混凝土攔石樁在桐子林水電站三期截流中的運用

林 振 奎，　黨 永 平

(中國人民武裝警察部隊水電第三總隊，四川 成都　611130)

混凝土攔石樁在桐子林水電站三期截流中的運用

林 振 奎，黨 永 平

(中國人民武裝警察部隊水電第三總隊，四川 成都611130)

摘要：介紹了明渠截流底部加糙施工工藝，通過在龍口部位設置混凝土攔石樁，較好地解決了明渠底部平坦光滑、截流材料易被高速水流沖走而不易成功截流的問題，對類似工程具有較好的借鑒意義。

關鍵詞：底部加糙；攔石樁；截流；桐子林水電站

1工程概述

桐子林水電站位于四川省攀枝花市鹽邊縣境內的雅礱江干流上，是雅礱江干流最末一個梯級電站。桐子林水電站由河床式發電廠房、泄洪閘及擋水壩等建筑物組成，電站總裝機容量為600MW。

樞紐建筑物由重力式擋水壩段、河床式電站廠房壩段、泄洪閘(7孔)壩段等建筑物組成，壩頂總長440.43m，最大壩高69.5m，壩頂高程1 020m。

導流明渠布置在右岸灘地上，明渠進口底板高程為982m，明渠出口高程在(明渠)0+180處由982m以1：10的反坡升至986m高程。

表1　明渠截流龍口水力學指標對比表

2方案的提出

2.1三期截流難度分析

第一，三期截流為明渠截流，底部為光滑的混凝土，截流材料拋投后穩定性較差，將會導致拋投料的流失率較大，截流難度大；第二，三期截流分流條件差。因為大壩未設置導流底孔，截流時，需要將水位壅高12m后才能進行泄洪閘分流，落差大、流速高、單寬功率大、水力學指標高、截流難度大(表1)；第三，三期施工工期緊，為給三期施工留下足夠的時間，截流工作必須在河道水流量較大的11月上旬完成，截流難度大；第四，桐子林壩址附近可用于截流的材料較少，多數截流材料需要外購且運距較遠，成本較高。

2.2混凝土攔石樁可行性分析

根據模型試驗，流量為830m3/s、龍口不護底加糙時，龍口處拋投料總流失率達22%，戧堤上下游水位最大落差為11.41m，龍口最大流速為9.62m/s，最大單寬功率為215.53t·m/s·m，拋投量達3.53萬m3，且拋投材料粒徑大，特殊料多，受運輸及拋投強度影響，導致龍口段的合龍時間將至少達73h。而護底加糙后拋投料總流失率為12%，流失率減小10%；戧堤上下游水位最大落差為9.71m，龍口最大流速為7.97m/s，最大單寬功率為198.25t·m/s·m；水力學指標降低明顯，龍口處的推進難度將大大降低；拋投量減少至2.17萬m3，且拋投材料中大粒徑特殊料用量大大減小，龍口段的合龍時間僅需43h，較不采取護底加糙措施減少30h以上，如此實施將會大大減少上游的控泄時間，經濟效益明顯。

綜上所述，考慮到桐子林水電站三期截流施工水力學指標高(表1)，分流條件差，采用在龍口部位設置攔石樁的工程措施以降低截流難度，增加截流成功率。攔石樁布置在龍口段戧堤軸線下游側，設置兩排，鋼筋混凝土樁間排距為3m，呈梅花型布置。為提高鋼筋混凝土樁的整體性，對樁頂采用φ28鋼絲繩進行兩兩互連并錨固在左導墻上。

3施工方法

3.1攔石樁施工程序及方法

施工平臺建造→挖埋法埋設護筒→KP3500型正循環沖擊鉆機鉆孔→粘土、膨潤土泥漿護壁→6PS-210型砂漿泵配ZX-200型泥漿凈化機置換新鮮泥漿清孔→鋼筋籠的制作及吊放→混凝土拌合系統拌制混凝土→9m3混凝土拌合車輸送混凝土→泥漿下直升導管法澆筑混凝土→埋深樁頂工字鋼→鋼絲繩(φ28)將樁頂及樁頂工字鋼進行兩兩互連并錨固在左導墻上。

3.2混凝土攔石樁施工程序

攔石樁施工程序見圖1。

圖1　攔石樁施工工藝流程圖

3.3混凝土攔石樁的施工方法

3.3.1護筒埋設

護筒采用挖埋法埋設，先在樁位處挖出比護筒外徑大10～20cm的圓坑，坑底與護筒底相同，然后通過定位的控制樁放樣把鉆孔中心位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，用十字架在護筒頂部或底部找出護筒的圓心位置，然后移動護筒，使護筒中心與鉆孔中心位置重合。同時，使用水平尺或垂球檢查使護筒垂直。此后，在護筒周圍對稱、均勻地回填最佳含水量的粘土、分層夯實并達到最佳密實度。最后，復測護筒頂部中心與樁位之間的偏差和護筒垂直偏差，要求不超出規范容許值。

埋設護筒時，其中心線與樁位中心線偏差不得大于20mm，護筒底部應深入原土層不得少于20cm且護筒應略高于地坪面。護筒與周圍垂直，豎直線傾斜不大于1%。

3.3.2鉆進成孔

采用KP3500型沖擊鉆機造孔。

開鉆前，應對鉆頭、鉆桿的直徑、長度進行檢查、丈量，擬使用的鉆頭與設計樁徑相同，鉆頭錐形夾角應大于120°。成孔中應經常檢查鉆頭直徑，發現磨損超過0.5cm時應及時修復。

由于施工平臺填筑高度較大，土體較為松散，鉆孔時必須跳打，以免串孔。樁孔鉆進采取分兩序間隔跳躍式進行施工，四臺鉆機分別從左右岸兩頭向中間施工。

鉆進中，上下串動鉆具要適當。最好是一根鉆桿打完后、在加鉆桿前串動幾下即可，既達到將孔拉直的目的，又不至于造成鉆桿脫扣和加快連接處的磨損。

鉆孔深度不得小于設計孔深，超深不得大于30cm。

3.3泥漿固壁

鉆孔過程中，同時采用泥漿固壁，泥漿采用機械拌制，泥漿面應保持在護筒頂面以下300～500mm。

3.4終孔及清孔驗收

鉆孔終孔后，將報告現場監理工程師進行孔位、孔深及孔形的全面檢查驗收，合格后進行清孔換漿。

清孔采用“泵吸反循環法”，即用砂漿泵通過排渣管自空心鉆頭底部抽吸孔底鉆渣與泥漿，送至泥漿凈化機進行除砂處理，剔除泥漿中的粗顆粒，同時向孔內補充新鮮泥漿，對于被嚴重污染的泥漿予以廢棄。清孔換漿量約為孔內泥漿總量的1/3。

清孔驗收合格、由現場監理工程師簽發清孔驗收合格證后，方可進行下道工序施工。

3.5鋼筋籠的制作及吊放

混凝土攔石樁樁長約27m。為便于吊裝施工，鋼筋分三段加工，長度均為9m，采用搭接法焊接。

3.6混凝土澆筑

混凝土澆筑采用“泥漿下直升導管法”。 混凝土采用9m3混凝土罐車輸送至澆筑孔口，經分料斗和溜槽將混凝土輸送至澆筑漏斗，澆筑導管均勻放料，有利于保證混凝土面均勻上升。

采用法蘭連接導管，投入使用前，在地面試裝并進行壓力試驗，檢查其有無漏水縫隙。

3.7攔石樁連接

為提高鋼筋混凝土樁的整體性，由人工用鋼絲繩(φ28)將樁頂進行兩兩互連，并錨固在左導墻上。

同時，為了增加攔石樁的攔阻效果，在每根樁頂上預埋25b工字鋼，工字鋼長5m(埋深2m，外漏3m)，工字鋼肋板順水流方向埋設，工字鋼之間用φ28鋼絲繩連接，鋼絲繩間距1m。

4截流過程

桐子林水電站三期截流工程于2014年11月初進行，利用上游二灘水電站及灣灘電站的控流措施，將上游來水控制在630m3/s，截流采用單戧堤立堵法，經過3d的預進占在攔石樁位置形成龍口，由于攔石樁作用，經過拋投塊石串、鋼筋石籠串、預制混凝土五面體等，用時36h完成了龍口合攏，截流成功。

5結語

桐子林水電站三期截流施工由于是在導流明渠內截流，底部平坦且光滑，分流條件差，水力學指標高，截流難度大，在水力學模型試驗充分論證的基礎上，采用混凝土攔石樁的底部加糙方案，改善了截流條件，并在河流汛期結束后成功快速截流，為三期混凝土閘壩施工爭取了時間，其取得的經驗可為類似工程借鑒。

林振奎(1977-)，男，四川隆昌人，工程師，學士，從事水利水電工程施工技術與管理工作；

黨永平(1966-)，男，重慶大足人，高級工程師，工程碩士，從事水電工程建設技術與管理工作.

(責任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-07-27

文章編號:1001-2184(2015)04-0065-03

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV7;TV551.2;TV544

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