龍背灣水電站上游圍堰防滲墻復(fù)合連接施工工藝

馮江江

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司 陜西 西安 710065）

1 工程概況

龍背灣水電站工程位于湖北省十堰市竹山縣堵河支流官渡河上，為第一級(jí)電站、龍頭水庫(kù),樞紐以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、旅游開(kāi)發(fā)等綜合效益。上游圍堰為全年土石不過(guò)水圍堰，采用全年20年一遇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)采用塑性混凝土墻+復(fù)合土工膜斜墻防滲，基礎(chǔ)覆蓋層采用塑性混凝土墻防滲，成墻厚度上游圍堰0.8m，上部采用土工膜斜墻防滲。

圍堰河床處砂卵石厚約17.3m，其下為微風(fēng)化砂巖夾頁(yè)巖,砂卵石的透水性強(qiáng)，0～6m深度內(nèi)滲透系數(shù)K=0.2cm/s，6m以下深度內(nèi)K=0.045cm/s。河床底部弱-微風(fēng)化基巖為弱-微透水層，兩側(cè)山坡的全-強(qiáng)風(fēng)化層屬于中等透水層（10Lu＜q＜100 Lu）。河床部位巖體比較完整，裂隙發(fā)育較少，延伸不長(zhǎng)，為石英充填。

上游圍堰塑性混凝土防滲墻設(shè)計(jì)長(zhǎng)度98m，成墻面積約1700m2，防滲墻墻厚0.80m，高度3m～20m左右。

2 塑性混凝土防滲墻損毀情況

上游圍堰塑性砼防滲墻施工于2011年3月17日～2011年6月30日采用分期導(dǎo)流、先施工右岸段，后施工左岸段的方式分兩期施工完成。由于防滲墻施工完成后經(jīng)歷了一個(gè)汛期，汛期洪水對(duì)已完成防滲墻造成局部損壞，原右岸塑性混凝土防滲墻高程391.5m以下約有40m寬，5m～6m深的墻體被洪水沖毀，需重新接高。缺口最深處的高程約385.0m左右。

由于龍背灣水電站上游圍堰填筑方量大，工序多，截流后的有效施工期短，施工強(qiáng)度高，同時(shí)受場(chǎng)內(nèi)單一的運(yùn)輸?shù)缆芳笆┕^(qū)環(huán)境影響，按期實(shí)現(xiàn)度汛面貌難度很大。因此，必須加快上游圍堰防滲墻修補(bǔ)施工進(jìn)度及施工質(zhì)量，妥善解決排水、工期及圍堰防滲的相關(guān)問(wèn)題，才能確保2012年工程安全度汛。

3 防滲墻修補(bǔ)加高方案

若按強(qiáng)排、干地澆筑混凝土墻的方案進(jìn)行修補(bǔ)及加高，則排水時(shí)段與排水設(shè)備增加無(wú)法預(yù)測(cè)，圍堰度汛的目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

若采用塑性混凝土防滲墻加高，根據(jù)之前右岸塑性混凝土防滲墻施工經(jīng)驗(yàn)，河床原狀砂卵石層以上新填筑的砂卵石施工平臺(tái)塌孔嚴(yán)重，工期和質(zhì)量都難以保證。

另外一種思路為：在現(xiàn)有防滲墻的基礎(chǔ)上，采用高噴防滲墻進(jìn)行搭接加高。旋噴防滲墻施工與圍堰填筑可平行施工，不占用直線工期。

針對(duì)上述情況，經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位和聘請(qǐng)專(zhuān)家論證后，最終采用高壓旋噴防滲墻對(duì)右岸沖毀的塑性混凝土防滲墻進(jìn)行搭接修補(bǔ)施工的方案，并對(duì)原防滲墻在391.50m進(jìn)行土工膜鋪設(shè)的高程適當(dāng)抬高，考慮到高噴墻的施工費(fèi)用，結(jié)合枯水期的抽排措施，土工膜的鋪設(shè)高程確定為394.00m，原塑性混凝土防滲墻全線采用高噴墻接高至394.00m。完成后，鑿除上部1m左右的軟弱段，澆筑混凝土帽梁進(jìn)行土工膜鋪設(shè)錨固。高噴墻施工平臺(tái)采用河床砂礫石回填。為進(jìn)一步提高砂礫石的壓縮模量，防止圍堰蓄水后在水壓作用下搭接的高噴墻因墻后砂礫石產(chǎn)生較大的變形，造成高噴墻開(kāi)裂、錯(cuò)斷而發(fā)生漏水現(xiàn)象，對(duì)防滲墻下游的砂卵石地基進(jìn)行固結(jié)灌漿。

高噴墻分2排布置在原塑性混凝土防滲墻的上下游，2排高噴墻的排距為1.2m，高噴墻的孔距為0.8m，成墻厚度不小于80cm，具體根據(jù)成樁直徑大小確定。2排高噴墻之間采用控制壓力的帷幕灌漿，不得對(duì)原塑性混凝土防滲墻造成破壞，帷幕孔布置在原防滲墻軸線上，深入原塑性混凝土防滲墻2m。

左右岸趾板與高噴墻的銜接，采用重新開(kāi)挖左右岸趾板基礎(chǔ)的方案，將高噴墻向兩岸適當(dāng)延長(zhǎng)并于左右岸新開(kāi)挖澆筑的趾板進(jìn)行連接。

4 主要施工方法

4.1 砂卵石平臺(tái)回填

將原先已完成的防滲墻出露部分清理干凈，兩岸岸坡開(kāi)挖至弱風(fēng)化基巖上。用河床砂卵石回填至EL394，高噴墻施工平臺(tái)范圍回填至EL395，以保證高噴墻施工至394高程。

回填的砂礫石須級(jí)配連續(xù)，碾壓密實(shí)。

4.2 高壓旋噴施工工藝

為確保成墻效果良好，避免單排孔遇到大塊徑砂卵石將不能有效成墻，造成墻體局部存在缺陷的現(xiàn)象發(fā)生，高壓旋噴墻采用雙排布孔，墻厚設(shè)計(jì)劃不小于70cm,梅花樁型式，間排距80cm×70cm；高噴旋噴施工采用三重管旋噴法施工。

高壓旋噴防滲墻抗?jié)B設(shè)計(jì)指標(biāo)為：滲透系數(shù)為1×10-6cm/s或q＜1lu。

4.3 砂卵石固結(jié)灌漿

為防止在上下游水壓力作用下，高壓旋噴墻向下游發(fā)生大的變形而導(dǎo)致破壞，需對(duì)高壓旋噴防滲墻下游的砂卵石進(jìn)行固結(jié)灌漿，灌漿孔距、排距為3m×3m。右岸沖毀的墻段下游8m以?xún)?nèi)范圍內(nèi)的灌漿底部高程383.00m，其他墻段下游結(jié)合回填的砂礫石底部高程，灌至天然砂礫石層中2m左右。固結(jié)灌漿的灌漿壓力、漿液比及注漿量應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)灌漿試驗(yàn)確定，要求固結(jié)灌漿后的河床砂礫石的壓縮模量不小于40MPa。

4.4 控制性帷幕灌漿施工

高噴灌漿施工結(jié)束后在雙排高噴孔中間布置一排帷幕灌漿孔，帷幕灌漿主要對(duì)高噴灌漿與原塑性混凝土防滲墻搭接段進(jìn)行補(bǔ)漏。施工平臺(tái)頂部高程為EL395m，帷幕灌漿孔口向下1m為非灌段。

采用雙排控制灌漿法，分為兩序法施工?？拙?.0m，排距0.6m（灌漿軸線上、下游0.3m各布置一排孔），梅花型布置；Ⅰ序孔壓力0.3MPa，Ⅱ序孔壓力0.4MPa～0.5MPa。最終施工參數(shù)以試驗(yàn)確定的參數(shù)為準(zhǔn)。

先下游排，后施工上游排。

施工方法按水泥灌漿規(guī)范相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，注、灌漿鉆孔深度深入基巖不小于0.5m。

4.5 土工膜與高噴墻連接施工

高噴墻施工完成后，待強(qiáng)度達(dá)到要求后進(jìn)行施工平臺(tái)2m左右厚度的開(kāi)挖，開(kāi)挖至高噴墻完全出露，人工鑿平高噴墻，鋪設(shè)土工膜，然后混凝土蓋帽。

人工鑿除高噴墻上部1m左右的軟弱段，澆筑50cm厚C20鋼筋混凝土帽梁，并預(yù)埋螺栓，采用螺栓和扁鋼錨固土工膜，螺栓錨固完成后再在帽梁頂澆筑50cm厚的C20蓋帽混凝土，完成土工膜最終錨固。

5 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)

2011年12月30 日至2012年1月1日，采用鉆孔壓水及取芯的方法，對(duì)上游圍堰塑性混凝土防滲墻進(jìn)行了實(shí)體質(zhì)量檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)墻體進(jìn)行4個(gè)（2個(gè)垂直孔，2個(gè)斜孔）槽段的壓水試驗(yàn)，透水率都在1Lu以下，滿足設(shè)計(jì)滲透要求。鉆芯抗壓強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度，彈性模量也在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。芯樣完整，表面光滑，無(wú)裂縫麻面。上游圍堰塑性混凝土防滲墻質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

高壓旋噴于2012月1月25日開(kāi)始施工至2012年3月17日結(jié)束，高壓旋噴結(jié)束14天后，采用注水試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量檢查，施工了16個(gè)單元，其中透水率最大值0.94Lu，最小值0.35Lu，平均值為0.65Lu，滿足設(shè)計(jì)要求（q≤1 Lu）。

6 結(jié)語(yǔ)

汛期損毀的塑性混凝土防滲墻經(jīng)過(guò)上述方法搭接加高，加快了上游圍堰施工進(jìn)度，工期沒(méi)有延誤，確保了2012年工程度汛目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。目前，上游圍堰已經(jīng)過(guò)兩個(gè)汛期的運(yùn)行，得到了充分檢驗(yàn)，防滲效果良好，完全滿足設(shè)計(jì)要求，取得了令人滿意的應(yīng)用效果。※