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【摘 要】:南欧江流域二级水电站地处老挝北部山区,高温多雨,施工条件复杂,本文主要论述南欧江二级水电站二期上下游横向土石围堰混凝土防渗墙工程管理情况。 【关键词】:南欧江流域二级电站 混凝土防渗墙 工程管理 1工程概况
1.1工程简介
南欧江流域二级水电站位于老挝人民民主共和国中北部琅勃拉邦省境内,坝址距琅勃拉邦市公路里程86km,距万象市公路里程469km,距中国云南省昆明市公路里程929km。电站装机容量3×40MW,正常蓄水位(设计洪水位)325.00m,死水位323.00m,总库容1.217×108m3。
二期上下游横向土石围堰分别在EL310.5m、EL309.5m高程以下设置混凝土防渗墙,防渗墙设计为厚度80cm,混凝土强度为C20,抗渗等级为W8,渗透系数为k≤10-5cm/s,墙深2m~27.5m(实际施工时最深达31.8m),墙体嵌入基岩50cm,上游墙轴线长157.82m,下游墙轴线长173.13m,防渗墙最终工程量共6061.05㎡。
1.2工程水文地质条件
二期上、下游横向土石围堰河水面宽约100m,两岸江边均见有小的基岩滩地,出露宽度约4m~25m,右岸滩地略大。两岸岸坡较为平缓,地形坡度约10°~15°。河床部位冲积层厚度约5m~9m,主要为粉细砂和卵砾石,估计含量各约占50%,透水性较强。冲积层下伏基岩为弱风化辉绿岩,透水性弱,为弱透水岩体。
坝址所在地区属热带季风型气候区,降水丰沛,气温终年较高,季节性温差变化不大,降水丰沛,主要集中在雨季,多年平均降雨量为1377mm。
2工程施工特点
2.1 地貌、地质复杂
混凝土防渗墙需嵌入弱风化辉绿岩以下0.5m,造孔大部分在填筑土石围堰(人工回填层)、冲积层中进行,而冲积层中分布有块球体,在这种基岩下造孔,进尺缓慢,易于塌孔,尤其遇到陡倾角的裂隙或破碎带,槽孔易发生偏斜,设计技术要求孔斜率不大于0.4%。
2.2 工序多、工种多、机械设备多
在防渗墙施工中,需要建造相应的辅助系统,包括制浆系统、回浆系统、排污系统等,防渗墙包括多个工序:先导孔钻进勘探,导墙建造,泥浆固壁,造孔,墙体浇筑,接头管拔除等。机械设备需要的大型设备较多,如需配置6台乌卡斯钻机、1台液压抓斗挖槽机等,设备需从国内运输到老挝,距离远、路况差、进场难度大。
2.3 工期紧
混凝土防渗墙施工制约着二期横向土石围堰工程上部填筑,而围堰填筑施工又制约着厂房基坑开挖工期以及防洪度汛目标。防渗墙合同工期2013年12月15日至2014年2月28日,共计75天,电站经历12月15日超标洪水影响9天,只剩66天时间,平均每天至少需要完成100m2,工期紧、任务重、强度大。
3主要施工方法
防渗墙成槽采用“两钻一抓法”和“钻劈法”成槽,上部覆盖层采用“两钻一抓法”,即由冲击中机打两边的主孔,副孔采用抓斗抓取,抓到基岩后采取“钻劈法”,即由冲击钻机单独施工,先钻打主孔,后劈副孔成槽。
3.1槽段劃分
槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段,Ⅰ、Ⅱ序槽段间隔布置,先施工Ⅰ序槽段,再施工Ⅱ序槽段。单元槽段长度综合考虑地层、墙体深度、设备能力及施工总体方案,Ⅰ序槽长度为6.4m,Ⅱ序槽段长度为6.8m,根据施工中实际情况进行适当调整。
3.2固壁泥浆
固壁泥浆先采用粘土为主、少量的优质膨润土为辅的材料制浆,气举反循环法清孔换浆。泥浆性能指标见表1。
表1 泥浆的性能指标表
泥浆性能 新配制 循环泥浆 废弃泥浆 检验方法
粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土
比重(g/cm3) 1.04~1.05 1.06~1.08 <1.10 <1.15 >1.25 >1.35 比重计
粘度(S) 20~24 25~30 <25 <35 >50 >60 漏斗计
含砂率(%) <3 <4 <4 <7 >8 >11 洗砂瓶
PH值 8~9 8~9 >8 >8 >14 >14 试纸
3.3槽段连接及浇筑
槽段连接采用“接头管法”,节约混凝土及接头钻凿工时,亦可最大限度地保证接缝质量。
槽段混凝土浇筑采用泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土,浇筑导管为Φ250mm快速接头导管,其上端接下料斗,25t吊车下管、起拔、上下活动导管。
4工程管理
南欧江二级电站工程采取“大监理、小业主”的管理模式,参建单位“业主、设计、监理、施工”执行“四位一体”,以“安全为基础、质量为核心、进度为主线”的建设思路,急工程之所急、忙工程之所需,以合同为准绳,精心规划、精心组织、加强管理、“安全、优质、高效”的施工。
4 .1工程进度控制
防渗墙工程项目包涵在主体工程合同内,合同编号为LAO-NAMOU2-CW-ZT001,合同工期2013年12月15日至2014年2月28日,共计75天。
防渗墙工程项目工期紧、任务重、施工难度大、质量要求高。为确保防渗墙早日开工及顺利进行,业主、监理部加强对工程进展控制和进度计划实施过程中的检查,力求主动控制进度,采取预见性和指导性的方法,促进施工进度。当防渗墙施工进度不满足工期要求时,业主、监理部、施工单位共同研究,及时调整进度计划,加大资源投入,优先保证防渗墙施工。
4.2工程质量控制
4.2.1槽段质量控制
防渗墙槽段质量检查项目主要有槽孔长度、宽度、深度、孔斜率、搭接长度等,其中前3项可直接量测,后2项需经过测量后计算求出。 为准确掌握防渗墙底部高程,沿防渗墙中心线每隔10~20m布置勘探孔,上游围堰布置了7个孔,下游布置了10个孔,根据钻取岩芯情况,确定弱风化基岩顶面高程。
本工程共检测孔斜233孔,其中孔斜率最大值0.24%,最小值0.1%,平均值0.15%,孔斜率设计要求不大于0.4%。
Ⅰ、Ⅱ序槽段接头采用接头管法,过程中通过量测接头管偏斜成果,计算套接厚度和搭接长度,确保满足设计要求。
4.2.2 清孔质量控制
在业主、设计、监理对槽孔验收合格后,施工单位进行清孔换浆,清孔标准见表2。
表2 清孔验收控制标准
序号 项 目 检测标准 检验方法
1 泥浆比重(g/cm3) ≤1.3g/cm3 泥浆比重计
2 槽底沉渣厚度 <10cm 测针、测饼
3 二期槽接头刷洗 刷子钻头基本不帶泥屑 肉眼观看
4.2.3混凝土浇筑质量控制
浇筑混凝土时,重点检查下列项目:
(1)入槽骨料级配必须良好,最大骨料粒径不应大于40mm。严禁不合格料入槽;
(2)槽内混凝土面的上升速度及导管理深应符合设计技术要求;
(3)槽内混凝土面应均匀上升,各处高差应控制在0.5m以内;
(4)墙体混凝土浇筑应连续进行,若因故中断,间断时间不宜超过40min;
(5)混凝土终浇顶面高程应符合设计技术要求。
及时对拌合楼混凝土各项指标进行检测,在出机口及浇筑现场随机取样,检验混凝土的有关物理力学性能指标,根据数据统计分析结果,混凝土物理力学性能指标均满足设计技术要求。
根据施工单位报送的自检资料和监理抽检成果资料表明:上下游围堰防渗墙共计49个单元工程,施工质量均满足设计要求,合格率为100%,优良率为92%。
5结语
南欧江二级电站地处老挝北部山区,工程施工组织管理难度极大,防渗墙施工采取“钻抓法”适合该地区地质条件,施工进度在电站遭受2013年12月15日特大超标洪水影响9天的情况下,比合同工期提前9天完成,从厂房基坑开挖后情况看,渗流量非常小,整个基坑渗流量在Q=50m3/h左右,满足设计要求,给厂房基坑开挖及混凝土浇筑创造了有利条件,为南欧江流域梯级电站开发积累了经验,可为国外类似工程借鉴。
第一作者简介:王壮,工程师,从事水利水电工程建设11年,现任老挝南欧江流域发电有限公司二级电站项目部副总工程师。
第二作者简介:代辉,工程师,从事水电站建设10年,现任二滩国际南欧江二级水电站工程监理部副总监。
1.1工程简介
南欧江流域二级水电站位于老挝人民民主共和国中北部琅勃拉邦省境内,坝址距琅勃拉邦市公路里程86km,距万象市公路里程469km,距中国云南省昆明市公路里程929km。电站装机容量3×40MW,正常蓄水位(设计洪水位)325.00m,死水位323.00m,总库容1.217×108m3。
二期上下游横向土石围堰分别在EL310.5m、EL309.5m高程以下设置混凝土防渗墙,防渗墙设计为厚度80cm,混凝土强度为C20,抗渗等级为W8,渗透系数为k≤10-5cm/s,墙深2m~27.5m(实际施工时最深达31.8m),墙体嵌入基岩50cm,上游墙轴线长157.82m,下游墙轴线长173.13m,防渗墙最终工程量共6061.05㎡。
1.2工程水文地质条件
二期上、下游横向土石围堰河水面宽约100m,两岸江边均见有小的基岩滩地,出露宽度约4m~25m,右岸滩地略大。两岸岸坡较为平缓,地形坡度约10°~15°。河床部位冲积层厚度约5m~9m,主要为粉细砂和卵砾石,估计含量各约占50%,透水性较强。冲积层下伏基岩为弱风化辉绿岩,透水性弱,为弱透水岩体。
坝址所在地区属热带季风型气候区,降水丰沛,气温终年较高,季节性温差变化不大,降水丰沛,主要集中在雨季,多年平均降雨量为1377mm。
2工程施工特点
2.1 地貌、地质复杂
混凝土防渗墙需嵌入弱风化辉绿岩以下0.5m,造孔大部分在填筑土石围堰(人工回填层)、冲积层中进行,而冲积层中分布有块球体,在这种基岩下造孔,进尺缓慢,易于塌孔,尤其遇到陡倾角的裂隙或破碎带,槽孔易发生偏斜,设计技术要求孔斜率不大于0.4%。
2.2 工序多、工种多、机械设备多
在防渗墙施工中,需要建造相应的辅助系统,包括制浆系统、回浆系统、排污系统等,防渗墙包括多个工序:先导孔钻进勘探,导墙建造,泥浆固壁,造孔,墙体浇筑,接头管拔除等。机械设备需要的大型设备较多,如需配置6台乌卡斯钻机、1台液压抓斗挖槽机等,设备需从国内运输到老挝,距离远、路况差、进场难度大。
2.3 工期紧
混凝土防渗墙施工制约着二期横向土石围堰工程上部填筑,而围堰填筑施工又制约着厂房基坑开挖工期以及防洪度汛目标。防渗墙合同工期2013年12月15日至2014年2月28日,共计75天,电站经历12月15日超标洪水影响9天,只剩66天时间,平均每天至少需要完成100m2,工期紧、任务重、强度大。
3主要施工方法
防渗墙成槽采用“两钻一抓法”和“钻劈法”成槽,上部覆盖层采用“两钻一抓法”,即由冲击中机打两边的主孔,副孔采用抓斗抓取,抓到基岩后采取“钻劈法”,即由冲击钻机单独施工,先钻打主孔,后劈副孔成槽。
3.1槽段劃分
槽段划分为Ⅰ、Ⅱ序槽段,Ⅰ、Ⅱ序槽段间隔布置,先施工Ⅰ序槽段,再施工Ⅱ序槽段。单元槽段长度综合考虑地层、墙体深度、设备能力及施工总体方案,Ⅰ序槽长度为6.4m,Ⅱ序槽段长度为6.8m,根据施工中实际情况进行适当调整。
3.2固壁泥浆
固壁泥浆先采用粘土为主、少量的优质膨润土为辅的材料制浆,气举反循环法清孔换浆。泥浆性能指标见表1。
表1 泥浆的性能指标表
泥浆性能 新配制 循环泥浆 废弃泥浆 检验方法
粘性土 砂性土 粘性土 砂性土 粘性土 砂性土
比重(g/cm3) 1.04~1.05 1.06~1.08 <1.10 <1.15 >1.25 >1.35 比重计
粘度(S) 20~24 25~30 <25 <35 >50 >60 漏斗计
含砂率(%) <3 <4 <4 <7 >8 >11 洗砂瓶
PH值 8~9 8~9 >8 >8 >14 >14 试纸
3.3槽段连接及浇筑
槽段连接采用“接头管法”,节约混凝土及接头钻凿工时,亦可最大限度地保证接缝质量。
槽段混凝土浇筑采用泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土,浇筑导管为Φ250mm快速接头导管,其上端接下料斗,25t吊车下管、起拔、上下活动导管。
4工程管理
南欧江二级电站工程采取“大监理、小业主”的管理模式,参建单位“业主、设计、监理、施工”执行“四位一体”,以“安全为基础、质量为核心、进度为主线”的建设思路,急工程之所急、忙工程之所需,以合同为准绳,精心规划、精心组织、加强管理、“安全、优质、高效”的施工。
4 .1工程进度控制
防渗墙工程项目包涵在主体工程合同内,合同编号为LAO-NAMOU2-CW-ZT001,合同工期2013年12月15日至2014年2月28日,共计75天。
防渗墙工程项目工期紧、任务重、施工难度大、质量要求高。为确保防渗墙早日开工及顺利进行,业主、监理部加强对工程进展控制和进度计划实施过程中的检查,力求主动控制进度,采取预见性和指导性的方法,促进施工进度。当防渗墙施工进度不满足工期要求时,业主、监理部、施工单位共同研究,及时调整进度计划,加大资源投入,优先保证防渗墙施工。
4.2工程质量控制
4.2.1槽段质量控制
防渗墙槽段质量检查项目主要有槽孔长度、宽度、深度、孔斜率、搭接长度等,其中前3项可直接量测,后2项需经过测量后计算求出。 为准确掌握防渗墙底部高程,沿防渗墙中心线每隔10~20m布置勘探孔,上游围堰布置了7个孔,下游布置了10个孔,根据钻取岩芯情况,确定弱风化基岩顶面高程。
本工程共检测孔斜233孔,其中孔斜率最大值0.24%,最小值0.1%,平均值0.15%,孔斜率设计要求不大于0.4%。
Ⅰ、Ⅱ序槽段接头采用接头管法,过程中通过量测接头管偏斜成果,计算套接厚度和搭接长度,确保满足设计要求。
4.2.2 清孔质量控制
在业主、设计、监理对槽孔验收合格后,施工单位进行清孔换浆,清孔标准见表2。
表2 清孔验收控制标准
序号 项 目 检测标准 检验方法
1 泥浆比重(g/cm3) ≤1.3g/cm3 泥浆比重计
2 槽底沉渣厚度 <10cm 测针、测饼
3 二期槽接头刷洗 刷子钻头基本不帶泥屑 肉眼观看
4.2.3混凝土浇筑质量控制
浇筑混凝土时,重点检查下列项目:
(1)入槽骨料级配必须良好,最大骨料粒径不应大于40mm。严禁不合格料入槽;
(2)槽内混凝土面的上升速度及导管理深应符合设计技术要求;
(3)槽内混凝土面应均匀上升,各处高差应控制在0.5m以内;
(4)墙体混凝土浇筑应连续进行,若因故中断,间断时间不宜超过40min;
(5)混凝土终浇顶面高程应符合设计技术要求。
及时对拌合楼混凝土各项指标进行检测,在出机口及浇筑现场随机取样,检验混凝土的有关物理力学性能指标,根据数据统计分析结果,混凝土物理力学性能指标均满足设计技术要求。
根据施工单位报送的自检资料和监理抽检成果资料表明:上下游围堰防渗墙共计49个单元工程,施工质量均满足设计要求,合格率为100%,优良率为92%。
5结语
南欧江二级电站地处老挝北部山区,工程施工组织管理难度极大,防渗墙施工采取“钻抓法”适合该地区地质条件,施工进度在电站遭受2013年12月15日特大超标洪水影响9天的情况下,比合同工期提前9天完成,从厂房基坑开挖后情况看,渗流量非常小,整个基坑渗流量在Q=50m3/h左右,满足设计要求,给厂房基坑开挖及混凝土浇筑创造了有利条件,为南欧江流域梯级电站开发积累了经验,可为国外类似工程借鉴。
第一作者简介:王壮,工程师,从事水利水电工程建设11年,现任老挝南欧江流域发电有限公司二级电站项目部副总工程师。
第二作者简介:代辉,工程师,从事水电站建设10年,现任二滩国际南欧江二级水电站工程监理部副总监。