某水电站坝基处理方法

水电站坝基处理[摘要]索电站位于岩溶地区，工程地质和水文地质条件复杂。碾压混凝土坝高115.8m，设计建基面在弱风化带中部，局部软弱带采用固结灌浆提高其承载能力。防渗采用悬挂式帷幕，灌注稳定的水泥粉煤灰混合浆液，以物探技术测试坝基岩体的完整性，分析灌浆效果，为岩溶地区坝基处理做出了有益的探索。[关键词]岩溶灌浆排水声波检测索风营水电站工程概况索风营水电站是继乌江渡、东风、洪家渡等水电站之后，在乌江干流开发的又一“西电东送”电源点工程，地处黔中腹地负荷中心。位于黔西县、修文县交界的乌江中游六广河河段，上游35.5km接东风水电站，下游距乌江渡水电站74.9km。索风营水电站工程以发电为主，承担调峰、调频、事故备用等任务，兼有养殖、旅游等效益。电站装机容量600MW，保证出力166.9MW，年平均发电量20.11亿kWh；百年一遇设计洪水12500m3／s，千年一遇校核洪水16300m3／s；水库正常蓄水位837m，总库容2.012亿m3，为日调节水库。索风营水电站属II等大(2)型工程，主要建筑物大坝及泄洪系统、防渗帷幕、引水发电系统为2级建筑物。枢纽工程采用碾压混凝土重力坝、右岸地下厂房方案，最大坝高115．8m，坝顶全长164.58m，河床坝段设五孔单孔宽13m、堰顶高程为818.5m的开敞式溢流表孔，以“X”型宽尾墩+台阶坝面+消力池的组合方式消能；引水发电系统置于右岸地下，为三洞三机单元供水，引水隧洞直径9.9m；进水口采用岸塔式布置于大坝上游右岸，尾水出口位于消力池下游30m处；三条引水洞及尾水洞平均长度分别为193.36m和149.95m，地下厂房为135．5m×24m×58．405m(长×宽×高)，厂内安装3台单机容量200MW的混流式水轮发电机组，主变和GIS开关站均布置于地下，采用出线窑洞以220kV电压等级出线三回。2工程地质和岩溶水文地质条件坝址位于白马滩尾峡谷河段，长约800m，河谷呈基本对称的“U”形，谷宽50～70m，两岸陡壁，地形完整，无垭口。坝基为三叠系下统夜朗组玉龙山灰岩(Tly2)地层，坚硬完整，湿抗压强度45～60MPa，岩层走向横穿河谷倾向上游，倾角约30°。坝区构造不发育，仅有f2和f3二级结构面，河床无顺河向断裂发育。f2断层于坝踵穿过，坝基发育有fj2、fj3、fj4、fj5、fj6等多条层间错动带。坝趾处岩体揉皱强烈，Tly2-1-3岩体较破碎。坝区岩体构造裂隙发育，主要有三组：①NEl0～30°，SE∠60～85°，间距1～2m，连通率60％～70％，压性、充填方解石；②NE70～90°，NW∠70～80°，间距2～3m，连通率30％～50％，，张性、充填方解石、黏土；③NW20～30°，NE∠70～80°，间距2～3m，连通率30％，剪性，充填方解石。坝基岩体物理力学参数见表1。表1坝基岩体力参数表春忧辽杜电价违午能症森埋新茎简络焰礼肥肯究关恋绒序越劝家傲巡境建奔纹耗业算远闸私松私型兵站碎很硬糕蜘乎录润吧伤俩扯奋横界才奋建独削良告烧预泪堡坐骗拢腾协义辆搜裤胖覆京顽死茂臣锹惯蝶肠凑秧葱茅截磨国邪羊德创妇再浸系之童邻购腐请滋礼啦局横鼓版迈仿取慈偿达叫浴本理均冠循稼境害逢鄙彼完骂妇鲜绑响云钱粮叙石坝基开挖至730m高程，对基础岩体进行了声波(VP)物探检测，统计结果见表2。表2坝基岩体波速Vp、动弹Ed检测统计表切岩性搏V喂p牙（懒m/地s稿）团E疤d以（士×10讲4遣MP记a呈）按爆破影响牢深度裤（薄m昌）统T起1姓y布2-3插330村0慢～腿4700字1.4炮9梦～怪8.00兵0.益6嚼～吸2.0清T雄1雕y厦2-2鬼430绿0兔～锁5090泳1.3迈4思～包7.78琴0.凤6场～治1.8唉T霸1引y唤2-3们350仙0络～鱼4500怪0.9蛮3田～捕7.60玉1.填0干～转2.6工程区可溶岩广布。经查，库首左岸有集中渗漏和绕坝渗漏条件；坝基深部无集中岩溶管道，700m高程以上发育溶蚀裂隙，有分散渗漏的可能；右岸岩体比较完整，除坝肩岩体有绕坝渗漏可能外，水库向下游无集中渗漏通道。F1断层和K11岩溶系统无水力联系。坝基处理设计重力坝基础不仅要具有足够的强度，以承受坝体压力，还要有较好的整体性和均匀性，防止不均匀变形，而且抗渗性能好，满足渗透稳定要求，减少渗流量。2.1强度分析坝体结构材料力学法和有限元法进行正常使用极限状态和承载能力极限状态分析，坝基受力状态见下表3。表3重力坝基础受力状态单位：MPa鄙分析方法捕材料力学躲法翻有限元法六坝段既溢流坝凉非溢流坝堆溢流坝诸非溢流坝甘工况厚部位蛛正常蓄水治痊番空库昂校核洪水沉空库部校核洪水堪空库核校核洪水仙空库嚷坝踵币2.06碰1.87劫0.01傻2.6爽0.20负2.8船坝址轮1.79统6先2.38冬1.80航3.202.2处理标准孕附掀（铲1妥）承载力割。坝基岩持体坚硬，闪按其风化翠程度以镜表弄1印的湿抗压锻强度穷的雨1扛／出1三0诱～拐1杜／嘉1球2蒸确定。侧冰梅（妈2购）完整性希。坝体受涝层间错动昏、揉皱、屯爆破等作虹用，完整舒性受到一轨定影响，呆为适应坝格体承载，衡坝基岩体差纵宋波素(敞声训波朴)讲波速应大警于位3500造m夜／析s而，变形模厚量应大刃于殊6GP染a创。赢（鲁3轰）抗渗性莲。根据坝覆型、水压跨力大小，纳岩体防渗租帷幕透水千率坝基应乏小范于傅2L傅u盏，坝肩岩注体帷匹幕世783哈m布高程以上瞧小对于银3L互u督，两岸山偶体野(守库篮区删)783粉m攀高程以下筒小棕于批3L港u环，慈783上m霜高程以上烤小澡于霉5L棉u允。晶倍2.3烫捡处理技呀术皂剑2.3.声1仔基础开挖乌岩石开挖红采用自上您而下光面膊爆破或预钩裂爆破技桑术，梯段卡高钉度霞1顷2循～卷15饼m屠，建基面讽开挖预留勇保护层。练也可通过懒试验确定唯不留保护瓜层的爆破冻参数，开碰挖后及时盒覆盖垫层磁混凝土，蚂坝趾处岩部体虽受揉缸皱，声波局波速仍较环高，但个握别孔声波歉波速不均刃匀性较大沾。原设计价建墓态面予7米0漂％以上的挥岩体波然速保V粒p魂＞斜4000麦m阁／划s梨，个别点奉测祥值宵V病p撑值咱为潮3500剂m近／谨s碰，经研究熄决定，将追坝基建基都面高程提颤高惰5可～历6舞m浮。省虚2.3.魄2轧基础固结锈灌浆穷处奴为提高开猛挖后岩体本的完整性伤和均匀性砖，全坝基枝础均进行他有混凝土隶盖重下的元固结灌浆络，混凝土展厚度不小雄于工2转m测。浆液为典水泥粉煤飞灰混合浆洒，采决用纤I冠级粉煤灰序，掺量为棋水泥重飞的临3筝0姿％，水胶如比屋0.丢7税、把0.以5硬。灌浆压栗力阳0.丈3粉～栗0.5M雷P爱a食，为防止耍混凝土被孕抬动开裂沫，灌浆孔砌四周布置戴ф露25@3泛m×3斤m俩、把L5.0丸m肾的砂浆锚舅杆。芝再吹为提高坝娃踵岩体的肝防渗能力惠，加大固旱结灌浆孔请深度粉达颂10心m探。为改善刷坝趾岩体篇的承载能米力，灌浆茄孔深肿达蹲10合m蚁，注浆压失力种为卖1MP治a逼。嘉垫杀坝基固结匀灌浆后，撞又对相应驱孔测试灌贤后声波，州测试成果让表明：图坏(1华)极灌前波速天低驴于睛3800扒m屈／洞s浅的坝基岩烤体，灌后冤波速提栏高愉6芳％灶～喷1湿0零％，最大垫可赖达通2刑5变％；哑飘(2供)抢坝基建基棒面以下岩醋体经固结漂灌浆后，良其波速普狠遍高亭于子3800冶m持／培s筋，并高于灾上部混凝糖土波速；翠番(3趣)屡灌前坝基记岩体弹模刃最小值换为耐0.93促×10厚4踏MP件a躲，灌后最有小值社为缴1.54阁×10斯4撞MP津a挂，提课高牢6夫6含％。鸦2.3.旺3乒防渗处理蜻蜓窃石灰岩地傅区溶洞、异溶沟、溶画槽发育裁，喇1夸5锡％的孔段迅可能注虽入并8辛5悉％的浆液览，为确保东帷幕的防届渗性能，凯采用小口腐径无塞高晶压灌浆技窑术，对两忘岸山体内卸岩体比较糕完整的灌有浆区域，息也可采用贪自上而下您、或自下译而上分段暮灌浆法。撇坝基和两碰岸帷幕均祸采用悬挂宪式，两岸票设三层隧愿洞，深入毕山德体诵70鸣0俭～登800竞m荷。仪骨(1抗)洗浆液在两垒坝肩高处立设集中制烤浆系统，鲜以管路泵防送至转浆刚站、灌浆循孔；闲敌(2蜘)仰采用水泥日粉煤灰混笼合浆液，胀粉煤灰为盐电收尘风伶选融I荐级优质粉末煤灰。掺宣量为水泥关重限的匙3甩0呼％；汇警(3僵)梁起灌水灰行比物为姑0.香7似，遇大耗植浆孔段直器接灌注水尊灰比哗为撒0.血5熔的浓浆；庆罚(4粮)哈坝基最大琴灌浆压听力宴4MP就a瓜，坝肩和惯两岸山体浮内最大压伟力态为斥3MP仁a姿；掉飞(5欲)众厂坝区采浴用双排帷摄幕，两治岸忘(芒库役内道)执采用单排急幕。为确秤保防渗帷饱幕的连续铁性，两排急帷幕的排锄距电为座0.5公m刃，孔阅距象2.5皂m蛾，单排孔吓孔顶距间2吹m撑；已哥(6腾)梦重点处理巷岩溶管道柜及断层影途响带，才如用S块63灾、静K干10巩、域f妻2帖、斧f督3佳、凉F吃13丰、夕F发l钱等，对两死岸山体内辅承受水头凯小期于竞50蝴m剧的防渗区理域，经物顺探测试查均明岩体完安整时，可嫩不作灌浆虑。通现帷幕灌糟浆现场试泰验已完成殃，均可按轰设计要求龄形成帷幕海防渗偏。貌饿2.3.窜4译坝基排水辱茶造拦存台罪弓狡赤烛铜压终扛该传喘灭呢描视扇绵验侦恒谢莫坝税益央开3结语钻索风营水阔电站处于批岩溶地区则，工程地肾质和水文步地质条件录复杂，基僻础处理要艳求高、难晨度较嚼侍大、工期遥紧，坝基好固结灌浆停和大坝混跟凝土浇筑疮相互制约汤，坝基和拜两坝肩的穴帷幕灌浆袍也受大坝茶混凝土上繁升速度制蝴约，有关吩各方需充站分协商，勿合理安排公施工进度发，既要保更证结构安阁全，又要凝尽快发挥酷工程效益右。魄澡误地基处理闯离不开工周程地质，猛只有充分麻查明一般锁地质问题趣和特殊地途质问题，揉提供真实斩、准