泄洪区扩建近坝厂房的围堰施工技术

何公义

（中国水利水电第十六工程局有限公司，福建福州 350003）

1 工程概况

芦庵滩水电站工程（池潭水电厂扩建工程）是在现有池潭水电站库内取水，利用池潭电站大坝，新建进水口、引水隧洞及地面发电厂房和开关站等。

厂区建筑物主要由主厂房、端副厂房、220 kV开关站、进厂公路、厂前区及尾水渠等组成。厂房位于左岸，沿江布置，主厂房纵向机组中心线与引水钢管垂直。主厂房由主机间段和安装间段组成，全长62.6 m，厂内安装一台100 MW立轴混流式水轮发电机组，机组安装高程为206.00 m。该电站最大水头为67 m，最小水头46.7 m，额定水头58 m。

为建设新建厂房，需修建围堰。围堰位于大坝下游约120～300 m范围内河流左侧，属池潭水电站的冲刷及发电尾水段，河床地形平缓，围堰上、下游接头为进厂公路的外侧挡墙，经地质测绘及钻孔揭露，挡墙基础为弱风化流纹斑岩，围堰处多为弱风化流纹斑岩，岩体较完整，近东西向节理陡倾角较发育。压水试验成果表明，岩体以弱～微厚透水性为主。在围堰下游转弯段外侧覆盖有施工的弃渣，厚约1～4 m，结构松散，块石粒径0.4～2.0 m不等，不宜作为围堰建基面，应做清除处理。

2 分期挡洪方案和导流标准

1）土石子围堰。由于新改扩建的厂房距离原电站大坝直线距离仅200 m。大坝泄洪形成的高速水流、气雾和强风形成的施工干扰巨大，难以直接进行水下混凝土围堰的施工，需在混凝土围堰外侧填筑土石子围堰，为混凝土主围堰施工创造条件。

土石子围堰填筑至EL215.0，挡水标准按两台机组满发加泄800 m3/s的洪水标准设计，相应流量Q=1 000 m3/s，相应的水位为EL213.0。

主围堰施工至EL216，挡水标准按枯期5年一遇洪水标准设计，相应流量Q=1 620 m3/s，相应的水位为EL215.32。

2）尾水闸门落闸后，挡水标准按全年5年一遇洪水标准设计，相应流量Q=4 260 m3/s，相应的水位为EL220.0。

3）厂房二期围堰。厂房建设后期，为进行尾水渠被主围堰占压段的开挖和浇筑工作，在原主围堰5号和7号块处浇筑5 m宽C20水下混凝土至EL212.5，以满足池潭电站二台机组满发水位时的施工（相应流量 Q=200 m3/s，水位EL211.6），二期围堰结构边线，距尾水渠结构线大于2 m，将尾水渠外露部分纳入二期子围堰内。二期围堰采用混凝土重力结构，为矩形断面。拟利用2017年枯期，协调池潭电站停止泄洪或单台机组发电，采用挖掘机对二期围堰进行河道清理。人工水下立模，浇筑C20水下混凝土围堰。

3 土石子围堰施工

1）土石围堰填筑石渣来自开挖料，防渗材料采用池潭村的粘土。

2）围堰采用双戗堤填筑，中间采用长臂反铲挖掘机清掏至建基面，后填筑粘土心墙防渗。

3）为满足通行需求，考虑大坝泄洪形成的涌浪冲刷，土石子围堰外侧采用大块石+钢筋笼护脚，堰顶加高加固至EL215.0。

4 混凝土主围堰施工

4.1 围堰结构布置

厂房混凝土主围堰全长130 m，最大堰高11 m。围堰堰顶高程为216 m。围堰分两部分施工，下部为C20混凝土，EL214～212，宽7 m，高2 m，底部为C20水下混凝土，EL205～212，宽7 m，高7 m；顶部为C20钢筋混凝土防浪墙，EL216～214，顶宽0.8 m，高2 m，在内侧EL214平台通车。原招投标设计中，厂房顶部原上坝公路因厂房开挖断路，需通过架设钢栈桥通行车辆，后优化方案，主要沿主围堰顶通行。

4.2 围堰水下混凝土施工

4.2.1 首段水下探摸

对围堰加固前，安排专业的潜水员对1～4号块外侧进行探摸，明确掏刷情况，并对立模范围进行清理干净，确保立模平整。

4.2.2 水下立模

模板采用大型钢模板（3 m×3 m）。在水下立模位置沉入固定模板的槽钢，槽钢用水下地锚固定在基岩，混凝土围堰外侧墙身设置膨胀螺栓固定模板拉条。模板外侧用钢管脚手架连接成一个整体。模板底缝处由潜水员用袋装混凝土封堵。

4.2.3 自制水下浇筑导管

1）导管选用ϕ250 mm，6.0 m长的钢管。

2）导管底部距离基岩面不大于0.3 m。

3）根据结构布置，设单排导管，导管的间距不大于4.0 m，且导管距离结构边线不小于1.5 m。

4）导管下部用防渗土工布等包裹，8号铁丝固定扎紧，导管内放置充气皮球。

5）导管外壁焊装吊耳，用于固定钢丝绳提升导管防止骨料堵塞。

4.2.4 水下浇筑

2辆搅拌车均满罐就位，且注满料斗导管，方可正式浇筑水下混凝土，具体要求如下：

1）先用坍落度18-22 cm的同标号水泥砂浆润管，再用大于导管容积的同坍落度的混凝土注满导管。

2）满管后，剪断8号铁丝，利用导管内混凝土的自重将导管浮球冲开，混凝土流至仓块内开始浇筑。

3）导管的提升速度宜缓慢且一次提升不得超过30 cm，在浇注过程中，导管埋入混凝土内的深度控制在0.6～1 m。

4）浇筑时可使导管作不大于30 cm幅度的上下往复运动，有利于混凝土的密实。但不得做横向运动，以免泥浆和沉渣混入混凝土内。

5）混凝土浇注应连续进行，因故中断时不得超过30～45 min。流动性及和易性不合格的混凝土不得进入筒内。浇注过程中，后续混凝土应徐徐进入导管内，以避免把空气带入混凝土内，形成高压气囊。

6）混凝土浇注导管应跳管入仓，每1 h检查下混凝土流动扩展状况，避免将相邻导管挤倒倾斜。

堵管处理措施。使用高频振捣器由导管顶部插入进行振动处理，并敲击筒壁，严禁乱摇导管。

4.3 围堰水上混凝土施工

1）浇筑分块：混凝土采取分段、分层浇筑，分段长度：15～20 m，层高2～3 m。

2）模板：围堰模板采用散装钢木模板。

3）混凝土拌制：由厂区外承包人自建的拌和系统提供混凝土。

4）混凝土入仓方式：围堰基础块混凝土浇筑采用自卸车运输、溜槽或提汽车泵配合入仓的方式。

5）混凝土浇筑顺序：为加快混凝土施工速度，混凝土浇筑采用跳仓浇筑，多个堰段可同时进行浇筑。

6）分缝、止水：①分块缝采用橡胶止水，随着堰体浇筑的升高，逐渐延伸至堰顶；②混凝土内的止水设施的埋设工作与模板安装同步进行，由人工进行安装。橡胶止水带必须平整、干净、无砂眼和钉孔，衔接采用搭接方式，其搭接长度不得小于20 cm，且搭接部位采用单面粘结；③为确保止水安装位置准确无误,满足施工安装精度要求,在混凝土浇筑过程中认真做好保护工作。

4.4 混凝土围堰灌浆

1）由于混凝土围堰EL212以下为水下施工作业，防渗效果较差，为确保厂房开挖和混凝土施工处于干地作业，对混凝土围堰进行灌浆加固处理，加强防渗，并对围堰和地基接触段进行补强加固处理。

2）灌浆分两排，每排两序，间排距为2 m，入岩50 cm进行作业。

5 结论

芦庵滩水电站近坝厂房混凝土围堰灌浆结束后，闭气效果良好，基坑内积水顺利抽干，渗流量可控，满足基坑开挖和混凝土施工需求，且坝顶满足车辆通行需求，满足原电厂日常运行和检修需求和相邻标段的施工需要，从而为优化原招投标设计中的厂房顶部原上坝公路缺口处钢栈桥，节约了工程投资。