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[摘 要]加查水电站缆机基础为覆盖层，这在国内比较少见，如何降低覆盖层基础的沉降及不均匀变形，是加查水电站缆机基础处理需要解决的首要技术难题，最终通过研究，采用基础换填，缆机平台设置缝面键槽和过缝钢筋、固结灌浆、基础预压等措施，成功解决技术难题。
[关键词]缆机平台，覆盖层基础，基础处理，回填碾压，固结灌浆，基础预压
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0106-02
加查水电站为二等大（2）型工程，为混凝土重力坝，开发任务为发电，河床式厂房内安装3台120MW发电机组，总装机容量360MW，多年平均年发电量17.045亿kW.h。大坝布置3台LQP20/25t型平移式高塔架缆索起重机（浇筑工况额定起重量20t，配6m？混凝土立罐，安装工况下额定起重量25t），3机共轨，两岸轨道轨距均为20m、轨道长度均为140m，缆机跨度785m，主、副塔主索绞点间水平距离为745m、高程3310m，缆机平台采用薄板梁的布置形式。大坝左岸挡水坝段、厂房坝段及20#、21#坝段采取以缆机为主，其它设备为辅的混凝土入仓手段。
鉴于本工程缆机基础为覆盖层，地质条件相对较差，且缆机对于工程建设较为重要，缆机基础建筑物按2级建筑物进行设计。
1 基础回填碾压
1.1 基础回填碾压基本要求
（1）缆机平台基础回填砂卵石，砂卵石上铺设20cm厚级配碎石并进行碾压，基礎面上浇筑混凝土结构，承载缆机。
（2）砂卵砾石料
①砂卵砾石料采用级配良好的天然砂卵砾石料，石质坚硬，不易软化破碎，石料饱和抗压强度≥40MPa。颗粒级配：小于5mm颗粒含量≤25%，最大粒径≤200mm，小于0.075mm颗粒含量≤5%，颗粒级配连续。
②砂卵砾石压实相对密度不小于0.80，承载能力≥0.45MPa。
（3）级配碎石料
①级配碎石料用几组不同粒径的碎石（40mm～20mm、20mm～10mm、10mm～5mm的碎石）及5mm以下的石屑拌合而成；缺乏石屑时，用天然砂砾或粗砂代替石屑，天然砂砾或粗砂有较好级配。混合料拌合均匀，不允许出现粗细颗粒离析现象；
②级配碎石颗粒组成和塑性指数满足表1要求，同时级配曲线为圆滑曲线；
③级配碎石压实度不小于98%。
1.2 回填碾压施工方法
①场地平整：先推土机平整场地，场地的平整度控制在10cm以内，最大高低差小于30cm；再对整个场地基础进行静碾不少于4遍，直至场地的沉降接近0时为止；
②铺料平整：砂卵砾石或级配碎石采用装载机（石渣料采用自卸车）运料至施工场地规定点卸料，采用进占法铺料，推土机摊铺整平、洒水，同时用带有高度标记的竹竿控制铺料厚度，厚度误差控制在±5cm范围内（层厚±10%）；
③碾压：动碾6遍，进退错距法碾压作业，两条碾压带之间搭接宽度1m，往返一个来回为碾压两遍。
2 缆机平台施工
左、右岸缆机平台均分为8块（8×18m（平台长度方向）×26m（平台宽度方向）），平台2m厚，采用C25钢筋混凝土结构，轨道二期混凝土为C35钢筋混凝土结构，从上游至下游编号为1#、2#……8#块。为保证缆机平台基础混凝土块与块之间良好连接，控制块与块之间的变形差，在缝面上设置键槽并进行凿毛处理，且1#与2#块、3#块与4#块、5#块与6#块、7#与8#块之间纵向结构钢筋过缝。凿毛深度控制在10mm左右，将混凝土表面浮浆、松软层及松动的混凝土骨料全部剔除掉，粗骨料外露。混凝土跳仓浇筑，先浇块钢筋预留接头应按照规范要求错开布置。
3 固结灌浆施工
3.1 施工概况
由于缆机平台建基于覆盖层上，为改善基础的整体性，降低覆盖层基础的沉降量及不均匀变形，缆机平台混凝土浇筑完成后对覆盖层基础进行固结灌浆。
3.2 施工方法
覆盖层固结灌浆在缆机平台钢筋混凝土浇筑完成后进行，缆机平台盖重混凝土达到50%设计强度后灌浆，固结灌浆采用冲击回旋钻机成孔，自上而下逐段造孔逐段灌浆施工，“先周边排、后中间排”分序加密的原则分两序进行施工。
（1）固结灌浆
①灌浆主要采用3SNS型高压灌浆泵，HR-II型灌浆自动记录仪采集数据，螺杆挤压胶球式机械灌浆塞，孔口封闭法灌浆，自上而下循环灌注。第一、二段段长为1m，以后各段为2m，如遇到特殊情况，段长可适当调整；
②第一段灌浆结束后待凝72h，再进行一下段钻孔灌浆工作。除第一段外，其余各段一般不待凝；
③覆盖层固结灌浆采用P.O42.5水泥浆液灌注；
④灌浆浆液遵循由稀到浓的原则逐级改变，普通水泥浆液水灰比（重量比）为1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级；
⑤灌浆压力一律以孔口回浆管压力表读数中值为准，为防止抬动，灌浆泵压力控制在1.5倍灌浆压力以内（表3）；
⑥灌浆尽快达到设计压力，但当注入率大时，限流分级升压，在大注入率时应严格控制升高速度，灌浆过程中应密切注意观测抬动情况，灌浆压力的控制与该灌浆段注入率的关系，按表4控制：
⑦浆液水灰比的变换原则，逐级变换，不宜跳级变换，当某一级水灰比的浆液已灌入300L以上或灌注时间达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级注浆；
⑧遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min而灌浆压力又低于设计压力，可越级变换浆液；
⑨灌浆结束标注：在规定的压力，如吸浆量不大于1L/min，再延续灌注30min，灌浆工作即可结束。在规定最大灌浆压力进行灌注时，若回浆变浓，应测定回浆比重，若达到比原灌入水泥浆的浓度高一级浆液的比重时，应立即加水，稀释为原浆液浓度继续灌注，并测定回浆比重，当回浆比重再次增大到前述比重时，再延续灌注30min，灌浆可结束； ⑩全孔灌浆工作完成后，经测量孔深无误，封孔应采用置换和压力灌浆封孔法，将全孔封填密实。
缆机平台灌浆过程中全程监测抬动值变化，未见抬动。
通过覆盖层固结灌浆数据分析，经过Ⅰ序孔的灌注密实后，Ⅱ序孔单耗减小明显。灌浆单耗随灌浆次序的逐次增加而成显著的逐次减少现象，符合灌浆一般规律，从数据上分析表明灌浆效果较好。
3.3 质量检查
灌浆检查孔数量不少于灌浆孔总数5%，在地质条件复杂和灌浆异常部位加密检查孔。
覆盖层灌浆取芯采用干钻法进行取芯，从取芯效果上看第一段有部分水泥浆液渗透至检查孔位置，渗透系数均小于3×10-4cm/s，满足设计要求。
灌浆施工质量检查采用注水试验，注水试验检查灌浆结束14d后进行，注水试验段长除第1段为1m外，其余段为3m，通过注水试验检查，渗透系数均小于3×10-4cm/s。
通过重型动力触探检测，地基承载力均超过0.7MPa设计要求值。
4 右岸缆机平台预压施工
4.1 预压施工简介
缆机平台基础混凝土及灌浆施工完成后，根据测量及监测结果显示，左岸缆机平台無沉降，右岸缆机平台因基础换填高度较大存在一定沉降现象，其中右岸缆机平台6#块沉降数据相对比较明显。为确定右岸缆机平台目前整体沉降是否均匀，利用缆机现有配重块对右岸缆机平台1#～5#块前、后轨部位均匀进行预加荷载，并观察、测量和分析右岸缆机平台1#～5#块基础的沉降情况，据此确定右岸缆机平台1#～4#块轨道理论安装控制高程。
4.2 预压施工
（1）配重块预压堆放点的准备
先对基础块混凝土表面进行清理，然后对每个基础配重块预压堆放点位置（见图1）进行放线，做好配重块预压前的准备工作。
（2）预压前水平高程及桩号的观测记录
对每个基础的6个观测点进行放线标记，对1#～5#基础块各观测点的布置观测仪器、方法、观测频次、预压时间等现场进行确定，并在配重块运输预压前，对每个观测点的水平高程及桩号位置进行观测及记录，并做初始数据，以便进行后续对比分析。
（3）配重块运输及称重
利用3台25t载重汽车及25t汽车吊或80t汽车吊分别将96块配重块运至地磅进行称重，并做好重量标记，每块配重块约11.68t，通过载重汽车从缆机底部（限高3.4m）穿过运至右岸缆机1#～5#基础块平台相应需要的位置，再利用从1#缆机下部通过的预先停靠在1#～5#基础块平台的25t汽车吊按图纸要求进行吊装堆放。
（4）配重块的预压与观测
在右岸缆机平台1#～5#块基础中选定合适的位置，利用25t汽车吊将载重汽车陆续运至的96块配重块，并结合5#基础块已有相当于4个配重块的重量，按图纸设计的40个配重块预压堆放点及要求顺序依次对称堆放预压，配重块底部及层间采用枕木支垫，并做好配重块的防护，确保预压工作安全进行。
在1#基础块第一层配重块堆放完成时，应对1#基础块观测点的水平高程及桩号进行测量和记录，并比较未压配重块之前的数据，若没有大的异常，按此方法完成2#-5#基础块第一层配重块的堆放，并记录对应观测点的水平高程及桩号，在第一层配重块堆放全部完成时，应及时对每个观测点的水平高程及桩号重新进行测量和记录，并观察记录数据的变化情况。按此方法进行第二层、第三层配重块的堆放及对观测点的水平高程及桩号的测量和记录，并观察记录数据的变化情况。三层配重块堆放完成后，按共同确认的持续堆放时间及观测记录频次进行预压、观测及记录。
4.3 施工成果
右岸缆机平台预压完成后，对沉降监测数据进行比较和分析，沉降监测成果规律显著，符合规律性，1#～4#块预压施工达到了预期效果。为满足后期缆机运行需要，右岸缆机平台1#～3#块轨道安装基准下降5mm，取负误差进行安装控制；右岸缆机平台4#块轨道高程做为1#～3#块与5#～8#块轨道平顺连接过渡进行控制。
5 结语
缆机作为加查水电站大坝混凝土浇筑的主要入仓手段之一，保证缆机的安全、高效运行是本工程施工进度的重要保障。通过严格控制基础回填碾压参数及现场施工质量、合理选择固结灌浆施工方法、采取良好的施工缝处理工艺等措施，本工程较好地解决了缆机平台在覆盖层建基这一技术难题，而预压施工的监测数据也佐证了这一点，同时3台缆机已投入运行，运行效果良好。
作者简介
曾铁钢、1984年7月出生、男、籍贯湖南、中国水利水电第五工程局有限公司、本科学历、工程技术部主任、工程师、从事水利水电建筑工程。
李从壮、1994年4月出生、男、籍贯山东、中国水利水电第五工程局有限公司、本科学历、工程技术部科员、助理工程师，从事水利水电建筑工程。
[关键词]缆机平台，覆盖层基础，基础处理，回填碾压，固结灌浆，基础预压
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）09-0106-02
加查水电站为二等大（2）型工程，为混凝土重力坝，开发任务为发电，河床式厂房内安装3台120MW发电机组，总装机容量360MW，多年平均年发电量17.045亿kW.h。大坝布置3台LQP20/25t型平移式高塔架缆索起重机（浇筑工况额定起重量20t，配6m？混凝土立罐，安装工况下额定起重量25t），3机共轨，两岸轨道轨距均为20m、轨道长度均为140m，缆机跨度785m，主、副塔主索绞点间水平距离为745m、高程3310m，缆机平台采用薄板梁的布置形式。大坝左岸挡水坝段、厂房坝段及20#、21#坝段采取以缆机为主，其它设备为辅的混凝土入仓手段。
鉴于本工程缆机基础为覆盖层，地质条件相对较差，且缆机对于工程建设较为重要，缆机基础建筑物按2级建筑物进行设计。
1 基础回填碾压
1.1 基础回填碾压基本要求
（1）缆机平台基础回填砂卵石，砂卵石上铺设20cm厚级配碎石并进行碾压，基礎面上浇筑混凝土结构，承载缆机。
（2）砂卵砾石料
①砂卵砾石料采用级配良好的天然砂卵砾石料，石质坚硬，不易软化破碎，石料饱和抗压强度≥40MPa。颗粒级配：小于5mm颗粒含量≤25%，最大粒径≤200mm，小于0.075mm颗粒含量≤5%，颗粒级配连续。
②砂卵砾石压实相对密度不小于0.80，承载能力≥0.45MPa。
（3）级配碎石料
①级配碎石料用几组不同粒径的碎石（40mm～20mm、20mm～10mm、10mm～5mm的碎石）及5mm以下的石屑拌合而成；缺乏石屑时，用天然砂砾或粗砂代替石屑，天然砂砾或粗砂有较好级配。混合料拌合均匀，不允许出现粗细颗粒离析现象；
②级配碎石颗粒组成和塑性指数满足表1要求，同时级配曲线为圆滑曲线；
③级配碎石压实度不小于98%。
1.2 回填碾压施工方法
①场地平整：先推土机平整场地，场地的平整度控制在10cm以内，最大高低差小于30cm；再对整个场地基础进行静碾不少于4遍，直至场地的沉降接近0时为止；
②铺料平整：砂卵砾石或级配碎石采用装载机（石渣料采用自卸车）运料至施工场地规定点卸料，采用进占法铺料，推土机摊铺整平、洒水，同时用带有高度标记的竹竿控制铺料厚度，厚度误差控制在±5cm范围内（层厚±10%）；
③碾压：动碾6遍，进退错距法碾压作业，两条碾压带之间搭接宽度1m，往返一个来回为碾压两遍。
2 缆机平台施工
左、右岸缆机平台均分为8块（8×18m（平台长度方向）×26m（平台宽度方向）），平台2m厚，采用C25钢筋混凝土结构，轨道二期混凝土为C35钢筋混凝土结构，从上游至下游编号为1#、2#……8#块。为保证缆机平台基础混凝土块与块之间良好连接，控制块与块之间的变形差，在缝面上设置键槽并进行凿毛处理，且1#与2#块、3#块与4#块、5#块与6#块、7#与8#块之间纵向结构钢筋过缝。凿毛深度控制在10mm左右，将混凝土表面浮浆、松软层及松动的混凝土骨料全部剔除掉，粗骨料外露。混凝土跳仓浇筑，先浇块钢筋预留接头应按照规范要求错开布置。
3 固结灌浆施工
3.1 施工概况
由于缆机平台建基于覆盖层上，为改善基础的整体性，降低覆盖层基础的沉降量及不均匀变形，缆机平台混凝土浇筑完成后对覆盖层基础进行固结灌浆。
3.2 施工方法
覆盖层固结灌浆在缆机平台钢筋混凝土浇筑完成后进行，缆机平台盖重混凝土达到50%设计强度后灌浆，固结灌浆采用冲击回旋钻机成孔，自上而下逐段造孔逐段灌浆施工，“先周边排、后中间排”分序加密的原则分两序进行施工。
（1）固结灌浆
①灌浆主要采用3SNS型高压灌浆泵，HR-II型灌浆自动记录仪采集数据，螺杆挤压胶球式机械灌浆塞，孔口封闭法灌浆，自上而下循环灌注。第一、二段段长为1m，以后各段为2m，如遇到特殊情况，段长可适当调整；
②第一段灌浆结束后待凝72h，再进行一下段钻孔灌浆工作。除第一段外，其余各段一般不待凝；
③覆盖层固结灌浆采用P.O42.5水泥浆液灌注；
④灌浆浆液遵循由稀到浓的原则逐级改变，普通水泥浆液水灰比（重量比）为1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级；
⑤灌浆压力一律以孔口回浆管压力表读数中值为准，为防止抬动，灌浆泵压力控制在1.5倍灌浆压力以内（表3）；
⑥灌浆尽快达到设计压力，但当注入率大时，限流分级升压，在大注入率时应严格控制升高速度，灌浆过程中应密切注意观测抬动情况，灌浆压力的控制与该灌浆段注入率的关系，按表4控制：
⑦浆液水灰比的变换原则，逐级变换，不宜跳级变换，当某一级水灰比的浆液已灌入300L以上或灌注时间达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级注浆；
⑧遇到大耗浆的孔段，当注入率大于30L/min而灌浆压力又低于设计压力，可越级变换浆液；
⑨灌浆结束标注：在规定的压力，如吸浆量不大于1L/min，再延续灌注30min，灌浆工作即可结束。在规定最大灌浆压力进行灌注时，若回浆变浓，应测定回浆比重，若达到比原灌入水泥浆的浓度高一级浆液的比重时，应立即加水，稀释为原浆液浓度继续灌注，并测定回浆比重，当回浆比重再次增大到前述比重时，再延续灌注30min，灌浆可结束； ⑩全孔灌浆工作完成后，经测量孔深无误，封孔应采用置换和压力灌浆封孔法，将全孔封填密实。
缆机平台灌浆过程中全程监测抬动值变化，未见抬动。
通过覆盖层固结灌浆数据分析，经过Ⅰ序孔的灌注密实后，Ⅱ序孔单耗减小明显。灌浆单耗随灌浆次序的逐次增加而成显著的逐次减少现象，符合灌浆一般规律，从数据上分析表明灌浆效果较好。
3.3 质量检查
灌浆检查孔数量不少于灌浆孔总数5%，在地质条件复杂和灌浆异常部位加密检查孔。
覆盖层灌浆取芯采用干钻法进行取芯，从取芯效果上看第一段有部分水泥浆液渗透至检查孔位置，渗透系数均小于3×10-4cm/s，满足设计要求。
灌浆施工质量检查采用注水试验，注水试验检查灌浆结束14d后进行，注水试验段长除第1段为1m外，其余段为3m，通过注水试验检查，渗透系数均小于3×10-4cm/s。
通过重型动力触探检测，地基承载力均超过0.7MPa设计要求值。
4 右岸缆机平台预压施工
4.1 预压施工简介
缆机平台基础混凝土及灌浆施工完成后，根据测量及监测结果显示，左岸缆机平台無沉降，右岸缆机平台因基础换填高度较大存在一定沉降现象，其中右岸缆机平台6#块沉降数据相对比较明显。为确定右岸缆机平台目前整体沉降是否均匀，利用缆机现有配重块对右岸缆机平台1#～5#块前、后轨部位均匀进行预加荷载，并观察、测量和分析右岸缆机平台1#～5#块基础的沉降情况，据此确定右岸缆机平台1#～4#块轨道理论安装控制高程。
4.2 预压施工
（1）配重块预压堆放点的准备
先对基础块混凝土表面进行清理，然后对每个基础配重块预压堆放点位置（见图1）进行放线，做好配重块预压前的准备工作。
（2）预压前水平高程及桩号的观测记录
对每个基础的6个观测点进行放线标记，对1#～5#基础块各观测点的布置观测仪器、方法、观测频次、预压时间等现场进行确定，并在配重块运输预压前，对每个观测点的水平高程及桩号位置进行观测及记录，并做初始数据，以便进行后续对比分析。
（3）配重块运输及称重
利用3台25t载重汽车及25t汽车吊或80t汽车吊分别将96块配重块运至地磅进行称重，并做好重量标记，每块配重块约11.68t，通过载重汽车从缆机底部（限高3.4m）穿过运至右岸缆机1#～5#基础块平台相应需要的位置，再利用从1#缆机下部通过的预先停靠在1#～5#基础块平台的25t汽车吊按图纸要求进行吊装堆放。
（4）配重块的预压与观测
在右岸缆机平台1#～5#块基础中选定合适的位置，利用25t汽车吊将载重汽车陆续运至的96块配重块，并结合5#基础块已有相当于4个配重块的重量，按图纸设计的40个配重块预压堆放点及要求顺序依次对称堆放预压，配重块底部及层间采用枕木支垫，并做好配重块的防护，确保预压工作安全进行。
在1#基础块第一层配重块堆放完成时，应对1#基础块观测点的水平高程及桩号进行测量和记录，并比较未压配重块之前的数据，若没有大的异常，按此方法完成2#-5#基础块第一层配重块的堆放，并记录对应观测点的水平高程及桩号，在第一层配重块堆放全部完成时，应及时对每个观测点的水平高程及桩号重新进行测量和记录，并观察记录数据的变化情况。按此方法进行第二层、第三层配重块的堆放及对观测点的水平高程及桩号的测量和记录，并观察记录数据的变化情况。三层配重块堆放完成后，按共同确认的持续堆放时间及观测记录频次进行预压、观测及记录。
4.3 施工成果
右岸缆机平台预压完成后，对沉降监测数据进行比较和分析，沉降监测成果规律显著，符合规律性，1#～4#块预压施工达到了预期效果。为满足后期缆机运行需要，右岸缆机平台1#～3#块轨道安装基准下降5mm，取负误差进行安装控制；右岸缆机平台4#块轨道高程做为1#～3#块与5#～8#块轨道平顺连接过渡进行控制。
5 结语
缆机作为加查水电站大坝混凝土浇筑的主要入仓手段之一，保证缆机的安全、高效运行是本工程施工进度的重要保障。通过严格控制基础回填碾压参数及现场施工质量、合理选择固结灌浆施工方法、采取良好的施工缝处理工艺等措施，本工程较好地解决了缆机平台在覆盖层建基这一技术难题，而预压施工的监测数据也佐证了这一点，同时3台缆机已投入运行，运行效果良好。
作者简介
曾铁钢、1984年7月出生、男、籍贯湖南、中国水利水电第五工程局有限公司、本科学历、工程技术部主任、工程师、从事水利水电建筑工程。
李从壮、1994年4月出生、男、籍贯山东、中国水利水电第五工程局有限公司、本科学历、工程技术部科员、助理工程师，从事水利水电建筑工程。