第３６卷第９期 ２０１０年９月 水力发电 惠州抽水蓄能电站上水库 混凝土防渗墙施工 申碧征，任朗明，吴新红 （中国水利水电建设集团第八工程局有限公司四分局，湖南长沙４１０００１） 摘要：惠州抽水蓄能电站上水库南侧地形较低，库岸为中一弱透水层，自主坝左岸上游单薄分水岭到副坝四，包括 一、二、三垭口，采用混凝土防渗墙（覆盖层）＋帷幕灌浆（基岩）的综合防渗方案。防渗墙采用钻劈法成槽，气举 法和反循环法清槽，采用直升导管法进行泥浆下混凝土浇筑。对槽内孤石或大块石、槽孔坍塌、导向槽变形、槽内 漏浆、卡钻、导管堵塞等情况进行了重点处理。检查结果表明，防渗墙浇筑质量良好，完全满足设计要求。 关键词：混凝土防渗墙；施工；上水库；惠州抽水蓄能电站 Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｕｔｏｆｆ Ｗａｌｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｕｐｐｅｒ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｏｆ Ｈｕｉｚｈｏｕ Ｐｕｍｐｅｄ－Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ Ｓｈｅｎ Ｂｉｚｈｅｎｇ，Ｒｅｎ Ｌａｎｇｍｉｎｇ，Ｗｕ Ｘｉｎｈｏｎｇ （Ｔｈｅ Ｆｏｕｒｔｈ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｓｉｎｏｈｙｄｒｏ Ｂｕｒｅａｕ ８ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１０００１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｅｅｐａｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｅｆｔ ｂａｎｋ ｄｒａｉｎａｇｅ ｄｉｖｉｄｅ ｏｆ ｍａｉｎ ｄａｍ ｔｏ ｔｈｅ ｆｏｕｒｔｈ ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｄａｍ ｏｆ Ｈｕｉｚｈｏｕ Ｐｕｍｐｅｄ—Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｕｔｏｆｆ ｗａｌｌ ｆｏｒ ｏｖｅｒｂｕｒｄｅｎ ｌａｙｅｒ ａｎｄ ｃｕｒｔａｉｎ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｂａｓｅ ｒｏｃｋ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｗａｌｌ ｇｒｏｏｖｅ ｗａｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ ｂｏｒｉｎｇ—ｃｌｅａｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｌｅａｎｅｄ ｂｙ ａｉｒ—ｌｉｔｆ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｅ ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｓ ｐｏｕｒｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｍｕｄ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｐｉｐｅ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｂｏｕｌｄｅｒｓ ｏｒ ｌａｒｇｅ ｓｔｏｎｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｏｏｖｅ，ｈｏｌｅ ｗａｌｌ ｃｏｌｌａｐｓｅ，ｇｕｉｄｅｄ ｇｒｏｏｖｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｌｕｒｒｙ ｌｅａｋａｇｅ，ｓｔｉｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｐｉｐｅ ｂｌｏｃｋａｇｅ ｗｅｒｅ ｔｒｅａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｏｕｒｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｇｏｏｄ ａｎｄ ｍｅｅｔｓ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｕｔｏｆｆ ｗａｌｌ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｕｐｐｅｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ；Ｈｕｉｚｈｏｕ Ｐｕｍｐｅｄ—Ｓｔｏｒａｇｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ 中图分类号：ＴＶ５４３．８２（２６５） 文献标识码：Ｂ 文章编号：０５５９—９３４２（２０１０）０９—００４９—０３ １工程概况 ２防渗墙施工 惠州抽水蓄能电站位于珠江三角洲东北面的惠 ２．１ 施工工艺及参数 州市博罗县城郊，距广州市１１２ ｋｍ，惠州市２０ 防渗墙采用钻劈法成槽．气举法和反循环法清 ｋｍ，深圳市７７ ｋｍ，处于广东用电负荷中心。属东 槽，直升导管法浇筑泥浆下混凝土。 江水系．是广东省大亚湾核电站的配套电站。该工 槽段分两期施工．一般情况下一期槽和二期槽 程由广东省水利电力勘测设计研究院设计、中国水 段长６．８０～８．８０ ｎｌ，每个槽孔分主孔和副孑Ｌ．主孔长 电顾问集团中南勘测设计研究院监理、中国水利水 ８０ ｏｎ，副孔长１．２０ Ｉｎ。一、二期槽段连接采用“全 电建设集团第八工程局有限公司承建。 孔套接法”。 惠州抽水蓄能电站上水库南侧地形较低，库岸 防渗墙施工工艺流程为：场地平整一测量放 为中～弱透水层，自主坝左岸上游单薄分水岭到副坝 样一导墙施工一端孔和主孔施工一副孔施工一劈小 四，包括一、二、三垭口，强风化基岩上部覆盖层 墙一清孔一下混凝土导管一混凝土浇筑一质量检查。 采用混凝土防渗墙、基岩采用灌浆帷幕形式组成防 混凝土防渗墙主要控制性技术参数为： 渗系统，以减少渗流量，保证坝体的稳定。混凝土 防渗墙施工人员及设备于２００５年８月进场．２００５ 收稿日期：２０１０—０７—０８ 年９月９日开始防渗墙施工，２００６年９月１０日竣 作者简介：申碧征（１９７【卜），男，湖南郡东人，工程师，主要从 工，历时１年。 事软基处理及基础防渗工作． 水力发电 ２０１０年９月 （１）槽孔放样。中心线偏差不允许超过３ ｅｍ。 （２）造孔。泥浆密度１．３０ ｇ／ｃｍ ，粘度２５－３０ Ｓ， 失水量＜１５ ｍｒｒｄｍｉｎ；槽宽不小于８０ Ｃ１ＴＩ；强风化顶 方法进行二次浇筑。 ２．２．４槽内漏浆情况处理 副坝一由于山体单薄，防渗墙轴线距库区边坡 仅４～５ ｎｌ。地表以下地层渗径相对较短，成槽施工 时．４～６号槽和ｌ５、２１号槽先后 现槽内严重漏浆 现象，上游边坡出现管涌，根本无法成槽，施工单 位在征求现场监理意见后，采取增大泥浆密度、大 量回填粘土与水泥等方法，使漏浆槽段槽内泥浆基 本上恢复了正常高度，同时加快成槽进度，缩短浸 线下槽深０．５ ｎｌ；槽孔孔斜率不大于０．４％，最大不 超过０．６％：清槽标准：淤积厚度不大于１０ ｃｍ，清 孔换浆后２ ｈ泥浆含砂量不大于１Ｏ％，密度不大于 １．３ ｇ／ｅｍ ．粘度不大于３０ Ｓ。 （３）混凝土浇筑。采用Ｃ２０混凝土，防渗指标 为Ｗ６，入槽坍落度１８～２２ ｅｍ，扩散度３０～４０ ＣＩＴＩ。 浇筑时，混凝土上升速度不小于２．０ ｍ／ｈ。导管初始 埋深距槽底０．１５～０．２５ ｍ，浇筑时保持埋深不小于 １．０ ｍ，不大于６．０ ＩＴＩ。进料间隔最多不超过４５ ｍｉｎ。 ２．２特殊情况处理 ２＿２．１ 槽内孤石或大块石处理 副坝一６号槽在１２ ｍ深处、１４号槽在１５ ｍ深 处遇到了大孤石，采取定向聚能爆破方法进行处理， 顺利造孔至设计底线。 ２．２．２槽孔坍塌处理 副坝一１５、８号槽由于地质条件较差，防渗墙 副孔钻至约７２５ ｍ高程时ｆ｛ｊ现槽孑Ｌ坍塌现象，多次 采取回填块石加粘土方法均无法成槽，最后采取回 填Ｃ１５混凝土的方法，待凝４８ ｈ后重新冲击成槽． 效果良好。 副坝二２９号槽由于地表以下８ ｍ以内均为腐植 质地层，７５２ １ＴＩ高程以上发生大面积坍塌，危及钻 机平台。采取７５０ ｍ高程以下回填粘土、以上回填 Ｃ１５混凝土的方法，待凝４８ ｈ后重新冲击成槽．效 果良好。 垭口ｊ ３２、３３号槽施工平台布置在７７５ ＩＴＩ高 程，冲击至７６０ ｍ高程时坍塌现象严重，降低平台 至７６７ ＩＴＩ高程后继续成槽施工．但７５０ ｍ高程以上 仍存在严重坍塌现象，钻机平台周围出现脱空 最 后采取下部填渣、上部问填Ｃ１５混凝土（槽孔四周 加通量结构钢筋）的方法，待凝４８ ｈ后重新冲击成 槽．效果良好。 垭口一６号槽由丁地处垭口薄弱环节，防渗墒 成槽至约２０ ｍ深（７５０ ＩＴＩ高程）时地面出现冒顶现 象，将钻孔移至安全地带后，采取下部填渣、上部 回填Ｃ１５混凝土（槽孔四周加适量结构钢筋）的方 法，待凝４８ ｈ后重新冲击成槽，效果良好。 ２。２．３导向槽变形处理 剐坝二三１２、１８号槽，垭口二ｌ２、１３号槽，左 岸单薄分水岭６、７号槽，垭口三３０～３４号槽，由于 导向槽地基土层松软、泥浆雨水浸泡时间过长等， 先后出现导向槽严重变形甚至撕裂现象，施丁单位 采取先转移钻机设备，然后重新加深加固导向槽的 泡时间．保证了成槽施工的顺利进行。 ２－２．５ 冲击造孔时卡钻情况处理 副坝一２５号槽７号副孑Ｌ冲击至７４５／ｌｑ高程左右 时遇到大孤石．十字钻头被卡住。施工单位先采取 定向爆破的方法，兀法取ｍ钻头，后对２５号槽内泥 浆进行清除，在采取有效安全措施的前提下，人工 挖掘至钻头被卡部位，取出钻头。 ２．２．６ 导管堵塞及脱空处理 副坝三３１号槽浇筑至７４８ ｌｑ＇ｌ高程时，１号浇筑 导管被堵塞，２０ ｒａｉｎ后２号导管也被堵塞，采取振 动等多种方法无效后，将导管全部起【叶ｆ分析原因， 并对槽内混凝土顶面高程进行测量，发现导管有漏 气迹象，基本上可以确定导管连接不够紧密，未能 保证管内真空状态是导致浇筑导管堵塞的主要原因。 副坝三３１号槽浇筑中断后，采取了以下措施进行处 理：①槽内清理。中断浇筑２４ ｈ后，利用冲击钻重 新存槽内找平，凿去上层浮浆及松散骨料。②二次 清槽。采用大排量的６ＢＳ反循环泥石泵，对槽内泥 浆和骨料进行充分清理，直到槽内反循环返水密度 基本与清水无异后方停止清孔工作。⑧二次验收与 浇筑。槽内找平与二次清理工作经现场监理验收合 格后，进行二次浇筑。二次浇筑方法与前面正常浇 筑一致，按正常浇筑方法浇筑至设计高程。 副坝 ３１号槽由于进行了两期浇筑，一期与二 期混凝土之间势必存在冷缝，留下质量隐患，施丁 单位采取以下方法进行处理：①取芯检查接触面。 该槽段浇筑完成９０ ｄ后，布置了３个检查孔，布孑Ｌ 桩号分别为：０＋１６５（ＣＫ３）、０＋１６２．５（ＣＫ２）、０＋ １６０（ＣＫ１），孔位分别位于槽段三等分点。采用 ４，９１ ｍｍ金刚石双管钻具钻孑Ｌ．钻至冷缝接触面以 下１．５ ｍ时发现．ＣＫ３一二期混凝土新老接触面 （７４７ ｍ高程）有４６ ｃｍ厚水泥结石，接触面粗骨料 胶结一般，有较多蜂窝：ＣＫ２和ＣＫ１一二期混凝土 接触面高程分别为７４７．２ ＩＴＩ和７４７．５ １１３，新老混凝土 接触面层问不密实。②脉动联合冲洗检查。检查孔 钻孔完成后，安装好孑Ｌ口装置，分别对３个检查孔 进行通风通水检查。检查结果表明，３个检查孔相 第３６卷第９期 申碧征，等：惠０１１ｑ￣ＥＢ水蓄能电站上水库混凝土防渗墙施工 （冷缝）存 互串通，说明该槽段新老混凝土接触面值为２３．２ ＭＰａ；机口取样试块强度保证率均超过 ９５％，离散系数最大值为０．１８，最小值为０．１３，说明 混凝土防渗墙浇筑质量良好，完全满足设计的要求 在连贯的渗漏通道。⑧并联灌浆。采用高压风将检 查孑Ｌ内积水挤出孔口，然后在３个检查孔孑Ｌ口安装 孔口封闭器，封闭器配ｌ一通装置和球阀开关。采用 ３．３探地雷达检测 由于副坝一坝后山体单薄，防渗渗径比其他副 坝短，基础防渗对整个上库的安全运行尤为重要． 为了进一步检查副坝一防渗墙的连续性，设计单位 要求对副坝一进行探地地质雷达检测。 根据雷达扫面剖面信号所反映的防渗墙混凝土 １：１水灰比从ＣＫｌ进浆，将２、３号检查孔作为排气 孔，２号孔孔口返浆密度达到进浆密度后．关闭该 孔孔口开关；３号孑Ｌ孔口返浆关达到进浆密度后． 更换水灰比为０．５：１，重新打开２、３号孔口开关， ２、３号孔孔口返浆密度达到进浆密度后，将排气孑Ｌ 孔口开关全部关闭进行屏浆。在流量小于ｌ Ｌ／ｒａｉｎ 的情况下，屏浆６０ ｒａｉｎ，屏浆压力为０．５ ＭＰａ。④ 超声波检测 由于３１号槽采用常规灌浆处理方式， 冷缝胶结情况很难判断。为了检测冷缝的整体性和 连续性．根据设计和监理单位意见。施工单位在该 部位检查及回填灌浆施工完以后，委托第三方湖南 继善高科技有限公司对副坝 ３ｌ号槽进行了探地地 质雷达检测 检测结果表明，该冷缝经过灌浆处理 已形成整体。墙体无裂隙断层和杂质，连续性好， 冷缝胶结牢固，渗流通道已完全被水泥结石替代。 ３施工质量检查分析 ３．１ 充填系数 上／Ｊ＜库混凝土防渗墙充填系数统计结果表明， 上库防渗墙平均充填系数为１．１７。最大充填系数出 现在副坝一．平均达到１．２９，最小部位是副坝二三， 平均充填系数为１．０８，说明充填系数与施工部位的 地质情况密切相关，地层地质条件良好时充填系数 较小，地质情况较差时充填系数相对较大。 ３．２钻孔取芯注水检查 防渗墙施工结束２８ ｄ后，监理单位根据施工过 程及成果资料，在每个分部布置１０％的墙体取芯检 查孔，防渗墙墙体检查成果见表１。 表１ 上水库防渗墙墙体检查成果 检查 检查孔注水渗透系数，ｃｍ。ｓ 试块抗压值／ＭＰａ 试块抗 部位 个数 最大值 最小值 最大值最小值 渗值 从表１可以看出，上水库地下混凝土防渗墙完 全达到设计要求。钻孑Ｌ取芯静压注水试验表明，渗 透系数最大值为８．８５ｘ１０ ｃｍ／ｓ，最小值为２．９２ｘ１０ ｃｍ／ｓ：墙身试块抗压强度最大值为３２．８ ＭＰａ，最小 的均匀性、是否存在缺陷以及缺陷的严重程度，将 防渗墙的完整性划分为四类：Ｉ类，防渗墙完整或 基本完整；１Ｉ类，防渗墙有轻微缺陷，不会影响防 渗功能的正常发挥；ｌｌＩ类，防渗墙有明显缺陷，对 防渗功能有影响；Ⅳ类，防渗墙存在严重缺陷。 本次检测现场雷达扫描共２５个槽段，其中：Ｉ 类２３段，占检测总数的８８．０％；ＩＩ类３段，占检 测总数的１２．Ｏ％：无Ⅲ类、Ⅳ类槽段。 ４小结 （１）惠州抽水蓄能电站上水库采用地下混凝土 防渗墙（覆盖层）＋帷幕灌浆（基岩）的综合防渗方 案是合理的，达到了设计预期的目的。 （２）地下混凝土防渗墙施工的成功与否关键在 于造孑Ｌ。首先要做好施工平台的加固工作，合理确 定单元槽段长度，采用适宜的泥浆或粘土进行护壁， 缩短无功时间，尽量减少槽孔浸泡时间，防止槽孑Ｌ 坍塌．这对保证整个工程的施工质量都非常重要。 （３）采用冲击钻机造主孔、液压抓斗抓副孔， 施工效率高、质量好。副坝四采用１台液压抓斗配 ４台冲击钻机，施工效率比其他副坝高５０％以上， 经验值得借鉴和推广。 （４）单元槽段连接方式有待改进。该工程采用 整孔套接方式虽然在质量方面有了保障，但二次钻 凿不但浪费施工时间，而且浪费施工材料，不利于 施＿Ｉ二单位的施工成本核算。 （责任编辑焦雪梅）