芻議象山水電站槽板式混凝土防滲墻施工技術

孫蘭鳳，呂仁國，孫長鳳

(1.黑河市水利勘測設計院，黑龍江 黑河 164300;2.黑河市愛輝區(qū)水務局，黑龍江 黑河 164300;3.黑河市農業(yè)開發(fā)辦，黑龍江 黑河 164300)

1 槽板式混凝土防滲墻施工布置

象山水電站除險加固工程防滲墻軸線與壩軸線平行，位于壩軸線上游4.0 m處，與瀝青心墻相距1.25 m，左端與溢洪道相連，右端與右岸山體相接。樁號0+137.9～0+412.5段，高程279.00 m(施工平臺高程)以下采用槽板式混凝土防滲墻防滲，軸線長274.6 m，采用沖擊鉆機造孔，泥漿下導管直升式澆灌混凝土成墻。每一槽孔劃分為一個施工單元，共劃分為44個單元和一個接頭搭接灌注樁，標準槽孔長度為6.80 m，最大槽孔長度8.80 m，其中標準槽孔38個，混凝土防滲墻最大施工深度為50.70 m，最淺深度為3.50 m，防滲墻成墻面積為12 330.65 m2，造孔總進尺15 377.54 m，澆筑混凝土10 940.20 m3，預埋灌漿管5 990.34 m。

2 槽板式混凝土防滲墻的施工

2.1 防滲墻施工方案

根據(jù)象山水庫壩體結構特點及多年類似地區(qū)進行防滲墻施工的經驗，并依照設計要求，制定防滲墻工程總體施工方案為:

1)“鉆劈法”造孔，即采用CZ—30型沖擊鉆機鉆劈法成槽，在槽段施工前，對槽孔上部10～15 m進行預灌濃漿處理。

2)槽孔施工時每鉆進一定深度，就往孔內添加一定的黏土用來封堵密實孔壁空隙和懸浮鉆渣。

3)“抽筒法”出渣。

4)采用膨潤土泥漿護壁。

5)用“氣舉法”結合“抽筒法”置換新鮮膨潤土泥漿清孔。

6)采用電子計量攪拌系統(tǒng)生產混凝土，利用HBT50型混凝土泵輸送混凝土。

7)泥漿下直升導管法澆筑混凝土。

8)采用“套打一鉆”方法進行槽段連接。

2.2 預灌濃漿

象山大壩為一堆石壩，堆石體未經碾壓，塑性混凝土防滲墻兩側充填物為松散的采金尾礦料，堆石體及砂卵石層透水嚴重，防滲墻成墻極為困難，主要難點為塌孔、漏漿嚴重。據(jù)以往施工經驗，在這種地層條件下修建混凝土防滲墻，采用預鉆孔灌注濃漿對大空隙地層進行填充密實。

預灌濃漿是在防滲墻軸線上采用單排孔布置。布孔樁號范圍0+138.6～0+411.0，鉆孔施工分兩序進行，孔距為1.5 m采用潛孔鉆機跟管鉆進，鉆孔直徑為146 mm，孔深10.0～15.0 m，灌漿壓力采用0.1～0.2 MPa，灌漿方法為自下而上分段灌漿，每一灌漿段為2.0 m，灌注漿液為水泥膨潤土漿液，水膠比為1∶1，灌漿結束標準以該段灌漿停止吸漿即可結束。

2.3 施工步驟

包括:施工場地平整;導向槽修建;泥漿制備、供應;沖擊鉆機造主孔、副孔;清孔換漿、槽孔驗收;預埋灌管下設;導管下設;澆筑混凝土結束，轉下一槽孔。

2.4 護壁泥漿

本工程采用龍江產優(yōu)質的Ⅱ級鈣基膨潤土泥漿進行護壁。分散劑為就近化工廠生產的工業(yè)碳酸鈉(NaCO3);配制泥漿用水從象山水庫中抽取。采用膨潤土為主、黏土為輔的混合泥漿護壁和攜帶巖渣。

2.5 成槽工藝

由于象山電站地層結構特點，使造孔成槽過程十分困難，在槽孔施工前針對地層進行了上部預灌濃漿處理，各槽段主孔在施工中不進行孔內抽渣，以減小對地層的擾動，再不斷地向槽孔中填入黏土利用鉆頭的重量對原地層進行沖擊擠密，對易塌孔的礫石層起到很好穩(wěn)定效果，提高鉆機的進尺工效。

合理劃分槽長和布置鉆機施工是此項工程的關鍵。槽段及孔位劃分方案，原則上按設計方案進行。施工槽長Ⅰ、Ⅱ期均為6.8 m，即4個0.8 m的主孔和3個1.2 m的副孔，成孔方式采用“鉆劈法”施工。

2.6 孔形控制與檢測

施工當中孔形控制項目主要有深度、厚度和孔斜。本工程設計墻厚0.8 m，孔斜率指標為≤0.4%，遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，孔斜率按0.6%控制?？孜痪喾罎B墻中心線偏差控制在±3.0 cm，新開槽孔的鉆頭＞0.8 m，鉆孔終孔后，墻體任何一處墻厚都能滿足設計要求。

單孔的孔斜率的檢測是利用相似三角形原理進行檢測，先測量出孔口的偏差，利用已知鉆機桅桿高度和終孔深度，計算出孔底偏距，得出整孔在各測點深度的的孔斜率。

2.7 基巖鑒定以及終孔深度確定

現(xiàn)場進行基巖面鑒定是由機組在值班工程師給出的預計基巖面深度的基礎上進行多次撈取巖樣觀看，經值班工程師認定已到基巖面時，通知監(jiān)理、設計、業(yè)主進行聯(lián)合驗收，基巖面經鑒定后，巖樣裝袋封存，并填寫好基巖面鑒定表。

按照設計要求防滲墻嵌入基巖深度規(guī)定為:塑性混凝土防滲墻嵌入弱風化基巖的深度樁號0+356.0為0.8 m，樁號0+356～0+412.5為1.1 m。

槽孔終孔驗收在監(jiān)理、業(yè)主的監(jiān)督下使用專用的孔深測繩進行測量，測量孔深達到設計要求入巖0.8～1.0 m，即可進行下道程序。

2.8 清孔換漿

槽孔終孔驗收后，即開始組織進行清孔換漿工作，本工程主要采用抽筒和氣舉反循環(huán)相結合的方法清孔。在清孔換漿過程中，不斷地向槽內補充新鮮泥漿，其數(shù)量以槽內泥漿各項性能指標符合設計標準為止。

清孔換漿結束后1 h，在槽孔底部取樣，進行泥漿試驗。如果達到結束標準，即可結束清孔換漿工作。

3 預埋灌漿管制作及下設

管體采用Φ108鋼管，采用定位架固定，Φ 20 mm鋼筋制作定位架，通過焊接的方式連接為一整體桁架。定位架在垂直方向的間距為6 m。每段桁架高度應據(jù)槽孔孔深分段制作。根據(jù)槽長調整鋼筋保持架的長度。確保相鄰的灌漿管間距為2.0 m。當全部預埋管桁架對接完畢后，利用吊車進行整體下設。

4 凝土澆筑導管下設

澆筑導管采用內徑Φ 250 mm的鋼管;導管下設前，根據(jù)清孔驗收時孔位深度，在地面進行導管組合，導管下設完畢、混凝土開澆前，應將導管下設至距孔底20 cm左右，相鄰兩根導管間距≤4.0 m，槽孔導管距孔端間距為1.0～1.5 m，當槽底高差＞0.25 m時，應將導管置于控制范圍的最低處;導管底口距槽底距離控制在15～25 cm。

4.1 墻體材料與混凝土澆筑

4.1.1 墻體材料

水泥采用哈爾濱天鵝牌P.O42.5普通硅酸鹽水泥;粗骨料采用黑河市石料場5～31.5 mm的連續(xù)粒級;細骨料采用砂子的細度模數(shù)2.3～3.0，含泥量≤1%;膨潤土為黏粒含量應≥55%，塑性指數(shù)應≥60;粉煤灰采用哈電三廠生產的粉煤灰，不低于國家二級標準?；炷林饕笜藨_到如下要求:

孔口坍落度18～22 cm;擴散度34～40 cm;抗壓強度R28=3～5 MPa;抗?jié)B系數(shù)K28＜1×10-7cm/s;抗折強度T28≥1.5 MPa;彈性模量500～800 MPa。

4.1.2 混凝土澆筑

4.1.2.1 混凝土澆筑過程控制

澆筑混凝土時，孔口設置蓋板，防止混凝土散落槽孔內，混凝土面上升速度應≥2 m/h;澆筑時，導管的埋深控制在1.0～6.0 m，以免泥漿進入導管內;終澆前2 m，應計劃混凝土的方量，增加混凝土面測量次數(shù)，控制混凝土的終澆高程滿足設計要求。

4.1.2.2 混凝土質量過程控制

每個槽孔在澆筑過程中，每4 h做一次現(xiàn)場坍落度試驗，并在每個單元槽孔每100 m3取抗壓混凝土試塊1組，每3個槽孔取抗?jié)B性能試件1組，彈性模量和抗折試件每10個槽孔成型1組，每組試塊應按規(guī)范要求制作、養(yǎng)護、達到28 d齡期后送質檢部門做室內檢測試驗，以確定混凝土的質量。

5 防滲墻施工質量管理

防滲墻質量檢查主要由施工過程中的各個工序檢查為主，結合混凝土防滲墻墻體質量鉆孔檢查，綜合對防滲墻質量進行評價。

在施工作業(yè)中，嚴格實行“三檢制”，即班組自檢、值班工程師復檢、監(jiān)理質檢業(yè)主終檢，按照技術參數(shù)和施工技術要求認真控制。

[1] 中國水利水電基礎工程局.SL174—96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，1996.

[2] 中國長江三峽工程開發(fā)總公司，中國葛洲壩水利水電工程集團公司.DL/T5144—2001水工混凝土施工規(guī)范[S].北京:中國電力出版社，2001.