混凝土水庫主壩防滲墻施工技術的研究

（浙江省正邦水電建設有限公司，310051）

1 工程概況

某水庫是一個綜合運用發電、供水的規模宏大的主要用于防洪與灌溉的水利工程，其庫容總面積有1.70億m3，控制流域面積多達350km2，電站裝機為11550kW。大壩是由粘土構成的，壩最高達57.5m，壩頂有174.50m高、7.0m寬、300m長。然而，由于這一次除險加固的目的在于將300m長、0.8m寬的混凝土防滲墻澆筑在粘土壩中間，單孔的深度最大是60m，因此，成墻面積共達11634.58m2。

2 水庫主壩混凝土防滲墻

混凝土防滲墻是一個極具防滲作用的地下連續墻，其在地基中用泥漿固壁開鑿為聯鎖樁柱孔，在地面上開展造孔施工工作，對防滲材料進行回填砌筑。一般而言，防滲墻施工流程主要是依靠防滲墻鉆孔成槽、臨建工程、拆除頭墻以及澆筑混凝土組合而成的。

2.1 防滲墻施工臨建工程

臨建工程涵蓋了施工平臺、水、風、電路布設、制漿站、導向槽等，其施工方案的合理性、科學性、可靠性與防滲墻施工的進度、質量與成本息息相關。其中，在施工過程中，施工平臺與導向槽具有穩定孔口土體、對墻體進行定位的功效，從而防止出現縮孔、塌孔的情況。但是，因此水庫壩體填筑密實度不好，會滲漏，這就需要增強導向槽的穩定性能。常見的導向槽斷面形式包括：梯型、矩型、"L"型。施工機械設備近幾十噸，給槽底的土體帶來了巨大的壓力；造孔時出現的振動以及槽孔壁土體由于泥漿的長時間浸泡，極易出現滑動的跡象。

2.2 槽段的種別的細分

通常來說，在細分槽段的過程當中，應結合墻體深度、地質條件、施工手段、環境等因素，以本工程的具體特性為依據、以整個防滲墻為軸線帶折點防滲墻，總共可細分成34個槽段開展施工工作，每一個槽段均有8.8m長從而便于施工，并確保折點處的槽段接頭套接的質量。

得到相關設計單位允準之后，此次施工方案應當把折角形防滲墻更替成圓弧形轉角防滲墻。由于圓弧形轉角防滲墻的槽段長度、槽段個數、槽段起止樁號與原來的折角形防滲墻相同，因此，把折角形防滲墻更替成弧形轉角防滲墻的做法的可行性很高。

在施工時，出現了異常大區域裂縫漏漿事故，此裂縫總長度為160余米，事實上就是D9號槽到29號槽之間的距離。緊接著自D15號槽到26號槽之間也出現了槽孔塌陷的事故，總長度為80余米。盡管這一槽孔塌陷事故已經解決好了，但是，為防止槽段在未來施工過程中出現槽孔塌陷事故，確保施工順利及其質量，應盡量減少槽孔的長度，將防滲墻的施工槽段個數由以往的三十四個轉變成四十三個，在原來的基礎上增設九個槽段。而對于那些最短槽段以及地層穩定性差的槽段，應將槽孔長度細化成6.8、4.8、8.8、5.8等4種類型。但是，因槽段個數增添了九個，造成接頭孔個數增設了九個，變成如今的四十二個了，如此不僅增加了工程成本，還延長了施工時間。

2.3 造孔

⑴ 選擇合適的鉆具。因為壩體回填地層是本工程的主要構成部分，所以在以沖擊式鉆孔造孔的過程中，應與重心平穩、切削力度大的階梯管式空心長鉆頭搭配運用。盡管階梯管式空心長鉆頭的造孔速度讓人不禁為之一震，且能大大提升鉆入粘土層等松軟地層的工作效率，但是，在此工程當中，由于此工程的施工地點大約為孔口八米區域內，加之此類鉆具鉆孔所產生的孔壁能力不好，因此，在施工時往往會因運用此類鉆具鉆孔次數多而造成大量嚴重的漏漿塌孔事故發生，因此，在一定區域中應盡量少采用此類配階梯管式空心長鉆頭鉆孔；

⑵沖擊鉆機鉆孔工藝。為了造孔成槽，本工程選取鉆劈法與鋼繩沖擊鉆法，在成槽過程中，首先進入主孔，隨后是副孔，進而再進行劈打。一般而言，為了確保最后孔的直徑超過80厘米，應采用1.3～2.5t空心長鉆頭與十字沖擊鉆頭進行造孔，并在施工時及時補焊鉆具，鉆入主孔與副孔。同時，要充分運用鉆頭的切削或沖擊作用使得孔底破碎形成孔。然后再將鉆機移動小墻的中心位置劈打主孔與副孔之間的小隔墻，但是，務必注意的是，在劈打過程中要盡量打得穩、輕，并恰當地將沖程控制好。在基巖內造孔時，則需結合巖石的風化情況，擇出造孔的最優方案，當碰到的巖石比較堅硬，應選用加重十字沖擊鉆以“重打沖擊破碎”法進行鉆孔；當碰風化易破碎的巖石，通常可選用“輕打刻取”法；

⑶造孔機械。本工程挑選了多樣沖擊式鉆機，主要以鉆劈法（主孔、副孔都運用劈打壓打小墻、鉆進成孔的手段）進行造孔。但是，為了推動施工進程，應綜合運用多樣造孔手段；

⑷對于槽孔嵌入基巖的深度，應充分滿足設計要求。

2.4 混凝土澆筑

防滲墻混凝土的設計指標如下：抗拉強度不小于0.7Mpa，極限水力坡降（28d）不小于250，最小水泥用量不少于150kg/m3，抗壓強度R28不低于7.5MPa，滲透系數k28不低于1×10-7cm/s，彈性模量不低于2800MPa，極限水利坡降不小于250，抗拉強度不低于0.7MPa。在摻加土料時，應盡量選擇鈉基膨潤土。

在拌制混凝土時，施工單位務必要按標準配合比進行拌制，充分利用電子計量手段保證稱量的精確度與準確性。同時，在拌制施工時要定期檢查袋裝膨潤土的質量，禁止潮濕結成塊狀的膨潤土投入使用，也不得和水摻在一起，而是該把膨潤土與水泥、砂石等攪拌均勻之后然后再添加水進行攪拌，以免膨潤土黏在攪拌機內或結成塊狀，保持拌和的均勻度。混凝土自攪拌站出來之后，應選用一臺并備用一臺HBT80A拖式混凝土泵直送往施工平臺的儲料斗中，經由儲料斗的卸料槽進入導管漏斗當中，有效保證了混凝土澆筑的強度。然而，由于混凝土面的高度都不足半米，再加上其每小時上升速度均高于2m，因此，最終澆筑面的高度大致處于171.10m附近，比設計高程差不多高60cm。澆筑選取"直升導管法"，采用Φ250mm的內徑、4mm的壁的導管，并嚴格按照實際狀況安排導管的間距，依據相關規范要求實施，待組裝完畢導管之后，立即開展密閉承壓試驗，以鉆機操作導管的形式積極同澆筑工作相配合。

結語

總的來說，在混凝土防滲墻施工之前，應先及時搜羅出工程地質資料，充分按照工程特征確立本工程的施工方案；要確保導向槽槽段的穩定性，搞好臨建工程，特別是施工平臺與導向槽的工作；在防滲墻施工過程出現的事故中，造孔過程是事故發生的主要階段。為此，要搞好觀測工作，選取單向推進、小槽段、鉆劈法對填筑質量水平不高的壩體進行施工。

[1]《水利水電工程地質勘察規范》[S]；北京：水利電力出版社，1999.

[2]郭守忠主編，水利水電工程勘探與巖土工程施工技術；北京：中國水利水電出版社，2002.3.

[3]白永年，馬秀媛，顧淦臣，等。中國堤壩防滲加固新技術[M].北京：水利電力出版社，2002.

[4]徐有前。高壓噴射灌漿技術在大壩防滲加固中的應用[J]合肥工業大學學報（自然科學版），2003.施工技術.