防滲墻造孔異常情況施工措施

曹 軍

（浙江華東工程咨詢有限公司，310014，杭州）

一、工程項目概況

藏木水電站是一座大型電站，總裝機容量510 MW?；由舷掠螄呔鶠橥凉げ挤罎B土石圍堰，基礎采用普通混凝土防滲墻防滲，混凝土標號為C15W 8，防滲墻厚0.8 m，防滲墻深入弱風化巖石1.0 m。上游圍堰防滲墻軸線長216 m，最大深度55 m，防滲面積8 955 m2；下游圍堰防滲墻軸線長度約277.5 m，最大深度52 m，防滲面積 10 080 m2。

二、工程地質情況

上游圍堰布置于壩軸線上游約190 m，基礎覆蓋層厚 12.2～40.0 m，一般厚20～30 m。由第①層冰水堆積的含漂砂卵（碎）礫石層和第②層漂砂卵礫石層組成，漂石含量約20%，卵石含量20%～30%，礫石含量30%～40%，砂含量約20%，無連續砂層分布，粗顆?；緲嫵晒羌?。

下游圍堰布置于壩軸線下游約370 m，其基礎覆蓋層厚21.3～44.2 m，一般厚25～30 m。由第①層冰水堆積的漂砂卵（碎）礫石層和第②層漂砂卵礫石層組成，漂石含量約20%，卵石含量20%～30%，礫石含量30%～40%，砂含量約20%～30%。

該工程防滲墻地質條件復雜，深度大，造孔難度大，工期緊。防滲墻施工控制的重點和難點就是造孔施工，因孤漂石含量高，最大孤石直徑達6 m以上，不適合用“兩鉆一抓”造孔工藝，因此采用鉆劈法進行施工。

三、防滲墻施工情況

防滲墻平臺自2010年11月12日開始全面填筑，2010年12月5日防滲墻正式開鉆，至2011年4月15日防滲墻全部完工，總工期131天。施工期間，上游圍堰防滲墻分35個槽段，下游圍堰防滲墻分44個槽段，每個槽段凈長6 m，各槽段分四主孔三副孔，采用鉆劈法進行施工，共投入CZ—80型沖擊鉆機51臺(上游26臺，下游25臺)。鉆孔過程采用黏土泥漿固壁，采用膨潤土泥漿進行清孔換漿。防滲墻施工過程中存在的主要問題如下：

1.卡鉆多發，處理難度大

防滲墻施工期間，因孤漂石多，孤漂石多次解爆，漏漿嚴重，泥漿固壁效果差。造孔期間，孔壁塊石因振動脫落，造成多起卡鉆事件發生，最多時有20個鉆頭被卡，卡鉆處理難度大，最長兩個月才處理完成，嚴重影響施工進度。

2.河床地質情況復雜，孤漂石含量較多

大部分孤石采用聚能爆破、造孔爆破處理。造孔過程中遇到的孤漂石含量達到造孔成槽面積的24%左右，鉆機在遇孤石部位鉆進緩慢，每天進尺不足1 m，并且爆破作業容易引起塌孔、塌槽。

3.槽孔漏漿

防滲墻施工前期漏漿比較嚴重，造成防滲施工平臺以下6～8 m （上游防滲墻）、3～5 m（下游防滲墻）形成滲漏通道 (主要是防滲平臺填筑料與河床接合部位)。

四、對造孔異常情況采取的措施

二期上下游圍堰防滲墻工程自2010年11月陸續開始施工，為確保二期上下游圍堰防滲墻工程在合同節點工期順利完工，針對防滲墻工程前期施工過程中遇到的卡鉆、掉鉆、漏漿、塌孔、孔斜、孤石等問題，采取了以下措施進行處理。

1.卡鉆處理措施

從現場卡鉆的實際情況來看，鉆頭都卡在實際河床以下。發生卡鉆的主要原因是河床的地質情況較招標時發生了較大變化，其河床中的鵝卵石和大孤石都要比施工前預想的多。沖擊鉆沖孔時，沖錘遇到探頭石、槽壁鵝卵石脫落、塌孔等造成卡鉆。卡鉆后主要采用以下方式進行處理。

（1）卡鉆深度在15 m以內

①采用偏鏟在卡住的鉆頭周圍進行鉆進，鉆頭周圍的鉆渣松動后再提出。

②采用擴筒沿卡鉆位置向下擴進，將卡鉆周圍的鉆渣去掉后再將鉆頭提出。

③采用另一個鉆頭在卡鉆附近的孔位鉆進，鉆到卡鉆深度后采用爆破方式使卡鉆周圍的鉆渣松動后再提出。

④采用大型反鏟（如日立470）進行被卡鉆頭的提拉，一方面提升拉拔力，另一方面可以靈活掌握提拉方向。

（2）卡鉆深度在15 m以上

①采用高壓風對卡鉆部位進行吹渣，同時進行抽渣，盡量將被卡鉆頭周邊的沉積泥漿及積渣清除，為鉆頭活動及炸藥安放提供空間，并減少泥漿對鉆頭的吸力。

②由潛水員對卡鉆位置的情況進行檢查，摸清鉆頭位置、擺放方式、卡鉆原因，并配合進行爆破裝藥、吊鉤安裝、卡塞塊清理等，實現精確定位。

③采用大功率的反鏟進行鉆頭的提取，一方面彌補沖擊鉆提拉力量不足的缺點，另一方面利用反鏟的靈活性，可以對鉆頭進行各個方向的提拉，充分活動鉆頭，提高提取成功率。

④采用爆破振動鉆頭，在被卡鉆頭的底部或者周邊縫隙填塞少量炸藥，通過爆破產生的振動使鉆頭松動或者使卡鉆的塊石脫落。

2.漏漿處理措施

上下游防滲墻施工前期，二期圍堰漏水比較嚴重，形成滲漏通道。在造孔過程中，由于漏水導致孔內泥漿濃度達不到造孔要求，而泥漿濃度降低使護壁不牢固，造成孔內掉塊,卡鉆現象時有發生。在圍堰上游側采用細料回填碾壓形成一堵水平臺。上游堵水平臺寬度為6 m，最大深度12 m，回填細料約7 000 m3；下游堵水平臺寬度為5 m，最大深度9 m，回填細料約5 000 m3。目前細料堵水平臺已經形成，滲漏通道被堵死，漏漿情況已經基本解決，為防滲墻施工創造了較好的條件。

造孔過程中，如遇少量漏漿，則采用加大泥漿比重的方法進行處理；如遇大量漏漿，單孔采用回填黏土鉆進處理，槽孔采用投鋸末、水泥、稻草等進行堵漏處理，嚴重時則在槽孔內灌注混凝土。

3.塌孔處理措施

發現有塌孔跡象，首先提起施工機具，根據塌孔程度采取回填黏土、柔性材料或低標號混凝土等進行處理。

防滲墻開工以來，上游圍堰塌孔尤為嚴重，其鉆機行走軌道及倒漿平臺均出現嚴重的坍塌現象，致使導墻空間變窄。

針對以上情況施工現場采用在槽內回填C15混凝土，填至導墻底部，然后從平臺坍塌處用C20混凝土澆筑至平臺頂部，待混凝土初凝且強度達到50%左右時再進行開孔沖擊鉆進。

4.孔斜處理措施

（1）改變鉆頭規格、形狀

沖擊鉆機施工中要勤測量，及時掌握孔形情況，如發現偏斜，可在鉆頭上加焊一圈鋼筋，擴大鉆頭直徑，擴孔改變孔斜。

（2）回填石料修孔

沖擊鉆機造孔中如果發生孔斜，可用10～25 cm石料回填至偏斜段頂部，重新進行該段造孔，并加大造孔過程中的測斜密度，嚴加控制進行修孔。

（3）定位、定向聚能爆破處理探頭石

造孔過程中遇到探頭石極易發生孔斜，可采用定位、定向聚能爆破炸掉探頭石后繼續鉆進。

5.孤石、漂石處理措施

孤石、漂石鉆進工效低，易產生孔斜，針對這一難點施工現場采用爆破進行處理。當遇到孤、漂石時可根據實際情況優先采用聚能爆破，當聚能爆破無顯著效果時采用鉆孔爆破。

五、施工建議

1.減少防滲墻施工中卡鉆的方法

①防滲墻施工過程中要勤加黏土，保證槽內漿液濃度滿足造孔要求。

②防滲墻深槽段主孔鉆進過程中，當出現卡鉆、塌孔等跡象，威脅到鉆機正常施工并阻礙施工進度時，將鉆頭提出停止施工，該槽段主孔采用C15混凝土灌注至導墻底部，待凝兩天后再繼續鉆進。

③砂卵礫石層的槽壁在細砂及較小的空隙填充顆粒被沖刷后，卵石間的摩擦力及支架作用降低，易發生掉塊及塌槽現象，從而引起卡鉆，為此要求現場鉆孔過程中提高泥漿濃度，并隨時注意補漿及槽內泥漿攪拌，保證泥漿的均勻性，從而提升泥漿固壁效果，減少細小顆粒的流失。

④對孔壁不穩定的深槽段，造孔6～8 m深后，對槽孔進行回填混凝土，待凝后重新造孔，可防止塌孔和掉塊，以減小鉆機卡鉆概率。

⑤加強操作人員技能培訓，嚴禁冒險蠻干，遇到特殊情況立即進行處理，防止人為操作因素導致卡鉆。

2.減少槽孔漏漿及孤石的方法

①防滲施工平臺填筑之前，應用長臂反鏟將防滲墻軸線上 (尤其是河床兩岸)的大孤石、漂石挖除干凈。

②防滲施工平臺填筑料應嚴格控制最大粒徑和級配，最大粒徑不得大于30 cm；水上填筑部分應分層填筑并用振動碾碾壓密實。

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