淺析白龜山水庫(kù)順河壩11+040~11+570切槽法截滲墻施工技術(shù)

□翟 宇（白龜山水庫(kù)管理局）

1 工程概況

白龜山水庫(kù)座落在淮河流域沙潁河水系沙河干流上，攔河壩壩址位于平頂山市西南郊，它與上游昭平臺(tái)水庫(kù)相距約51 km。水庫(kù)控制流域面積2740km2。水庫(kù)始建于1958年，1966年通過(guò)正式竣工驗(yàn)收。1998年水庫(kù)除險(xiǎn)加固開(kāi)工，2006年加固工程通過(guò)正式竣工驗(yàn)收。水庫(kù)工程按100年一遇洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水校核，是一座以防洪為主，集防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉為一體的大（2）型綜合利用水庫(kù)樞紐工程。白龜山水庫(kù)順河壩壩長(zhǎng)18016.50m，最大壩高16.26m，壩頂寬4.00～6.00m。

在白龜山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)順河壩魚(yú)陵山以西11+040-11+570壩段原竣工圖上的1:20無(wú)護(hù)面壩坡以下壩體不是竣工圖所示的重粉質(zhì)壤土，而是層土層砂。為了進(jìn)一步搞清該段壩體的填筑情況，建管局委托河南省勘測(cè)總隊(duì)對(duì)該段壩體進(jìn)行勘探，勘探結(jié)果表明，該壩段有貫穿上下游壩體的砂層，且該砂層為級(jí)配不良砂，其頂部高程為99.20～99.70m，底部高程為98.10～98.70m，長(zhǎng)度為467m的透鏡體，不良級(jí)配中砂層在重粉質(zhì)壤土中，形成上下游貫通的壩體滲漏通道。根據(jù)11+040～11+570壩段的勘測(cè)情況，同時(shí)考慮到截滲所穿過(guò)的介質(zhì)均為土和砂，為節(jié)省投資和加快施工進(jìn)度擬采用YK系列切槽機(jī)切槽和澆筑混凝土截滲墻的方式予以截滲。截滲墻長(zhǎng)度530m，深度4.10～5.50m，截滲墻的截滲面積為2544m2。

2 截滲墻施工材料的控制和施工技術(shù)要求

2.1 材料

2.1.1 固壁所用泥漿

泥漿中水應(yīng)該是新鮮、清潔的不含酸、堿、油、鹽、粉砂有機(jī)物質(zhì)和其他有害物質(zhì)。泥漿池應(yīng)與沉淀池分開(kāi)，不得混池使用。泥漿主要性能指標(biāo)控制：泥漿密度在1.10～1.29g/cm3；漏斗粘度1～25s，含沙量<5%。

2.1.2 混凝土

混凝土所用水泥應(yīng)符合國(guó)際GB-175的425硅酸鹽水泥，最小水泥用量350kg/m3。混凝土采用150#素混凝土，混凝土用水要求同泥漿用水。混凝土符合規(guī)定級(jí)配和強(qiáng)度要求，所用材料應(yīng)符合規(guī)范要求，并具有下列物理和力學(xué)性質(zhì)：最大骨料20mm，澆筑時(shí)塌落度為18～22cm，擴(kuò)散度34～40cm，28d齡期最小抗壓強(qiáng)度為10MPa，混凝土彈性模量為17000MPa。

2.2 混凝土截滲墻施工

2.2.1 施工準(zhǔn)備

槽孔上部必須支護(hù)，支護(hù)深度1.05～1.20m。支護(hù)槽口的護(hù)槽板可選用鋼制、木制或現(xiàn)澆混凝土板等。護(hù)槽板宜插入地基10～20cm，板與板之間接縫要良好，必要時(shí)采取封水措施，以免漏漿。地基土質(zhì)較差時(shí)，護(hù)槽板外側(cè)應(yīng)用粘土回填夯實(shí)后再進(jìn)行施工。地基軟硬差別大時(shí)，應(yīng)對(duì)地基處理后，再鋪設(shè)枕木和鋼軌。枕木截面尺寸20cm×20cm，長(zhǎng)度0.80～1.10m，鋼軌應(yīng)使用38#以上規(guī)格產(chǎn)品。

液壓開(kāi)槽機(jī)行走，其軌道高差不得超過(guò)5mm，軌道間距允許差不得超過(guò)10mm。曲線(xiàn)段施工時(shí)，曲率較大時(shí)，開(kāi)槽機(jī)行走軌道轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)>50m，必要時(shí)也可以轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)槽機(jī)行走輪子予以調(diào)整。曲率較小時(shí)，應(yīng)按折線(xiàn)施工。白龜山水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程截滲墻選擇的是折線(xiàn)施工。導(dǎo)孔施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其垂直度，導(dǎo)孔斜率≤0.40%，墻深在20m以?xún)?nèi)的，導(dǎo)孔直徑可選用Φ860mm；墻深>20m的，導(dǎo)孔直徑可選用Φ1200mm。

2.2.2 開(kāi)槽施工

刀桿連接長(zhǎng)度應(yīng)保證在最大斜度工況下，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)墻深要求。刀桿斜度一般應(yīng)控制在3%～7%范圍內(nèi)，刀桿斜度≤8%。槽寬尺寸允許偏差±10mm。開(kāi)槽速度應(yīng)根據(jù)地層軟硬進(jìn)行控制操作。每次允許扳動(dòng)一個(gè)工作行程，操作時(shí)間同時(shí)觀察液壓表，若壓力增加太大，每個(gè)工作行程應(yīng)分二次或三次操作，嚴(yán)禁液壓系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行。地層軟且槽孔又深時(shí)，開(kāi)槽速度不宜過(guò)快，以減少沉淀和清槽工作量，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合理的開(kāi)槽速度。遇土質(zhì)較硬，應(yīng)以減少吃刀量或調(diào)小刀桿斜度降低工作負(fù)荷。在砂性地層開(kāi)槽施工時(shí)，應(yīng)采取改善泥漿性能措施，提高泥漿密度，還應(yīng)儲(chǔ)備一定量的粘土和堵漏材料備用。

開(kāi)槽作業(yè)時(shí)，開(kāi)槽機(jī)油壓應(yīng)控制在10MPa以下，允許油壓瞬時(shí)超過(guò)10MPa,不允許液壓系統(tǒng)在此值以上長(zhǎng)期工作。油溫一般控制在50℃以下，不得超過(guò)60℃，油溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)采取有效的降溫措施，必要時(shí)應(yīng)拆檢并更換泄漏量大的閥件及其他零件。遇到塊石或較粗的樹(shù)根時(shí)，應(yīng)探明情況后，采取相應(yīng)措施處理。因故停止施工，應(yīng)有專(zhuān)業(yè)人員保持槽孔內(nèi)的泥漿液位，防止槽孔坍塌，如遇砂土層，要定時(shí)啟動(dòng)開(kāi)槽機(jī)和砂土泵，清除槽底沉淀，防止刀桿預(yù)埋事故。

2.2.3 隔離體施工

土工布隔離體，用前必須經(jīng)過(guò)外觀檢查，發(fā)現(xiàn)有破損、斷絲、編織不勻及其它降低自身強(qiáng)度缺陷的，禁止使用。隔離體設(shè)置時(shí)不得偏斜，且應(yīng)下到槽底部，下設(shè)深度應(yīng)用量具測(cè)定并記錄。采用懸重法沉放土工布隔離體時(shí)，重物的長(zhǎng)度應(yīng)大于槽寬尺寸的2～3倍，其寬度應(yīng)小于槽寬尺寸；重物的重量應(yīng)大于土工布本身在泥漿中的浮力。土工布隔離體內(nèi)混凝土澆筑與水下混凝土澆筑相同，必須保證導(dǎo)管底口下至隔離體底部，并自始至終保證導(dǎo)管底口埋入混凝土1～6m；混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)與墻體澆筑協(xié)調(diào)，并保證隔離體內(nèi)混凝土面高于槽內(nèi)混凝土3～5m以上，防止隔離體移位。不得提前將土工布隔離體澆筑完成后，再澆筑墻體混凝土，二者應(yīng)同時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

撤除隔離體時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土的初凝周期經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定；撤除時(shí)應(yīng)由下向上緩慢撕開(kāi)，禁止由頂部向上整體拉開(kāi)。隔離體與開(kāi)槽機(jī)之間應(yīng)留有足夠的安全距離，一般槽深20m以?xún)?nèi)時(shí)，宜取3～7m。

2.2.4 混凝土截滲墻施工

應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的混凝土配合比配料，材料應(yīng)進(jìn)行檢查，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)施工要求。水泥應(yīng)按規(guī)定存放，嚴(yán)禁使用受潮及結(jié)塊水泥。砂石料粒徑均勻，差別較大時(shí)，應(yīng)篩選后使用。根據(jù)規(guī)定應(yīng)在機(jī)前或槽口對(duì)混凝土取樣，進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)，應(yīng)符合下列指標(biāo)要求：塌落度18～22cm，擴(kuò)散度34～40cm。

混凝土拌和及運(yùn)輸設(shè)備，均應(yīng)有備用，以保證混凝土澆筑能連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，時(shí)間不宜超過(guò)40min。翻斗車(chē)運(yùn)送混凝土?xí)r，運(yùn)距以不超過(guò)200m為宜，且道路應(yīng)平整。當(dāng)運(yùn)距超過(guò)200m時(shí)，應(yīng)采用其他運(yùn)輸方式。運(yùn)至槽孔的混凝土，應(yīng)有良好的和易性，若發(fā)生離析現(xiàn)象，應(yīng)予二次拌和符合要求后再用，離析嚴(yán)重的，不得用于澆筑。

澆筑前應(yīng)清除槽底沉淀，清槽后槽底沉淀≤10cm。槽孔開(kāi)好經(jīng)清槽后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑，防止槽孔坍塌。澆筑段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)施工單位的澆筑能力合理確定，保證混凝土上升速度>2m/h。

多套導(dǎo)管澆筑時(shí)，導(dǎo)管間距可控制在3.50m左右，澆筑時(shí)各導(dǎo)管應(yīng)輪流均量下料，使槽內(nèi)混凝土面均勻上升，各處混凝土面高差≤50cm。混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)對(duì)隔離體兩側(cè)進(jìn)行經(jīng)常性的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)判斷漏漿發(fā)生的原因及漏漿部位的高程，并詳細(xì)記錄和上報(bào)有關(guān)人員。經(jīng)測(cè)量，漏漿不嚴(yán)重或不危機(jī)刀桿安全時(shí)，可繼續(xù)開(kāi)槽作業(yè)，否則應(yīng)及時(shí)停止開(kāi)槽作業(yè)，將刀桿撤出槽孔。對(duì)漏失的混凝土應(yīng)及時(shí)采取措施清出槽孔。

3 結(jié)語(yǔ)

混凝土截滲墻施工的優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)小、污染少、對(duì)周?chē)h(huán)境影響小；適用地層范圍廣，可以適應(yīng)從軟地層到卵石層，從風(fēng)化巖到堅(jiān)硬的花崗巖等各種復(fù)雜地層施工；墻體質(zhì)量好；施工能力范圍大。切槽法造截滲墻更能保證墻體質(zhì)量，消除傳統(tǒng)防滲墻施工工藝易形成的集中滲流通道，工程質(zhì)量很難保證的弊端。總之采用切槽法施工技術(shù)對(duì)堤壩進(jìn)行防滲加固處理，將產(chǎn)生巨大的防洪減災(zāi)效益。