水電站圍堰防滲墻施工工藝要點(diǎn)探討

中國(guó)水利水電第九工程局有限公司

摘要：文章主要針對(duì)水電站圍堰防滲墻施工技術(shù)、施工工藝做了一些簡(jiǎn)要的探討，以供類(lèi)似工程借鑒、應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水電站；圍堰防滲墻；施工工藝

一、工程簡(jiǎn)介

該水庫(kù)大壩全長(zhǎng)330.8m，壩頂高程2764.0m，最大壩高78.45m。上、下游圍堰堰下基巖頂板呈“U”字形，最低高程分別為2702m和2701m，堰基沖積砂卵礫石層厚度一般為5～9.6m，并存在漂礫和孤石，具強(qiáng)透水性，堰基及靠?jī)砂兜牟课淮嬖跐B漏（繞滲）和滲透穩(wěn)定問(wèn)題，需進(jìn)行有效防滲處理，防滲深度以進(jìn)入弱風(fēng)化基巖2～3m為宜，以最大限度減少向廠壩基坑的滲流。上游圍堰基巖巖性為薄層板巖夾砂巖層（T2-SI+SB），下游圍堰基巖巖性為薄層板巖夾砂巖層及花崗巖巖脈。巖體中斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖體完整性差，基本無(wú)強(qiáng)風(fēng)化，巖體透水率以弱透水為主。

主河床采用土石圍堰擋水，由于河床覆蓋層相對(duì)較厚，且圍堰部位河道狹窄，圍堰基礎(chǔ)防滲采用截水墻方式開(kāi)挖難度較大。經(jīng)過(guò)比較，堰基和堰體防滲均采用混凝土防滲墻。防滲墻為從基巖至堰體澆筑的一道0.8m厚的素混凝土連續(xù)墻。上游圍堰堰頂高程2740.0m，為適當(dāng)降低防滲墻造孔深度，防滲墻墻頂高程為2732.0m，最大墻高29m，面積約l370m2（根據(jù)洪水特性，在上游側(cè)增設(shè)粘土子堰，堰頂高程2736.0m）。下游圍堰防滲墻墻頂為堰頂高程2726.0m，最大墻高24m，面積約l310m2。

二、防滲墻施工技術(shù)

（一）施工平臺(tái)平整及導(dǎo)向槽開(kāi)挖

圍堰填筑至防滲墻施工高程后平整場(chǎng)地，用振動(dòng)碾碾壓密實(shí)。為便于清除石渣和泥漿，場(chǎng)地修成大約5%坡度。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙放出防滲墻中心線(xiàn)和導(dǎo)向槽兩條開(kāi)挖邊線(xiàn)。導(dǎo)向槽開(kāi)挖到設(shè)計(jì)高程后及時(shí)復(fù)核，整平槽底。導(dǎo)墻混凝土和防滲墻施工前后結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量。

（二）導(dǎo)墻混凝土施工

圍堰和壩基均采用“L”型導(dǎo)墻，導(dǎo)墻深150cm、底邊寬150 cm，墻厚30cm，配Φ16螺紋鋼筋，導(dǎo)墻間距為100cm，混凝土強(qiáng)度為C15。導(dǎo)墻基礎(chǔ)應(yīng)碾壓密實(shí)，兩側(cè)回填粘土并夯實(shí)。導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足規(guī)范要求。導(dǎo)墻分兩層施工，第一層澆30cm厚平板，第二層完成導(dǎo)墻澆筑。導(dǎo)墻混凝土澆筑后覆蓋保溫被保溫到75%強(qiáng)度拆模，同時(shí)在內(nèi)墻上面分層均勻支撐100cm長(zhǎng)的方木，防止導(dǎo)墻向內(nèi)擠壓。

（三）泥漿

（1）制漿材料

根據(jù)工程實(shí)際，采用優(yōu)質(zhì)的Ⅱ級(jí)鈣基膨潤(rùn)土泥漿或優(yōu)質(zhì)粘土泥漿進(jìn)行護(hù)壁。分散劑采用工業(yè)碳酸鈉（Na2CO3），降失水增粘劑為中粘類(lèi)羧甲基纖維素鈉（CMC）。膨潤(rùn)土或優(yōu)質(zhì)粘土進(jìn)場(chǎng)前，對(duì)料源的相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。每批膨潤(rùn)土進(jìn)場(chǎng)后取樣配漿試驗(yàn)，如達(dá)不到護(hù)壁標(biāo)準(zhǔn)，適當(dāng)調(diào)整泥漿拌制的材料用量或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加以處理。

（2）泥漿制備、檢驗(yàn)

分別開(kāi)挖2個(gè)長(zhǎng)×寬×深=8m×6m×2m泥漿池，配置LJ-400高速制漿機(jī)。按規(guī)定的配合比配制泥漿，各種材料的加量誤差不大于5%。泥漿處理劑使用前配成一定濃度的水溶液，純堿水溶液濃度為20%。每次泥漿的攪拌時(shí)間為3～5min，并通過(guò)試驗(yàn)確定；泥漿站旁設(shè)膨潤(rùn)土泥漿試驗(yàn)室，按照規(guī)范檢測(cè)新制膨潤(rùn)土泥漿的性能。

（3）廢漿處理及凈化回收

在造孔過(guò)程抽出的泥漿含砂量較大，利用價(jià)值不大，直接將其通過(guò)排污溝匯入沉淀池處理。

（四）防滲墻成孔

（1）造孔設(shè)備

根據(jù)地層滲透性較大和漂石、孤石等含量不高，巖石硬度不大的地層特點(diǎn)和同類(lèi)型工程施工經(jīng)驗(yàn)，鉆孔設(shè)備主要采用CZ-5型沖擊鉆機(jī)，并在沖擊鉆鉆頭刃部加焊特殊的耐磨鋼材，以減少鉆頭的磨損，提高造孔效率。

（2）槽段劃分及鉆機(jī)就位

導(dǎo)墻施工結(jié)束后，在導(dǎo)墻頂面上劃出槽段線(xiàn)，經(jīng)常檢查導(dǎo)墻的間距、體位移、沉降，并作好記錄，成槽前做好復(fù)測(cè)工作。導(dǎo)墻混凝土達(dá)到規(guī)范要求強(qiáng)度后，鋪設(shè)鉆機(jī)軌道，同上方法在鋼軌上劃分槽段，按照槽段布置鉆機(jī)。

（3）造孔方法

防滲墻成槽施工方法采用“四鉆三劈”法，抽桶出渣。施工時(shí)先施工I期槽孔，后施工Ⅱ期槽孔，同一期槽孔遵循先主孔鉆進(jìn)，后劈打副孔，最后劈打小墻（主孔與副孔之間的部分）成槽的原則。奇數(shù)孔為主孔，偶數(shù)孔為副孔。主孔長(zhǎng)度為80cm，副孔為120cm。每個(gè)槽孔由4個(gè)主孔和3個(gè)副孔組成。單個(gè)槽孔長(zhǎng)度為680cm，槽孔距600cm。

（4）造孔技術(shù)要求

①槽孔壁平整垂直，孔位中心允許偏差不大于3cm，孔斜率不大于0.4%，含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊條件下，孔斜率不大于0.6%。任意深度的槽孔套接厚度不小于設(shè)計(jì)墻厚的2/3。

②孔斜滿(mǎn)足要求，根據(jù)測(cè)斜結(jié)果采用定向聚能爆破等措施及時(shí)糾偏，保證孔斜率符合設(shè)計(jì)要求。孔深、孔型，槽孔中任意高程水平斷面應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不應(yīng)有梅花孔、探頭石和濾浪形小墻等。槽孔進(jìn)入基巖的嵌入深度符合設(shè)計(jì)要求，并采用巖芯取樣法確定基巖面的分布高程。

③造孔過(guò)程中孔內(nèi)泥漿面應(yīng)始終保持在導(dǎo)墻頂面以下30～50cm。嚴(yán)防塌孔。

（五）墻體混凝土澆筑

（1）水下混凝土澆筑前準(zhǔn)備工作

混凝土最終澆筑高程上游圍堰為2732.0m，下游圍堰為2726.0m。

①檢查上道工序后，對(duì)一期槽段在接頭板外側(cè)先用沙袋或粘土填堵密實(shí)，防止混凝土澆筑時(shí)繞流。②吊放澆筑架，下放導(dǎo)管，在導(dǎo)管內(nèi)放入隔水球膽或隔水塞。采用兩根導(dǎo)管澆筑，導(dǎo)管用絲扣連接，絲扣之間用橡膠密封圈密封。導(dǎo)管下設(shè)要求為：一期、二期澆筑均采用兩組導(dǎo)管，一期槽導(dǎo)管距孔端或接頭管間距為100～150cm，二期槽導(dǎo)管距孔端為150cm；當(dāng)槽底高差大于25cm時(shí)，將導(dǎo)管置于控制范圍的最低處，導(dǎo)管底間距槽底距離為15～25cm。

③在槽口吊放泥漿泵，接好泥漿回收管路。混凝土的性能指標(biāo)：入槽塌落度為18～22cm，保持15cm以上時(shí)間不小于lh；擴(kuò)散度34～40cm；混凝土初凝時(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h；膠凝材料用量不小于350kg/m3；混凝土密度不小于2.1g/cm3；水灰比小于0.65。

（六）混凝土澆筑工藝

準(zhǔn)備工作結(jié)束后，要求混凝土供應(yīng)能力在40m3/h左右，來(lái)料均勻連續(xù)，和易性良好，混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后按要求測(cè)試坍落度。開(kāi)澆前現(xiàn)場(chǎng)混凝土滿(mǎn)足開(kāi)澆階段混凝土量的需要，確保導(dǎo)管埋入混凝土中不小于1m，并做好施工記錄。開(kāi)澆后。開(kāi)動(dòng)泥漿泵回收泥漿，污染泥漿抽入廢漿池。采用直升式導(dǎo)管法進(jìn)行泥漿下的混凝土澆筑。澆筑時(shí)導(dǎo)管

埋入混凝土100～600cm，保持槽孔內(nèi)混凝土面均勻上升，上升速度應(yīng)不小于200cm/h，每隔30min測(cè)定一次混凝土面的深度，保證混凝土面高差控制在50cm范圍內(nèi)；澆筑過(guò)程中孔口設(shè)蓋板，防止人和雜物掉入。當(dāng)混凝土不暢通時(shí)，可將導(dǎo)管上下提動(dòng)，提動(dòng)幅度在30cm左右。混凝土供應(yīng)如因故中斷，中斷時(shí)間不得超過(guò)40mim。

三、幾點(diǎn)結(jié)論

防滲墻施工結(jié)束后進(jìn)行基坑抽水。至基坑開(kāi)挖結(jié)束，此期間對(duì)基坑實(shí)際滲漏量進(jìn)行了3次測(cè)試，測(cè)出上游圍堰滲水平均值大約為180m3/h，主要為壩肩右岸與岸坡相接部位和龍口兩處，下游圍堰基本沒(méi)有滲水。

（1）為防止截流合龍時(shí)戧堤進(jìn)占拋投料進(jìn)入防滲體部位，造成防滲墻施工困難，截流戧堤應(yīng)布置在上游圍堰中心線(xiàn)下游的適當(dāng)位置，混凝土防滲墻布置在戧堤上游。

（2）圍堰培厚過(guò)程中，對(duì)防滲墻部位的填料粒徑應(yīng)加以嚴(yán)格控制，防止粒徑40cm以上大塊石進(jìn)入防滲墻體部位。

（3）根據(jù)截流特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)，由于大塊石多，龍口防滲難度最大，防滲墻施工過(guò)程中應(yīng)特別重視造孔質(zhì)量，必須進(jìn)行取芯確認(rèn)造孔進(jìn)入基巖的合適深度，并請(qǐng)地質(zhì)工程師進(jìn)行鑒別，防止誤判。

（4）澆筑防滲墻混凝土前，應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，配足混凝土運(yùn)輸車(chē)，保證混凝土連續(xù)供應(yīng)。