龙开口水电站坝基深槽处理方案综述

摘要：龙开口水电站工程在实施过程中创造了一系列亮点与特点，参建各方重视实施工程建设全过程质量控制，工程建设质量优良，荣获2015年度中国电力优质工程奖。文章介绍了龙开口水电站实施过程中的一个亮点——罕见地质缺陷深槽处理技术的研究与应用，该项目取得了良好的应用效果，供后续类似工程提供借鉴。

关键词：坝基深槽；处理方案；地质缺陷；水电站工程；挡水大坝 文献标识码：A

中图分类号：TV511 文章编号：1009-2374（2016）23-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.061

1 概述

龙开口水电站位于金沙江中游河段上，电站装机规模为180万千瓦，是金沙江中游河段规划的第六个梯级电站，上接金安桥水电站，下邻鲁地拉水电站。在电站大坝坝基二期开挖阶段，10#～12#坝段坝基发现罕见的地质缺陷——深槽，深槽呈南北走向，深槽两侧岩壁陡立，形态复杂，竖向及侧向均受到不同程度的水流侵蚀，槽中均为砂卵石及大块石。槽穴大小不一、形态各异，其中槽壁以似桶状为主，倒悬扁形洞穴槽穴次之。据钻探和物探成果分析，深槽底部基岩面高程为1161～1175m（大坝建基面高程为1200.5m），深槽宽度为30～56m。为满足工程安全挡水，需对深槽进行处理；为尽量减少深槽对大坝混凝土浇筑施工的影响，需采取非常规的处理措施。

2 深槽处理措施设计

2.1 处理原则

坝基深槽处理原则：（1）龙开口电站处9度高烈度地震区，溢流坝属枢纽主要建筑物，涉及枢纽工程安全，深槽的处理方案首先要确保工程安全，不留隐患；（2）溢流坝工程施工是关键线路项目，深槽处理工期应尽可能少地占用溢流坝施工的直线工期，以尽早实现首台机组投产发电的目标。

2.2 处理措施

深槽处理采用：设置跨深槽的钢筋混凝土承载板+洞挖全置换方案。

3 深槽处理主要施工方法

3.1 主要施工工艺

经专家详细论证，最终确定的深槽处理主要施工工序如下：①上游集水井的开挖与支护→②承载板两侧支撑平台开挖→③钢筋混凝土承载板混凝土浇筑→④上游防渗支挡结构施工（可与②、③交叉进行）→⑤承载板以下深槽覆盖层开挖→⑥深槽混凝土分层回填和基础处理→⑦回填灌浆和择机进行接触灌浆。

3.2 深槽开挖

深槽槽壁采取梯段爆破开挖，斜面及水平面采取预裂钻孔爆破，梯段开挖采用CM351钻孔，主孔孔径115mm；斜面预裂钻孔以CM351为主，YQ100B潜孔钻为辅，预裂孔孔径90mm；水平预裂钻孔采用YQ100B潜孔钻造孔，孔径90mm，孔距1.0～1.2m；孤石及大块石解炮采用YT28手风钻造孔，孔径42mm；地质缺陷处理采用人工手持风镐处理。

3.3 深槽承载板混凝土施工

根据坝基深揭露的工程地质情况，对坝基深槽1185.0～EL.1200.5m高程范围内进行深槽承载板混凝土浇筑。深槽承载板混凝土采用C2830W8F100混凝土，外掺1%氧化镁（控制氧化镁含量不超过水泥重量的5.2%）。承载板混凝土浇筑前，对原始河床的砂砾石进行开挖并回填级配碎石压实成承载板所需的拱形地膜；地模表面铺筑7～8cmM10水泥砂浆，水泥砂浆表面铺设双层彩条布便于后期板下开挖的脱模。第一层混凝土须掺入缓凝剂以保证1191.0m高程以下混凝土在初凝之前完成浇筑。承载板混凝土分块缝处设置球形键槽，先浇块在浇筑分块处预埋梅花形3m长Φ28插筋，设置间距为1m×1m，以保证先浇块与后浇块的结合。承载板混凝土主要施工配合比见表1：

表1 承载板混凝土主要施工配合比

砼品种标号 级配 坍落度 水泥品种 水胶比 砂率

% 减水剂

% 1方材料用量（kg/m3）

用水量 水泥 煤灰 砂 小石 中石 大石 减水剂

C30W90

8F90100 二 7-9 P·MH42.5 0.4 33 0.8 136 272 68 638 530 795 0 2.720

C30W90

8F90100 二 10-12 P·MH42.5 0.4 35 0.8 142 284 71 667 506 759 0 2.840

C30W90

8F90100 二 5-7 P·MH42.5 0.4 34 0.6 125 250 63 677 537 805 0 1.722

3.3.1 施工程序。基础岩石面处理→测量放样→地膜施工→抹砂浆，铺设双层彩条布→入仓溜槽及安全辅助通道等搭设→两侧边坡锚杆、锚筋桩支护施工→模板、

钢筋与预埋件安装→冷却水管→混凝土浇筑与养护。

3.3.2 地模施工。深槽挖至EL1184.0高程，再采用掺1%水泥的级配碎石进行回填。同时确保深槽地模形成后，防止渗水进入仓面，在深槽中间布置透水体（渗水经透水体排至坝后），透水体尺寸为1m×2m（深×宽），透水体采用石渣进行回填。深槽地模从EL1184.0高程采用级配碎石回填至EL1187.2高程后进行承载板底部键槽的修正，即对级配碎石进行槽挖形成键槽（深槽外掺1%水泥的级配碎石采用碾压机按30m长分层进行回填碾压，碾压至EL1187.2高程后，采用人工辅助挖机进行地膜键槽的修正）。

3.3.3 抹砂浆、铺设彩条布。地模施工完成后，在地模表面按设计要求铺筑7～8cmM10水泥砂浆，水泥砂浆采用缆机吊运至作业面，人工进行铺筑，采用刮平器进行抹面，边抹光边找平。水泥砂浆达到强度后，人工进行双层彩条布的铺设，彩条布接头处采用搭接法施工。

3.3.4 模板安装。深槽混凝土承载板上下游模板均采用组合钢模板，分块处需设置插筋，采用钢木组合模板。

模板安装施工工序为测量放线→根据点线立模→测量复测→模板调整→加固→下一工序。

3.3.5 入仓方式。根据设计要求承载板混凝土分成4块，第一层确保40个小时浇筑完成，则最大浇筑强度为173m3/h。现场采用两台30t缆机+2台HB60输送泵为主的入仓方式，辅以9#坝段设置的入仓溜槽，经验算可满足入仓强度要求。承载板混凝土采用12台20t自卸汽车运输和13台9m3混凝土搅拌车运输。

3.3.6 温控措施。承载板为1.5～2.0m浇筑层厚混凝土的温控要求：采取预冷混凝土，其出机口的温度不超过9℃、浇筑温度不超过13℃、最高温度不超过28℃。冷却水管按水平方向1.0m×竖直方向1.5m间距布置，冷却水管水流量控制为1.2～1.5m3/h，冷却水温度为8℃，水流方向每24h变换一次，在一期冷却过程中最高温度出现前采取加大水流量的方式来削峰；一期冷却目标温度为25℃，满足一期目标温度后，采用通河水使承载板混凝土温度控制在23℃～25℃之间，不得低于23℃。

承载板为3.0m浇筑层厚混凝土的温控要求：采取预冷混凝土，其出机口的温度不超过8℃、浇筑温度不超过12℃、最高温度不超过28℃。冷却水管按水平方向1.0m×竖直方向1.0m间距布置，冷却水温度为7℃。为利于削峰，混凝土浇筑后3天内冷却水流量不小于2.0m3/h，之后恢复1.2～1.5m3/h；在满足一期冷却目标温度后，通河水使承载板混凝土温度控制在23℃～25℃之间，不得低于23℃；浇筑层间间隙不小于8天。

4 洞内开挖及回填混凝土施工

4.1 洞内（承载板下）开挖施工

在10#～12#坝段承载板砼浇筑完成，待混凝土强度达到设计要求后，便开始深槽洞内开挖施工。分五层开挖：第一层开挖至1180m高程；第二层开挖至1176m高程；第三层开挖至1172m高程；第四层开挖至1168m高程；第五层开挖至基岩面并开始人工清基。

每次开挖完成后，都要进行洞内两侧的边坡支护施工，同时还要在洞内上游（坝上0+7～坝下0+3m桩号）贴防渗墙的位置进行钢筋砼U型支撑梁施工，共四道支撑梁，每层高4m，循环施工，支撑梁浇筑至1168m高程。

第五层开挖与上面四层不一样，支撑梁部位不开挖，采用预埋管高压灌浆施工，坝上0+3～坝下0+12m桩号开挖至基岩并进行人工清基，完成验收后浇筑混凝土至1168.3m高程，然后进行下游面的开挖，从上游往下游，一边开挖一边人工清基。

深槽洞内坝下0+12m～0+100m的开挖共分为两段完成清基验收，坝下0+12m～0+28m，为第一段，完成清基后马上进行混凝土浇筑，浇筑至1168.3m高程后；再进行0+28m～0+100m桩号第二段的清基验收，这样可以为洞内支撑梁灌浆施工提供施工平台。

4.2 洞内（承载板下）回填混凝土施工

4.2.1 施工程序：洞底或两侧基础清撬→洞内垫层混凝土施工→洞内碾压混凝土施工（约至1182m高程）→洞内1182m高程以上两侧贴坡混凝土施工→固结灌浆、预埋侧壁接触灌浆管路→洞壁凿毛→1182m高程以上二期回填混凝土施工→洞顶回填灌浆→洞内混凝土冷却养护→侧壁洞顶接触灌浆。

4.2.2 混凝土分层分块。深槽洞内混凝土施工先施工垫层混凝土，垫层混凝土施工至1170m高程，1182m高程以下分两层碾压混凝土快速浇筑；1182m高程以上先浇筑侧壁贴坡常态混凝土，再进行洞内二期回填混凝土施工。

4.2.3 碾压混凝土施工。为加快深槽置换混凝土施工进度，经方案比选决定采用碾压混凝土施工，不仅能够快速连续施工，其水化热相对较低，同时水电八局在此方面经验丰富，施工质量能够保证。深槽碾压混凝土部位主要为洞内1168～1182m高程范围C20回填碾压混凝土施工，采用自卸车直卸的方式入仓，平层法铺筑。

4.2.4 常态混凝土施工。深槽常态混凝土施工部位包括深槽底部1168m高程以下C20垫层混凝土、深槽洞内1182～1187m高程侧壁C20贴坡混凝土和二期C20回填混凝土。

结合深槽现场地形，常态混凝土采用泵送的方式入仓。

5 结语

龙开口水电站深槽处理采用“拱形承载板+洞内置换混凝土”的施工方式，此种处理方式可同时满足大坝快速上升和板下开挖回填，既保证了挡水大坝的安全，也保证了龙开口水电站如期下闸蓄水发电，工程安全和经济效益十分显著，为今后水利水电工程类似基础缺陷处理施工提供了宝贵的经验。

作者简介：曾淋（1984-），男，陕西镇巴人，中国水利水电第八工程局有限公司中级工程师，研究方向：水利水电管理。

（责任编辑：小 燕）