北引渠首江道泄洪閘圍堰截滲施工技術(shù)方案

劉鴻雁

(黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶 163000)

1 工程概況

北部引嫩渠首位于訥河市拉哈鎮(zhèn)西北約7 km處，距尼爾基水庫(kù)25 km。1976年投入運(yùn)行，工程為無壩引水。北引渠首改建為有壩渠首，位于現(xiàn)進(jìn)水口下游400 m處。樞紐工程中泄洪閘為Ⅰ級(jí)建筑物，泄洪閘正常運(yùn)用水位為176.20 m，設(shè)計(jì)洪水位179.04 m，校核洪水位179.73 m，設(shè)計(jì)洪水流量4 629 m3/s，校核洪水流量 5 156 m3/s。

泄洪閘位于嫩江主河床軸線樁號(hào)2+473.3～2+697處，為平板開敞式閘，共12孔，每孔凈寬16 m，總凈寬192 m，堰型采用寬頂堰，閘底板與河床高程一致，高程為169.00 m，泄洪閘主要由進(jìn)口段，閘室段，消力池段，海曼段組成。大江截流后，江水由導(dǎo)流明渠輸送到下游，泄洪閘的建設(shè)在圍堰圍成的基坑內(nèi)進(jìn)行。為確保施工圍堰的防滲效果，經(jīng)專家評(píng)議，擬對(duì)新建泄洪閘圍堰防滲采用振動(dòng)射沖和旋噴樁即高噴灌漿組合防滲技術(shù)方案，施工最大深度約24 m，兩種技術(shù)所占比例約為 1∶2。

2 圍堰截滲施工技術(shù)方案

經(jīng)前期試驗(yàn)及專家論證，本圍堰截滲施工采用振動(dòng)射沖防滲墻與高噴灌漿技術(shù)相結(jié)合方案。此綜合方案基于原因?yàn)?擬建泄洪閘處有級(jí)配良好細(xì)礫和拋石等人為影響，單純采用振動(dòng)射沖防滲很難單獨(dú)完成，而卵礫較為集中的地段振動(dòng)射沖工效較低，適用性差，采用綜合方案可發(fā)揮兩技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，保證了截滲的效果。

2.1 振動(dòng)射沖施工技術(shù)

振動(dòng)射沖連續(xù)墻施工技術(shù)是一種新型地下連續(xù)墻施工新技術(shù)。主要適用于江河，水庫(kù)，湖泊的堤壩垂直防滲加固工程?；驹硎?在動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，成槽裝置進(jìn)行豎向的快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)切刀對(duì)原始地層進(jìn)行擠壓，破碎，并將部分(或全部)地層顆粒置換出地面，形成槽孔，澆筑自凝灰漿形成連續(xù)防滲墻。本技術(shù)鑒定意見認(rèn)為“防滲效果好，工程造價(jià)低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)明顯，在水利工程防滲處理工程中具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值”。

2.1.1 技術(shù)工藝流程

工藝流程為:測(cè)量放線→開挖導(dǎo)溝→泥漿，澆筑系統(tǒng)，設(shè)備準(zhǔn)備→沖切開槽→槽段澆筑。

各步驟施工技術(shù)要求:

1)測(cè)量放線:根據(jù)設(shè)計(jì)要求，實(shí)地測(cè)定防滲墻的軸線位置，放線測(cè)量誤差沒有超過5cm。

2)導(dǎo)溝開挖:沿防滲墻軸線開挖導(dǎo)溝，深80 cm，寬60 cm，方便了鉆具行走及排漿處理。

3)泥漿系統(tǒng):利用了成槽機(jī)具自行造漿，利用導(dǎo)溝，泥漿池，泥漿機(jī)組組成泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿除渣采用了泥漿溝，泥漿池沉淀方式，效果良好。

4)開槽施工:槽孔之間的搭接長(zhǎng)度為0.2 m，便于逐孔連續(xù)施工。

5)槽孔澆筑:墻體材料為固化灰漿，在造槽同時(shí)，將水泥加入漿液中，循環(huán)漿液即為固化漿液，成槽結(jié)束時(shí)也即完成

了槽孔澆筑。

2.1.2 墻體設(shè)計(jì)指標(biāo)

設(shè)計(jì)指標(biāo)為:①墻體厚度為50 cm;②R28＞2.0MPa;③滲透系數(shù)≤i×10-7cm/s;④允許坡降＞40。

2.1.3 材料配比

為適應(yīng)堰體變形，采用了低標(biāo)號(hào)的塑性墻體，墻體材料利用水泥為主材，新拌制的漿液水灰比為1∶1，比重為1.5～1.7，回漿池中的泥漿比重為1.35～1.38.

2.2 高噴灌漿施工技術(shù)

本圍堰截滲施工技術(shù)采用了鉆噴一體兩管法旋噴灌漿和鉆噴分體兩管法旋噴灌漿

2.2.1 鉆噴一體兩管法旋噴灌漿設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)指標(biāo)

鉆噴一體高噴孔孔距為0.80 m，旋噴樁套接，防滲墻底部插入黏土層1.0 m，注漿壓力＞38 MPa，氣壓0.7 MPa，流量＞75 L/min，不分序連續(xù)施工，提升速度控制在 8～10 cm/min，達(dá)到了最佳效果。

2.2.2 鉆噴一體技術(shù)工藝流程

平整場(chǎng)地→放線定位→鉆孔→高壓漿噴射→旋轉(zhuǎn)提升→至高噴頂→注漿回灌→封孔。

各步驟施工技術(shù)要求:

1)測(cè)量定孔:按設(shè)計(jì)要求放線定孔位，誤差沒有超出2 cm。

2)鉆孔:鉆機(jī)鉆進(jìn)中對(duì)地層情況做了詳細(xì)記錄，直至鉆至設(shè)計(jì)高程下0.50 m。當(dāng)出現(xiàn)泥漿漏失嚴(yán)重，孔口不返漿時(shí)，重新調(diào)整了泥漿比重，直到孔口返漿為止。鉆進(jìn)暫停或終孔待噴時(shí)，孔口均加蓋保護(hù)，保證了工程質(zhì)量。

3)制漿:當(dāng)鉆桿鉆至預(yù)訂深度后，按設(shè)計(jì)要求制備漿液，并測(cè)量漿液密度，漿液做到了過篩后使用。

4)噴射作業(yè):送入符合要求的氣、漿、噴射幾分鐘，待孔內(nèi)水泥漿液冒出孔口后，即按設(shè)計(jì)的提升速度，自下而上開始噴射作業(yè)，直至設(shè)計(jì)的終噴高度，停噴，并提出噴射管。

5)清洗:當(dāng)噴射到設(shè)計(jì)高度后，及時(shí)提出噴射管，逐一沖洗干凈，做到了無殘?jiān)苊饬撕罄m(xù)施工出現(xiàn)的堵塞噴嘴事故。

6)回灌封孔:噴射結(jié)束后，為補(bǔ)充漿液析水帶來的損耗，做到了及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)漿，在漿柱的靜壓作用下，水泥漿繼續(xù)緩慢地向周圍滲透，保證了凝結(jié)體的密實(shí)。

2.2.3 高噴材料及配比

采用了普通硅酸鹽水泥，細(xì)度達(dá)到了4 900孔/cm2標(biāo)準(zhǔn)篩的篩余量＜5%。水泥漿水灰比約為1.0～1.1，比重控制在1.48～1.50。

2.2.4 鉆噴分體兩管法旋噴灌漿

由于鉆噴分體需分序施工，Ⅱ序孔易受Ⅰ序孔噴射的影響，必須采取合理的施工措施，主要方法是增加噴射壓力，加大噴射流量，降低提升速度。鉆噴分序高噴孔孔距0.80 m，旋噴樁套接，防滲墻底部插入黏土層1.0 m，注漿壓力 ＞38 MPa，氣壓 0.7 MPa，流量 ＞75 L/min，分序施工，提升速度控制在8～10 cm/min以內(nèi)，具體做法如下:Ⅰ序孔10 m深度以下提升速度8 cm/min，10 m以上提升速度10 cm/min;Ⅱ序孔提升速度8 cm/min，局部復(fù)雜地段提升速度根據(jù)實(shí)際情況由技術(shù)人員調(diào)整降低。為防止Ⅰ序孔局部噴射范圍過大影響Ⅱ序孔的噴射，在Ⅰ序孔施工時(shí)噴射漿液摻加10%的膨潤(rùn)土。Ⅰ、Ⅱ孔之間的噴射間隔≤2 d。

3 兩種施工技術(shù)完成情況

自堰頂高程179.80 m以下8.5 m范圍內(nèi)可較容易的建造振沖防滲墻。本垂直防滲工程軸線長(zhǎng)度約為1 270 m，防滲面積約為30 000 m2。平均施工深度約22 m，其中成槽深度約8.5 m，旋噴長(zhǎng)度約15 m，旋噴樁與上部防滲墻連接成整體。振沖工程量為10 800 m2，旋噴防滲工程量為15 600 m2，兩種施工技術(shù)完成工程量比例約為1∶2。

4 結(jié)語

1)北引渠首泄洪閘圍堰截滲施工采用振動(dòng)射沖與高噴灌漿相結(jié)合的技術(shù)方案，綜合防滲效果顯著。從鉆孔檢查，取樣，室內(nèi)試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)和原型觀測(cè)資料分析，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足了設(shè)計(jì)要求。截滲工程整體滲漏系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，確保了圍堰的擋水安全，保證了泄洪閘主體工程的正常，安全，高效施工。

2)事實(shí)證明采用綜合截滲方案是合理，科學(xué)，可行的。同時(shí)，省水電工程總公司具備一支高素質(zhì)和豐富高噴灌漿實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)施工隊(duì)伍，在施工過程中實(shí)施嚴(yán)格的管理，跟班技術(shù)指導(dǎo)，科學(xué)調(diào)度，嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督，保證了工程按質(zhì)，按量，按期完成。

[1] 陳玲麗，程艷秋.北引渠首泄洪閘工程導(dǎo)流明渠施工方案分析[J]. 黑龍江水利科技，2010，38(4):34.