水庫工程壩基混凝土防滲墻施工技術

【摘 要】 混凝土防滲墻是水利工程中常用的防滲結構形式，尤其在水庫壩基防滲中的應用較為廣泛。本文以水庫工程為例，結合工程地質條件，介紹了水庫壩基混凝土防滲墻的施工技術，并針對施工中的難點提出相應的質量控制措施，以確保了混凝土防滲墻的施工質量。

【關鍵詞】 水庫；混凝土防滲墻；施工技術；造孔；質量控制

水庫大壩是一項關系國計民生的建設工程，在促進地區經濟發展上發揮著重要作用。但由于種種原因，水庫大壩的防滲漏問題一直是難以根治的技術難題。而近年來，混凝土防滲墻在水庫工程壩基防滲中得到了廣泛應用。混凝土防滲墻是在地面上進行造孔施工，在地基中以泥漿固壁開鑿成槽形孔或聯鎖樁柱孔，回填防滲材料筑成具有防滲性能的地下連續墻。為了更好的應用該技術，下面，就結合水庫工程實例，就混凝土防滲墻施工技術進行探討。

1 工程概況

某水庫工程是一座以防洪為主，兼顧發電、水產養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、連接板下基巖進行固結灌漿；防滲墻下、左右岸坡趾板下基巖和水庫兩岸向上游延伸段基巖進行帷幕灌漿。

2 工程地質情況

庫區兩岸基本為巖質岸坡，基巖裸露，巖性為常州溝組石英砂巖，巖性堅硬。左岸岸坡較緩，巖層傾向河谷，為順向岸坡，受卸荷、風化影響，岸坡處巖體中的節理裂隙較發育。右岸巖層傾向上游偏岸坡內部，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，混合土卵石層內局部存在孤漂石；河床比現有圍堰低3m，且圍堰內水位過高，在混合土卵石層中造孔難度大，易塌孔，泥漿流失嚴重，并且防滲墻入巖深達5m，沖擊鉆鉆鑿基巖困難。

3 施工總體布置

3.1 供水系統

施工供水主要取自圍堰基坑內集水坑滲透水，采用2臺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鋼管向場內的各施工工作面供水。供水系統共需鋪設DN100鋼管約1500m。

3.2 供電系統

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

3.3 泥漿系統

在防滲墻軸線上游側40m外、樁號壩0＋170位置的河漫灘處，建立一套泥漿拌和系統，建造制漿站規模為建造280m3的膨化池1個，280m3的供漿池1個。安裝2臺S1500高速攪拌機和3臺3PNL型泥漿泵。泥漿站至施工現場的供、回漿管路為Φ100mm鋼管。

3.4 混凝土拌和系統

為方便供水、供電的統一規劃，本工程混凝土拌和系統建設在泥漿系統附近，并就近設砂、石儲料場，料場保證2個槽孔儲量。拌和站設2臺JS-500型強制式拌和機，骨料由配料機按自動配料程序完成，水泥通過袋裝計量，水用量由時間繼電器控制。混凝土運輸采用混凝土泵，根據施工強度，投入1臺HBT-60A泵。

3.5 施工平臺及導墻

施工平臺及導墻采用鋼筋混凝土形式，沿防滲墻軸線修筑，鉆機平臺位于防滲墻軸線下游，軸線上游為抓斗施工作業平臺，斷面圖如圖1。

3.6 水泥漿系統布置

水泥制漿站布置在帷幕灌漿作業區內。在大壩左岸趾板附近建設一集中制漿站，供給固結、帷幕灌漿所需漿液，距離較遠的地方設置水泥漿中轉站，采用輸漿管把濃漿輸送到各個作業面，保證遠距離輸漿需要。

4 混凝土防滲墻施工

4.1 槽段劃分

根據設計文件，考慮地下水位、槽孔深度、施工歷時、導管布置和澆筑能力等，在保證槽孔穩定的前提下，初步擬定防滲墻Ⅰ期、Ⅱ期槽段長度均為7.0m。施工過程中根據實際情況，壩體兩岸部位防滲墻深度較淺，可適當加長槽孔施工長度；壩體中間部位防滲墻施工時，若有漏漿塌孔現象，可縮短槽孔施工長度。

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）開孔前，首先調整好抓斗和鉆機位置，保證孔位偏差小于等于±3cm。

3）造孔過程中，隨時檢驗孔斜率，以保證孔斜率控制在4‰以內。

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

5）造孔過程中孔內泥漿面應保持在導墻頂面以下30～50cm。

6）漏失地層，應采取預防措施。發現泥漿漏失，應立即堵漏和補漿。

7）槽孔孔壁應平整垂直，不應有梅花孔、小墻等。

4.3 清孔換漿

槽孔驗收合格后，進行清孔換漿，并及時向槽內補充新鮮漿液。新鮮漿液與槽底漿液的置換量為該槽孔方量的1/3。

使用膨潤土泥漿清孔合格的標準為：槽孔清孔換漿結束后1h，槽孔淤積厚度小于等于10cm，槽內泥漿密度小于等于1.15g/cm3，馬氏漏斗粘度：32～50s，含砂量小于等于6%。

4.4 預埋帷幕灌漿管

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

4.5 鋼筋籠的吊裝與下設

（1）按照設計要求，本合同段防滲墻鋼筋籠在每個槽段設計墻頂高程以下5m高度內布設。

（2）鋼筋籠在下部的預埋灌漿管下設完成后下設。

（3）鋼筋籠采用25t吊車吊裝和下設。

（4）鋼筋籠入槽時，若遇阻礙，應進行槽孔處理，不得強行下沉，并應采取措施防止混凝土澆筑時鋼筋籠上浮。

5 施工難點及質量控制措施

5.1 漏漿和塌孔及孔口工程防護

本工程覆蓋層主要為混合土卵石，不利于成槽過程中的孔壁穩定。成槽過程中，首先應使用優質膨潤土泥漿護壁，在大漏失量地層成槽時，適當加大泥漿比重，并向槽內加入黏土，然后利用鉆頭或重鑿沖擊擠密地層，每擠密一層后，再正常鉆進或抓取進尺。如此循環，直至穿過漏失地層。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、孤石嚴重制約抓斗工效，遇該地層，應采取適當處理措施：

（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）采用地質鉆機在孤、漂石中鉆孔，孔內預爆。

這幾種辦法應該下一種比上一種更為有效，當采取孔內爆破措施時，首先應征得監理人同意，并就孔深及孤、漂石大小的判斷，考慮裝藥量和爆破方案。槽內聚能爆破見圖2。

5.3 孔斜控制

（1）沖擊鉆鉆進，應隨時進行孔斜測量，發現孔斜后，首先采取輕打勤放措施，用鉆頭自重修正偏斜孔壁；或在偏斜部位預填石塊，輕打糾偏。

（2）抓斗施工，斗體安設導向板，斗體采用導向桿控制；施工過程中，隨時觀測孔斜儀表盤，通過斗體控制自動糾偏。

5.4 堵埋管

（1）嚴格控制新拌混凝土質量，防止配料錯誤、流動性不滿足要求、嚴重離析及含超徑大卵石的混凝土進入導管。

（2）混凝土的拌制和運輸能力應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慢，使混凝土喪失流動性。

（3）開始澆筑前應做好各項準備工作，確保混凝土澆筑連續進行，避免長時間中斷澆筑。

（4）導管內徑應上下一致，采用二級配混凝土時，導管內徑應不小于230mm。向導管內澆入混凝土時速度不能太快，以防止壓入過多空氣造成堵管。

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

6 結束語

綜上所述，混凝土防滲墻的施工是一項技術要求很高的技術，施工過程中可變因素較多，施工中的任何一個環節出現問題，都將直接影響整個工程的質量。為此，在施工中應嚴格按照操作規程設計規范施工，合理地布置導墻，選取合適的造孔機械，不斷改進造孔工藝。

參考文獻

[1] 連華.防滲墻混凝土施工工藝及質量控制[J].中國新技術新產品，2011年17期

[2] 黃友富.水庫壩基混凝土防滲墻施工質量控制[J].建設監理，2010年01期