狮子坪大坝混凝土防渗墙竣工报告.docx

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狮子坪大坝混凝土防渗墙竣工报告

1.工程概况

1.1工程简介

狮子坪水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县境内岷江右岸一级支流杂谷脑河上，为杂谷脑河梯级水电开发的龙头水库电站。

坝址距理县、汶川、都江堰和成都市的公路里程分别为41km、98km、189km和244km。

电站装机3台，单机容量65MW，总装机量195MW。

水库总库容1.33亿m3，调节库容1.19亿m3，为年调节水库。

电站设计水头390.0m，引用流量57.0m3/s，保证出力59.9MW，多年平均发电量8.76亿kw﹒h。

工程枢纽由拦河坝、泄洪洞、导流（放空）洞、引水隧洞、调压井、压力管道和地下厂房等建筑物组成。

混凝土防渗墙施工轴线与大坝轴线重合，施工轴线桩号为0+100.04～0+185.42，全长85.38m；墙体厚度为1.2m，防渗墙底部嵌入岩石至少1m，基岩面陡坡倾角超过最大超过80°，最大造孔深度为101.8m（S08-3孔造孔深度达101.8m，S08#槽平均深度达100.23m），是目前国内1.2m厚度永久混凝土防渗墙最深的墙体。

槽孔内还需下设钢筋笼、双排灌浆预埋管等物件。

1.2工程承接情况

中国水电基础局有限公司（原中国水利水电基础工程局）通过公开投标方式中标，于2004年10月29日与四川华电杂谷脑水电开发有限责任公司签定了施工合同（合同编号：

ZGN/SZP/CⅢ），成为“四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝基础处理工程标”的施工承包单位，并在狮子坪水电站成立了项目经理部。

工程施工建设管理情况如下：

建设单位：

四川华电杂谷脑水电开发有限责任公司

设计单位：

国家电力公司成都勘测设计研究院

监理单位：

四川二滩国际工程咨询有限责任公司

施工单位：

中国水电基础局有限公司

1.3工程地质及水文、气象情况

1.3.1工程地质情况

工程位于青藏高原向四川盆地的过渡地带，区内山岭海拔高度一般3500～4000m，相对高差1000～2000m，属深切的高山峡谷区。

杂谷脑河为岷江右岸一级支流，发源于鹧鸪山南麓，从西北向南流，河道平均坡降18.4‰，谷底宽度一般40～120m。

坝区处河道顺直，谷坡地形完整，河流由西向东流经坝区。

枯水期水面高程为2413.30～2412.00m，河面宽19～22m谷底宽69～90m，正常蓄水位2544.00m处谷宽285～305m，河谷横断面为对称的“V”形，岩层与河流流向近于正交，为横向谷。

两岸谷坡陡峻，高程2480m以下平均坡度35～40°,以上平均坡度45～50°,临河坡高300m以上。

坝区岩石由上三迭统侏倭组和新都桥组浅变质岩组成，岩性为变质砂岩夹千枚状板岩、变质砂岩与千枚状板岩互层、薄层变质砂岩与千枚状板岩互层和千枚状板岩夹薄层砂岩。

河床覆盖层厚度90～102m，结构复杂且厚度变化大，坡脚广泛分布崩坡积的块碎石土。

坝址区第四系不同成因堆积物主要分布于河床何两岸谷坡谷脚地带，其成因类型和成层结构复杂，厚度变化大，有远源的河流向冲积物，也有近源的崩坡积物。

根据施工情况，地层情况如下：

①漂卵砾石层（Q3gl+fgl）：

分布于河床底部，下伏为基岩，厚度一般为12～25m，顶板高程2320～2332m。

漂卵石成分以变质砂岩、板岩为主，偶见花岗岩，漂石粒径一般为20～30cm，卵砾石粒径一般为2～7cm，充填灰灰色粉砂，结构较均一，密实。

③-1漂（块）卵砾石层（Q4al）：

分布于河床中下部，下伏为①层。

厚20～39.5m，顶板高程2358～2367.5m。

漂卵石成份为变质砂岩、板岩，此层含有少量粒径为100～150cm的大孤石，强度非常高，漂石粒径一般为20～40cm，卵砾石粒径一般为5～10m，充填灰灰色粉砂、粉质土，结构较密实。

③-2块碎石土层（Q4col+pl+al）：

主要分布在右岸，厚度为33～57m，顶部高程2397～2408m。

碎砾石成分为板岩，砂岩、块石为砂岩，块石粒径为20～50cm、偶有粒径100cm左右的孤石，碎石粒径为3～10cm，砾石粒径为0.5～2cm，细粒以粉细砂为主。

该层结构分布不均一，有局部粗颗粒集中、局部细颗粒集中的现象，漏浆、塌孔现象较多。

此页为图1-1

防渗墙施工地层图

A4纸打印

④碎砾石砂层（Q4al）：

分布于河床中上部。

厚17～36m，顶板高程

2380～2397m。

含有卵、碎石，粒径多在3～8cm，砾石粒径为0.5～1cm，含量约为25%，此层夹杂大量的粉细砂土，含量约为47%。

该层结构松散，易漏浆、塌孔。

⑤漂卵石层（Q4al）：

分布于河床顶部，厚度一般为14～28.5m，顶板高程2408m。

漂卵砾石成分主要为变质砂岩，此层含有较多的大孤石，粒径约为100～200cm，强度很高，钻头磨损严重，小砾石粒径0.5～1.0cm，卵砾石粒径一般为3～7cm，漂石粒径20～40cm，充填物为中细砂，结构松散。

防渗墙施工地层情况详见图1-1。

1.3.2水文气象情况

杂谷脑河流域属川西高原气候区，受印度洋季风影响，具有山地季风气候特点，冬季寒冷、干燥、降水稀少，气温日差较大，夏季多大风，伏旱频繁。

根据厂址下游约20km的理县气象站1961～1990年气象要素统计，工程区多年平均气温11.2℃，极端最高气温33.9℃，极端最低气温－11.0℃，多年平均年降水量613.3mm，多年平均年蒸发量1432.4mm，多年平均相对湿度67％，多年平均风速多年平均风速1.6m/s，最大风速17m/s，相应风向SE，多年平均日照数1671.4h。

杂谷脑河的径流主要由降水补给。

每年4月降雨量开始增加，5～10月降雨量约占全年降水量的80％，11月至翌年4月降水量仅占全年的20％。

径流的年内分配与降水量年份分配基本一致。

2.设计要求及施工依据

2.1设计要求及技术指标

狮子坪大坝防渗墙为嵌固式混凝土防渗墙，墙体厚120cm，墙底部嵌入岩石至少100cm，墙顶设计高程为2406.85m。

防渗墙内下设钢筋笼，钢筋笼厚度为100cm，高度500cm，钢筋笼顶部安置高程为2407.85m，底部安置高程为2402.85m。

主筋和加强筋为Φ22mm钢筋，支撑筋为Φ20mm钢筋，箍筋为Φ16mm钢筋。

防渗墙混凝土设计力学性能指标见表2-1。

表2-1防渗墙混凝土设计力学性能指标

龄期

抗压强度（MPa）

弹性模量（MPa）

抗渗等级

防冻等级

90d

≥30，≤40

≤28000

—

—

360d

≥40

≤33000

≥W12

F100

注：

混凝土90d龄期力学指标只作为过程控制指标，混凝土360d龄期力学指标为验收指标。

2.2施工依据

⑴《四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝基础处理工程招标文件》，合同编号：

ZGN/SZP/CⅢ。

⑵《四川杂谷脑河狮子坪水电站大坝基础处理工程投标文件》，合同编号：

ZGN/SZP/CⅢ。

⑶四川杂谷脑河狮子坪水电站《坝基混凝土防渗墙布置图》，图号：

CD134SG-41-2

（1）。

⑷四川杂谷脑河狮子坪水电站《坝基混凝土防渗墙布置图（修）》，图号：

CD134SG-41-2

（2）。

⑸四川杂谷脑河狮子坪水电站《坝基防渗墙钢筋图（1/2）》，图号：

CD134SG-41-2（3）。

⑹四川杂谷脑河狮子坪水电站《坝基防渗墙钢筋图（2/2）》，图号：

CD134SG-41-2（4）。

⑺《水利水电工程混凝土防渗墙施工规范》（DL/T5199-2004）。

⑻中国水利水电基础工程局《企业技术标准》（Q/J/01～Q/J/17）。

⑼“狮子坪水电站工程现场设代便函”，编号（便）字2005-06号。

⑽我部与监理部来往相关函件。

3.施工总布置、总进度和完成的工程量

3.1施工总体布置

混凝土防渗墙施工区位于狮子坪大坝基坑内，高程为2408m，施工场地非常狭窄。

为了满足防渗墙施工，在施工区内布置了导墙、施工平台、泥浆站、混凝土拌和站、沉淀池、污水处理池、钢筋笼加工场及水路、电路等设施。

施工总平面布置图见图3-1。

3.1.1施工用电

为避免施工干扰，根据施工进度计划和监理人的指示，在大坝背水坡的右岸距大坝轴线245m、高程约2415m的位置安设1台容量为800KVA的变压器（输入35kv，输出400v）。

变压器上线连接至业主提供的T接点，下线至施工平台的配电柜，配电柜至专用施工临建、施工设备的供电。

3.1.2施工用水

施工用水取自上游距轴线12m处的排水沟中的水，此水是经上游围堰渗透过来的杂谷脑河水，采用一条Φ100mm钢管作为供水干管。

3.1.3导墙及施工平台

导墙采用钢筋混凝土、直角梯型结构，根据防渗墙不同施工深度，相应部位的导墙深度不同，两坝肩部位导墙较浅，河床部位较深，以达到经济、适用效果。

钻机布置在坝轴线的上游侧。

导墙及施工平台规格详见图3-2。

3.1.4泥浆系统

在防渗墙轴线上游约30m位置布置泥浆站，包括膨润土库房和泥浆池。

膨润土库房可存放240t膨润土。

泥浆池总容量600m3，共投入使用1台ZJ-1500高速搅拌机和1台ZJ-500高速搅拌机制浆，能够满足施工用浆需求。

泥浆站至施工现场的供、回浆管路采用Φ100mm钢管。

3.1.5混凝土拌和站

防渗墙混凝土拌和站系统建在防渗墙轴线下游、左岸35m处，包括混凝土搅拌机、水泥库房、砂石骨料堆放场及给水加热锅炉。

本工程混凝土拌和系统由2台JS750型强制搅拌机和1台ZPL1200配料机组成，水泥、粉煤灰及外加剂采用人工上料，砂石骨料自动配料。

此页为图3-1

防渗墙施工

总平面布置图

A3纸打印

此页为图3-2

导墙及施工平台断面图

A4纸打印

水泥库房两座，布置在搅拌机两侧，以便于上料，库房可存放400t水泥、粉煤灰，满足最大槽孔混凝土浇筑。

砂、小石、中石用2m高的混凝土挡墙隔离，根据混凝土配比用量，砂用量最多，为便于上料，布置在距配料机最近的地方，小石居中，中石最远。

砂石骨料库容能够满足最大槽孔混凝土浇筑。

3.1.6钢筋笼加工场

钢筋笼及预埋管加工场布置在上游泥浆池附近，场地经过平整、夯实。

3.1.7沉淀池

沉淀池的作用是储存循环浆液，并把浆液中的细粉沙沉淀在池中，使泥浆能够反复使用，利于环保，在下游侧距倒渣平台5m处根据施工需求布置了4座沉淀池。

沉淀池间距满足吊车、装载机等车辆的通行。

3.1.8排污系统

在防渗墙施工平台的下游侧设置一座污水处理池，施工废水、废浆排放至污水处理池中，经过过滤、沉淀后方可排放。

3.2总进度

为了验证防渗墙施工工艺的合理性，在下游围堰处进行现场生产性试验。

防渗墙生产性试验的槽孔划分为“两主一副”，即主孔长度1.2m，副孔长度1.8m。

墙体厚度1.2m，孔深80m，工程量336m2，其中一端孔采用拔管。

此试验已于2005年4月26日完成，为坝基混凝土防渗墙的施工提供了可靠的施工依据。

防渗墙生产性试验完工后，由于两坝肩正在进行开挖，防渗墙施工工作面未能提供，2005年9月8日左岸30m施工场地提供给我部，我部立即展开临建的建设，防渗墙于2005年10月5日开工，2005年11月30日S01#槽浇筑完毕，2005年11月20日右岸场地提供给我部，我部在积极开展临建的同时又根据场地情况进场了四台CZF-1500反循环钻机，以满足深墙施工的要求。

右岸段于2006年1月17日开工，2006年6月18日随着S09B的浇筑完毕，狮子坪防渗墙一期槽全部施工完毕，只剩下5个二期槽。

2006年9月14日合龙段S14槽孔顺利浇筑，狮子坪防渗墙完工。

2006年9月25日防渗墙主墙检查孔施工完毕。

根据设计要求，2006年10月4日防渗墙导向槽的爆破拆除工作完成，2006年10月5日已把工作面移交给CⅡ标进行灌浆廊道建设，爆破拆除工作完成后委托武汉理工大学于2006年10月8日对防渗墙顶部进行了超声波无损检测，确保防渗墙完整率满足规范要求。

3.3完成的工程量及资源配置

3.3.1完成的工程量

混凝土防渗墙自2005年10日5日开工以来，我部克服各种困难，积极组织人员、设备进行施工，于2006年9月14日顺利完成所有槽孔的混凝土浇筑。

防渗墙工程量完成情况详见表3-1，防渗墙各槽孔完成工程量详见表3-4。

表3-1防渗墙工程量完成情况

序号

项目名称

合同工程量

实际工程量

占合同比例

备注

单位

工程量

1

防渗墙钻孔成槽

m2

5500

6623.49

120.43%

2

混凝土防渗墙

m2

5500

5241.72

95.30%

3

防渗墙钢筋

t

80.1

23.430

29.25%

4

预埋灌浆管

m

3060

4281.60

139.92%

3.3.2投入的主要施工设备

为了能够满足混凝土防渗墙施工需要，投入施工的主要设备详见表3-2。

表3-2防渗墙施工投入的主要设备情况

序号

设备名称

型号及规格

单位

数量

备注

1

冲击反循环钻机

CZF-1500

台

8

经过改造

2

泥浆净化器

ZX-200

台

2

3

砂石泵

6BS

台

8

4

高速制浆机

ZJ-1500

台

1

ZJ-500

1

5

液压拔管机

YBJ1000

台套

2

6

强制式搅拌机

JS750

台

2

7

配料机

ZPL1200

台

1

8

混凝土泵

HBT60S

台

1

9

地质钻机

XY-2

台

1

10

灌浆泵

3SNS

台

1

11

多级离心水泵

75TSWA

台

1

12

电焊机

30kVA

台

8

13

轮胎起重机

40t

辆

1

25t

1

14

装载机

ZL-30

辆

1

15

汽车

辆

2

16

变压器

800kVA

台

1

17

旋转粘度计

ZNN-D6S

台

1

18

坍落度桶

——

套

1

19

马氏漏斗粘度计

——

套

1

20

泥浆比重计

NB-1

个

1

21

失水量测定仪

ZNS-2

台

1

22

数显高速搅拌机

GJ-2S

台

1

3.3.3施工人员

防渗墙工程配置了满足施工的专业管理人员、专业操作工人、特种操作工人及相关辅助人员，详见表3-3。

表3-3防渗墙施工投入人员情况表

序号

岗位

投入人数

备注

1

项目经理部

3

经理1人、副经理1人、总工1人

2

管理人员

10

工程部6人、物资1人、劳财2人、综合办1人

3

施工机组

39

3个机组

4

后勤辅助部门

19

电修2人、司机2人、浇筑班8人、浆站4人、食堂3人

5

专业拔管

10

负责接头管施工

6

辅助民工

6

冲渣、混凝土浇筑等

合计

87

表3-4防渗墙各槽孔完成工程量

槽段编号

孔号

单孔长度（m）

槽孔桩号

槽孔

长度（m）

孔深

造孔面积（m2）

防渗面积

（m2）

设计砼方量（m3）

实际

砼方量（m3）

钢筋笼

（t）

预埋管

（m）

S01

1

1.2

0+100.04～

0+106.84

6.8

6.00

97.72

64.18

95.13

135.6

1.5

50.7

2

1.6

10.50

3

1.2

15.50

4

1.6

18.70

5

1.2

21.00

S02

1

1.2

0+105.64

～

0+112.44

6.8

21.43

214.8

204.66

249.7

267.6

1.64

178.5

2

1.6

26.52

3

1.2

27.00

4

1.6

39.65

5

1.2

42.34

S03

1

1.2

0+111.24

～

0+118.04

6.8

42.30

354.52

219.44

342.1

464.6

1.37

153.5

2

1.6

45.50

3

1.2

49.00

4

1.6

59.00

5

1.2

64.80

S04

1

1.2

0+116.84

～

0+123.64

6.8

65.00

530.44

520.31

623.6

713.4

1.64

470.1

2

1.6

69.70

3

1.2

76.40

4

1.6

87.00

5

1.2

91.70

S05

1

1.2

0+122.44

～

0+129.24

6.8

91.20

631.08

402.64

617.7

903

1.37

279

2

1.6

92.50

3

1.2

93.00

4

1.6

93.50

5

1.2

93.70

S06

1

1.2

0+128.04

～

0+133.84

5.8

94.00

547.18

538.54

648.5

828

1.45

471.7

2

1.1

94.10

3

1.2

94.40

4

1.1

94.50

5

1.2

94.70

S07

1

1.2

0+132.64

～

0+140.24

7.6

94.50

726.04

489.09

728.7

1141.8

1.46

382

2

2

95.00

3

1.2

95.70

4

2

96.00

5

1.2

96.50

S08

1

1.2

0+139.04

～

0+144.84

5.8

99.00

581.35

572.71

681.4

945

1.45

501.2

2

1.1

99.20

3

1.2

101.80

4

1.1

101.70

5

1.2

99.50

S09A

1

1.2

0+143.64～0+148.04

4.4

97.00

422.8

191.22

383.2

627

0.838

97.1

2

2

97.10

3

1.2

93.50

S09B

1

1.2

0+146.84

～0+151.24

4.4

94.20

404.24

290.27

418.2

585.6

0.964

276.2

2

2

91.00

3

1.2

91.00

S10&S11A

1

1.2

0+150.04

～

0+159.04

9.0

91.20

801.1

787.69

950.5

1313.4

2.414

623.5

2

1.1

90.00

3

1.2

90.00

4

1.1

89.00

1

1.2

89.00

2

2

88.80

3

1.2

85.80

S11B

1

1.2

0+157.84～0+162.24

4.4

84.50

353.24

159.82

318.8

592.2

0.838

162.8

2

2

81.40

3

1.2

74.20

S12

1

1.2

0+161.04

～

0+166.84

5.8

74.20

408.34

399.7

470.5

722.4

1.45

280.5

2

1.1

72.50

3

1.2

71.50

4

1.1

68.10

5

1.2

65.70

S13

1

1.2

0+165.64

～

0+173.24

7.6

46.30

306.6

206.45

299.9

498.6

1.46

206.2

2

2

45.70

3

1.2

40.00

4

2

37.40

5

1.2

30.70

S14

1

1.2

0+172.04

～

0+177.84

5.8

31.50

143.81

135.17

163.6

243

1.45

92.6

2

1.1

29.00

3

1.2

25.20

4

1.1

22.10

5

1.2

16.30

S15A

1

1.2

0+176.645～0+181.63

4.99

16.00

66.6

41.75

62.9

88.2

1.068

37

2

2.59

14.50

3

1.2

8.20

S15B

1

1.2

0+180.43

～0+185.42

4.99

8.00

33.64

18.39

34.4

43.8

1.068

19

2

2.59

6.50

3

1.2

6.00

4.施工方法及施工工艺

4.1防渗墙工序流程

混凝土防渗墙施工流程图见图4-1。

Ⅰ期槽

Ⅱ期槽

Ⅰ期槽

Ⅰ期槽

图4-1混凝土防渗墙施工流程图

4.2槽孔划分

槽孔分两期施工，先施工一期槽孔，后施工中间的二期槽孔，墙体连接采用接头管的方法施工。

在左岸施工的S01～S05槽根据试验段施工情况将一、二期槽孔长度均划分为6.8m，即“三主两副，主孔1.2m，副孔1.6m”。

后在右岸施工的S06～S15槽孔时根据实际施工情况把一期槽长度划分为7.6m，即“主孔1.2m，副孔2.0m”；二期槽长度划分为5.8m，即“主孔1.2m，副孔1.1m”；其中S09、S11、S15三个一期槽在施工中由于地下水、地层等综合原因发生塌孔、漏浆现象,为保证能够安全成槽将这三个一期槽又分为两个小槽进行施工，分别为S09A/S09B/S11A/S11B/S15A/S15B，其中S09A/S09B/S11A/S11B槽长均为4.4m，即“两主一副，主孔1.2m，副孔2.0m”；S15A/S15B槽长为4.99m，即“两主一副，主孔1.2m，副孔2.59m”。

2006年7月底为保证工程进度，根据实际施工情况又把S10槽和S11A槽合并成一个9.0m长的大槽段进行施工。

各槽孔划分详见表3-4。

在同一槽孔内分主、副孔，单号为主孔，双号为副孔。

槽孔划分见图4-2槽孔划分示意图。

图4-2槽孔划分示意图

4.3防渗墙造孔方法

防渗墙造孔采用CZF-1500型冲击反循环钻机。

槽孔分两序施工，先施工一期槽孔，后施工二期槽孔。

槽孔施工方法为冲击钻进、泵吸反循环出渣、膨润土泥浆固壁。

防渗墙孔造孔主要采用“两钻一劈”法。

先用阶梯钻头施工主孔，根据基岩取样情况，由设计、监理对岩样鉴定后决定终孔深度。

主孔施工完毕后，再施工副孔，长度1.6m以上的副孔用阶梯钻头在副孔中心先钻一导孔，再用1.2m的十字钻头将两边的残余物冲砸干净；长度1.1m的副孔直接用1.2m的十字钻头劈孔；劈孔到一定深度后，经反复打回填、找小墙后成槽。

主孔施工时先用1.2m十字钻头开孔，开孔深度为6～30m左右（具体开孔深度根据地层情况而定），开孔必