溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻施工的質(zhì)量控制

向 飛

(四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻施工的質(zhì)量控制

向 飛

(四川二灘國(guó)際工程咨詢(xún)有限責(zé)任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻工程施工工期緊迫、工程量大、任務(wù)重，防滲墻內(nèi)大孤石含量多、直徑大、架空現(xiàn)象嚴(yán)重，施工難度大。通過(guò)事前對(duì)困難的仔細(xì)分析和充分估計(jì)，采取了鉆孔預(yù)爆、預(yù)灌濃漿、加膨潤(rùn)土拌和系統(tǒng)改造等系列技術(shù)措施，同時(shí)在事中精細(xì)施工、嚴(yán)格控制，事后及時(shí)總結(jié)，在參建各方的共同努力下保質(zhì)、保量、按期完成了上游圍堰防滲墻工程施工。

圍堰;防滲墻;質(zhì)量控制;質(zhì)量檢查;溪洛渡水電站

1 前 言

溪洛渡水電站上游圍堰為碎石土斜心墻土石圍堰，最大堰高78.0m，堰頂寬度10.5m。迎水堰面坡度1∶2.5，背水堰面坡度1∶1.75。堰體防滲采用碎石土斜心墻;堰基覆蓋層防滲采用塑性混凝土防滲墻。防滲墻施工平臺(tái)高程384.00m，混凝土防滲墻最大深度 52.0m、厚度 1.0m，防滲軸線(xiàn)長(zhǎng)度為120.23m，防滲面積為4 296.12m2?；鶐r防滲采用帷幕灌漿。

2 工程地質(zhì)條件

上游圍堰基礎(chǔ)覆蓋層一般厚17～22m，局部可達(dá)25m，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，均一性較差，據(jù)對(duì)壩區(qū)鉆孔揭露的資料分析，由下至上大致可分為三層。

(1)第①層:含砂塊碎石層，厚度變化較大，一般厚2～7m。塊碎石成分為玄武巖，個(gè)別為砂巖，呈棱角狀。塊石粒徑一般10～30cm，碎石粒徑一般4～6cm。砂為灰色中砂。該層透水性較強(qiáng)，抽、注水試驗(yàn)測(cè)得 K=10－1～10－2cm/s。

(2)第②層:砂卵石夾孤塊石層，粒徑極不均勻，呈層狀分布，可分多個(gè)小層，架空現(xiàn)象比較明顯，厚度變化大，一般厚7～12m。砂卵石成分比較雜，有玄武巖和砂巖、灰?guī)r等;孤塊石主要為兩岸山體崩塌的玄武巖。卵石粒徑一般3～6cm，礫石粒徑一般0.2～0.5cm及1～2cm，砂為中砂，孤石粒徑一般50～100cm，個(gè)別可達(dá)300cm，塊石粒徑一般 10～30cm。在粗顆粒分布地段抽、注水試驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，估計(jì)滲透系數(shù)可達(dá)100～10－1cm/s;細(xì)顆粒分布地段的抽、注水試驗(yàn)測(cè)得 K=10－2～10－3cm/s。

(3)第③層:塊碎石夾漂卵石，粒徑不均勻，混雜分布，結(jié)構(gòu)松散，架空明顯，厚度變化大，一般厚1～5m。塊碎石成分全部為玄武巖，漂卵石成分比較復(fù)雜，有砂巖、石英巖、灰?guī)r、玄武巖等。塊石粒徑一般15～30cm，碎石粒徑一般6～9cm，少量2～5cm，漂(孤)石粒徑一般30～100cm ，個(gè)別可達(dá)300cm，卵石粒徑一般3～7cm，部分1～2cm。抽水試驗(yàn)測(cè)得 K=10－1～10－2cm/s，屬透水層。

由于廠房進(jìn)水口和導(dǎo)流洞進(jìn)口開(kāi)挖時(shí)大量石渣滾入金沙江內(nèi)，使原圍堰部位的覆蓋層分布、厚度和結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，靠近兩側(cè)岸邊石渣厚度較大，且以大孤石為主，架空嚴(yán)重。

3 工程設(shè)計(jì)指標(biāo)

上游圍堰防滲墻墻厚為1.0m，防滲墻嵌入基巖深度不小于0.5m，防滲墻混凝土澆筑至孔口，高程為384.0m;防滲墻槽孔孔斜率一般情況按小于0.4%控制，遇孤石地段按小于0.6%控制。

上游圍堰防滲墻墻體澆筑材料為塑性混凝土，塑性混凝土性能控制指標(biāo)見(jiàn)表1。

4 組織機(jī)構(gòu)和相關(guān)制度的建立

圍堰防滲墻工程開(kāi)工前，溪洛渡監(jiān)理部專(zhuān)門(mén)組織成立了大壩項(xiàng)目部圍堰防滲墻施工監(jiān)理組，監(jiān)理部實(shí)驗(yàn)室、測(cè)量、安全、合同等部門(mén)配合工作。在防滲工程開(kāi)工前，監(jiān)理工程師及時(shí)編制了防滲墻施工監(jiān)理細(xì)則，明確了質(zhì)量控制目標(biāo)、內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、措施和方法，以保證防滲墻工程施工監(jiān)理的順利進(jìn)行。

表1 防滲墻混凝土性能指標(biāo)

同時(shí)監(jiān)理工程師督促承包人完善了質(zhì)量控制組織機(jī)構(gòu)、建立了質(zhì)量“三檢制”等相關(guān)的質(zhì)量控制制度，并按準(zhǔn)入制度配置了相應(yīng)合格的質(zhì)量管理、控制人員。

在施工過(guò)程中監(jiān)理工程師根據(jù)需要牽頭成立了由四方(業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理)代表參加的工作領(lǐng)導(dǎo)小組，在現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)“日碰頭”會(huì)議及時(shí)解決、協(xié)調(diào)施工中存在的問(wèn)題。

5 對(duì)施工前準(zhǔn)備工作的控制

5.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

(1)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的條件和塑性混凝土防滲墻的技術(shù)要求，督促承包人完成施工組織設(shè)計(jì)、施工方案的編制，監(jiān)理工程師及時(shí)完成審查工作，重點(diǎn)審查了現(xiàn)場(chǎng)混凝土的配合比試驗(yàn)，黏土、膨潤(rùn)土的摻和方法、施工工藝、施工設(shè)備等內(nèi)容。其中確定防滲墻施工程序?yàn)?鉆進(jìn)主孔→劈打副孔→清孔→下設(shè)預(yù)埋灌漿管→混凝土澆筑。墻段連接采用“接頭管法”。

(2)檢查落實(shí)了能滿(mǎn)足工程實(shí)際需要的造孔設(shè)備、塑性混凝土澆筑的施工設(shè)備，尤其是對(duì)塑性混凝土拌和系統(tǒng)中膨潤(rùn)土摻加設(shè)備的改造和混凝土運(yùn)輸設(shè)備作為重點(diǎn)檢查予以落實(shí)。

(3)根據(jù)試驗(yàn)室提供的配合比和技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比的復(fù)核試驗(yàn)和材料的檢測(cè)試驗(yàn)，對(duì)塑性混凝土重點(diǎn)檢測(cè)了黏土和膨潤(rùn)土的黏土含量與塑性指標(biāo)。

(4)選擇在防滲墻中心線(xiàn)上具有典型代表性的部位進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定造孔、固壁泥漿、墻體澆筑等施工工藝和參數(shù)。

5.2 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

監(jiān)理工程師督促承包人按在投標(biāo)文件中承諾的要求及時(shí)進(jìn)行施工用水、用電、用氣的布置。

督促承包人做好設(shè)備組織調(diào)配工作、施工平臺(tái)的建造工作，以及導(dǎo)向槽、膨潤(rùn)土制漿系統(tǒng)、廢漿處理池的設(shè)置等準(zhǔn)備工作。

6 防滲墻施工過(guò)程的質(zhì)量控制

監(jiān)理工程師對(duì)防滲墻施工過(guò)程采取巡視結(jié)合旁站的監(jiān)理方式，主要控制的內(nèi)容如下:

(1)預(yù)灌濃漿處理。上游圍堰防滲墻施工前對(duì)已勘明存在較大滲漏通道的部位采用預(yù)灌濃漿的方法堵塞滲漏通道，防止混凝土防滲墻施工時(shí)槽內(nèi)泥漿大量漏失，確保沖擊鉆機(jī)等設(shè)備的施工安全和正常作業(yè)。根據(jù)審批的施工方案，監(jiān)理工程師重點(diǎn)從施工程序、漿液配方等方面進(jìn)行控制。①預(yù)灌濃漿的施工程序?yàn)?灌漿分兩序進(jìn)行，先施工一序孔，后施工二序孔，逐序加密;自下而上分段灌漿。②漿液配方為水泥∶膨潤(rùn)土∶水=1∶2∶2，如果吸漿量較大，可加入適量的速凝劑，并且配合間歇灌漿、降壓、限流等措施，在嚴(yán)重漏失地帶，選用灌注砂漿或膏狀漿液。

上游圍堰防滲墻施工共進(jìn)行了27個(gè)孔的預(yù)灌濃漿，灌漿深度一般為30m，灌入水泥85 268.0kg、膨潤(rùn)土167 173.3 kg。

(2)大孤石鉆孔預(yù)爆。防滲墻施工前在進(jìn)行預(yù)灌濃漿鉆孔時(shí)先對(duì)碰到的大孤石進(jìn)行預(yù)爆破。利用SM－400全液壓鉆機(jī)進(jìn)行孔內(nèi)小孔徑鉆孔爆破，效果好，不危及槽孔安全，但鉆孔要占用直線(xiàn)工期。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，孔深超過(guò)30m對(duì)槽孔安全影響小。監(jiān)理工程師同意對(duì)孔深超過(guò)30m以下碰到的大孤石，采用定向聚能爆破處理。上游圍堰防滲墻施工共進(jìn)行了316次孔內(nèi)爆破，耗炸藥量為1 944kg。

(3)防滲墻先導(dǎo)孔。為了減少?lài)咛钪c防滲墻施工的干擾，上游圍堰防滲軸線(xiàn)上移55m(設(shè)計(jì)變更)后，地質(zhì)條件發(fā)生了變化，為了準(zhǔn)確確定基巖面，監(jiān)理工程師按設(shè)計(jì)要求督促承包人在防滲墻施工時(shí)對(duì)地質(zhì)情況先進(jìn)行勘探，沿混凝土防滲墻軸線(xiàn)每隔10m左右布設(shè)一個(gè)先導(dǎo)孔。為減少工期，先導(dǎo)孔結(jié)合一期槽主孔施工進(jìn)行，在每個(gè)一期槽的主孔中確定一個(gè)為先導(dǎo)孔，先利用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)基巖面以上0.5m左右，然后用SM－400全液壓鉆機(jī)下設(shè)地質(zhì)套管，再用XY－2型地質(zhì)鉆機(jī)在套管內(nèi)鉆進(jìn)取芯。監(jiān)理工程師組織設(shè)計(jì)、業(yè)主、施工承包人地質(zhì)工程師對(duì)取出的芯樣進(jìn)行分析直至滿(mǎn)足先導(dǎo)孔深度要求。對(duì)兩岸基巖面坡度較陡部位進(jìn)行了先導(dǎo)孔加密施工，確保防滲墻每個(gè)部位都嵌入基巖。

(4)基巖鑒定。監(jiān)理工程師督促承包人參考設(shè)計(jì)圖紙以及先導(dǎo)孔詳細(xì)資料中的入巖深度，在接近基巖面時(shí)開(kāi)始進(jìn)行基巖取樣，每鉆進(jìn)20cm取樣一次，當(dāng)巖層風(fēng)化程度變化劇烈、地質(zhì)條件明顯異常時(shí)，加密取樣，并要求所有巖芯樣編號(hào)裝箱保存。根據(jù)承包人填寫(xiě)的基巖鑒定申請(qǐng)表，監(jiān)理工程師組織業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工承包人地質(zhì)工程師進(jìn)行基巖鑒定。對(duì)所有的防滲墻主孔及兩個(gè)相鄰主孔基巖面高差超過(guò)1.0m的副孔，均進(jìn)行基巖取樣鑒定來(lái)確定防滲墻終孔深度。原則上按嵌入基巖不小于0.5m進(jìn)行控制，保證了防滲墻底部嵌入基巖深度不小于0.5m的設(shè)計(jì)要求。

(5)防滲墻槽孔施工質(zhì)量控制。防滲墻成槽施工采用“鉆劈法”，槽孔分為一、二期槽，其中一期槽為二主一副，二期槽為三主二副。造孔采用CZ－30型或ZZ－5型沖擊鉆機(jī)。監(jiān)理工程師主要控制項(xiàng)目為終孔驗(yàn)收和清孔驗(yàn)收，即檢查驗(yàn)收孔位、孔深、孔斜、槽寬、嵌巖深度、相鄰槽孔套接、孔內(nèi)的泥漿性能、孔底淤積厚度等。

監(jiān)理工程師嚴(yán)格要求承包人執(zhí)行內(nèi)部三檢驗(yàn)收制度，即班組自檢、作業(yè)隊(duì)復(fù)監(jiān)、質(zhì)量部終檢，檢查合格后通知監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收。

槽孔的終孔驗(yàn)收:①孔位驗(yàn)收。分左、右孔位和前、后孔位，檢查左、右孔位時(shí)對(duì)準(zhǔn)第一根鋼軌所標(biāo)槽孔數(shù)，檢查前、后孔位時(shí)測(cè)量第一根鋼軌與懸吊鉆頭的鋼絲繩中心的距離。實(shí)測(cè)偏差范圍為0.4～2.8cm，符合規(guī)范允許偏差±3cm的要求。②用測(cè)針檢查孔深并在懸吊鉆頭的鋼絲繩上標(biāo)出總長(zhǎng)，在槽底任意位置對(duì)測(cè)針檢查的孔深進(jìn)行復(fù)核。③孔斜檢查:在槽孔口放一副十字架，用懸吊鉆頭的鋼絲繩每2m(或5m)測(cè)1點(diǎn)，記錄鋼繩縱橫方向偏差，用相似三角形的原理計(jì)算出孔底偏差值，再計(jì)算出孔斜。每個(gè)槽孔測(cè)量5～10個(gè)測(cè)點(diǎn)位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，孔斜值范圍0.8‰ ～4.9‰，滿(mǎn)足規(guī)范要求。④槽寬檢查。采用抽樣原則，下放直徑為100cm的鉆頭，如能順利放下鉆頭至孔底，表明槽寬滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，無(wú)小墻和梅花形孔。共檢查38個(gè)孔位，槽寬均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求且無(wú)小墻和梅花形孔。⑤嵌巖深度。槽孔嵌巖深度根據(jù)檢查實(shí)測(cè)孔深與基巖鑒定時(shí)孔深的差值測(cè)定，經(jīng)檢查嵌巖深度的范圍為0.8～1.4m，滿(mǎn)足嵌入基巖深度不小于0.5m的設(shè)計(jì)要求。⑥一、二期槽孔套孔的兩次孔位偏差，根據(jù)套接孔前后兩次的孔位、孔斜資料計(jì)算，一、二期槽孔套孔兩次孔位偏差均小于15cm，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

槽孔的清孔驗(yàn)收:①接頭孔壁采用鉆頭帶鋼絲刷刷洗，至刷子鉆頭基本不帶泥屑、孔底淤積厚度不再增加為止。②孔內(nèi)的泥漿性能:用泥漿取樣器采取泥漿，用比重秤測(cè)比重ρ，用漏斗粘度計(jì)測(cè)粘度，用含沙量計(jì)測(cè)含沙量。實(shí)測(cè)所有槽段1.02g/cm3≤ρ≤1.1g/cm3，粘度的范圍為 18 ～21s，含沙量范圍為0.5%～1.8%，均滿(mǎn)足規(guī)范要求。③孔底淤積厚度用測(cè)針、測(cè)餅聯(lián)合測(cè)量。實(shí)測(cè)共96點(diǎn)，測(cè)值范圍為4～8.5cm，滿(mǎn)足規(guī)范的要求。

(6)澆筑過(guò)程的質(zhì)量控制。終孔、清孔驗(yàn)收合格后4h內(nèi)澆筑混凝土?；炷翝仓埃瑢?duì)槽內(nèi)導(dǎo)管之間的間距、導(dǎo)管距槽孔兩端的距離、帷幕灌漿管的埋設(shè)進(jìn)行檢查并對(duì)原材料、塑性混凝土拌和系統(tǒng)、運(yùn)輸設(shè)備等的準(zhǔn)備情況再次檢查，達(dá)到澆筑條件后才允許承包商進(jìn)行開(kāi)盤(pán)澆筑，確?；炷吝B續(xù)澆筑。在混凝土澆筑過(guò)程中，監(jiān)理工程師進(jìn)行旁站監(jiān)理，對(duì)“三口”(拌和站出料口、自卸車(chē)卸料口、分料斗下料口)嚴(yán)格進(jìn)行控制。重點(diǎn)檢查混凝土的坍落度、擴(kuò)散度、配合比、導(dǎo)管的埋深、混凝土上升速度、槽內(nèi)混凝土面的高差，對(duì)以上檢查項(xiàng)目不符合規(guī)范的立即督促承包人進(jìn)行調(diào)整，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。澆筑過(guò)程中在機(jī)口或槽孔口入口處隨機(jī)取樣，檢驗(yàn)混凝土的物理力學(xué)性能指標(biāo)。

混凝土試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，混凝土入槽坍落度范圍為18～24cm，入槽擴(kuò)散度為34～44cm，抗壓強(qiáng)度為5.2～10.6MPa。

7 防滲墻施工中特殊情況的處理

7.1 漏漿、塌孔處理

要求承包人在造孔前準(zhǔn)備好堵漏材料，在造孔過(guò)程中如遇少量漏漿，要求承包人采取加大泥漿比重、投堵漏劑等處理措施;如遇大量漏漿，要求承包人單孔采用回填黏土鉆進(jìn)處理，槽孔則采用投鋸末、水泥、稻草或高水速凝材料等進(jìn)行堵漏處理，并改沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)為沖擊鉆擠實(shí)鉆進(jìn)，確?？妆凇⒉郾诎踩?。鉆進(jìn)時(shí)，督促承包人要加強(qiáng)對(duì)泥漿損失的測(cè)估，改變鉆進(jìn)工藝，尤其是在槽孔的副孔鉆劈時(shí)，應(yīng)盡量避免因漏漿而引發(fā)塌孔事故。由于上游圍堰防滲墻施工先進(jìn)行了預(yù)爆和預(yù)灌濃漿處理，在進(jìn)行防滲墻造孔時(shí)，漏漿、塌孔情況較少。

7.2 孔斜的處理

沖擊鉆機(jī)施工中要求承包人勤測(cè)量，及時(shí)掌握孔形情況，如發(fā)現(xiàn)偏斜時(shí):①回填石料修孔?？梢蟪邪擞?0～25cm石料回填至偏斜段頂部，重新對(duì)該段造孔，進(jìn)行修孔，并加大造孔過(guò)程中的測(cè)斜密度，嚴(yán)格控制孔斜。②改變鉆頭規(guī)格、形狀，擴(kuò)大鉆頭直徑，擴(kuò)孔改變孔斜，或在孔斜的相反方向加焊耐磨塊進(jìn)行修孔。③定位、定向聚能爆破處理探頭石。造孔過(guò)程中遇到探頭石極易發(fā)生孔斜，此時(shí)應(yīng)督促承包人采用定位、定向聚能爆破炸掉探頭石后繼續(xù)鉆進(jìn)。

8 防滲墻質(zhì)量檢查

在滿(mǎn)足齡期要求后，督促承包人進(jìn)行防滲墻墻體鉆孔取芯及注水試驗(yàn)，監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)督。注水試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

塑性混凝土取樣21組，抗壓強(qiáng)度均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。塑性混凝土28d強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 防滲墻注水試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表3 塑性混凝土28d強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果

9 質(zhì)量評(píng)價(jià)

監(jiān)理工程師對(duì)防滲墻施工質(zhì)量嚴(yán)格按照事前、事中、事后全過(guò)程進(jìn)行控制管理，督促承包人在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)施工(包括施工方案、施工工藝、施工程序)，過(guò)程控制中的原材料(包括業(yè)主供應(yīng)材料)取樣頻率和結(jié)果均滿(mǎn)足合同及規(guī)范要求;防滲墻入巖深度、墻體厚度、斜度、槽底淤積、槽孔套接、混凝土澆筑工藝及成墻效果質(zhì)量均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，質(zhì)量等級(jí)評(píng)定為優(yōu)良。

10 結(jié)束語(yǔ)

溪洛渡水電站上游圍堰防滲工程施工工期緊迫、工程量大、任務(wù)重，防滲墻內(nèi)大孤石含量多、直徑大、架空現(xiàn)象嚴(yán)重，且遭遇2008年嚴(yán)寒等惡劣天氣，施工難度大。通過(guò)事前對(duì)困難的仔細(xì)分析和充分估計(jì)，采取了鉆孔預(yù)爆、預(yù)灌濃漿、加膨潤(rùn)土拌和系統(tǒng)改造等系列技術(shù)措施，在事中精細(xì)施工、嚴(yán)格控制，事后及時(shí)總結(jié)，在參建各方的共同努力下保質(zhì)、保量、按期完成了上游圍堰防滲墻工程施工。基坑抽水結(jié)果表明，上游圍堰防滲墻和墻下帷幕灌漿工程未發(fā)現(xiàn)漏水點(diǎn)，圍堰滲漏量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求，圍堰防滲工程效果好，為大壩基坑開(kāi)挖和混凝土澆筑施工創(chuàng)造了良好的施工條件。

TV543.82

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1003－9805(2012)增刊－0068－04

2012－08－15

向 飛(1976－)，男，成都溫江人，工程師，主要從事工程監(jiān)理工作。