水庫大壩截滲墻施工技術(shù)探析

汪升華

摘要：水庫大壩施工中，混凝土防滲墻作為最重要的隱蔽工程，其質(zhì)量的優(yōu)劣將直接關(guān)系到水庫大壩的安危，因此，對(duì)于混凝土防滲墻的施工過程中的施工技術(shù)以及質(zhì)量控制至關(guān)重要。本文以某水庫大壩為例探討了防滲墻的施工技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水庫大壩;防滲墻;導(dǎo)墻

一、工程概況

某水庫是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、發(fā)電和供水等綜合利用的中型水利工程。水庫控制集雨面積103.5km2，水庫設(shè)計(jì)洪水位（P=1%）為104.48m，相應(yīng)庫容為5826×104m3，校核洪水位（P=0.1%）為105.49m，相應(yīng)庫容為6216×104m3。水庫工程為中型水庫，工程等別為Ⅲ等，其主要建筑物為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)?；A(chǔ)防滲采用上游圍堰懸掛式混凝土防滲墻+水平粘土鋪蓋+壩基懸掛式混凝土防滲墻下接四排帷幕灌漿形式，壩基防滲墻厚1.0m，最大墻深超過150m?；炷练罎B墻布高在粘土心墻中心線下，左起樁號(hào)0+085.5，右止0+510.83。軸線全長425.33m。左岸0+085.5～0+105.5段和右岸臺(tái)地段（樁號(hào)0+246.97～0+510.83段為全封閉式的防滲墻。主河床段（樁號(hào)0+105.5～0+246.97，軸線長141.47m）擬采用以下防滲形式：墻深110m，墻下接兩排帷幕灌漿，防滲墻底高程為1200m?；炷练罎B墻墻厚1m，墻體材料C35F100W12，大壩基礎(chǔ)防滲墻設(shè)計(jì)工程量為30000m2。

二、防滲墻技術(shù)及施工程序

混凝土防滲墻是在松散透水地基中連續(xù)造孔，以泥漿固壁，往孔內(nèi)灌注混凝土而建成的墻形防滲建筑物。它是對(duì)閘壩等水工建筑物在松散透水地基中進(jìn)行垂直防滲處理的主要措施之一，相對(duì)于粘土截水槽、高壓噴射灌漿、上游水平鋪蓋和帷幕灌漿等防滲方案，混凝土防滲墻是最穩(wěn)妥可靠的措施。

進(jìn)行防滲墻的施工時(shí)，首先要把防滲墻劃分成若干個(gè)槽段進(jìn)行施工，可以分設(shè)不同槽段長度，具體根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。具體施工時(shí)每段槽段沖孔成槽后才進(jìn)行第二段槽段施工。采用液壓抓斗機(jī)完成主孔成槽。防滲墻施工工序?yàn)椋簻y量放樣→導(dǎo)墻建造→抓孔成槽→清底→灌注混凝土。

三、防滲墻施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）施工平臺(tái)及導(dǎo)向槽

主河床段施工平臺(tái)高程1310m，高出原河床4m，平臺(tái)長226m，樁號(hào)為0+085.5～0+311.83，防滲墻軸線上游側(cè)寬17m，軸線下游側(cè)寬15m。由于防滲墻孔深超過130米，地層結(jié)構(gòu)又較為松散，對(duì)孔口及施工平臺(tái)的保護(hù)尤為重要，根據(jù)地質(zhì)條件的不同分別采用了水泥+碾壓和預(yù)灌濃漿兩種方案。主河床右端（樁號(hào)：0+086―0+124）上部地層主要由砂礫石層和淤泥質(zhì)砂層組成，地層較密實(shí)、回填層較薄，采用水泥+碾壓方法。主河槽及左岸導(dǎo)墻下為厚8～15m回填層和松散漂礫石層，受水下回填制約，水泥+碾壓處理困難，其下漂礫石層也較松散，進(jìn)行預(yù)灌濃漿處理。

施工平臺(tái)及導(dǎo)墻采用鋼筋混凝土形式，導(dǎo)墻采用“L”型斷面，開挖后立模澆筑。導(dǎo)墻深200cm，底邊寬180cm，墻厚60cm，配Φ22螺紋鋼筋。考慮到本次試驗(yàn)防滲墻深度超過130m，接頭孔采用拔管法施工，導(dǎo)墻必須能承受超過400T拔管壓力，施工平臺(tái)及導(dǎo)墻均采用了超常規(guī)加固處理，采用了C35鋼筋混凝土，底板厚度達(dá)50cm，施工中承受住了113.03m國內(nèi)目前最大拔管深度和相應(yīng)壓力。

（二）鉆孔成槽

根據(jù)不同工程設(shè)置防滲墻槽段長度（假設(shè)為6m），槽孔內(nèi)有7個(gè)或9個(gè)單孔，其中主孔為直徑0.6m的圓形孔，副孔寬度為1.05-1.20m 施工中還可根據(jù)造孔講度、孔壁穩(wěn)定等情況對(duì)槽段劃分作適當(dāng)調(diào)整。成槽采用CZ-22A沖擊鉆機(jī)，十字鉆頭沖擊鉆進(jìn)，鉆。先鉆主孔，主孔終孔后，對(duì)副孔采用十字鉆頭劈打法施工。對(duì)于壩土、砂卵礫石層、基巖部分均采用沖擊十字鉆頭鉆孔。

當(dāng)主孔孔深鉆到接近地質(zhì)剖面預(yù)測的位置威手挾鋼繩感覺地層變側(cè)時(shí)，即開始取樣，此時(shí)可每隔0.5-1.0m取一次樣，當(dāng)樣品中基巖含量為20%-40%時(shí)，可初步確定為基巖面，往下鉆進(jìn)每20cm取一次樣，按順序、深度、位置進(jìn)行編號(hào)。巖樣應(yīng)一次比一次新鮮，最后一次巖樣中弱風(fēng)化基巖成分不少于90%，便可以終孔。副孔可參照主孔深度和基巖面鑒定來確定孔滌。

槽孔鉆掘完成后，須在混凝土澆筑前清理干凈鉆渣。清孔采用掏換方法或泵吸法，即用抽筒從孔底提取廢漿，新漿從槽口補(bǔ)人槽內(nèi)，先淺后深，反復(fù)多次，直至槽內(nèi)漿液、沉淀厚度合格為止。二期槽接頭孔在清孔換漿結(jié)束前，用專用的刷子鉆具刷洗、清除混凝土接頭孔孔壁上的泥皮刷子鉆頭直徑略大于造孔鉆頭直徑，以刷子鉆頭基本上不帶泥屑，孔底淤積不再增加為合格標(biāo)準(zhǔn)，而后進(jìn)行下一道工序施工。

（三）護(hù)壁泥漿制備

在大壩右壩肩處，建造一個(gè)粘土制漿站，長20m，寬10m。制漿站主要由制漿平臺(tái)、制漿池、供漿池組成。制漿平臺(tái)安設(shè)1臺(tái)ZJ-400型高速攪拌機(jī)，制漿能力為175m，制漿池、供漿池容積均為75.0m，，池深1.6m。在壩肩公路旁分布有粘土貯存庫，面積約200m2，貯存庫可存放（80―100）t制漿材料，以滿足施工高峰期需要。粘土貯存庫和攪拌機(jī)建在同一個(gè)高程處，以利于制漿，在臨近防滲墻軸線下游側(cè)壩肩修建沉淀池。施工產(chǎn)生的廢漿、廢水，采用自流方式直接流入沉淀池內(nèi)。沉淀池內(nèi)的沉碴，定期用反鏟挖掘機(jī)和拉碴車清理。

（四）槽形驗(yàn)收

檢驗(yàn)指標(biāo)為槽寬、槽深、垂直度。槽寬、垂直度的檢驗(yàn)可采用儀器測量法或探籠法，要求槽孔斜率不得大于0.4%，接頭套節(jié)孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于設(shè)計(jì)墻厚的1/3。槽深的檢驗(yàn)采用用測繩進(jìn)行量測，同時(shí)還要由有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員根據(jù)抽取的巖樣與地質(zhì)勘察資料對(duì)比，確定是否已深入至弱風(fēng)化巖層面0.3m或深入強(qiáng)風(fēng)化層0.8m以上。并會(huì)同工程有關(guān)各方進(jìn)行研究確定。

以上槽寬、槽深、垂直度均符合要求，且軸線偏差不超標(biāo)（孔位偏差不大于3cm），方可進(jìn)行下一道工序施工。

（五）槽段混凝土灌注

清孔換漿結(jié)束后，下設(shè)混凝土灌注導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)徑為200mm。一期槽段長度為7.5m，下設(shè)三套導(dǎo)管，兩側(cè)導(dǎo)管距槽端1～1.5m;二期槽段由于套抓接頭，槽段長度為8.2m，下設(shè)三套導(dǎo)管，兩側(cè)導(dǎo)管距孔端1.0m;同時(shí)，槽段內(nèi)導(dǎo)管間距不大于3.5m。導(dǎo)管底部距槽孔底板不大于25cm，當(dāng)槽底高差大于25cm時(shí)將導(dǎo)管置于控制范圍的最低處。

灌注前導(dǎo)管內(nèi)置入可浮起的隔離塞球，灌注時(shí)先注入水泥砂漿，隨即注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導(dǎo)管底端，避免混凝土與泥漿混合。

灌注過程中每30min測量一次混凝土面，每2h測量一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面，根據(jù)混凝土面上升情況，決定導(dǎo)管的提升長度。導(dǎo)管在混凝土內(nèi)的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保證埋深的前提下，隨著混凝土面的上升，用吊車提升導(dǎo)管，并將頂部的部分導(dǎo)管拆除。

槽孔內(nèi)混凝土面上升至槽口時(shí)，采用泥漿泵抽出濃漿，并提升導(dǎo)管，減小埋深，增加混凝土的沖擊力，直至混凝土頂面超出設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高0.5m，即可停止?jié)仓纬鰧?dǎo)管。

（七）接頭施工工藝

防滲墻的接頭必須要滿足保持一定的整體性和抗?jié)B性的基本要求。通常較深的防滲墻墻體進(jìn)行接頭管施工過程中，經(jīng)常會(huì)造成一定的卡關(guān)現(xiàn)象或接頭管拔出困難等。因此，為了避免受到上述影響，在工程實(shí)踐中應(yīng)盡量采用沖鑿接頭法，因其具有整體性、抗?jié)B性好、施工簡易和造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)。

具體施工方法：為了確保一、二序槽的套接厚度能夠滿足規(guī)范要求，可以嚴(yán)格控制施工過程中端孔及接頭孔的垂直度，在實(shí)踐工程中每鉆進(jìn)過程2m就必須檢測孔斜率一次，要確保接頭孔位置與端孔能夠重合，要確保接頭的任一深度套接墻厚均不少于40cm。為了確保接頭處砼連接密實(shí)，進(jìn)行二序槽澆砼前，應(yīng)用鋼絲刷接頭錘將接頭洗刷干凈，確保無夾泥。

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