含巨漂、陡坎及倒懸體等復(fù)雜地層綜合防滲體系施工關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

周昌軍

中國水利水電第七工程局有限公司 四川成都 610041

1 工程概況

雙江口水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州馬爾康縣、金川縣境內(nèi)，是大渡河流域水電梯級開發(fā)的上游控制性水庫工程。壩址位于大渡河上源河流足木足河與綽斯甲河匯合口以下約2km處，控制流域面積約39000km2，多年平均流量524m3/s。電站的開發(fā)任務(wù)主要為發(fā)電，采用壩式開發(fā)，水庫正常蓄水位2500m，總庫容27.32億m3，調(diào)節(jié)庫容19.17億m3。電站裝機(jī)容量2000MW，多年平均發(fā)電量80.97億kW.h。

2 工程難點(diǎn)及待解決的問題

混凝土防滲墻工程施工量為14654.50m2，墻厚1.0m，墻體深入基巖1.0m。上游圍堰軸線長度為199.19m，最大孔深為68.71m；下游圍堰軸線長度為139.27m，最大孔深為75.95m。施工過程中揭示上、下游圍堰右岸及河床深切部位均存在大量巨漂孤石，已探明最大孤石直徑在10米左右；上、下游左岸部位存在倒懸體及陡坎，特別是上游左岸部位倒懸體頂部基巖厚度深達(dá)17米左右，陡坎部位落差達(dá)35～40米，坡度70～85°幾乎為垂直體。施工難度國內(nèi)罕見。如何按期完成如此復(fù)雜的地質(zhì)條件下的防滲墻工程，具有極大的挑戰(zhàn)性和風(fēng)險(xiǎn)性。

（1）地層中所含巨漂孤石與基巖均為較完整的花崗巖，巖性硬度非常高，導(dǎo)致造孔工效很低，鉆具磨損相當(dāng)嚴(yán)重，針對該問題如何選擇施工設(shè)備及鉆具，既能減小設(shè)備投入，又能加快防滲墻施工進(jìn)度。

（2）地層中特大巨漂孤石含量高，且直徑大，每個(gè)槽段均含有，最大直徑超過15米，增加了孔斜控制難度，同時(shí)也造成施工進(jìn)度相當(dāng)緩慢，針對如此復(fù)雜地層情況，采用何種施工方式既能加快施工進(jìn)度又能保證施工質(zhì)量。

（3）岸坡部位極為陡峭，存在超高陡坎及倒懸體，陡坎最高落差達(dá)35～40米，倒懸體厚度達(dá)17.5米，為較完整的花崗巖體，入巖施工極為困難，工效極低，勘巖質(zhì)量難以保證，針為如此復(fù)雜特殊地層如何提高防滲墻施工工效及質(zhì)量保證。

（4）對深切河床部位（70米）及水下回填部位，因施工周期長，碾壓不密實(shí)，漂卵石層架空嚴(yán)重，在施工過程中常出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，而且極易導(dǎo)致塌孔，針對該地層情況如何保證在施工過程中槽段的安全[1]。

3 施工設(shè)備及關(guān)鍵施工工藝改進(jìn)措施

雙江口水電站上、下游圍堰防滲墻地層中夾雜著密集的特大孤石群，已探明最大孤石直超過15米，河床左岸存在超厚倒懸體及超高陡坎，下伏基巖為花崗巖。為提高造孔功效，采用阿特拉斯鉆機(jī)結(jié)合XY-2地質(zhì)鉆進(jìn)行鉆孔預(yù)探及預(yù)爆，并對鉆頭進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)措施。

3.1 倒懸體處理方法

（1）倒懸體探測。根據(jù)前期預(yù)爆孔及地質(zhì)鉆取芯施工對地層進(jìn)行勘探，發(fā)現(xiàn)上游SF-3#槽及下游XF-6#槽存在倒懸體。其中，上游SF-3#槽倒懸體位于1～3號孔之間，頂部基巖厚度約17.5m，倒懸體底部腔體最大深度約3m；下游XF-6#槽倒懸體位于1～2號孔之間，頂部基巖厚度約10m，倒懸體底部腔體深度約1.5m。

（2）布孔。在發(fā)現(xiàn)倒懸體部位，按照孔距0.5m、排距0.3m梅花型布置三排爆破孔，中間排爆破孔布置在防滲墻軸線上。

（3）施工方法。倒懸體處理方法為：布置爆破孔→阿特拉斯鉆機(jī)鉆進(jìn)（φ140mm套管跟管鉆進(jìn)至基巖面）→阿特拉斯鉆機(jī)使用偏心鉆頭裸鉆進(jìn)入基巖，孔深控制在距離倒懸體空腔頂部0.5m→在預(yù)爆孔φ140mm套管內(nèi)下設(shè)φ90PVC管→拔出φ140mm套管→裝藥→連線→起爆。

裝藥、連線、起爆等施工方法與上述預(yù)爆孔相同。

3.2 高陡坡嵌巖施工

針對基巖面陡坡段防滲墻施工，首先使用沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)，穿過上部回填層、覆蓋層采用XY-2型地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔取芯15m，以確定基巖面的準(zhǔn)確深度。

根據(jù)確定的基巖深度位置使用沖擊鉆機(jī)配十字鉆頭采用間斷沖擊法，沖砸出臺階，下設(shè)定位管(φ108mm鋼管)，再用地質(zhì)鉆機(jī)使用φ76mm鉆頭鉆爆破孔，鉆孔深度控制標(biāo)準(zhǔn)為最高點(diǎn)入巖1m。鉆孔后根據(jù)基巖發(fā)育程度及基巖深度確定裝藥量，一般按2kg/m控制。然后下置爆破筒 ，提升定位管進(jìn)行爆破[2]。爆破后用沖擊鉆機(jī)沖擊破碎，直至終孔。

3.3 預(yù)爆孔的施工

在正式施工前，采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)，配合振動碾壓機(jī)對防滲墻施工區(qū)域進(jìn)行整平、壓實(shí)。測量放點(diǎn)包括防滲軸線及預(yù)探預(yù)爆孔放點(diǎn)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)提供的防滲墻軸線坐標(biāo)點(diǎn)將防滲軸線放出并采用石灰明確標(biāo)識，然后沿防滲墻軸線，在作業(yè)面依次用全站儀按照孔距2.0 m對預(yù)探預(yù)爆孔放樣，并作孔位標(biāo)記。

采用A66阿特拉斯全液壓履帶式鉆機(jī)配高風(fēng)壓阿特拉斯XHS485空壓機(jī)進(jìn)行鉆孔，用Φ152 mm帶擴(kuò)孔套同心鉆頭配Φ146 mm套管跟管方式鉆進(jìn)覆蓋層成孔，基巖采用Φ110 mm鉆頭裸鉆成孔。鉆孔出渣方式為高風(fēng)壓孔內(nèi)反循環(huán)出渣，鉆孔深度須滿足設(shè)計(jì)要求的嵌入深度，其鉆孔要求如下：鉆機(jī)行走到位后，調(diào)整動力頭，將鉆頭與孔位中心對正，采用水平尺校正鉆具的垂直度，垂直度滿足要求后，即可進(jìn)行鉆孔施工[3]。

4 結(jié)語

水利水電工程是一項(xiàng)利國利民的重要工程，在技術(shù)方面應(yīng)該給予足夠的重視，此項(xiàng)研究在特大巨漂孤石、倒懸體及陡坎地層中防滲墻施工工藝，加快施工進(jìn)度，成槽功效提高，縮短施工工期，減小人員設(shè)備投入率，節(jié)約成本?？梢詾榻窈箢愃齐p江口水電站孤石巨漂地層、倒懸體、陡坎及深切河床復(fù)雜地質(zhì)條件工程施工，提供重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義，可獲得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。