官地水電站護(hù)岸受雅江汛期洪水沖毀的防護(hù)措施

1河道護(hù)岸防護(hù)正式的水庫是一座壓混凝土的水庫。最大水庫高度為168m。水庫后面與底部相連的消能消耗池。擋水壩下游左岸布置有左岸導(dǎo)流洞出口、左岸低線混凝土系統(tǒng)和低線交通公路,右岸布置有引水發(fā)電系統(tǒng)、尾水出口和右岸導(dǎo)流洞出口。左岸導(dǎo)流洞出口下游河道護(hù)岸的防護(hù)對象為左岸低線混凝土系統(tǒng)和左岸低線施工道路,防護(hù)長度約為388m。該部位河岸直接面臨雅礱江汛期大江洪水沖涮,防護(hù)效果不佳將直接影響左岸低線混凝土系統(tǒng)和施工道路的正常生產(chǎn)運行,進(jìn)而危及官地大壩澆筑高峰期的澆筑施工,其重要性是顯而易見的。因護(hù)岸工程緊鄰雅礱江,施工場地狹窄,施工工期緊,地下混凝土防沖墻在玄武巖入巖鉆進(jìn)施工中難度很大,在汛期反復(fù)經(jīng)受了洪水破壞性考驗,具有較強(qiáng)的代表性。2河流雨棚設(shè)計2.1基巖及巖芯特征左岸導(dǎo)流洞出口下游河道防護(hù)工程位于左岸導(dǎo)流洞出口至下游側(cè),護(hù)岸內(nèi)側(cè)有低線混凝土拌和系統(tǒng)和低線公路。左岸谷坡地形陡峻,坡度40°~45°,局部段達(dá)50°~55°,大部分地段有上覆厚度約2~8m的塊碎石覆蓋層,少部分基巖裸露?；鶐r為角礫集塊熔巖、致密玄武巖或斑狀玄武巖,巖石堅硬。左岸邊坡上部主要為少量覆蓋層及施工開挖堆積棄渣,Ⅴ、Ⅳ類巖體,下部為Ⅲ3、Ⅲ1巖體及少量Ⅱ類巖體。該處邊坡部位的Ⅳ、Ⅴ類巖體強(qiáng)卸荷,卸荷裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)松弛,裂隙大多充填次生泥。據(jù)勘探鉆孔巖芯成果,護(hù)岸防沖墻底部基巖出露凸凹不平、基巖面出露變化大,加上下游為易溶蝕的平川組的灰?guī)r、中間為易溶蝕的的灰?guī)r,地表、地下均可見溶洞。根據(jù)巖芯總體情況,巖芯描述主要分2層:(1)覆蓋層,深度5.3~11m,上部為人工堆渣含塊碎礫石粘土,下部為塊碎礫石土夾孤石,局部夾砂和卵石,局部有架空現(xiàn)象。(2)基巖中玄武巖區(qū)芯樣,巖芯破碎,取芯率低,以碎塊為主,粒徑較小,局部少量為短柱,裂隙面銹染,大多為強(qiáng)風(fēng)化、強(qiáng)卸荷巖體;灰?guī)r區(qū)巖芯多以柱狀、短柱狀為主,巖芯表面多發(fā)育溶蝕、沖蝕現(xiàn)象。局部巖芯破碎,取芯率低,以碎塊為主,粒徑較小,巖芯銹染、侵蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。2.2枯期河道護(hù)岸擋墻防護(hù)施工依據(jù)河道岸坡地質(zhì)地形和水工模型試驗下游河道沖淤成果,該部位護(hù)岸應(yīng)能抵抗5~7m/s流速的汛期洪水的沖刷,左導(dǎo)出口下游河道最初的防護(hù)方案為臨水面坡度為1∶1.2混凝土貼坡護(hù)岸擋墻。貼坡?lián)鯄A(chǔ)要求置于基巖上,墻底部高程為1200m;貼坡?lián)鯄敳扛叱虨?221.00m,與左岸低線公路齊平。因工期滯后,護(hù)岸施工未能在2007年末至2008年初的枯水期內(nèi)完成河道護(hù)岸擋墻工程的施工。2008年汛期導(dǎo)流洞過流之后,受施工開挖棄碴、河道臨時拋填防護(hù)和廠房尾水圍堰侵占河道斷面等影響,該部位枯期河道水位雍高約4~5m,河道水下地形和河道水流流態(tài)均發(fā)生很大變化,雅礱江洪水在汛期對左導(dǎo)出口河岸的沖刷嚴(yán)重,導(dǎo)致左岸河岸線向內(nèi)側(cè)淘刷偏移10~15m,局部段淘刷更多。原設(shè)計貼坡混凝土護(hù)岸擋墻已不能適應(yīng)現(xiàn)場情況,需根據(jù)河岸實際地形分段進(jìn)行防護(hù)。為確保大壩左岸低線混凝土拌和系統(tǒng)安全生產(chǎn)和左岸低線公路施工期間安全通行,護(hù)岸需于2009年汛前完成河道護(hù)岸施工。考慮到施工難度和施工工期要求,該段河岸護(hù)岸設(shè)計原則為:即“上部保低線混凝土系統(tǒng),下部防河岸沖刷”,護(hù)岸可分段、分部位施工以加快進(jìn)度。根據(jù)護(hù)岸的重要性、河道水流條件、地質(zhì)條件、施工條件,采用貼坡?lián)鯄秃庵厥交炷翐鯄橹鞅ＷC上部低線混凝土系統(tǒng)布置,護(hù)岸擋墻基礎(chǔ)范圍外側(cè)采用鋼筋混凝土防沖墻保護(hù)河岸防止沖刷。2.3基礎(chǔ)擋墻基礎(chǔ)2.3.1左岸導(dǎo)流洞出口下游側(cè)(壩)0+529~(壩)0+577m段本段位于導(dǎo)流洞出口區(qū),主要為覆蓋層邊坡,部分為填渣,覆蓋層較深,是回流淘刷區(qū),防護(hù)對象為低線公路。護(hù)岸形式為河道貼坡混凝土,厚度2m,頂部高程為公路高程1224.00m;下部采用防沖墻防沖刷,防沖墻厚度1m,底部深入基巖約1~4m,底部高程1201.00~1204.00m,要求滿足抗5~7m/s流速沖刷的要求,應(yīng)深入Ⅲ類或Ⅳ類偏好巖體。采用2m厚鋼筋混凝土蓋板連接防沖墻與貼坡混凝土。貼坡混凝土下方的填渣(或覆蓋層),采用限量固結(jié)灌漿的方式進(jìn)行固化處理。2.3.2(壩)0+577~(壩)0+600m段本段正對右岸導(dǎo)流洞出口,邊坡主要出露為玄武巖,巖體完整,是右岸導(dǎo)流洞水流沖刷區(qū),上部主要防護(hù)對象為低線公路。該段護(hù)岸基礎(chǔ)明挖至高程1211.00m,在基巖上澆筑貼坡混凝土。貼坡混凝土頂部高程為公路高程1224.00m。2.3.3(壩)0+600.22~(壩)0+771m段本段上部主要防護(hù)對象為低線公路、低線混凝土系統(tǒng)。邊坡主要為覆蓋層邊坡,部分為填渣,覆蓋層較深;靠下游側(cè)部分段河道邊坡出露為基巖。本段護(hù)岸形式為河道貼坡混凝土,厚度2m;下部為防沖刷防沖墻,防沖墻厚度1m,底部深入基巖約1~4m,底部高程1201.00~1204.00m,深入Ⅲ類或Ⅳ類偏好巖體。防沖墻與貼坡混凝土采用2m厚鋼筋混凝土蓋板連接。2.3.4(壩)0+771~(壩)0+818m段本段上部主要防護(hù)對象為低線公路、低線混凝土系統(tǒng),河道對岸為尾水出口。擋墻所在位置正下方為施工填渣平臺,填渣下方基巖出露3~7m不等。本段護(hù)岸采用衡重式擋墻保公路基礎(chǔ),外側(cè)用防沖墻防沖刷,二者之間用鋼筋混凝土蓋板連接。衡重式擋墻的基礎(chǔ)置于基巖上,基礎(chǔ)盡量形成平臺;對于邊坡較陡的部位,也盡量挖成臺階狀;擋墻基礎(chǔ)底部擴(kuò)寬2~3m以增強(qiáng)穩(wěn)定性;擋墻高度約16~20m;擋墻基礎(chǔ)及斜坡面上加插筋。衡重式擋墻每10m寬設(shè)置分縫,縫寬2cm,用瀝青麻絲或涂抹瀝青的木板填塞。擋墻上設(shè)置一排1500kN預(yù)應(yīng)力錨索,錨索距離擋墻兩側(cè)分縫位置均為2.5m,錨索間距為5m。擋墻基礎(chǔ)和填渣區(qū)應(yīng)預(yù)埋灌漿管進(jìn)行限量固結(jié)灌漿處理,具體灌漿范圍和防護(hù)結(jié)構(gòu)形式在現(xiàn)場分段確定。防沖墻底部深入基巖約1~3m,高程約1201.00m,局部覆蓋層較深段防沖墻底部高程至1199.00m。要求滿足抗5~7m/s流速沖刷的要求。2.3.5(壩)0+818~(壩)0+916.33m段本段上部主要防護(hù)對象為低線公路。河道邊坡基巖出露,高程較高,基巖主要為灰?guī)r,巖石較完整,河道較寬。本段護(hù)岸采用了衡重式擋墻型式,擋墻的基礎(chǔ)置于基巖上,基礎(chǔ)開挖成平臺,并布置插筋。對局部坑洼或者順坡,應(yīng)回填C20混凝土。擋墻高度約11m,擋墻基礎(chǔ)及斜坡面上加插筋。衡重式擋墻每10m寬設(shè)置分縫,縫寬2cm,用瀝青麻絲或涂抹瀝青的木板填塞。擋墻上設(shè)置一排1000kN預(yù)應(yīng)力錨索,錨索距離擋墻兩側(cè)分縫位置均為2.5m,錨索間距為5m。3涂料工程該部位護(hù)岸工程施工主要內(nèi)容有:護(hù)岸底部混凝土防沖墻施工、護(hù)岸混凝土擋墻施工、錨索施工。3.1墻體施工后的基礎(chǔ)施工(1)防沖墻平臺施工。防沖墻平臺采用自卸車全斷面進(jìn)行填筑,露出水面以上時分層填筑碾壓。填筑過程中用反鏟將防沖墻軸線附近1.5~2m范圍原河床中漂石挖除以便后期防沖墻鉆孔施工。防沖墻施工完畢對施工平臺再進(jìn)行拆除。(2)防沖墻導(dǎo)向槽施工。防沖墻施工導(dǎo)墻混凝土采用現(xiàn)澆方式,模板采用散裝鋼模板。(3)防沖墻施工。防沖墻槽孔分兩期施工。施工中首先用“鉆鑿法”鉆進(jìn)主孔,而后采用“鉆劈法”鉆進(jìn)副孔,形成槽段。成槽工序為:施工準(zhǔn)備—主鉆鉆進(jìn)—副孔鉆進(jìn)—副孔劈打小墻—修孔壁—槽孔孔型驗收。成槽并清孔結(jié)束后進(jìn)行鋼筋籠吊裝,最后采用“泥漿下直升導(dǎo)管”法澆筑混凝土。防沖墻墻體混凝土施工:防沖墻鋼筋籠經(jīng)現(xiàn)場綁扎、焊接加工完成后用吊車吊運和大型運輸車運至施工現(xiàn)場并安裝。墻體混凝土采用混凝土泵經(jīng)導(dǎo)管輸送至槽內(nèi)連續(xù)澆筑,上升至墻頂有效高程頂面以上0.5m。防沖墻施工一期槽段混凝土與二期槽段混凝土采用套打一鉆進(jìn)行連接。3.2防沖墻混凝土澆筑(1)基礎(chǔ)開挖:覆蓋層開挖及邊坡清理采用自上而下、逐層向下開挖;石方開挖采用手風(fēng)鉆進(jìn)行淺孔爆破開挖,石渣直接用于防沖墻施工平臺填筑。(2)混凝土澆筑。衡重式混凝土擋墻及貼坡混凝土采用鋼模板分層進(jìn)行澆筑?；炷两?jīng)攪拌車運輸至施工區(qū),采用溜槽及溜筒等均勻下料入倉,下料過程中嚴(yán)禁骨料分離。倉內(nèi)采用薄層平鋪法(必要時采用臺階法)澆筑?；炷翝仓蠹皶r進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。3.3錨墩澆筑與錨索孔保護(hù)錨索采用1000kN和1500kN自由式壓力分散型預(yù)應(yīng)力錨索。施工工藝流程:施工準(zhǔn)備—測量定位—鉆孔清孔驗孔—錨索制作、安裝—全孔段灌漿—錨墩澆筑—張拉錨固—外錨頭保護(hù)。錨索孔均采用液壓錨固鉆機(jī)配套跟管鉆具、風(fēng)動潛孔錘沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔。在跟管鉆進(jìn)過程中,如遇巖體破碎或地下水滲漏嚴(yán)重使鉆進(jìn)受阻時,采用超前固結(jié)灌漿處理。錨索注漿采用孔口阻塞全孔一次有壓注漿法,為了控制超灌量,錨索均采用自由段包土工布的方法。錨索經(jīng)分級張拉并鎖定后,切除錨具外多余的鋼絞線,采用C35混凝土封錨。4護(hù)岸出巖深度(1)為確保護(hù)岸擋墻基礎(chǔ)有效抗沖,混凝土擋墻基礎(chǔ)應(yīng)盡量置于基巖上,墻體混凝土與基巖采用插筋可靠連接,基礎(chǔ)外側(cè)混凝土防沖墻必須深入新鮮基巖一定深度。因護(hù)岸工程需在汛期來臨前完成,工期很緊,混凝土防沖墻玄武巖內(nèi)分序造孔施工非常困難。面臨逼人的工期和日益上漲的江水,混凝土防沖墻在入巖終孔驗收時曾有一些不同看法,但隨后的護(hù)岸泄洪防沖實踐證明,足夠的防沖墻入巖深度是護(hù)岸擋墻安全度汛的關(guān)鍵。大部分防沖墻臨水側(cè)外包巖石遭沖毀,混凝土防沖墻體裸露于水中,但由于入巖深度足夠,有效的防止了江水對護(hù)岸擋墻基礎(chǔ)進(jìn)一步的沖涮破壞。而護(hù)岸起始部位護(hù)岸貼坡?lián)鯄植颗c導(dǎo)流洞出口末端側(cè)邊墻連接不佳、防沖墻與基巖嵌入深度不夠等原因,護(hù)岸前端局部擋墻完工后在第二年汛期遭洪水沖毀,通過大體積重力式混凝土擋墻+墻底固灌的搶險方案才得以修復(fù)。(2)防沖墻墻體混凝土的澆筑質(zhì)量對于河道護(hù)岸的防沖起著制約性作用,水下自密實混凝土在連續(xù)澆筑時,必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計要求及規(guī)范進(jìn)