡水体系，防渗体系中采用了高压旋喷、土工膜、粘土等结合的方案，将新增加的围堰与原部分枯期围有效的结合起来，形成了较好的抵挡全年洪水体系，保证厂房连续施工和安全度汛，为厂房工程施工争取了有效工期，为首台机发电创造条件。
参考文献
1．中水东北勘测设计研究院有限公司：《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)，2004
2．中国水利水电基础工程局：《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(DL/T5148-2001)，2002
3．东北勘测设计研究院：《水利水电工程钻孔压水试验规程》SL31-2003，2003
4．中国水利水电基础工程局：《水利水电工程高压喷射灌浆技术规范》DL/T 5200-2004，2004