河口村水庫上游圍堰塑性混凝土防滲墻施工綜述

□建劍波（河南省河口村水庫工程建設(shè)管理局）

□任 博（中國水利水電基礎(chǔ)局有限公司）

□楊志豪（河南省洛陽水文水資源勘測局）

□孫丹丹（河南省白龜山水庫管理局）

1.工程概況

河口村水庫位于濟(jì)源市克井鎮(zhèn)境內(nèi)，黃河一級支流沁河最后一段峽谷出口處，距下游五龍口水文站約9km。水庫控制流域面積9223km2，占沁河流域面積68.2%，占黃河三花間流域面積的22.2%。設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)為2000年一遇。水庫壩型為混凝土面板堆石壩，大壩全長530.0m，壩頂寬9.0m，最大壩高122.5m，壩頂高程288.5m，總庫容3.17 億m3，是大(2)型水利工程。水庫的開發(fā)任務(wù)以防洪、供水為主，兼顧灌溉、發(fā)電、改善河道基流等綜合利用。

工程總投資27.75 億元，計劃總工期60 個月。主要建筑物包括：由混凝土面板堆石壩、泄洪洞、溢洪道及引水發(fā)電系統(tǒng)組成。

2.上游圍堰防滲墻布置

上游圍堰布置在主壩軸線上游約300m 處，河床寬約150m，河床面高程在176～180m 之間。河床覆蓋層最大厚度約40m，巖性為（alQ4）含漂石砂卵石層夾粘性土、粘性土夾層及砂層透鏡體。上游圍堰堰基主要持力層為砂卵石層，由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且不均一，局部具架空結(jié)構(gòu)，其透水性強(qiáng)，抗?jié)B能力差，存在滲透變形問題，為確保大壩基坑開挖，需對上游圍堰基礎(chǔ)進(jìn)行有效的防滲處理。

根據(jù)圍堰處的地質(zhì)覆蓋層勘探資料，設(shè)計單位經(jīng)過綜合比較，選用了塑性混凝土防滲墻防滲，圍堰全長163m，其中防滲墻長141m，防滲墻厚0.6m，與兩岸基巖連接常用現(xiàn)澆墻，防滲墻最深36m，塑性混凝土防滲墻滲透系數(shù)K=1×10-7cm/s，抗壓強(qiáng)度R28=2.0MPa，彈性模量E=500MPa，防滲墻墻頂高出現(xiàn)有河床1.0m，防滲墻基礎(chǔ)插入基巖0.5m。

根據(jù)整個工期安排，上游圍堰防滲墻需要在一個非汛期完成。

3.主要施工過程及方法

防滲墻從2011年5月下旬開始施工，由于開工時間較晚，而且需在汛前完成，在場地狹窄、工期緊、任務(wù)重的情況下，施工單位通過科學(xué)管理，精心組織，合理安排，資源調(diào)配，加大投入，從搭建施工平臺、鉆孔、混凝土澆筑至防滲墻施工結(jié)束，歷時兩個月的時間，基本上在汛期前完成防滲墻3446.38m2。

3.1 鉆進(jìn)方法

結(jié)合地層、施工強(qiáng)度、設(shè)備能力等綜合考慮，本工程防滲墻采用CZ-22 沖擊鉆機(jī)“鉆劈法”成槽，膨潤土泥漿護(hù)壁，抽筒法清孔換漿，泥漿下直升導(dǎo)管澆筑混凝土。Ⅰ期槽的1、3、5、7 號主孔采用沖擊鉆機(jī)鉆孔形成，先施工主孔，后用鉆頭鉆劈副孔，及時用抽筒打撈主孔內(nèi)的回填，然后繼續(xù)劈副孔、打撈回填，直至設(shè)計孔深。副孔劈完后，再用鉆頭在主孔與副孔之間找小墻，直至槽段內(nèi)的每一個地方的槽孔厚度符合設(shè)計要求。Ⅱ期槽段在兩側(cè)的Ⅰ期槽澆筑成墻完成后進(jìn)行，1、9 號孔（即一期槽的1、7號孔）為接頭孔，在一期澆筑后，混凝土達(dá)到終凝后開始用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)接頭孔，其它主孔和副孔施工和Ⅰ期槽施工方法一樣。

3.2 孔型控制

一是各單孔中心線位置在設(shè)計防滲墻中心線上、下游方向的誤差＜3cm。

二是鉆劈法施工時孔斜率＜4‰；遇含孤石地層及基巖陡坡等特殊情況，應(yīng)控制在6‰以內(nèi)。接頭套接孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值，不得大于設(shè)計墻厚的1/3。

3.3 基巖鑒定

根據(jù)地質(zhì)剖面圖和設(shè)計預(yù)計孔深及觀察連續(xù)不斷抽出的鉆渣，取樣保存,結(jié)合該孔左右槽孔的深度,填寫防滲墻基巖鑒定表,描述該地層地質(zhì)情況,并請地質(zhì)工程師判定，確定基巖面。

3.4 終孔

成槽后，作業(yè)班組長初檢，值班技術(shù)員復(fù)檢，復(fù)檢合格后值班技術(shù)員填寫檢查記錄表，并提交值班監(jiān)理審查后，通知建管、設(shè)計、監(jiān)理、施工等四方進(jìn)行終孔聯(lián)合驗收。主要檢查：槽孔孔位偏差、槽寬、孔深、孔斜率、一二期槽接頭孔套接厚度等。

3.5 清孔換漿

槽孔采用“抽筒法”進(jìn)行清孔換漿。清孔結(jié)束1h 后，一邊用測針測孔底淤積厚度，一邊對孔底泥漿粘度、密度、含砂量三項指標(biāo)進(jìn)行檢測。槽孔內(nèi)淤積厚度≯10cm，使用膨潤土?xí)r，孔內(nèi)泥漿密度≯1.15g/cm3；泥漿粘度18～35s（蘇氏）；含砂量≯6%。

3.6 混凝土澆筑

混凝土澆筑導(dǎo)管采用快速絲扣連接的Φ250 的鋼管連接。一期槽端導(dǎo)管距孔端1～1.5m，二期槽端導(dǎo)管距孔端1.0m，導(dǎo)管底口距槽底距離控制在15～25cm 范圍內(nèi)。混凝土澆筑采用壓球滿管法開澆，導(dǎo)管內(nèi)隔漿球放好以后，漏斗內(nèi)置入砂漿蓋板，密封嚴(yán)實，然后給漏斗放滿砂漿。混凝土澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，混凝土面上升速度不低于2m/h。

4.施工難點(diǎn)

上游圍堰防滲范圍內(nèi)，地層屬砂卵石層，存在部分孤石，鉆進(jìn)過程中孔斜偏差難以保證，遇孤石層時，要及時進(jìn)行孔斜測量，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)情況，及時回填砂卵石進(jìn)行重新鉆孔，鉆孔過程中孔口采用自制糾偏架將鋼絲繩強(qiáng)行向孔斜相反方向壓緊。

5.防滲墻體質(zhì)量控制及檢測

5.1 施工過程質(zhì)量控制

施工過程中施工單位建立完善了質(zhì)量保證體系，對每道工序嚴(yán)格執(zhí)行“三檢”制度；監(jiān)理單位嚴(yán)把原材料入場檢驗關(guān)，嚴(yán)格履行監(jiān)理職責(zé)；同時，對重要隱蔽和關(guān)鍵部位單元工程進(jìn)行聯(lián)合驗收，而且對重要工序?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)大化四方聯(lián)合驗收制。通過參建各方共同努力，上游圍堰防滲墻共劃分單元工程26 個，全部合格，其中優(yōu)良單元工程24 個，優(yōu)良率92.3%。

5.2 注水試驗

根據(jù)注水試驗規(guī)程(YS5214-2000 J102-2001)，對防滲墻體鉆孔、注水試驗,采用計算公式：K=qln(2L/d)/2πLHc 計算滲透系數(shù)。調(diào)整后設(shè)計滲透系數(shù)K=n×10-7（n=1～5）。

經(jīng)計算WYJ-01 號檢查孔滲透系數(shù)最大值K=4.86×10-7；WYJ-02 號檢查孔滲透系數(shù)為1.59×10-7；均符合墻體滲透系數(shù)指標(biāo)。

5.3 墻體無損檢測

為進(jìn)一步檢測防滲墻體連續(xù)性和接頭孔的連接質(zhì)量及完整性，河口村水庫工程上游圍堰防滲墻采用SIR-3000 地質(zhì)雷達(dá)檢測。通過對防滲墻檢測結(jié)果表明，探測范圍內(nèi)沒有明顯的異?；蛉毕?，墻體連續(xù)性較好。

6.結(jié)語

上游圍堰防滲墻施工結(jié)束后，為后期大壩圍堰填筑打下了堅實基礎(chǔ)，同時為整個大壩基坑開挖贏得了時間，經(jīng)大壩基坑開挖后，上游圍堰防滲墻效果顯著，基坑內(nèi)無明顯滲水，完全滿足施工要求。