紫坪铺工程震后大坝防浪墙及坝顶公路的修复施工

2010-04-18王术伟

四川水利 2010年6期

王术伟

(四川省紫坪铺开发有限责任公司,成都,610091)

1 概述

紫坪铺水利枢纽工程,位于岷江上游距成都市西北 60余 km的都江堰市麻溪乡境内,下游距离都江堰市 9km,是一座以灌溉和供水为主,兼有发电、防洪、环境保护、旅游等综合效益的大型水利工程。工程拦河坝为面板堆石坝,坝顶高程884.0m,最大坝高 156m,坝顶全长 636.535m,坝顶宽度 12m。

2008年5月12日汶川发生里氏 8.0级地震,由于震中距离大坝仅 17km,地震造成大坝面板裂缝、面板脱空,坝顶防浪墙、路面及坝后坡等受损。大坝面板等挡水部分受损部位已在震后即进行了抢修,于 2008年12月完成。本次根据安排,对坝顶其它受损部位进行修复。施工内容主要包括:拆除大坝防浪墙 884.0m高程以上部分(局部防浪墙倾斜过大或结构缝挤压破坏严重,适当加大拆除)、坝顶公路路面上游半幅及部分路沿石,防浪墙钢筋混凝土浇筑至原设计高程 885.4m,混凝土回填坝顶公路沉降部分至 883.95m,浇筑 5cm厚沥青混凝土路面,防浪墙底部回填灌浆等。

紫坪铺工程大坝防浪墙及坝顶公路修复加固措施简单有效,经实践证明效果良好。

2 防浪墙及路沿石修复施工

2.1 概述

防浪墙沿坝轴线全长 634.799m,共划分为50块。其中,8m宽 18块,16m宽 28块,12m宽 2块,两端 1#块和 50#块为不规则块,宽度分别为9.162m及 9.637m。

原防浪墙顶部设计高程 885.4m,地震造成大坝在桩号 0+251.00m断面 850m高程最大沉降达 814.9mm,加上施工期沉降,坝顶防浪墙累计最大沉降达 1.0m左右,现防浪墙顶口线呈平缓凹面曲线。本次通过对顶部段混凝土进行拆除,加高混凝土,使防浪墙恢复到原设计高程,发挥大坝最大蓄水功能。

路沿石为坝顶人行道,原设计坝顶上下游各一道,宽 1.2m,厚 0.5m,混凝土强度等级为 C20。在经受汶川大地震后,路沿石发生一定沉降和变形,也需进行拆除修复。

2.2 主要施工方法

2.2.1 施工工艺

防浪墙修复施工工艺见以下框图。

图 1 防浪墙修复施工工艺流程

2.2.2 防浪墙拆除

由于目前防浪墙顶部高程不一致,拆除高度初步拟定为:(1)拆除面混凝土顶面高程不高于884.0m;(2)为满足新、老混凝土钢筋搭接要求,拆除高度最低 60cm;(3)局部防浪墙有挤压破坏、倾斜偏大时,适当加大拆除高度。

拆除防浪墙混凝土施工分三个步骤进行:(1)根据测量放样数据,在需拆除混凝土部位底部,用切割机将防浪墙上、下游均切缝,缝深度为3cm,使其部分分离,避免拆除时对下部产生强烈扰动;(2)待每块防浪墙切缝完成后,用带冲击器的反铲挖掘机凿松拆除部位混凝土;(3)松散的混凝土用人工风镐解小、破碎,装载机装车运至指定渣场。

2.2.3 部分坝顶路面及路沿石混凝土拆除

高于 883.70m高程以上坝顶混凝土路面及路沿石混凝土需拆除,拆除施工采用带冲击器的挖掘机,弃渣由装载机装车运至指定地点。

2.2.4 防浪墙混凝土浇筑

防浪墙混凝土根据原设计分缝,缝内填充沥青杉木板,采用跳仓法浇筑。

2.2.4.1 仓面清理。在老混凝土拆除过程中,保留混凝土的沿口线,采用手持式切割机修割整齐,清理混凝土表面松动骨料,并用水冲洗干净,仓面经监理工程师验收合格后进入下道工序施工。

2.2.4.2 钢筋绑扎。钢筋由大坝左岸搭设的临时加工厂集中加工,5t工程车运至工地,人工绑扎,绑扎间距偏差控制在规范允许范围内;钢筋接头采用单面搭接焊,焊缝长度不小于钢筋直径的 10倍;调直原老混凝土凿出的钢筋,伸出长度满足搭接最小长度要求,接头位置按规范错开,同一断面处的钢筋接头数不超过 50%;为确保混凝土保护层厚度,在钢筋与模板之间设置M 25水泥砂浆垫块,并互相错开,分散固定在钢筋上。

2.2.4.3 止水铜片制安。止水铜片采用铜片加工机现场压制成形,现场安装;新、老铜片间搭接采用双面气焊,焊缝质量满足规范要求。

2.2.4.4 立模、拆模。上、下游两面模板采用自制定型钢模,先浇块封头模板采用 2cm厚松木板,为防止漏浆,所有模板接缝不严处均要求贴双面泡沫胶带或海绵塞缝;对穿拉条采用φ12mm圆钢,混凝土拆模后,用切割机切除(禁止用氧焊割)平整,再表面涂银灰漆。

拆模时间根据混凝土浇筑时的外界气温等条件确定,一般以混凝土浇筑后 2d～3d为宜,拆模按下列顺序进行:①封头模板;②下游模板;③上游模板。拆除时应特别注意顶部棱角的保护。

2.2.4.5 混凝土浇筑。混凝土坍落度控制在 5cm～7cm,采用 25t汽车吊吊卧罐到仓面顶,下料到集料斗溜筒入仓。下料口和溜筒采用3mm厚钢板自制,下料口成喇叭口型。

墙身混凝土浇筑时应严格控制下料速度,一次振捣(坯层)厚度控制在 30cm～40cm;采用φ50mm软轴振捣器振捣 (边角和顶部采用φ30mm软轴振捣器振捣),顶面平板振捣器辅助振捣。振捣过程中,布点应均匀,振捣必须充分,以防漏振。

2.2.4.6 混凝土养护。混凝土拆模后,立即用塑料薄膜包裹封闭养护,保温、保湿;平均气温较高时洒水养护。

2.2.5 防浪墙止水施工

铜片安装前先将氯丁橡胶棒及聚乙烯泡沫塞入鼻腔,防止水泥砂浆进入;浇筑混凝土前安装铜片,随后安装混凝土浇筑块的侧面模板将其夹紧固定,并使鼻子位置符合设计要求;混凝土浇筑时,止水片附近混凝土应仔细振捣,防止铜片周围形成气泡、水泡等空腔。

沥青木板安装前,经热沥青浸泡防腐处理(锅内浸泡时间不少于 10min),再安装在先浇块的结构缝面上,安装时采用热沥青粘结固定。

2.2.6 路沿石施工

路沿石拆除采用带冲击器的反铲挖掘机进行,风镐破碎,装车后运至指定渣场。

立模采用标准钢模,边口倒角采用三角木。左岸拌合楼拌料后,搅拌车运输到工作面,溜槽入仓,φ50mm软轴式振捣器振捣,表面采用平板振捣器振捣,人工收光。

3 防浪墙底部脱空灌浆

3.1 概述

由于防浪墙底脚宽 5.51m,地震后坝体沉降,但防浪墙混凝土呈现刚性,基底局部存在一定脱空,处理方案为钻孔,无压回填灌浆。灌浆拟在垂直上方混凝土路面进行,钻孔间距 2m,上下游方向布置 2排,上游排距离防浪墙边线 0.5m,下游排距离防浪墙 2.5m,共 444孔。具体工程量见表1。

表 1 主要钻孔工程量

3.2 钻孔施工

由于路面以下为石渣料填筑层,为避免塌孔及卡钻,成孔采用地质钻跟管钻进(直径 φ90mm)方法;钻孔穿透防浪墙底板后,在套管内安放φ80mmPVC管;放置 PVC管完成后,拔出套管(若人工无法拔出则采用液压拔管机起拔)。

3.3 M10水泥砂浆灌浆

根据灌浆施工准备阶段的灌浆试验,最终确定灌浆参数,防浪墙底部采用 M10水泥砂浆进行脱空灌浆。初拟试验段为 12个孔,试验方案选用无压自流,0.1MPa、0.2MPa压力灌浆,M10水泥砂浆水灰比通过现场试验确定。

灌浆采用制浆站集中制浆,砂浆泵注浆,灌浆时要注意注浆速率及突变情况。

4 坝顶公路施工

4.1 概述

坝顶路面原为混凝土路面,受坝体自然沉降及地震影响,坝顶公路出现分缝处张开、错台、路面沉降等。国内外路面修复主要采用 3种措施,对水泥混凝土路面进行维修改造,分别是挖除重铺法、加铺新水泥混凝土面层法、加铺沥青混凝土面层法。本工程采用“白 +黑”,即下部路面沉降最底部采用 C15普通混凝土回填至高程883.70m,在高程 883.70m以上浇筑 25cm厚 C25混凝土至高程 883.95m,最后再铺 5cm沥青混凝土路面至高程 884.00m。