2 进水口围堰
2.1 围堰设计
进水口围堰位于水电站左岸库区以内现有发电进水口上游两座山谷的冲沟沟口,由于多年的冲积,该区域存在有5~15m厚度不等的砂石、混凝土混合覆盖层。施工期利用引水明渠首部的原始岩体和覆盖层作为挡水围堰,采用高喷防渗墙加强了围堰的防渗效果。引水明渠的横断面为倒梯形,底宽42.3m,上口宽约60.3m,左岸边坡坡比1∶0.5~1∶0.75~1∶1.2逐渐过渡,右岸边坡坡1∶0.5。纵向长度约65m(桩号CH0-55~CH0-120),高差20m(高程468.50~488.50m)。围堰开始拆除时水位高程为485.00m,设计开挖总方量为5万m3。
2.2 围堰地质条件
围堰区域地层岩性主要以寒武系黑云母片麻岩和长石石英岩为主,黑云母片麻岩常常以较大的蜂窝状或囊状块体夹在长石石英岩中,风化相对较强,表层为第四系全新统松散堆积物。根据前期的钻孔探测,本区域覆盖层厚度5m左右,为含混凝土块、碎石砂土层,其中碎块石含量5%~10%,块径一般为5~10cm,最大的块径超过1m,成分以黑云母片麻岩为主,少量石英岩;所夹砂土以中粗砂为主,含量35%~40%,稍密,较湿。覆盖层整体结构松散,属中等至强透水层。下伏基岩为黑云母片麻岩,岩体风化深度较大,卸荷比较强。
2.3 围堰拆除设计
根据现场施工需要,进水口围堰分三期进行拆除。围堰设计断面及分期拆除示意图见图1。
2.3.1 一期围堰
将纵向桩号为CH0-055~CH0-070的区域定为一期围堰。由于开挖时进水口区域混凝土施工尚未全部完成,所以施工过程中对爆破振动要求非常严格。爆破过程中稍有不慎,轻则因防渗墙被破坏出现大量渗水,从而导致排水费用增加;重则围堰垮塌,造成整个进水口区域施工停止,这将对整个工程造成难以弥补的损失。故特委托我国水利部岩土力学与工程重点实验室,对瘦身设计的围堰进行了稳定计算,在确保稳定后才开始拆除施工。
图1 围堰设计断面及分期拆除示意图(单位:m)
2.3.2 二期围堰
将纵向桩号为CH0-070~CH0-086.75(即高喷灌浆墙中心线)的区域定为二期围堰,开挖高度约17m。在二期围堰爆破前,整个进水口区域的混凝土施工均已完成,为了保证爆破质量及减少三期水下爆破开挖量,二期围堰开挖采用一次性爆破完成的方式进行。为了保证二期围堰一次性爆破成功,爆破设计选取了以水平孔为主的方案。由于二期爆破方量大、炮孔数量多、炸药用量大、周边的建筑物的被保护级别高,所以对爆破网络设计及施工精度提出了更高的要求,整个爆破过程不允许发生重段和串段现象,必须按照设计的起爆顺序、在设定的起爆时间内全部起爆,因此整个起爆网络设计非常复杂。为此项目部引进了非洲AEL炸药公司提供的高安全性、精准起爆的数码雷管起爆系统。同时为了防止飞石对周边设施的破坏,爆破前必须对整个围堰基坑的内部充满水,起爆时火工材料已经全部处于水中,所以爆破过程对爆破器材的抗水性能也提出了更高的要求。在爆破前必须对爆破器材的防水性能做一系列的试验,确定达到工程要求后才使用。
2.3.3 三期围堰
将纵向桩号为CH0-086.75~CH0-120的区域定为三期围堰,此区域全部为水下钻爆施工,采用水上钻孔平台船进行钻爆施工。为了保证周围建筑物的安全,最初采取单排浅孔方式开挖,根据爆破安全测试结果再确定是否增加爆破排数及孔深。钻孔爆破完成后,采用水上抓斗船配合运渣驳对开挖区域内的爆破渣体清运至指定的弃渣地点。为了降低爆破单响药量,三期围堰必须分层进行施工,在施工中也是按钻爆一层、清运一层的方式循环进行,直到整个围堰底部达到设计要求的标准。