壩基混凝土防滲墻工程的施工技術(shù)研究

石瑋薇

【摘 要】混凝土防滲墻是水利工程中常用的防滲結(jié)構(gòu)形式，尤其在水庫(kù)壩基防滲中的應(yīng)用較為廣泛。本文以水庫(kù)工程為例，結(jié)合工程地質(zhì)條件，介紹了水庫(kù)壩基混凝土防滲墻的施工技術(shù)，并針對(duì)施工中的難點(diǎn)提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，以確保了混凝土防滲墻的施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】水庫(kù)；混凝土防滲墻；施工技術(shù)；造孔；質(zhì)量控制

Study on Construction Technology of Dam Foundation Concrete Cut - off Wall

Shi Wei-wei

（Xinjiang Changyuan water supply quasi - East Water Supply Co，ltd Urumqi Xinjiang 830000）

【Abstract】Concrete impervious wall is commonly used in water conservancy engineering impermeable structure， especially in the reservoir dam foundation seepage in the application of a more extensive. In this paper， taking the reservoir engineering as an example， combined with the engineering geological conditions， the paper introduces the construction technology of the concrete dam cutoff wall of the dam foundation， and puts forward the corresponding quality control measures according to the difficulties in the construction to ensure the construction quality of the concrete cutoff wall.

【Key words】Reservoir；Concrete cutoff wall；Construction technology；Hole making；Quality control

水庫(kù)大壩是一項(xiàng)關(guān)系國(guó)計(jì)民生的建設(shè)工程，在促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。但由于種種原因，水庫(kù)大壩的防滲漏問(wèn)題一直是難以根治的技術(shù)難題。而近年來(lái)，混凝土防滲墻在水庫(kù)工程壩基防滲中得到了廣泛應(yīng)用?；炷练罎B墻是在地面上進(jìn)行造孔施工，在地基中以泥漿固壁開(kāi)鑿成槽形孔或聯(lián)鎖樁柱孔，回填防滲材料筑成具有防滲性能的地下連續(xù)墻。為了更好的應(yīng)用該技術(shù)，下面，就結(jié)合水庫(kù)工程實(shí)例，就混凝土防滲墻施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1. 工程概況

某水庫(kù)工程是一座以防洪為主，兼顧發(fā)電、水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的水電樞紐工程。擋水壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高22.1m，壩頂長(zhǎng)62m，寬2.8m，壩基采用混凝土防滲墻防滲，最大墻深12m，墻厚0.5m。左右壩坡趾板、連接板下基巖進(jìn)行固結(jié)灌漿；防滲墻下、左右岸坡趾板下基巖和水庫(kù)兩岸向上游延伸段基巖進(jìn)行帷幕灌漿。

2. 工程地質(zhì)情況

庫(kù)區(qū)兩岸基本為巖質(zhì)岸坡，基巖裸露，巖性為常州溝組石英砂巖，巖性堅(jiān)硬。左岸岸坡較緩，巖層傾向河谷，為順向岸坡，受卸荷、風(fēng)化影響，岸坡處巖體中的節(jié)理裂隙較發(fā)育。右岸巖層傾向上游偏岸坡內(nèi)部，為逆向岸坡，巖體整體性較好。

防滲墻軸線位置河床覆蓋層為混合土卵石，混合土卵石層內(nèi)局部存在孤漂石；河床比現(xiàn)有圍堰低3m，且圍堰內(nèi)水位過(guò)高，在混合土卵石層中造孔難度大，易塌孔，泥漿流失嚴(yán)重，并且防滲墻入巖深達(dá)5m，沖擊鉆鉆鑿基巖困難。

3. 施工總體布置

3.1 供水系統(tǒng)。

施工供水主要取自圍堰基坑內(nèi)集水坑滲透水，采用2臺(tái)IS100-65-250型離心式清水泵（Q=100m3/h，H=80m，N=37kW）在集水坑中提水，用DN100鋼管向場(chǎng)內(nèi)的各施工工作面供水。供水系統(tǒng)共需鋪設(shè)DN100鋼管約1500m。

3.2 供電系統(tǒng)。

本標(biāo)段主要用電負(fù)荷有：防滲墻、灌漿施工、以及混凝土拌和系統(tǒng)、膨潤(rùn)土制漿站、水泥漿制漿站、供水、施工輔助工廠、照明等，用電負(fù)荷約為1000kVA。

3.3 泥漿系統(tǒng)。

在防滲墻軸線上游側(cè)40m外、樁號(hào)壩0+170位置的河漫灘處，建立一套泥漿拌和系統(tǒng)，建造制漿站規(guī)模為建造280m3的膨化池1個(gè)，280m3的供漿池1個(gè)。安裝2臺(tái)S1500高速攪拌機(jī)和3臺(tái)3PNL型泥漿泵。泥漿站至施工現(xiàn)場(chǎng)的供、回漿管路為Φ100mm鋼管。

3.4 混凝土拌和系統(tǒng)。

為方便供水、供電的統(tǒng)一規(guī)劃，本工程混凝土拌和系統(tǒng)建設(shè)在泥漿系統(tǒng)附近，并就近設(shè)砂、石儲(chǔ)料場(chǎng)，料場(chǎng)保證2個(gè)槽孔儲(chǔ)量。拌和站設(shè)2臺(tái)JS-500型強(qiáng)制式拌和機(jī)，骨料由配料機(jī)按自動(dòng)配料程序完成，水泥通過(guò)袋裝計(jì)量，水用量由時(shí)間繼電器控制。混凝土運(yùn)輸采用混凝土泵，根據(jù)施工強(qiáng)度，投入1臺(tái)HBT-60A泵。

3.5 施工平臺(tái)及導(dǎo)墻。

施工平臺(tái)及導(dǎo)墻采用鋼筋混凝土形式，沿防滲墻軸線修筑，鉆機(jī)平臺(tái)位于防滲墻軸線下游，軸線上游為抓斗施工作業(yè)平臺(tái)。

3.6 水泥漿系統(tǒng)布置。

水泥制漿站布置在帷幕灌漿作業(yè)區(qū)內(nèi)。在大壩左岸趾板附近建設(shè)一集中制漿站，供給固結(jié)、帷幕灌漿所需漿液，距離較遠(yuǎn)的地方設(shè)置水泥漿中轉(zhuǎn)站，采用輸漿管把濃漿輸送到各個(gè)作業(yè)面，保證遠(yuǎn)距離輸漿需要。

4. 混凝土防滲墻施工

4.1 槽段劃分。

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，考慮地下水位、槽孔深度、施工歷時(shí)、導(dǎo)管布置和澆筑能力等，在保證槽孔穩(wěn)定的前提下，初步擬定防滲墻Ⅰ期、Ⅱ期槽段長(zhǎng)度均為7.0m。施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況，壩體兩岸部位防滲墻深度較淺，可適當(dāng)加長(zhǎng)槽孔施工長(zhǎng)度；壩體中間部位防滲墻施工時(shí)，若有漏漿塌孔現(xiàn)象，可縮短槽孔施工長(zhǎng)度。

4.2 防滲墻造孔。

造孔是防滲墻施工中的主要工序，受地層等自然條件影響最大，是影響工期、工程成本，甚至決定工程成敗的重要因素。施工中采用如下控制措施：

（1）采用“三鉆兩抓”或“兩鉆三抓”造孔。

（2）開(kāi)孔前，首先調(diào)整好抓斗和鉆機(jī)位置，保證孔位偏差小于等于±3cm。

（3）造孔過(guò)程中，隨時(shí)檢驗(yàn)孔斜率，以保證孔斜率控制在4‰以內(nèi)。

（4）測(cè)斜采用相似三角形法。量出帶鉆頭的測(cè)繩距孔口中心的偏差，即可求出孔斜率，每2m填一次測(cè)斜記錄。

（5）造孔過(guò)程中孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持在導(dǎo)墻頂面以下30～50cm。

（6）漏失地層，應(yīng)采取預(yù)防措施。發(fā)現(xiàn)泥漿漏失，應(yīng)立即堵漏和補(bǔ)漿。

（7）槽孔孔壁應(yīng)平整垂直，不應(yīng)有梅花孔、小墻等。

4.3 清孔換漿。

（1）槽孔驗(yàn)收合格后，進(jìn)行清孔換漿，并及時(shí)向槽內(nèi)補(bǔ)充新鮮漿液。新鮮漿液與槽底漿液的置換量為該槽孔方量的1/3。

（2）使用膨潤(rùn)土泥漿清孔合格的標(biāo)準(zhǔn)為：槽孔清孔換漿結(jié)束后1h，槽孔淤積厚度小于等于10cm，槽內(nèi)泥漿密度小于等于1.15g/cm3，馬氏漏斗粘度：32～50s，含砂量小于等于6%。

4.4 預(yù)埋帷幕灌漿管。

為后期灌漿需要，防滲墻內(nèi)預(yù)埋φ110mm鋼管，管距2.0m，利用鋼筋保持架定位。預(yù)埋灌漿管孔距2.0m，位于防滲墻中心軸線上，平面上的允許偏差不大于±5cm。預(yù)埋灌漿管在槽口固定在導(dǎo)墻上，灌漿管間采用絲扣連接或焊接，底口纏過(guò)濾網(wǎng)，防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)。預(yù)埋管施工完畢后，管口采用圓形木塞封閉，防止異物落入管內(nèi)增加帷幕鉆孔的難度。

4.5 鋼筋籠的吊裝與下設(shè)。

（1）按照設(shè)計(jì)要求，本合同段防滲墻鋼筋籠在每個(gè)槽段設(shè)計(jì)墻頂高程以下5m高度內(nèi)布設(shè)。

（2）鋼筋籠在下部的預(yù)埋灌漿管下設(shè)完成后下設(shè)。

（3）鋼筋籠采用25t吊車吊裝和下設(shè)。

（4）鋼筋籠入槽時(shí)，若遇阻礙，應(yīng)進(jìn)行槽孔處理，不得強(qiáng)行下沉，并應(yīng)采取措施防止混凝土澆筑時(shí)鋼筋籠上浮。

5. 施工難點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

5.1 漏漿和塌孔及孔口工程防護(hù)。

本工程覆蓋層主要為混合土卵石，不利于成槽過(guò)程中的孔壁穩(wěn)定。成槽過(guò)程中，首先應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁，在大漏失量地層成槽時(shí)，適當(dāng)加大泥漿比重，并向槽內(nèi)加入黏土，然后利用鉆頭或重鑿沖擊擠密地層，每擠密一層后，再正常鉆進(jìn)或抓取進(jìn)尺。如此循環(huán)，直至穿過(guò)漏失地層。這樣施工既可以保證槽孔安全，又有利于提高成槽工效。

5.2 孤石、漂石處理。

采用抓斗施工，漂石、孤石嚴(yán)重制約抓斗工效，遇該地層，應(yīng)采取適當(dāng)處理措施：

（1）用抓斗掛重錘（或沖擊鉆沖擊）破碎；

（2）孤石、漂石表面聚能爆破；

（3）采用地質(zhì)鉆機(jī)在孤、漂石中鉆孔，孔內(nèi)預(yù)爆。

這幾種辦法應(yīng)該下一種比上一種更為有效，當(dāng)采取孔內(nèi)爆破措施時(shí)，首先應(yīng)征得監(jiān)理人同意，并就孔深及孤、漂石大小的判斷，考慮裝藥量和爆破方案。

5.3 孔斜控制。

（1）沖擊鉆鉆進(jìn)，應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行孔斜測(cè)量，發(fā)現(xiàn)孔斜后，首先采取輕打勤放措施，用鉆頭自重修正偏斜孔壁；或在偏斜部位預(yù)填石塊，輕打糾偏。

（2）抓斗施工，斗體安設(shè)導(dǎo)向板，斗體采用導(dǎo)向桿控制；施工過(guò)程中，隨時(shí)觀測(cè)孔斜儀表盤，通過(guò)斗體控制自動(dòng)糾偏。

5.4 堵埋管。

（1）嚴(yán)格控制新拌混凝土質(zhì)量，防止配料錯(cuò)誤、流動(dòng)性不滿足要求、嚴(yán)重離析及含超徑大卵石的混凝土進(jìn)入導(dǎo)管。

（2）混凝土的拌制和運(yùn)輸能力應(yīng)滿足混凝土面上升速度的要求，并留有余地，避免由于澆筑速度過(guò)慢，使混凝土喪失流動(dòng)性。

（3）開(kāi)始澆筑前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，確?；炷翝仓B續(xù)進(jìn)行，避免長(zhǎng)時(shí)間中斷澆筑。

（4）導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)上下一致，采用二級(jí)配混凝土?xí)r，導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)不小于230mm。向?qū)Ч軆?nèi)澆入混凝土?xí)r速度不能太快，以防止壓入過(guò)多空氣造成堵管。

（5）發(fā)生埋管時(shí)，暫停澆注或降低澆注速度，避免繼續(xù)增加導(dǎo)管埋深；同時(shí)改換吊車或以千斤頂配合等措施增加起拔力；必要時(shí)可在導(dǎo)管口上墊厚木板，用鉆頭往下輕擊導(dǎo)管，從反方向活動(dòng)導(dǎo)管。

6. 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，混凝土防滲墻的施工是一項(xiàng)技術(shù)要求很高的技術(shù)，施工過(guò)程中可變因素較多，施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量。為此，在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程設(shè)計(jì)規(guī)范施工，合理地布置導(dǎo)墻，選取合適的造孔機(jī)械，不斷改進(jìn)造孔工藝。

參考文獻(xiàn)

[1] 連華.防滲墻混凝土施工工藝及質(zhì)量控制[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011年17期.

[2] 黃友富.水庫(kù)壩基混凝土防滲墻施工質(zhì)量控制[J].建設(shè)監(jiān)理，2010年01期.