青山水庫(kù)主壩防滲墻施工

艾立偉

（中國(guó)水電基礎(chǔ)局有限公司 天津 301700）

1 概 述

青山水庫(kù)位于鄂南咸寧市崇陽(yáng)縣境內(nèi)幕阜山北麓長(zhǎng)江中游右岸一級(jí)支流陸水河支流青山河中游，距崇陽(yáng)縣城15km。是一座以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電、供水和養(yǎng)殖等綜合利用效益的大（2）型水利樞紐工程。青山水庫(kù)工程等別為Ⅱ等，永久性主要建筑物級(jí)別為2級(jí)，次要建筑物級(jí)別為3級(jí)。

主壩為粘土心墻代料壩，壩頂長(zhǎng)383m，壩頂高程127.8m，最大壩高62.55m，壩頂寬6m，降低壩頂高度后形成了滿足防滲墻施工寬度的平臺(tái)，施工平臺(tái)高程125.7m。沿粘土心墻增設(shè)混凝土防滲墻，墻厚0.8m，中心線位于壩軸線上游1m處，墻體入巖按0.5～1.0m控制。防滲墻長(zhǎng)363.5m，最大墻體深度60m，實(shí)際防滲面積13998m2。

樁號(hào)主+369.5～主+350和主+183.5～主+006部分的帷幕采用在混凝土防滲墻內(nèi)預(yù)埋管灌漿的方式，實(shí)際預(yù)埋灌漿管工程量4235m。

2 工程地質(zhì)情況

青山水庫(kù)位于幕阜山北麓的低山—丘陵區(qū)，山體寬厚連錦，總體走向?yàn)楸睎|東，山頂高程204.9～355.2m。壩址區(qū)現(xiàn)主壩部位青山河流向?yàn)槟衔魑?，流?jīng)主壩后于青山水庫(kù)管理處西側(cè)逐漸轉(zhuǎn)為北東向。河床呈U形，正常蓄水位河床寬300m，河床兩岸山丘呈北北東向延伸。

主壩壩體及粘土心墻填筑質(zhì)量較差，頂部1.2～5.6m厚為碎石土，結(jié)構(gòu)松散，透水性較大，滲透系數(shù)達(dá)到 6.0×10－3cm/s；中下部粘土心墻壓實(shí)度較低，平均滲透系數(shù)為（3.0～4.0）×10－4cm/s，均不滿足規(guī)范要求。

主壩右側(cè)壩基、右壩肩山體、左壩肩山體存在較厚強(qiáng)風(fēng)化巖層，透水性較大，存在繞壩滲流隱患。

3 防滲墻施工

3.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)

要求混凝土28天抗壓強(qiáng)度大于7.5MPa，彈性模量小于15000MPa，抗?jié)B等級(jí)達(dá)到W8。

3.2 槽孔劃分

根據(jù)設(shè)計(jì)施工藍(lán)圖提供的地質(zhì)資料、墻體深度等基本情況，確定帷幕灌漿預(yù)埋管孔距為1.5m，為了下設(shè)接頭管和預(yù)埋管均不受影響，將槽孔劃分為Ⅰ期7.5m、Ⅱ期7.6m（見(jiàn)下圖）。

槽孔劃分示意圖

3.3 主要施工方案

a.通過(guò)開(kāi)挖降低大壩高度，形成寬12m左右的防滲墻施工平臺(tái)。

b.采用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，以GB34型抓斗直接成槽。

c.采用抓斗撈取法清孔。

d.采用混凝土泵輸送、泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑混凝土。

e.采用“接頭管法”進(jìn)行墻段連接。

f.在墻體內(nèi)下設(shè)預(yù)埋灌漿管。

3.4 預(yù)埋管下設(shè)

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，樁號(hào)主0+006～主+183.5、主+350～主+369.5段采用墻體預(yù)埋灌漿管、墻下基巖帷幕灌漿處理，預(yù)埋管下設(shè)實(shí)際工程量為4235m。

管體采用φ110、厚0.6mm鋼管，定位架固定，底口纏過(guò)濾網(wǎng)，防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)。用φ18鋼筋制作定位架。定位架在垂直方向的間距為5m。每段桁架高度應(yīng)根據(jù)槽孔孔深分段制作，下設(shè)時(shí)，吊車起吊，孔口采用氧氣乙炔焊接。

3.5 接頭管下設(shè)與起拔

該工程采用“接頭管法”進(jìn)行墻段連接。

3.5.1 用“接頭管法”進(jìn)行墻段連接的工藝

澆筑混凝土前，在槽段的一端將配好的專用接頭管置于槽段的端頭，然后澆筑混凝土；待混凝土初凝后，用專用拔管機(jī)起拔接頭管，從而在澆筑墻段的端頭形成接頭孔。該工法能保證墻體間的接縫完整，結(jié)合面形狀規(guī)則，而且可以節(jié)省大量的混凝土和鉆鑿工時(shí)。

3.5.2 主要施工機(jī)具與設(shè)備

采用本公司研制的YBJ1200型液壓拔管機(jī)。

3.6 混凝土配比

3.6.1 墻體材料設(shè)計(jì)指標(biāo)

a.入槽坍落度18～22cm，擴(kuò)散度34～40cm，坍落度保持在15cm以上的時(shí)間不小于1h。

b.初凝時(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h，混凝土密度不小于2.1g/cm3。

c.墻體材料抗壓強(qiáng)度R28≥7.5MPa，抗?jié)B等級(jí)為W8，彈性模量 E≤1.5×104MPa。

d.滲透系數(shù) K≤1×10－7cm/s。

3.6.2 混凝土配合比

混凝土配合比見(jiàn)下表。

混凝土配合比（1m3混凝土材料用量）表 單位：kg

3.7 特殊情況處理

3.7.1 對(duì)滲漿、漏漿的處理

滲漏漿主要為基巖部位、壩體橫向和壩體縱向滲漏。

a.基巖部位漏漿。防滲墻造孔過(guò)程中在基巖面有明顯的漏漿現(xiàn)象，在壩腳交通路上面能夠清楚地看到泥漿的滲漏點(diǎn)。對(duì)于基巖部位滲漏漿主要采用常規(guī)的堵漏措施，向孔內(nèi)添加低標(biāo)號(hào)水泥或膨潤(rùn)土使得底部泥漿變稠即可。

b.壩體橫向漏漿。主要是泥漿滲透流失，其特點(diǎn)是泥漿量流失速度慢。因?yàn)閴误w粘土心墻較薄、壩體代料非常松散，在造孔過(guò)程中，泥漿從粘土層滲透到代料層的情況很突出。主要采取的措施為：?增加泥漿的粘度，在泥漿攪拌過(guò)程中添加增粘劑（CMC），經(jīng)充分膨化后使用；?加大泥漿回收，并防止在澆筑過(guò)程中混凝土對(duì)泥漿造成污染。

實(shí)踐證明：適合本地層造孔的優(yōu)質(zhì)泥漿三項(xiàng)指標(biāo)為（蘇式漏斗）：密度1.12g/cm3，粘度25s，含沙量4.5%。

c.壩體縱向漏漿。指泥漿沿壩體劈裂的縫隙流失，其特點(diǎn)是泥漿的損失較大且速度較快。主要采取的措施為：在已經(jīng)劈裂的部位沿劈裂縫隙以預(yù)灌濃漿方式進(jìn)行封堵；在沒(méi)有劈裂的部分，采取措施防止壩體劈裂。

3.7.2 防止壩體劈裂措施

a.嚴(yán)格控制澆注速度?？咨?0m以下將澆注速度控制在2～4m；孔深20m以下將澆注速度控制在4～6m。

b.勤拔導(dǎo)管。規(guī)范要求澆注導(dǎo)管混凝土埋深為1～6m，在本項(xiàng)目取其下限值，當(dāng)混凝土埋深滿足要求時(shí)即可起拔導(dǎo)管，以降低混凝土側(cè)壓力。

c.“跳躍法”施工。將Ⅱ序改為Ⅲ序施工。在防滲墻Ⅰ期槽造孔時(shí)，不施工相鄰的兩個(gè)Ⅰ期槽，即在一個(gè)Ⅰ期槽孔施工完畢之后，中間預(yù)留一個(gè)Ⅰ期槽，抓取下一個(gè)Ⅰ期槽。

3.7.3 摻加粉煤灰

由于該工程采用的是P.O42.5水泥，為保證澆灌混凝土的性能，在配比中摻加一定量的粉煤灰。粉煤灰采用2個(gè)水泥罐儲(chǔ)存，并購(gòu)入40 t袋裝粉煤灰備用。為防止粉煤灰浪費(fèi)，混凝土攪拌時(shí)采用加大的小推車上料。

3.7.4 薄壁鋼管焊接

該工程帷幕灌漿預(yù)留管采用薄壁鋼管，壁厚0.6mm。主壩防滲墻共下設(shè)灌漿管4235m，下設(shè)要求全部滿足帷幕灌漿施工。薄壁鋼管的應(yīng)用節(jié)約了成本，同時(shí)提高了電焊工的焊接技術(shù)。

3.8 施工工效

主壩防滲墻于2008年10月16日開(kāi)工，于2009年2月3日竣工，歷經(jīng)111天，完成防滲面積13998m2，平均工效為126m2/天，最大工效為254m2/天。

4 施工質(zhì)量

主壩防滲墻劃分為4個(gè)分部、52個(gè)單元。單元工程合格率為100%，優(yōu)良率為92.3%，分部工程質(zhì)量評(píng)定為優(yōu)良。

5 結(jié) 語(yǔ)

青山水庫(kù)主壩為土石壩，壩體單薄，粘土心墻及代料層碾壓不密實(shí)；其地層雖簡(jiǎn)單，但最大墻深60m，對(duì)抓斗施工及接頭管下設(shè)起拔影響較大；壩頂施工平臺(tái)較窄，設(shè)備調(diào)度及物資擺放受到很大限制；枯水期時(shí)間較短，工期壓力大；4個(gè)標(biāo)段同時(shí)施工，干擾較大；最大壩高63m，原材料從壩腳進(jìn)場(chǎng)交通困難。主壩防滲墻的竣工，為本公司類似工程積累了施工經(jīng)驗(yàn)，為主壩后續(xù)工程的施工贏得了寶貴的時(shí)間，為水庫(kù)安全度汛創(chuàng)造了有利的條件。