锦屏一级水电站特高拱坝工程施工技术
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

4.3 基坑排水

基坑初期排水由上游围堰工程承包人承担,自2007年6月1日起左岸工程开始履行大坝基坑经常性抽排水任务。在2009年10月下旬大坝开始浇筑后坝段将基坑分隔为上下游两部分各自独立排水。2012年5月底坝前基坑充水,上游基坑排水系统停运,2012年11月18日水垫塘充水,下游基坑排水系统停运。基坑排水持续时间约66.5个月。

4.3.1 开挖期基坑排水

开挖阶段的基坑经常性排水分为边坡开挖阶段的排水和河床开挖阶段的排水。

4.3.1.1 边坡高程1630.00m以上开挖阶段的基坑经常性排水

2007年6月至2009年2月中旬,进行高程1630.00m以上边坡开挖,本阶段仅在下游围堰背坡与左右岸高程1618.00m排水洞群施工支洞出口之间基坑中部设置大型集水坑,在大坝基坑左右岸设置支排水沟接至集水坑,将大坝基坑内降雨、渗水、左右岸高程1618.00m排水洞群施工废水通过自流或抽排汇集至集水坑,集中抽排至下游河道。

排水泵站布置在下游围堰背坡坡脚高程1622.00m左右位置。

4.3.1.2 基坑开挖阶段的经常性排水

大面开挖至高程1630.00m后即进入基坑开挖阶段,随着开挖工作面逐渐降低,加上坝基与水垫塘分区开挖,形成了坝基开挖工作面高程最低、自上游至下游工作面以开挖台阶过渡逐渐升高的基坑开挖形象。因此,在2009年的基坑开挖阶段,上游泵站排水量较下游大。2010年随着大坝河床坝段混凝土浇筑,坝体将基坑分割为上下游两个独立的区域,上游排水量减少,下游排水量增大,需对上下游的排水系统进行重新改造和设备配置。

(1)上游排水。2009年2月中旬后,上游围堰排水系统投入运行。在上游围堰坡脚中间位置布置临时集水坑,通过多趟DN350排水钢管抽排至一级泵站,由一级泵站集中抽排至上游河道。一级泵站位置固定,采用容积190m3的钢制水箱布置在上游围堰背坡、右岸普斯罗沟沟口侧下方的高程1635.00m平台上。一级泵站沿右岸边坡与围堰坡面交界处安装的多趟DN350排水钢管抽排至上游河道。

随着大坝基坑开挖工作面的下降,上游排水系统排水扬程不断增大,开挖区上游外侧的集水坑不断随开挖大面降低高程。临时泵站跟随开挖面集水坑下降不断移设,采用在其左右两侧各设置1个集水坑,两个集水坑交替下降的方法保证排水系统连续运行。

2009年6月底,大坝上游开挖至高程1600.00m以下,在距大坝结构线外7m、上游围堰背坡高程1600.00m的马道上,增加布置二级排水泵站。采用混凝土挡墙与上游边坡之间形成一个长30m、宽10m、深5m的集水坑,通过围堰背坡布置多趟DN350排水钢管排水至一级泵站。

2009年8月16日,大坝基坑开挖到达最低高程1580.00m,在坝上游轮廓线之外,开挖一个5m×5m×3m(长×宽×深)的集水坑,设置潜水泵,直接抽排至二级泵站集水坑内。集水由临时泵站抽排至二级泵站再至一级泵站,由一级泵站排出。

(2)下游排水。水垫塘基坑采用分区开挖,上游区领先下游区形成台阶向下游推进。2009年6月水垫塘基坑覆盖层开始开挖,在每个开挖区根据工作面情况随机布置集水坑,采用钢丝软管排水至下游高程1622.00m集水坑后排出。

2010年随着水垫塘、二道坝开挖工作面的下降,将原高程1622.00m泵站下移至高程1591.00m二道坝护坦,并开挖一个长13m、宽10m、深5m的新集水坑,旁边布置泵站,采用3趟DN350钢管经下游围堰背坡排至下游河道,该泵站主要用于围堰渗水、二道坝与下游围堰间汇水的汇集、抽排。在水垫塘底板R29-1块底板高程1591.00m位置布置水垫塘泵站,集水坑容量675m3,主要用于水垫塘范围的施工废水、高程1618.00m排水洞排水、岸坡渗水以及坝后泵坑输送的排水的汇集、抽排,附近布置泵站,接2趟DN350排水钢管沿下游下基坑道路翻越围堰排水。二道坝上下游泵站相距100m左右,两者之间布置一趟DN300联通管路,以相互调节排水能力。

河床坝段下游贴角与坝基下游岩石陡坡面之间的坑槽作为大坝下游集水坑,在水垫塘开挖及前期浇筑时,作为汇集施工废水、高程1601.00m帷幕灌浆洞、排水洞排水和水垫塘前段汇水的集水坑,该集水坑经2条DN300钢管排水至水垫塘护坦集水坑。为了减小该泵坑的排水量,在水垫塘上游设置编织袋挡水坎使水垫塘底板的积水尽量汇集向水垫塘集水坑。该集水坑在水垫塘施工后期回填。

4.3.2 混凝土浇筑期间的基坑排水

4.3.2.1 上游排水系统

在大坝开始浇筑、水垫塘开挖阶段,大坝基坑持续处于较低的高程。2010年6月初大坝最低上升至高程1610.00m,将二级泵站重新调整布置在高程1605.00m,集水坑利用坝体与上游边坡之间形成的坑槽。一级泵站位置不变。管路布置均与大坝浇筑前期、水垫塘二道坝开挖阶段管路布置相同。调整后的排水系统一直维持到2012年初。

2011年年底,大坝开始进行上游聚脲喷涂施工,新增4台潜水泵和3台泥浆泵以维持坝前集水坑水位在施工区以下2m左右。

大坝上游抽排水系统于2012年3月大坝上游石粉回填开始施工时由低至高逐级拆除。2012年3月17日,大坝上游高程1605.00m二级泵站拆除完毕,开始坝前石粉回填作业,此间设置临时泵站向一级泵站排水以维持坝前水位。2012年5月7日,随着大坝上游石粉回填完成,上游一级泵站排水设备及管路全部完成拆除,大坝上游排水任务完成。

在大坝混凝土浇筑的上游基坑排水期间,大坝施工的保温苯板、冷却水管等大量废弃物掉落在上游集水坑内,大大降低了泵站的排水效率,并多次发生泡沫、彩条布等废弃物堵塞吸水龙头和水泵的险情。大坝坝体在高程1700.00m以下向上游倾斜,其投影覆盖了大坝上游临时泵站和二级泵站范围,在大坝施工过程中,掉落的施工材料、施工器具等对临时泵站、二级泵站设备、管道、维护人员造成较大的安全隐患。

4.3.2.2 下游抽排水系统

大坝下游于2010年1月底开始在大坝下游贴角与边坡间坑槽内布置抽排水泵站,布置潜水泵排水至上游二级泵站高程1600.00m集水坑内;在大坝施工超过高程1600.00m后,沿水垫塘底板布设排水管路至水垫塘排水泵站。

2009年12月初,水垫塘排水泵站移设至水垫塘底板左岸(坝)0+270位置,排水管路沿右侧边坡布置,直接抽排出下游围堰以外。2011年11月水垫塘混凝土基本完成浇筑,根据要求,水垫塘内的泵站继续运行,保证水垫塘不积水。至2012年1月30日,大坝坝后抽排水系统进行拆除,仅剩布置在水垫塘下游底板集水井里的潜水泵在维持运行。

2011年12月开始进行下游围堰拆除,下游围堰内的排水设施一并拆除,只保留了少量水泵以在水垫塘底板验收前排水。2012年3月23日已拆除的下游围堰堰体开始恢复,因此,对下游排水系统进行了恢复重建。共恢复布置了两个泵站,一个泵站在水垫塘下游底板,将水垫塘底板积水抽排至二道坝坝后水坑;另一个泵站设置在下游围堰背坡高程1616.0m,用于二道坝与下游围堰之间的积水抽排。这两个临时泵站运行至2012年11月中旬即水垫塘充水之前拆除。

2010年3月13日,在二道坝护坦开挖过程中,下游侧左边坡桩号(坝)0+466.20出现大量涌水,涌水量达400m3/h,采取了沿水垫塘底板左岸挖设排水沟将大量涌水引入水垫塘集水坑内,并在背坡采用砂袋反滤压坡的应急措施,保证了围堰稳定。此后,下游围堰该涌水点流量稳定在50~80m3/h范围。