藏木水電站工程大壩地質缺陷處理及基巖驗收

王捷曉

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

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藏木水電站工程大壩地質缺陷處理及基巖驗收

王捷曉

(中國葛洲壩集團第六工程有限公司，云南昆明 650000)

【摘要】藏木大壩壩基地質缺陷處理工程施工環境差、施工工序多、技術要求高,如何在保證質量、安全的前提下盡快完成施工任務是一個很大的挑戰。在現場施工中根據設計要求,通過優化施工組織設計，合理安排施工計劃，各工序之間的緊密銜接,藏木大壩地質缺陷處理的工程質量和進度均滿足了大壩施工要求,為后續工程施工創造了良好的施工條件。

【關鍵詞】建基面；地質缺陷；驗收；質量控制

1工程概述

藏木水電站壩段壩基缺陷處理包括斷層的刻槽處理、擠壓破碎帶的處理和裂隙的處理。施工內容主要為石方開挖、錨筋樁施工(3φ28、L=9 m)、錨桿施工(φ32、L=6 m)。由于地質缺陷大面積存在，且巖石極其破碎、工期緊張，直接制約著大壩混凝土開始澆筑時間。

2施工布置

2.1施工道路布置

壩段壩基開挖施工充分利用大壩基坑開挖現有施工道路，坡面間架設簡易施工爬梯。

2.2施工設備選型及布置

根據開挖項目主要為裂隙面清除開挖、槽挖、錨桿、錨筋樁且工期緊迫，鉆爆設備選用6臺YT-28手風鉆、4臺QZJ-100B型潛孔鉆、1臺砂漿攪拌機、1臺gz-5型注漿機、一臺Cat320挖掘機、8臺風鎬、1臺7m3移動空壓機、1臺13 m3移動空壓機、1臺20 m3移動空壓機。

挖掘機、注漿機、鉆機、空壓機等設備機械均采用纜機吊運至施工部位。

2.3風、水、電布置

供風：利用3臺移動式電動空壓機供風。

供水：擬從本標系統供水管路接口處接管，將水引至各作業面附近。

供電：擬從本標供電系統處接線，施工照明采用碘鎢燈。

3施工方法

3.1石方開挖

3.1.1整體施工程序

地質缺陷開挖施工流程見圖1。

圖1　地質缺陷開挖施工流程

預裂孔采用一次鉆孔。淺層爆破孔按一次到位進行爆破，深層爆破區分兩次爆破。

3.1.2斷層及裂隙刻槽開挖

斷層、擠壓破碎帶、裂隙的刻槽寬度及深度均為1.5倍斷層寬度。

開挖前先進行測量放樣，然后采用YT-28手風鉆四邊造預裂孔，預裂孔間距0.5～0.6 m之間，再用手風鉆造爆破孔爆破。爆破時留出1 m保護層采用風鎬開挖，爆破孔采用小藥量爆破的施工方法。巖石較破碎的部位直接采用液壓反鏟開挖，風鎬配合，盡量少放炮。出渣采用液壓反鏟配合人工清理后直接裝入渣罐，纜機吊運至高線供料平臺，裝載機配合自卸汽車轉車運至3#渣場。

3.1.3裂隙面清除開挖

開挖前先在壩段建基面上搭設施工排架，進行測量放樣，然后采用YT-28手風鉆兩邊造預裂孔，預裂孔間距0.5～0.6 m之間，再用手風鉆造爆破孔爆破。預裂孔一次鉆孔至設計深度，爆破孔采用小藥量爆破的施工方法。預裂爆破結束后將排架拆除，開始進行主爆孔的爆破。出渣采用液壓反鏟配合人工清理后直接裝入渣罐，纜機吊運至高線供料平臺，裝載機配合自卸汽車轉車運至3#渣場。

鉆孔采用YT-28手風鉆，爆破孔間距60 cm，單位耗藥量取0.4～0.5 kg/m3，φ32乳化炸藥連續耦合裝藥；預裂孔間距0.5～0.6 m，線裝藥密度取120～150 g/m，采用φ32乳化炸藥不耦合裝藥，非電毫秒雷管分段，電雷管起爆。

3.2砂漿錨桿施工

3.2.1施工工藝

本工程錨桿為φ32、L=6 m，在刻槽開挖前開口線0.5 m處設置2排間隔1.25 m鎖口砂漿錨桿，錨桿垂直于建基面。采用先注漿后插桿的施工方法，施工工藝流程見圖2。

圖2　先注漿錨桿施工工藝流程

3.2.2施工方法

(1)搭設施工排架。在壩段建基面上搭設施工排架，施工排架為落地式雙排扣件鋼管排架，排架間距1.2 m、排距1.5 m、步距1.5 m。排架上部鋪設鋼絲走道網，走道網使用10～14號鍍鋅鋼絲與腳手架捆緊，走道網背后鋪設密目安全防護網。鋼管采用外徑48 mm、壁厚3.5 mm的焊接鋼管。鋼管的端部切口平整，禁止使用有明顯變形、裂紋和嚴重銹蝕的鋼管。

(2)排架搭設要求。作業層的寬度為不小于750 mm，鋪板邊緣與巖石面之間隙應小于300 mm。與基巖面設置連接點，每30 m2設一個點，連接點采用錨筋與排架緊密相連。剪刀撐的斜桿與水平面的交角宜在45°～60°之間，水平投影寬度應不小于2跨或4 m和不大于4跨或8 m。斜桿應與基本構架件加以可靠連接，且斜桿相鄰連接點之間桿段的長細不得大于60。在立桿底端之上200 mm處設縱向和橫向掃地桿，并與立桿連接牢固。排架左右相鄰立桿和上下相鄰橫桿的接頭應相互錯開并置于不同的構架框格內。立桿垂直對接，橫桿水平搭接，搭接長度≥0.8 m。在作業層面上，在其外側邊緣必須設置擋護高度≥1.1 m的欄桿和腳擋板，且欄桿間的凈空高度應≤0.5 m，同時加設安全網防護。

(3)測量放樣。根據施工設計圖紙，先進行錨桿孔孔位測量放樣，并用紅漆作出明顯標識，以方便施工。

(4)鉆孔。根據施工場地情況架立鉆機，在鉆進過程中，孔位偏差不大于100 mm，孔深偏差不大于50 mm。采用QZJ-100B潛孔鉆成孔，孔徑50 mm。

鉆孔達到標準后，用高壓風清除孔內巖屑和積水，經驗收后立即注漿插桿。

(5)錨桿的注漿和安裝。錨桿注漿的水泥砂漿配合比抗壓強度等級為30 MPa。水泥砂漿采用砂漿攪拌機拌制，gz-5型注漿機注漿，砂漿隨拌隨用。在進行錨桿注漿施工前，人工首先將加工好的桿體運至施工作業平臺上，然后再進行注漿施工。錨桿在鉆孔內注滿漿后立即插桿。錨桿注漿完成后，在砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞和拉拔錨桿。

(6)質量檢測試驗與驗收。在錨桿注漿過程中，按照監理工程師指示要求，現場隨機抽取漿液試樣送交試驗室，進行抗壓強度試驗，試驗結果報監理工程師審批。砂漿錨桿采用砂漿飽和儀器或超聲波物探儀進行砂漿密實度和錨桿長度檢測，由監理工程師根據現場實際情況指定抽檢，抽檢比例不低于錨桿總數的3 %，錨桿注漿密實度最低不小于80 %。

3.3錨筋樁施工

3.3.1施工工藝

本工程錨筋樁為3φ28、L=9 m，采用先安裝錨筋樁后灌漿的施工方法，錨筋樁結構按圖紙要求進行施工。錨筋樁施工工藝流程見圖3。

圖3　錨筋樁施工工藝流程

3.3.2施工方法

(1)搭設施工排架。施工排架為落地式雙排扣件鋼管排架，搭設要求詳見上述砂漿錨桿施工排架。全程搭設排架長30 m、寬2 m、高17 m。由于受缺陷處理開挖施工影響，需搭設兩次排架，以最終完成支護。

(2)測量放樣。根據施工設計圖紙，先進行錨筋樁孔位測量放樣，并用紅漆作出明顯標識，以方便施工。

(3)鉆孔。采用QZJ-100B潛孔鉆按設計間排距造孔，孔徑90 mm，孔位偏差不大于10 cm，孔深偏差不大于5 cm，嚴格控制鉆孔方向。鉆孔達到標準后，用高壓風清除孔內巖屑和積水。

(4)錨筋樁的制作和安裝。錨筋樁的制作是將3根同長的φ28(Ⅱ級鋼筋)捆綁成一束，每兩根之間用電焊間隔焊接，焊縫長3～5 cm，間距1.0 m。樁制作完成后，自卸汽車運至高線供料平臺，采用纜機吊入至施工部位，安裝時在排架頂部固定一個0.5 t的手動葫蘆，人工配合葫蘆將錨筋樁輕輕插入孔內。

(5)錨筋樁的灌漿。錨筋樁注漿的水泥砂漿配合比抗壓強度等級為30 MPa。水泥砂漿用砂漿攪拌機拌制，采用注漿機注漿，灌漿管伸入孔底，保證錨筋孔全長砂漿飽滿。

錨筋樁在注漿后砂漿凝固前，不得敲擊、碰撞，拉拔和懸掛重物。

4質量控制

4.1清理內容

(1)整個建基面范圍內局部存在的淺表部明顯張開的松弛巖塊、已變位的巖塊和表面呈薄片狀以及尖角狀態突出的巖塊應予清除。

(2)除在設計圖紙、現場設計(更改)通知等設計文件中明確采用開挖置換混凝土回填處理，以及可采取固結灌漿等措施處理后壩基可置于Ⅱ、Ⅲ1類巖體以外，其它局部分布的Ⅲ2類及以下巖體應予清除。

(3)除在設計圖紙、現場設計(更改)通知等設計文件中明確采用開挖置換混凝土回填處理，以及可采取固結灌漿等措施處理后壩基可置于Ⅱ、Ⅲ1及Ⅲ2類巖體以外，其它局部分布的IV類及以下巖體應予清除。

(4)與建基面小角度相交的擠壓帶和裂隙密集區控制的淺表低速帶或松動巖體應清除。

(5) 建基面上的各種雜物、泥土和附著物等應清除。

(6) 監理人認為必須清除的有礙物等應清除。

4.2大壩建基面清基質量控制

(1)基礎原則上不允許欠挖，開挖面應嚴格控制平整度。

(2)建基面如有倒坡(設計規定除外)，應處理成順坡。

(3)建基面如有陡坎、尖角巖體(塊)，應處理成鈍角或弧形狀，保證基面平順。

(4)Ⅱ級巖體清基后露出應為較完整的巖體，受爆破影響的淺表部卸荷松動部分應進行清理。在實施過程中，應根據具體松弛情況，按現場設計工程師指定清基范圍和深度。

(5)清基處理應盡量避免對周圍巖體的損傷。

4.3大壩建基面清面質量控制

(1)由于壩基開挖后的建基面距混凝土覆蓋之間時間長，建基面巖體出現回彈和卸荷松弛，對于影響壩體受力條件的淺表部卸荷松弛帶巖體必須進行清除，對較光滑的巖體表面應進行人工鑿毛，并用高壓水沖洗干凈。

(2)在混凝土澆筑前應清除基巖面上的油污、碎屑、焊渣、泥土、噴射混凝土掉塊、灌漿水泥漿等雜物，撬除松動巖塊，并加以沖洗。

(3)凡建基面表面為緩傾、平直、光滑的結構面或附有鈣膜、水銹時，均應進行鑿毛處理。如基巖面有較大面積的光面，應打毛以形成粗糙面。

(4)如遇有承壓水或地下水，應制定引排措施和方法報監理人批準，處理完畢并經監理人批準后方可澆筑混凝土。

(5)清洗后基礎巖面在混凝土澆筑前應保持潔凈。所有基礎表面在澆筑混凝土前24 h內，應保持濕潤狀態，在澆筑前務必排干積水。

(6)與建基面相關的前期地質勘探或試驗中的鉆孔等，均應在清面驗收之前處理到符合設計要求的狀態。

(7)大壩地質缺陷處理及基巖驗收質量控制過程中，要嚴格執行三檢制，每道工序都要經過驗收檢查，驗收合格后方可進行下一道工序。基巖最終驗收需邀請業主、設計、監理、地勘五方聯合驗收，驗收合格后方可澆筑混凝土。

5結束語

對壩基地質缺陷的處理質量是工程安全施工、進度和質量的前提和保障，是大壩工程施工的關鍵環節，所以缺陷處理每道工序的質量控制顯得尤為重要。藏木大壩地基缺陷處理的良好結果為西藏高寒地區后續的加查電站、街需電站以及林芝、墨脫等地區的大型電站建設創造樣板。

參考文獻

[1]陳艷艷. 三里坪水電站大壩壩基與拱座基巖地質缺陷處理[J].陜西水利，2012(6).

[2]王金國，將學林.錦屏一級電站高拱壩左岸基礎處理方案研究與實踐[J].四川水利發電，2010(3).

[3]許文年.地質缺陷對壩基及滑坡穩定性影響的研究[M].中國水利水電出版社，2000.

[作者簡介]王捷曉(1985～)，男，助理工程師，主要從事水利水電質量管理工作。

【中圖分類號】TV543+.14

【文獻標志碼】B

[定稿日期]2015-11-17