水庫(kù)壩體防滲墻施工技術(shù)研究

賈利

摘要：防滲墻是利用各種挖槽機(jī)械，借助于泥漿的護(hù)壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆筑適當(dāng)?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B功能的地下連續(xù)墻體。其工藝方法有多種多樣，抓斗防滲墻就是其中一種，某水庫(kù)采取此技術(shù)取得良好效果，本文重點(diǎn)對(duì)其技術(shù)進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；防滲墻；抓斗；施工技術(shù)

一、工程概況

某水庫(kù)總庫(kù)容204.7萬(wàn)m3，壩高為14.96m，壩頂高程為69.0m。水庫(kù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遭，校核標(biāo)準(zhǔn)為100年一遭，設(shè)計(jì)洪水位為66.65m，校核洪水位為67.51m。該水庫(kù)是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的?、判退畮?kù)。水庫(kù)樞紐工程由攔河壩、溢洪道、輸水隧洞及電站等組成。溢洪道位于右壩頭，進(jìn)口底高程為61.6m，溢洪道坐落在強(qiáng)透水的砂礫石上，因溢洪道基礎(chǔ)無(wú)防滲設(shè)施，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行，滲漏水嚴(yán)重，影響水庫(kù)的安全運(yùn)行和效益的正常發(fā)揮，需進(jìn)行溢洪道基礎(chǔ)的防滲處理。

二、施工方案的確定

對(duì)溢洪道基礎(chǔ)防滲加固處理方案有水平防滲和垂直防滲兩個(gè)大方案可進(jìn)行比選，經(jīng)分析論證，最后選用了垂直防滲這個(gè)大方案，根據(jù)這個(gè)大方案，又對(duì)高壓噴射灌漿、帷幕灌漿和混凝土防滲墻等子方案作了進(jìn)一步技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，認(rèn)為混凝土防滲墻與高壓噴射灌漿和帷幕灌漿相比，混凝土防滲墻較為可靠，且混凝土防滲墻經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，施工技術(shù)較為成熟，質(zhì)量較易保證。由于該工程的運(yùn)行水頭屬于低水頭，經(jīng)分析計(jì)算比較，確定采用厚度為30cm的薄型混凝土防滲墻?；炷猎O(shè)計(jì)指標(biāo)為：抗壓強(qiáng)度R28≥5.0MPa，抗拉強(qiáng)度R28≥0.5MPa，彈性模量Ec≤12500MPa，抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W4。墻體嵌入基巖的深度主要根據(jù)地質(zhì)條件、滲透穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)要求確定。該工程設(shè)計(jì)墻體深入弱風(fēng)化基巖深度為1.0m。

三、防滲墻施工技術(shù)

（一）槽段劃分

槽段的長(zhǎng)度宜盡量加長(zhǎng)，以減少槽段之間接頭數(shù)目，提高墻體的整體性。但是受壩基地質(zhì)條件限制及成槽深度等因素影響，槽段又不宜過(guò)長(zhǎng)。根據(jù)本工程壩體及壩基地質(zhì)條件和防滲墻深度情況，本工程分兩序槽施工，Ⅰ序槽長(zhǎng)9米，Ⅱ序槽長(zhǎng)9米，Ⅰ、Ⅱ期槽間隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，再施工Ⅱ期槽孔，用油漆在導(dǎo)墻頂部?jī)蓚?cè)標(biāo)記出槽段號(hào)及每一槽孔編號(hào)。

（二）設(shè)備機(jī)具選型

根據(jù)本工程特點(diǎn)，防滲墻厚30cm，最大深度約33m左右，壩體地層自上而下為人工填土、粘土層。為保證成槽質(zhì)量及墻體垂直度，防滲墻造槽采用液壓抓斗機(jī)直接進(jìn)行施工。根據(jù)以上施工方法確定防滲墻施工主要機(jī)具為：

1、寶峨GB-26型液壓抓斗，基本性能參數(shù)如下：斗體厚300mm，開(kāi)斗寬度2800mm，開(kāi)斗高度7000mm，斗容1.0m3，斗重10.2t。

2、YJB-1200液壓拔管機(jī)，基本性能參數(shù)如下：液壓系統(tǒng)工作壓力25Mpa；最大工作壓力30Mpa；正常起拔力3600kN；垂直提升速度不小于580mm/min；油缸行程750mm，拔管直徑300～1200mm。

3、砼拌制采用兩套JS500強(qiáng)制拌合機(jī)拌制，混凝土運(yùn)輸采用HB-60輸送泵。輔助設(shè)備配25t汽車(chē)吊1輛，CZ-30裝載機(jī)1輛以及電子配料機(jī)、砼澆筑平臺(tái)等。

（三）成孔

1、造孔方法

采用“鉆劈法”施工時(shí)，使用沖擊式鉆機(jī)鉆主孔和劈副孔，十字鉆頭打小墻，用正循環(huán)護(hù)壁、撈渣筒或反循環(huán)砂石泵抽渣清槽；采用“兩鉆一抓法”施工時(shí)，使用沖擊式鉆機(jī)鉆主孔，采用液壓抓斗抓副孔配合成槽。

2、槽孔深度

每個(gè)主孔快接近底線時(shí)應(yīng)采集取巖樣由地質(zhì)監(jiān)理人進(jìn)行鑒定，確定是否達(dá)到要求的入巖深度。槽孔的入巖深度為進(jìn)入基巖1m。

3、泥漿漏失處理

成槽施工過(guò)程中，孔內(nèi)泥漿漿面保持在導(dǎo)墻面以下30～50cm左右，發(fā)現(xiàn)泥漿漏失應(yīng)立即采取堵漏措施并補(bǔ)漿，如補(bǔ)漿不能滿足造孔施工，可用一般粘土重新回填槽孔，直到槽孔內(nèi)的漿液基本不再下降為止，而后重新造孔。

4、終孔驗(yàn)收

主副孔造孔全部完成，經(jīng)自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行孔位、孔斜、孔形和孔深驗(yàn)收。如有不合格的進(jìn)行返工處理。終孔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：孔位中心偏差不大于3cm；槽孔孔壁應(yīng)平整垂直，不得有小墻，孔斜率一般不得大于0.4%，特殊情況下不大于0.6%；入巖深度滿足設(shè)計(jì)要求；接頭孔孔位中心任一寬度的偏差值不大于規(guī)定墻厚的1/3。

（四）接頭施工

液壓抓斗成槽混凝土防滲墻接頭應(yīng)保持一定的整體性、抗?jié)B性。由于本工程防滲墻墻體深度較深（最深30多米），為確保防滲墻的質(zhì)量，本工程采用沖鑿接頭法的圓弧接頭施工工藝，具體施工方法為：

在Ⅰ序槽澆混凝土后端孔位置采用沖擊鉆鉆鑿混凝土至Ⅱ序槽槽底高程。Ⅱ序槽段接頭孔須在I序槽混凝土初凝后，方可進(jìn)行施工。為確保Ⅰ、Ⅱ序槽的套接厚度能滿足設(shè)計(jì)要求，端孔及接頭孔施工必須嚴(yán)格控制其垂直度，鉆進(jìn)過(guò)程每進(jìn)尺2m必須檢測(cè)孔斜率一次，且接頭孔對(duì)位必須與端孔重合，以確保接頭任一深度套接墻厚不少于40cm。Ⅱ序槽澆混凝土前用鋼絲刷接頭錘將接頭洗刷干凈，確保接頭處混凝土連接密實(shí)，無(wú)夾泥。

（五）清槽

在成槽過(guò)程中，為了把沉積在槽底的沉渣清出，需要對(duì)槽底進(jìn)行清渣以提高地下防滲墻的承載力和抗?jié)B能力，提高成槽質(zhì)量。在清孔過(guò)程中，不斷向槽內(nèi)泵送優(yōu)質(zhì)泥漿，以保持液面穩(wěn)定，防止塌孔。由于本工程的槽孔較深，清槽采用氣舉排渣的清槽方法。

清槽時(shí)要做到內(nèi)泥漿必須高于地下水位1.0m以上，并且不低于導(dǎo)墻頂面0.3m；清槽應(yīng)不斷置換泥漿。清槽后，槽底以上0.2～1.0m處的泥漿比重應(yīng)達(dá)到相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。施工時(shí)設(shè)專(zhuān)人進(jìn)行檢測(cè)控制，檢測(cè)儀器采用比重計(jì)、含砂率筒及粘度計(jì)；清槽后及灌注混凝土前，會(huì)同監(jiān)理及有關(guān)單位檢查槽底沉渣厚度。

（六）槽孔澆筑

采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑，澆筑必須連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，否則會(huì)導(dǎo)致斷墻及夾泥現(xiàn)名勝的發(fā)生，甚至于整個(gè)槽孔的報(bào)廢。

1、導(dǎo)管及接頭管的下設(shè)

在一期槽孔澆筑時(shí)，為保證一期槽孔與二期槽孔的搭接厚度，在一期槽孔兩邊要下設(shè)接頭管，下設(shè)過(guò)程中根據(jù)孔深合理配制接頭管，確保接頭管下至孔底。澆筑導(dǎo)管要嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的位置下設(shè)，在確保澆筑質(zhì)量?？卓趹?yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，合理配制長(zhǎng)短節(jié)，保證一期槽孔澆筑導(dǎo)管距離接頭管中心為1.0～1.5m，二期槽孔澆筑導(dǎo)管中心距離一期槽端0.5～1.0m，兩導(dǎo)管間距≤3.5m。導(dǎo)管底部距槽孔底端≤25cm，孔底高差>25mm導(dǎo)管應(yīng)下設(shè)在該導(dǎo)管控制范圍的最低處。

2、開(kāi)澆階段

本階段采用滿管法，即導(dǎo)管內(nèi)先放入隔離球，然后通過(guò)溜槽將砼流入導(dǎo)管內(nèi)，砼壓著隔離球下沉至孔底，使砼與泥漿隔開(kāi)來(lái)，待導(dǎo)管內(nèi)充滿砼以后，上提導(dǎo)管20～25cm，使隔離球脫離導(dǎo)管底部，導(dǎo)管內(nèi)砼流入槽孔埋住導(dǎo)管底口。此階段要求保證砼的供應(yīng)強(qiáng)度，以防止埋不住導(dǎo)管口，形成導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)漿、混漿現(xiàn)象。

3、正常澆筑階段

本階段必須保證砼連續(xù)供應(yīng)，同時(shí)保證砼和易性，防止堵管事故的發(fā)生，同時(shí)還應(yīng)保證砼供應(yīng)強(qiáng)度，確保砼面上升速度>2m/h?？卓谌藛T應(yīng)控制砼面高差，按規(guī)范要求量測(cè)砼面，確保砼面均勻上升，高差≤50cm，要求孔口人員要根據(jù)澆筑的砼方量及砼面上升速度來(lái)判斷孔內(nèi)情況。

4、終澆階段

本階段應(yīng)勤測(cè)砼面，以指導(dǎo)砼料的澆筑。由于導(dǎo)管內(nèi)外壓差減小，而孔內(nèi)泥漿比重、含砂量增大，砼不能正常擴(kuò)散，這時(shí)需要給料，要求砼供應(yīng)強(qiáng)度略微降低，時(shí)同確保砼的和易性、擴(kuò)散度、塌落度滿足設(shè)計(jì)要求，必要情況下，用水管沖刷槽內(nèi)泥漿，以降低槽內(nèi)泥解剖學(xué)比重，減小管內(nèi)壓力。

（七）墻體質(zhì)量檢測(cè)

1、開(kāi)挖檢查

隨機(jī)抽樣結(jié)合重點(diǎn)抽樣開(kāi)挖防滲墻一側(cè)至檢測(cè)位置進(jìn)行直觀檢查，同時(shí)可進(jìn)行混凝土強(qiáng)度、接縫滲透試驗(yàn)。

2、取芯檢查

在防滲墻頂部鉆取混凝土芯樣，并進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。

3、圍井檢查

在已完成的防滲墻邊上做圍井試驗(yàn)，測(cè)定混凝土墻體與接縫滲透性。

4、注水檢查

根據(jù)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師的要求，沿墻體軸線鉆檢查孔進(jìn)行注水試驗(yàn)檢查防滲墻的抗?jié)B性能。

結(jié)束語(yǔ)

本水庫(kù)除險(xiǎn)加固塑性混凝土防滲墻施工在2013年全部結(jié)束，根據(jù)在防滲墻連接處進(jìn)行取芯檢驗(yàn)和注水抽樣檢查，均能達(dá)到設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。同時(shí)，設(shè)計(jì)單位對(duì)該水庫(kù)的蓄水安全鑒定，全面分析了壩體浸潤(rùn)線變化和壩后地下水滲出距離和大小的情況，該塑性混凝土防滲墻能夠較好地起到防滲效果。

參考文獻(xiàn)：

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