溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻施工的質量控制

向 飛

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻施工的質量控制

向 飛

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水電站上游圍堰防滲墻工程施工工期緊迫、工程量大、任務重，防滲墻內大孤石含量多、直徑大、架空現象嚴重，施工難度大。通過事前對困難的仔細分析和充分估計，采取了鉆孔預爆、預灌濃漿、加膨潤土拌和系統改造等系列技術措施，同時在事中精細施工、嚴格控制，事后及時總結，在參建各方的共同努力下保質、保量、按期完成了上游圍堰防滲墻工程施工。

圍堰;防滲墻;質量控制;質量檢查;溪洛渡水電站

1 前 言

溪洛渡水電站上游圍堰為碎石土斜心墻土石圍堰，最大堰高78.0m，堰頂寬度10.5m。迎水堰面坡度1∶2.5，背水堰面坡度1∶1.75。堰體防滲采用碎石土斜心墻;堰基覆蓋層防滲采用塑性混凝土防滲墻。防滲墻施工平臺高程384.00m，混凝土防滲墻最大深度 52.0m、厚度 1.0m，防滲軸線長度為120.23m，防滲面積為4 296.12m2。基巖防滲采用帷幕灌漿。

2 工程地質條件

上游圍堰基礎覆蓋層一般厚17～22m，局部可達25m，結構比較復雜，均一性較差，據對壩區鉆孔揭露的資料分析，由下至上大致可分為三層。

(1)第①層:含砂塊碎石層，厚度變化較大，一般厚2～7m。塊碎石成分為玄武巖，個別為砂巖，呈棱角狀。塊石粒徑一般10～30cm，碎石粒徑一般4～6cm。砂為灰色中砂。該層透水性較強，抽、注水試驗測得 K=10－1～10－2cm/s。

(2)第②層:砂卵石夾孤塊石層，粒徑極不均勻，呈層狀分布，可分多個小層，架空現象比較明顯，厚度變化大，一般厚7～12m。砂卵石成分比較雜，有玄武巖和砂巖、灰巖等;孤塊石主要為兩岸山體崩塌的玄武巖。卵石粒徑一般3～6cm，礫石粒徑一般0.2～0.5cm及1～2cm，砂為中砂，孤石粒徑一般50～100cm，個別可達300cm，塊石粒徑一般 10～30cm。在粗顆粒分布地段抽、注水試驗無法進行，估計滲透系數可達100～10－1cm/s;細顆粒分布地段的抽、注水試驗測得 K=10－2～10－3cm/s。

(3)第③層:塊碎石夾漂卵石，粒徑不均勻，混雜分布，結構松散，架空明顯，厚度變化大，一般厚1～5m。塊碎石成分全部為玄武巖，漂卵石成分比較復雜，有砂巖、石英巖、灰巖、玄武巖等。塊石粒徑一般15～30cm，碎石粒徑一般6～9cm，少量2～5cm，漂(孤)石粒徑一般30～100cm ，個別可達300cm，卵石粒徑一般3～7cm，部分1～2cm。抽水試驗測得 K=10－1～10－2cm/s，屬透水層。

由于廠房進水口和導流洞進口開挖時大量石渣滾入金沙江內，使原圍堰部位的覆蓋層分布、厚度和結構發生了明顯的變化，靠近兩側岸邊石渣厚度較大，且以大孤石為主，架空嚴重。

3 工程設計指標

上游圍堰防滲墻墻厚為1.0m，防滲墻嵌入基巖深度不小于0.5m，防滲墻混凝土澆筑至孔口，高程為384.0m;防滲墻槽孔孔斜率一般情況按小于0.4%控制，遇孤石地段按小于0.6%控制。

上游圍堰防滲墻墻體澆筑材料為塑性混凝土，塑性混凝土性能控制指標見表1。

4 組織機構和相關制度的建立

圍堰防滲墻工程開工前，溪洛渡監理部專門組織成立了大壩項目部圍堰防滲墻施工監理組，監理部實驗室、測量、安全、合同等部門配合工作。在防滲工程開工前，監理工程師及時編制了防滲墻施工監理細則，明確了質量控制目標、內容、標準、措施和方法，以保證防滲墻工程施工監理的順利進行。

表1 防滲墻混凝土性能指標

同時監理工程師督促承包人完善了質量控制組織機構、建立了質量“三檢制”等相關的質量控制制度，并按準入制度配置了相應合格的質量管理、控制人員。

在施工過程中監理工程師根據需要牽頭成立了由四方(業主、設計、施工、監理)代表參加的工作領導小組，在現場召開“日碰頭”會議及時解決、協調施工中存在的問題。

5 對施工前準備工作的控制

5.1 施工技術準備

(1)根據施工現場的條件和塑性混凝土防滲墻的技術要求，督促承包人完成施工組織設計、施工方案的編制，監理工程師及時完成審查工作，重點審查了現場混凝土的配合比試驗，黏土、膨潤土的摻和方法、施工工藝、施工設備等內容。其中確定防滲墻施工程序為:鉆進主孔→劈打副孔→清孔→下設預埋灌漿管→混凝土澆筑。墻段連接采用“接頭管法”。

(2)檢查落實了能滿足工程實際需要的造孔設備、塑性混凝土澆筑的施工設備，尤其是對塑性混凝土拌和系統中膨潤土摻加設備的改造和混凝土運輸設備作為重點檢查予以落實。

(3)根據試驗室提供的配合比和技術要求進行現場混凝土配合比的復核試驗和材料的檢測試驗，對塑性混凝土重點檢測了黏土和膨潤土的黏土含量與塑性指標。

(4)選擇在防滲墻中心線上具有典型代表性的部位進行生產性試驗，確定造孔、固壁泥漿、墻體澆筑等施工工藝和參數。

5.2 施工現場準備

監理工程師督促承包人按在投標文件中承諾的要求及時進行施工用水、用電、用氣的布置。

督促承包人做好設備組織調配工作、施工平臺的建造工作，以及導向槽、膨潤土制漿系統、廢漿處理池的設置等準備工作。

6 防滲墻施工過程的質量控制

監理工程師對防滲墻施工過程采取巡視結合旁站的監理方式，主要控制的內容如下:

(1)預灌濃漿處理。上游圍堰防滲墻施工前對已勘明存在較大滲漏通道的部位采用預灌濃漿的方法堵塞滲漏通道，防止混凝土防滲墻施工時槽內泥漿大量漏失，確保沖擊鉆機等設備的施工安全和正常作業。根據審批的施工方案，監理工程師重點從施工程序、漿液配方等方面進行控制。①預灌濃漿的施工程序為:灌漿分兩序進行，先施工一序孔，后施工二序孔，逐序加密;自下而上分段灌漿。②漿液配方為水泥∶膨潤土∶水=1∶2∶2，如果吸漿量較大，可加入適量的速凝劑，并且配合間歇灌漿、降壓、限流等措施，在嚴重漏失地帶，選用灌注砂漿或膏狀漿液。

上游圍堰防滲墻施工共進行了27個孔的預灌濃漿，灌漿深度一般為30m，灌入水泥85 268.0kg、膨潤土167 173.3 kg。

(2)大孤石鉆孔預爆。防滲墻施工前在進行預灌濃漿鉆孔時先對碰到的大孤石進行預爆破。利用SM－400全液壓鉆機進行孔內小孔徑鉆孔爆破，效果好，不危及槽孔安全，但鉆孔要占用直線工期。經過試驗，孔深超過30m對槽孔安全影響小。監理工程師同意對孔深超過30m以下碰到的大孤石，采用定向聚能爆破處理。上游圍堰防滲墻施工共進行了316次孔內爆破，耗炸藥量為1 944kg。

(3)防滲墻先導孔。為了減少圍堰填筑與防滲墻施工的干擾，上游圍堰防滲軸線上移55m(設計變更)后，地質條件發生了變化，為了準確確定基巖面，監理工程師按設計要求督促承包人在防滲墻施工時對地質情況先進行勘探，沿混凝土防滲墻軸線每隔10m左右布設一個先導孔。為減少工期，先導孔結合一期槽主孔施工進行，在每個一期槽的主孔中確定一個為先導孔，先利用沖擊鉆機鉆進到設計基巖面以上0.5m左右，然后用SM－400全液壓鉆機下設地質套管，再用XY－2型地質鉆機在套管內鉆進取芯。監理工程師組織設計、業主、施工承包人地質工程師對取出的芯樣進行分析直至滿足先導孔深度要求。對兩岸基巖面坡度較陡部位進行了先導孔加密施工，確保防滲墻每個部位都嵌入基巖。

(4)基巖鑒定。監理工程師督促承包人參考設計圖紙以及先導孔詳細資料中的入巖深度，在接近基巖面時開始進行基巖取樣，每鉆進20cm取樣一次，當巖層風化程度變化劇烈、地質條件明顯異常時，加密取樣，并要求所有巖芯樣編號裝箱保存。根據承包人填寫的基巖鑒定申請表，監理工程師組織業主、設計、施工承包人地質工程師進行基巖鑒定。對所有的防滲墻主孔及兩個相鄰主孔基巖面高差超過1.0m的副孔，均進行基巖取樣鑒定來確定防滲墻終孔深度。原則上按嵌入基巖不小于0.5m進行控制，保證了防滲墻底部嵌入基巖深度不小于0.5m的設計要求。

(5)防滲墻槽孔施工質量控制。防滲墻成槽施工采用“鉆劈法”，槽孔分為一、二期槽，其中一期槽為二主一副，二期槽為三主二副。造孔采用CZ－30型或ZZ－5型沖擊鉆機。監理工程師主要控制項目為終孔驗收和清孔驗收，即檢查驗收孔位、孔深、孔斜、槽寬、嵌巖深度、相鄰槽孔套接、孔內的泥漿性能、孔底淤積厚度等。

監理工程師嚴格要求承包人執行內部三檢驗收制度，即班組自檢、作業隊復監、質量部終檢，檢查合格后通知監理工程師檢查驗收。

槽孔的終孔驗收:①孔位驗收。分左、右孔位和前、后孔位，檢查左、右孔位時對準第一根鋼軌所標槽孔數，檢查前、后孔位時測量第一根鋼軌與懸吊鉆頭的鋼絲繩中心的距離。實測偏差范圍為0.4～2.8cm，符合規范允許偏差±3cm的要求。②用測針檢查孔深并在懸吊鉆頭的鋼絲繩上標出總長，在槽底任意位置對測針檢查的孔深進行復核。③孔斜檢查:在槽孔口放一副十字架，用懸吊鉆頭的鋼絲繩每2m(或5m)測1點，記錄鋼繩縱橫方向偏差，用相似三角形的原理計算出孔底偏差值，再計算出孔斜。每個槽孔測量5～10個測點位。據統計，孔斜值范圍0.8‰ ～4.9‰，滿足規范要求。④槽寬檢查。采用抽樣原則，下放直徑為100cm的鉆頭，如能順利放下鉆頭至孔底，表明槽寬滿足設計要求，無小墻和梅花形孔。共檢查38個孔位，槽寬均滿足設計要求且無小墻和梅花形孔。⑤嵌巖深度。槽孔嵌巖深度根據檢查實測孔深與基巖鑒定時孔深的差值測定，經檢查嵌巖深度的范圍為0.8～1.4m，滿足嵌入基巖深度不小于0.5m的設計要求。⑥一、二期槽孔套孔的兩次孔位偏差，根據套接孔前后兩次的孔位、孔斜資料計算，一、二期槽孔套孔兩次孔位偏差均小于15cm，滿足設計要求。

槽孔的清孔驗收:①接頭孔壁采用鉆頭帶鋼絲刷刷洗，至刷子鉆頭基本不帶泥屑、孔底淤積厚度不再增加為止。②孔內的泥漿性能:用泥漿取樣器采取泥漿，用比重秤測比重ρ，用漏斗粘度計測粘度，用含沙量計測含沙量。實測所有槽段1.02g/cm3≤ρ≤1.1g/cm3，粘度的范圍為 18 ～21s，含沙量范圍為0.5%～1.8%，均滿足規范要求。③孔底淤積厚度用測針、測餅聯合測量。實測共96點，測值范圍為4～8.5cm，滿足規范的要求。

(6)澆筑過程的質量控制。終孔、清孔驗收合格后4h內澆筑混凝土。混凝土澆筑前，對槽內導管之間的間距、導管距槽孔兩端的距離、帷幕灌漿管的埋設進行檢查并對原材料、塑性混凝土拌和系統、運輸設備等的準備情況再次檢查，達到澆筑條件后才允許承包商進行開盤澆筑，確保混凝土連續澆筑。在混凝土澆筑過程中，監理工程師進行旁站監理，對“三口”(拌和站出料口、自卸車卸料口、分料斗下料口)嚴格進行控制。重點檢查混凝土的坍落度、擴散度、配合比、導管的埋深、混凝土上升速度、槽內混凝土面的高差，對以上檢查項目不符合規范的立即督促承包人進行調整，保證混凝土澆筑的連續性。澆筑過程中在機口或槽孔口入口處隨機取樣，檢驗混凝土的物理力學性能指標。

混凝土試驗統計結果表明，混凝土入槽坍落度范圍為18～24cm，入槽擴散度為34～44cm，抗壓強度為5.2～10.6MPa。

7 防滲墻施工中特殊情況的處理

7.1 漏漿、塌孔處理

要求承包人在造孔前準備好堵漏材料，在造孔過程中如遇少量漏漿，要求承包人采取加大泥漿比重、投堵漏劑等處理措施;如遇大量漏漿，要求承包人單孔采用回填黏土鉆進處理，槽孔則采用投鋸末、水泥、稻草或高水速凝材料等進行堵漏處理，并改沖擊反循環鉆進為沖擊鉆擠實鉆進，確保孔壁、槽壁安全。鉆進時，督促承包人要加強對泥漿損失的測估，改變鉆進工藝，尤其是在槽孔的副孔鉆劈時，應盡量避免因漏漿而引發塌孔事故。由于上游圍堰防滲墻施工先進行了預爆和預灌濃漿處理，在進行防滲墻造孔時，漏漿、塌孔情況較少。

7.2 孔斜的處理

沖擊鉆機施工中要求承包人勤測量，及時掌握孔形情況，如發現偏斜時:①回填石料修孔。可要求承包人用10～25cm石料回填至偏斜段頂部，重新對該段造孔，進行修孔，并加大造孔過程中的測斜密度，嚴格控制孔斜。②改變鉆頭規格、形狀，擴大鉆頭直徑，擴孔改變孔斜，或在孔斜的相反方向加焊耐磨塊進行修孔。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，此時應督促承包人采用定位、定向聚能爆破炸掉探頭石后繼續鉆進。

8 防滲墻質量檢查

在滿足齡期要求后，督促承包人進行防滲墻墻體鉆孔取芯及注水試驗，監理工程師現場旁站監督。注水試驗結果統計見表2。

塑性混凝土取樣21組，抗壓強度均滿足設計要求。塑性混凝土28d強度檢測結果見表3。

表2 防滲墻注水試驗結果統計

表3 塑性混凝土28d強度檢測結果

9 質量評價

監理工程師對防滲墻施工質量嚴格按照事前、事中、事后全過程進行控制管理，督促承包人在施工過程中嚴格按照批準的施工組織設計施工(包括施工方案、施工工藝、施工程序)，過程控制中的原材料(包括業主供應材料)取樣頻率和結果均滿足合同及規范要求;防滲墻入巖深度、墻體厚度、斜度、槽底淤積、槽孔套接、混凝土澆筑工藝及成墻效果質量均滿足設計規范要求，質量等級評定為優良。

10 結束語

溪洛渡水電站上游圍堰防滲工程施工工期緊迫、工程量大、任務重，防滲墻內大孤石含量多、直徑大、架空現象嚴重，且遭遇2008年嚴寒等惡劣天氣，施工難度大。通過事前對困難的仔細分析和充分估計，采取了鉆孔預爆、預灌濃漿、加膨潤土拌和系統改造等系列技術措施，在事中精細施工、嚴格控制，事后及時總結，在參建各方的共同努力下保質、保量、按期完成了上游圍堰防滲墻工程施工。基坑抽水結果表明，上游圍堰防滲墻和墻下帷幕灌漿工程未發現漏水點，圍堰滲漏量遠低于設計要求，圍堰防滲工程效果好，為大壩基坑開挖和混凝土澆筑施工創造了良好的施工條件。

TV543.82

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1003－9805(2012)增刊－0068－04

2012－08－15

向 飛(1976－)，男，成都溫江人，工程師，主要從事工程監理工作。