臨澤縣紅山灣水庫工程壩基處理工程技術(shù)的應用

【摘要】臨澤縣紅山灣水庫作為甘肅省列入國家“十二五”大中型水庫規(guī)劃的11座水庫之一，自2014年12月6日正式開工建設以來，工程建設進展迅速，既可解決城區(qū)及南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)10.71萬人的飲水問題及循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園區(qū)，又可實現(xiàn)與鸚鴿嘴水庫聯(lián)合調(diào)度，有效提高水資源利用率，可促進閃佛寺山和水庫西岸丹霞山的旅游開發(fā)，經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益十分顯著。

【關(guān)鍵詞】施工工藝；質(zhì)量控制；檢測

一、本工程主要工程特點

1.本工程地質(zhì)條件復雜，從上至下分別為砂卵石覆蓋層、泥礫砂卵石膠結(jié)巖層，泥質(zhì)礫巖（基巖）。砂卵石覆蓋層中漂石含量為30%左右，直徑30-120cm，抓斗施工難度大。泥礫砂卵石膠結(jié)巖層厚度為0.5m-3.0m，強度高，任性大，施工進度緩慢，影響了施工進度；

2.河床段砂卵石覆蓋層空隙率大，無粘性顆粒成分，并且水位較高，成槽施工中及易塌孔，成槽難度大，施工中對覆蓋層進行了固結(jié)灌漿，施工成本增大；

3.夏季汛期，上游水庫放水頻次增加，對施工進度有較大影響。

二、主要工程建設內(nèi)容

1.壩基混凝土防滲墻設計要求

臨澤紅山灣工程壩基處理防滲墻施工軸線樁號為主壩0+103—1+150、副壩1+500～2+332段砂卵石覆蓋層中建造一道C20鋼筋混凝土防滲墻，墻厚0.8m，防滲墻穿過砂卵石覆蓋層，入巖深度不小于1.0m，其中防滲墻頂部澆筑不小于2.0m高的模板現(xiàn)澆鋼筋混凝土防滲墻。在庫區(qū)右岸砂卵石覆蓋層中建造一道C20混凝土防滲墻，墻厚0.6m，防滲墻穿過砂卵石覆蓋層，入巖深度不小于1.0m，其中防滲墻頂部澆筑模板現(xiàn)澆混凝土防滲墻，墻頂高程為1710.2m。

2.主要技術(shù)指標及質(zhì)量要求

2.1 混凝土防滲墻主要技術(shù)指標及質(zhì)量要求

（1）墻體厚度：軸線樁號0+103—1+150段0.8m、軸線樁號0+150—2+332段0.6m

（2）墻體深度：最大20m

（3）強度等級：R28≥20mp

（4）抗?jié)B等級：W8

（5）抗凍標號：F50

（6）混凝土級配：Ⅱ級配

3.質(zhì)量要求

（1）槽孔建造：槽壁應平整順直，不應有梅花孔、小墻等；孔位允許偏差不大于30mm；鉆抓法的孔斜率不得大于4‰，遇含孤石地層及基巖陡坡等特殊情況，應控制在6‰以內(nèi)。

（2）入巖深度：不小于1m。

（3）清孔換漿：本工程采用抓斗“撈抓法“清孔換漿，清孔換漿完成1h后需滿足孔底淤積厚度不大于100mm，槽內(nèi)泥漿密度不大于1.15g/cm3，馬氏漏斗粘度32s～50s，含砂量不大于6%。

（4）接頭刷洗：二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，應清除接頭槽壁上的泥皮，清除泥皮宜用鋼絲刷子鉆頭分段刷洗，合格條件是刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加。

（5）混凝土澆筑：導管埋入混凝土的深度不得小于1m，不宜大于6m；混凝土面上升速度不得小于2m/h；混凝土面應均勻上升，各處高差應控制在500mm以內(nèi)。

三、主要施工工藝

1.施工測量

開工前，依據(jù)紅山灣工程壩基處理工程招標文件、投標文件及施工圖，對防滲墻軸線和各控制端點進行了測量放線。測量放線采用南方NTS-321R+全站儀進行，采用AL32型進行水準測量。

測量的主要內(nèi)容防滲墻軸線的起點、終點、拐點，并依據(jù)業(yè)主提供的大壩測量控制網(wǎng)在防滲墻軸線兩側(cè)施放控制點，以便控制防滲墻的頂高程。

2.先導孔補充地質(zhì)勘探

2.1為了掌握地層巖性及防滲墻底線高程，確?；A(chǔ)施工深入地層內(nèi)的深度應達到設計要求，根據(jù)招標文件中關(guān)于地質(zhì)復勘的有關(guān)技術(shù)要求，特編制本施工方案，本方案適用于防滲墻施工前的地質(zhì)復勘。施工時段為：臨澤縣紅山灣水庫土建工程第七標段（壩基處理工程）施工時間為2015年3月16日至2015年4月10日，共完成先導孔17個，鉆孔進尺335.5m。

2.2防滲墻復勘先導孔補充地質(zhì)勘探要求查明各地層界線、分布特點及個地層情況，重點查明泥礫砂卵石膠結(jié)巖層、砂卵石層及泥質(zhì)礫巖（基巖）的界線及分布特點，為防滲墻成槽地質(zhì)鑒定及施工提供依據(jù)。

所有先導孔孔深均深入基巖面（泥質(zhì)礫巖）以下5.0m，確保確定出符合設計要求的基巖面，從而保證防滲墻的嵌巖深度。每孔終孔以后，監(jiān)理工程師、設計地質(zhì)代表、施工單位質(zhì)檢工程師組成驗收小組對其驗收。先導孔施工采用回轉(zhuǎn)鉆探的方法。采用金剛石鉆頭膨潤土泥漿鉆進，對所取芯樣及時進行描述、編錄，鉆孔孔徑不小于91mm。當鉆進過程中出現(xiàn)塌孔、縮孔等現(xiàn)象時，采用跟管鉆進施工。

3.防滲墻施工

根據(jù)生產(chǎn)性試驗成果及現(xiàn)場實際情況，混凝土防滲墻采用“純抓法”成槽，泥漿下直升導管法澆筑混凝土材料。

4.防滲墻導向槽與施工平臺

防滲墻施工采用抓斗等大型機械，對場地要求較高。防滲墻施工前需對場地坑洼不平處進行平整。導墻采用C20混凝土，形狀為矩形，導墻內(nèi)鋼筋布置@200φ16螺紋鋼筋。導墻施工。

根據(jù)地形條件，現(xiàn)場防滲墻軸線上有多處臺階，影響防滲墻連片成槽施工。為解決臺階處成槽施工難題，防滲墻施工時先施工完畢臺階上和臺階下地連墻，然后開挖臺階至與臺階下地連墻高程，完成臺階處地連墻施工。臺階處施工

5.成槽方法質(zhì)量控制

采用純抓法成槽，分二期施工，先施工一期槽后施工二期槽。

（1）槽段劃分

考慮地下水位、槽孔深度、施工歷時、導管布置和澆筑能力等，在保證槽孔穩(wěn)定的前提下，防滲墻Ⅰ期、Ⅱ期槽段長度均為7.0m。個別地段由于分部工程劃分及地形條件等原因作局部調(diào)整。臨澤縣紅山灣水庫土建工程第六標段（壩基處理工程）共劃分槽孔274幅（其中墻厚80cm槽段131幅，墻厚60cm槽段143幅），每一幅槽段為一個單元工程。

（2）槽段連接

根據(jù)生產(chǎn)性試驗成果，為保證墻體的搭接質(zhì)量，采用接頭管法進行連接。二期槽混凝土澆筑前，用特制接頭刷刷洗接頭孔端面，確保墻段連接質(zhì)量。

臨澤縣紅山灣水庫壩基處理工程共起拔接頭管274個，成功率100%，并經(jīng)開挖和接頭孔鉆孔檢查，一二期槽孔之間搭接良好，施工縫無夾泥現(xiàn)象，兩期混凝土之間膠結(jié)緊密。

（3）槽孔深度

根據(jù)抓斗抓取出的巖樣，參照設計墻底線及先導孔資料確定槽孔深度，以確保槽孔進入基巖不小于1.0m?；鶐r鑒定及槽孔終孔深度的確定，由施工單位地質(zhì)工程師會同監(jiān)理工程師共同確定。

（4）成槽方法

本工程采用液壓抓斗“純抓法”成槽，即抓斗直接抓取地層成槽。施工中發(fā)現(xiàn)，地層含有較多漂石及泥礫砂卵石膠結(jié)巖層，抓斗純抓法難以施工。采用沖擊鉆機鉆鑿漂石，旋挖鉆機施工泥礫砂卵石膠結(jié)巖等方法配合液壓抓斗施工。

（5）孔斜控制：抓斗采用自帶糾偏系統(tǒng)控制孔斜，發(fā)現(xiàn)孔斜超標，立即停止施工進行修孔，直到滿足設計要求為止?，F(xiàn)場值班工程師隨時對槽孔成孔質(zhì)量進行抽查。

四、墻體材料與澆筑質(zhì)量控制

1.混凝土原材料

水泥：水泥由建設單位統(tǒng)供，采用甘肅張掖巨龍建材有限公司提供的祁連山牌P.O42.5水泥。

粗骨料：粗骨料由建設單位指定的采料區(qū)采取，其最大粒徑不大于40mm，含泥量不大于1.0%，泥塊含量不大于0.5%；

細骨料：細骨料由建設單位指定的采料區(qū)采取，需選用細度模數(shù)2.4～3.0范圍的中粗砂，含泥量不大于3%，粘粒含量不大于1%；

水：采用梨園河水，質(zhì)量應符合拌制混凝土用水標準；

外加劑：采用HB-1聚羧酸系高性能減水劑。

2.混凝土澆筑

①采用泥漿下直升導管法澆筑。導管開澆順序為自低處至高處，逐管開澆。導管距孔底15～25cm，采用壓球滿管法開澆。開澆前，準備好足量的混凝土，以使導管底口的橡膠球被擠出后，導管底端能埋入混凝土內(nèi)。

②澆筑導管距槽孔端頭1.0≤d≤1.5m，導管間距不宜大于4.0m。當槽底高差大于50cm時，導管宜布置在其控制范圍的最低處。

③澆筑時嚴格控制槽內(nèi)混凝土面高差和導管埋深，以防混漿和夾泥。各導管保持均勻進料，以保證槽孔內(nèi)混凝土面高差不大于0.5m，導管埋深宜為1～6m。

④開澆時檢查導管內(nèi)是否滲進泥漿。澆筑過程中每間隔30min測一次槽內(nèi)混凝土面，測點設置在兩導管間及槽孔兩端頭。在開澆和終澆階段縮短測量混凝土上升面的間隔時間。

⑤槽內(nèi)混凝土面平均上升速度不小于2m/h。

五、墻體質(zhì)量檢測

地下連續(xù)墻成墻28d后對混凝土接頭和整體成墻進行檢查，檢查方法有鉆孔取芯、壓水試驗、注水試驗、無損檢測。

（1）沿墻體軸線布置檢查孔，檢查孔分騎縫孔和墻體孔。對較深部的墻體取芯，采用下設預埋檢查孔管的方法對下部墻體鉆孔取芯，避免了鉆孔時對上部墻體的破壞。

（2）對鉆孔去除的混凝土芯樣編錄裝箱，并取一定量的混凝土芯樣制作試件，檢查墻體實際的抗壓強度、抗?jié)B性能、彈性模量。

（3）在鉆孔取芯作業(yè)過程中，鉆進一定深度后封閉孔口進行孔內(nèi)壓水試驗，記錄儀記錄滲流量，檢測孔內(nèi)滲流情況。

（4）在接頭兩側(cè)的預埋管中同時下設無損檢測探頭，記錄儀記錄成墻質(zhì)量和接頭搭接質(zhì)量。

（5）封孔是先用風、水輪換沖洗檢查孔，驗收合格后用水泥漿按機械壓漿封孔法進行封孔。

結(jié)語：

從本工程情況看，選用大型抓斗取深槽，技術(shù)施工速度快，地下防滲墻體連續(xù)穩(wěn)定，施工質(zhì)量可靠。本工程實踐證明采用“抓斗純抓成槽，分三抓進行”的施工技術(shù)的應用以及采用機械抓斗抓取覆蓋層是成功的，可供類似土層性質(zhì)和工期緊的大壩地基處理防滲工程中應用。