水庫大壩截滲墻施工技術探析

汪升華

摘要：水庫大壩施工中，混凝土防滲墻作為最重要的隱蔽工程，其質量的優劣將直接關系到水庫大壩的安危，因此，對于混凝土防滲墻的施工過程中的施工技術以及質量控制至關重要。本文以某水庫大壩為例探討了防滲墻的施工技術要點。

關鍵詞：水庫大壩;防滲墻;導墻

一、工程概況

某水庫是一座以灌溉為主，結合防洪、發電和供水等綜合利用的中型水利工程。水庫控制集雨面積103.5km2，水庫設計洪水位（P=1%）為104.48m，相應庫容為5826×104m3，校核洪水位（P=0.1%）為105.49m，相應庫容為6216×104m3。水庫工程為中型水庫，工程等別為Ⅲ等，其主要建筑物為3級，次要建筑物為4級。基礎防滲采用上游圍堰懸掛式混凝土防滲墻+水平粘土鋪蓋+壩基懸掛式混凝土防滲墻下接四排帷幕灌漿形式，壩基防滲墻厚1.0m，最大墻深超過150m。混凝土防滲墻布高在粘土心墻中心線下，左起樁號0+085.5，右止0+510.83。軸線全長425.33m。左岸0+085.5～0+105.5段和右岸臺地段（樁號0+246.97～0+510.83段為全封閉式的防滲墻。主河床段（樁號0+105.5～0+246.97，軸線長141.47m）擬采用以下防滲形式：墻深110m，墻下接兩排帷幕灌漿，防滲墻底高程為1200m。混凝土防滲墻墻厚1m，墻體材料C35F100W12，大壩基礎防滲墻設計工程量為30000m2。

二、防滲墻技術及施工程序

混凝土防滲墻是在松散透水地基中連續造孔，以泥漿固壁，往孔內灌注混凝土而建成的墻形防滲建筑物。它是對閘壩等水工建筑物在松散透水地基中進行垂直防滲處理的主要措施之一，相對于粘土截水槽、高壓噴射灌漿、上游水平鋪蓋和帷幕灌漿等防滲方案，混凝土防滲墻是最穩妥可靠的措施。

進行防滲墻的施工時，首先要把防滲墻劃分成若干個槽段進行施工，可以分設不同槽段長度，具體根據工程實際情況進行設置。具體施工時每段槽段沖孔成槽后才進行第二段槽段施工。采用液壓抓斗機完成主孔成槽。防滲墻施工工序為：測量放樣→導墻建造→抓孔成槽→清底→灌注混凝土。

三、防滲墻施工技術要點

（一）施工平臺及導向槽

主河床段施工平臺高程1310m，高出原河床4m，平臺長226m，樁號為0+085.5～0+311.83，防滲墻軸線上游側寬17m，軸線下游側寬15m。由于防滲墻孔深超過130米，地層結構又較為松散，對孔口及施工平臺的保護尤為重要，根據地質條件的不同分別采用了水泥+碾壓和預灌濃漿兩種方案。主河床右端（樁號：0+086―0+124）上部地層主要由砂礫石層和淤泥質砂層組成，地層較密實、回填層較薄，采用水泥+碾壓方法。主河槽及左岸導墻下為厚8～15m回填層和松散漂礫石層，受水下回填制約，水泥+碾壓處理困難，其下漂礫石層也較松散，進行預灌濃漿處理。

施工平臺及導墻采用鋼筋混凝土形式，導墻采用“L”型斷面，開挖后立模澆筑。導墻深200cm，底邊寬180cm，墻厚60cm，配Φ22螺紋鋼筋。考慮到本次試驗防滲墻深度超過130m，接頭孔采用拔管法施工，導墻必須能承受超過400T拔管壓力，施工平臺及導墻均采用了超常規加固處理，采用了C35鋼筋混凝土，底板厚度達50cm，施工中承受住了113.03m國內目前最大拔管深度和相應壓力。

（二）鉆孔成槽

根據不同工程設置防滲墻槽段長度（假設為6m），槽孔內有7個或9個單孔，其中主孔為直徑0.6m的圓形孔，副孔寬度為1.05-1.20m 施工中還可根據造孔講度、孔壁穩定等情況對槽段劃分作適當調整。成槽采用CZ-22A沖擊鉆機，十字鉆頭沖擊鉆進，鉆。先鉆主孔，主孔終孔后，對副孔采用十字鉆頭劈打法施工。對于壩土、砂卵礫石層、基巖部分均采用沖擊十字鉆頭鉆孔。

當主孔孔深鉆到接近地質剖面預測的位置威手挾鋼繩感覺地層變側時，即開始取樣，此時可每隔0.5-1.0m取一次樣，當樣品中基巖含量為20%-40%時，可初步確定為基巖面，往下鉆進每20cm取一次樣，按順序、深度、位置進行編號。巖樣應一次比一次新鮮，最后一次巖樣中弱風化基巖成分不少于90%，便可以終孔。副孔可參照主孔深度和基巖面鑒定來確定孔滌。

槽孔鉆掘完成后，須在混凝土澆筑前清理干凈鉆渣。清孔采用掏換方法或泵吸法，即用抽筒從孔底提取廢漿，新漿從槽口補人槽內，先淺后深，反復多次，直至槽內漿液、沉淀厚度合格為止。二期槽接頭孔在清孔換漿結束前，用專用的刷子鉆具刷洗、清除混凝土接頭孔孔壁上的泥皮刷子鉆頭直徑略大于造孔鉆頭直徑，以刷子鉆頭基本上不帶泥屑，孔底淤積不再增加為合格標準，而后進行下一道工序施工。

（三）護壁泥漿制備

在大壩右壩肩處，建造一個粘土制漿站，長20m，寬10m。制漿站主要由制漿平臺、制漿池、供漿池組成。制漿平臺安設1臺ZJ-400型高速攪拌機，制漿能力為175m，制漿池、供漿池容積均為75.0m，，池深1.6m。在壩肩公路旁分布有粘土貯存庫，面積約200m2，貯存庫可存放（80―100）t制漿材料，以滿足施工高峰期需要。粘土貯存庫和攪拌機建在同一個高程處，以利于制漿，在臨近防滲墻軸線下游側壩肩修建沉淀池。施工產生的廢漿、廢水，采用自流方式直接流入沉淀池內。沉淀池內的沉碴，定期用反鏟挖掘機和拉碴車清理。

（四）槽形驗收

檢驗指標為槽寬、槽深、垂直度。槽寬、垂直度的檢驗可采用儀器測量法或探籠法，要求槽孔斜率不得大于0.4%，接頭套節孔的兩次孔位中心在任一深度的偏差值不得大于設計墻厚的1/3。槽深的檢驗采用用測繩進行量測，同時還要由有經驗的技術人員根據抽取的巖樣與地質勘察資料對比，確定是否已深入至弱風化巖層面0.3m或深入強風化層0.8m以上。并會同工程有關各方進行研究確定。

以上槽寬、槽深、垂直度均符合要求，且軸線偏差不超標（孔位偏差不大于3cm），方可進行下一道工序施工。

（五）槽段混凝土灌注

清孔換漿結束后，下設混凝土灌注導管，導管內徑為200mm。一期槽段長度為7.5m，下設三套導管，兩側導管距槽端1～1.5m;二期槽段由于套抓接頭，槽段長度為8.2m，下設三套導管，兩側導管距孔端1.0m;同時，槽段內導管間距不大于3.5m。導管底部距槽孔底板不大于25cm，當槽底高差大于25cm時將導管置于控制范圍的最低處。

灌注前導管內置入可浮起的隔離塞球，灌注時先注入水泥砂漿，隨即注入足夠的混凝土，擠出塞球并埋住導管底端，避免混凝土與泥漿混合。

灌注過程中每30min測量一次混凝土面，每2h測量一次導管內混凝土面，根據混凝土面上升情況，決定導管的提升長度。導管在混凝土內的埋深最小不得小于1.0m，最大不得大于6.0m，在保證埋深的前提下，隨著混凝土面的上升，用吊車提升導管，并將頂部的部分導管拆除。

槽孔內混凝土面上升至槽口時，采用泥漿泵抽出濃漿，并提升導管，減小埋深，增加混凝土的沖擊力，直至混凝土頂面超出設計墻頂標高0.5m，即可停止澆筑，拔出導管。

（七）接頭施工工藝

防滲墻的接頭必須要滿足保持一定的整體性和抗滲性的基本要求。通常較深的防滲墻墻體進行接頭管施工過程中，經常會造成一定的卡關現象或接頭管拔出困難等。因此，為了避免受到上述影響，在工程實踐中應盡量采用沖鑿接頭法，因其具有整體性、抗滲性好、施工簡易和造價低廉的優點。

具體施工方法：為了確保一、二序槽的套接厚度能夠滿足規范要求，可以嚴格控制施工過程中端孔及接頭孔的垂直度，在實踐工程中每鉆進過程2m就必須檢測孔斜率一次，要確保接頭孔位置與端孔能夠重合，要確保接頭的任一深度套接墻厚均不少于40cm。為了確保接頭處砼連接密實，進行二序槽澆砼前，應用鋼絲刷接頭錘將接頭洗刷干凈，確保無夾泥。

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