1 工程概况
下游围堰位置河谷开阔, 两岸地形较平缓, 地形坡度30°～32°, 原设计堰顶高程处谷宽约116m, 河床枯水位432m, 相应江水面宽70m, 最大水深约12m。根据下游围堰地形特点及堰体材料能就地取材的实际情况, 拟定下游围堰为土石围堰, 下游围堰布置在二道坝与1#、3#导流洞出口之间, 其轴线位于二道坝轴线下游约120.0m, 围堰布置需考虑下游碾压混凝土围堰施工时基础开挖出渣和混凝土入仓要求。下游围堰投标设计堰顶高程为442.0m, 堰顶轴线150m, 堰顶宽8.0m, 围堰高程442.0m以下采用防渗墙, 442.0m以上采用粘土心墙防渗, 水面以下上下游边坡坡比为堆体自然坡, 水面以上上下游边坡均按1∶1.5坡度填筑。围堰区除右岸堰肩部分基岩裸露外, 左岸及河床部位均为第四系松散堆积层覆盖。
2 围堰结构设计
2.1 堰顶高程
下游土石围堰堰顶高程按挡水标准为五年一遇洪水区间设计洪峰流量2030m3/s, 根据1#导流洞出口在河床抬高后测得的水位流量关系曲线, 流量在2030m3/s时导流洞出口水位为441.5m, 下游围堰堰趾位置此时水位为445.6m, 考虑堰顶安全超高1.0m, 浪高0.5 m, 堰顶高程取447.0m。
2.2 防渗施工平台高程
根据施工进度时间要求对下游土石围堰预进占, 按5年一遇设计洪水流量, 来水量均在1220m3/s以下, 故按1219m3/s进行计算, 结合下游围堰与两导流洞的相对位置关系进行考虑, 取防渗平台顶高程为442m。
2.3 堰顶宽度及构造
堰顶宽度满足防汛抢险与交通运输要求, 下游土石围堰堰顶宽度设为8m, 面层填铺50cm碎石压平。
2.4 围堰细部构造
下游围堰分两部分组成, 第一部分为442m以下, 采用帷幕防渗, 中间填含泥级配料, 两边用大中块径石碴护面;坡面水下采用自然堆堆, 水上坡度设为1∶1.7。第二部分为EL442m～EL447m高程, 该层采用级配石灰岩混合石碴填筑, 用粘土心墙进行防渗, 坡面设为1∶1.7。
3 围堰的施工
下游围堰在上游截流戗堤合龙后在静水中施工, 首先填筑至灌浆平台442m高程, 再进行防渗墙施工, 在基坑闭气结束后利用黏土、级配料填筑加高到447高程。
3.1 土石围堰的填筑
下游围堰的施工分两部分进行, 第一部分为442m以下, 填筑时, 中间先填含泥级配料, 两边用大中块径石碴护面;第二部分为EL442m～EL447m高程的施工, 该层采用级配石灰岩混合石碴填筑, 用粘土心墙进行防渗。第一部分的填筑施工, 在上游截流戗堤合龙前作部分进占。在上游围堰截流后, 从右到左在相对静水中填筑。填筑料在弃碴场和尾水边坡开挖中选用;防渗墙区域采用粒径小于30cm的混合料, 采用端进法填筑, 自卸汽车运料至围堰工作面卸料后, 由推土机将渣料推赶至水中, 水上部分渣料分层填筑, 分层碾压, 两侧坡面按1∶1.7的坡度进行控制, 水下部分堰体的两侧坡比按水中碴体自然堆坡, 下游侧坡面用40cm～100cm的大块石进行护面。
3.2 下游土石堰体4 4 2高程以下部分的防渗
围堰442高程以下部份的防渗, 先对坝肩开挖落碴层进行处理;用MY-60钻机跟管造孔, 自流注浆的方法进行处理后, 再对围堰进行帷幕灌浆, 帷幕灌浆自上而下进行。
(1) 施工材料及灌浆浆液。
水泥采用普通硅酸盐水泥, 水泥标号不低于32.5级。在坝肩开挖落碴层的处理中使用水玻璃, 其参量按水泥浆水泥用量的15%～30%控制。各种外加剂的质量须符合DL/T 5148的有关规定, 其掺量通过室内试验和现场试验确定。
灌浆浆液一般采用纯水泥浆液, 根据施工实际情况需采用其它浆液或加掺合料时, 经批准并经试验确定, 纯水泥浆液拟定水灰比为0.5∶1。
(2) 坝肩开挖落碴层的处理。
(1) 土石围堰442高程以下部份填筑完毕, 进行防渗轴线施工放样, 沿防渗轴线两侧各距轴线75cm错位布置两排灌浆孔, 孔距1米, 采用MY-60钻机跟管造孔, 孔径Ф120mm, 待钻孔穿过坝肩开挖落碴层后用Ф100PVC花管下插到底, 取出套管。
(2) 采用双管注浆, 双管同时伸入孔内随注入的浆液上升而上升, 其中一管注0.5∶1的水泥浆, 另一管注水玻璃, 孔内采用自流的方式, 注浆的同时在孔口直接加入细砂;直到浆液注到孔口为止。
(3) 围堰防渗帷幕的施工。
坝肩开挖落碴层的处理结束后, 进行围堰防渗帷幕的施工。围堰防渗帷幕从442高程防渗处理平台开始从上向下按5m一层进行;施工中采用地质钻, 孔径Ф91mm, 孔间距1m、孔排距1.5m, 孔间错位布置, 施工时先对防渗帷幕进行轴线放样, 根据放样轴线将地质钻机就位, 下游围堰的防渗工程施工采用6台地质钻及相应配套灌浆设备同时作业, 第一层按5m深造孔, 孔成形后下Ф80mmPVC花管护壁, 对第一层5m深孔灌浆;第一层5m深帷幕做完, 进行第二层5m深帷幕造孔、灌浆, 依次钻孔灌浆直至伸入基岩0.5m～1m。第二、第三…层帷幕钻孔时, 上层已形成帷幕部份孔不再用PVC花管护壁。
按排将帷幕灌浆孔分为两序, 靠下游排为第一序孔, 靠上游排为第二序孔, 对一层帷幕的施工, 先钻孔灌浆一序孔, 后钻孔灌浆二序孔;层间采用自上而下分层施工的顺序;灌浆采用纯压式灌浆工艺。浆液配合比根据设计及试验确定。灌浆压力一序孔拟定灌浆压力为0.2MPa～0.5MPa, 二序孔灌浆压力为0.5MPa～1.0MPa, 对单个孔的灌浆, 灌浆压力采用先恒定后加压的施法, 并根据灌浆试验情况进行确定。结束灌浆, 当灌浆注入率不大于1.0l/min或每米耗灰量 (水泥) 达2000kg时结束灌浆。
每个灌浆孔结束灌浆后, 采用浓水泥浆将钻孔回填密实。在浆液终凝干缩后, 自原孔位扫孔至干缩浆液顶面, 采用原配比浆液进行回填, 防止钻孔上部会出现脱空现象, 确保防渗帷幕与上部结构物的连接及防渗效果。
(4) 特殊情况处理。
施工中河床覆盖层如遇粉砂层, 采用高压注浆泵注水泥浆将砂层切割冲破, 再进行灌浆。
钻孔过程中, 如遇大块石和孤石, 做好详细记录, 当地层孔隙大, 漏水严重时, 在灌浆前, 先回填砾石、砂、粘土及灌掺速凝剂的水泥砂浆, 再反复灌浆, 直至达到结束标准。
灌浆过程中如遇吸浆量大, 采用间歇灌浆的方法处理。
3.3 下游土石围堰4 4 2 m以上部分的防渗
下游围堰堰体442m以上采用粘土心墙防渗, 粘土在尾水边坡开挖中取用, 心墙呈“等边梯形”型上升, 填筑时粘土先填, 两侧堰体交替上升, 分层厚度50cm。
4 质量检查和验收
塑性灌浆施工完成后, 一般采用钻孔取芯和压水试验的方法进行检查, 并采用指定的其它检查方法以及对指定的项目进行检查。
防渗工程完工后, 将施工记录、各项检查监测资料和施工报告申请验收, 对于验收中提出的问题, 按监理人批准的方法处理直至通过验收。
摘要：水库大坝工程的下游围堰施工是整个工程的关键工序, 本文通过对下游土石围堰的结构设计, 提出围堰的施工技术措施, 在施工中加强控制和监测, 保证围堰顺利施工和安全运行。
关键词：大坝,下游土石围堰,施工