混凝土防滲墻在圍堰施工中的應用

尚立珍，肖偉

(武警水電第一總隊第一支隊，河北唐山063000)

混凝土防滲墻在圍堰施工中的應用

尚立珍，肖偉

(武警水電第一總隊第一支隊，河北唐山063000)

混凝土防滲墻是分段一個槽孔建成一個墻段，利用鉆孔在松散透水地基或壩體中連續(xù)造孔，以泥漿固壁，往孔內(nèi)澆筑混凝土而建成的墻形防滲建筑物。我國于1958年開始研究出一整套混凝土防滲墻施工技術(shù)與工藝，目前在各類復雜地層中均成功地建成了混凝土防滲墻。通過對混凝土防滲墻技術(shù)在圍堰施工中的分析研究，為后續(xù)類似工程施工應用提供借鑒。

混凝土防滲墻；圍堰；應用

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.08.100

1 工程概況

1.1 概述

苗尾水電站是瀾滄江上游河段一庫七級開發(fā)方案中最下游一級電站，上接大華橋水電站，下鄰功果橋水電站。苗尾水電站為一等工程，開發(fā)任務以發(fā)電為主，正常蓄水位1408.0m高程，相應庫容6.60億m3；死水位1398.0m高程，相應庫容5.01億m3。電站裝機容量1400MW（4×350MW），多年平均發(fā)電量65.56億kW·h，保證出力424.2MW。電站樞紐建筑物主要由礫質(zhì)土心墻堆石壩、左岸溢洪道、沖沙兼放空洞、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和灌溉取水口等建筑物組成，其中攔河大壩為礫質(zhì)土心墻堆石壩，壩頂高程1414.80m，最大壩高131.30m，壩頂軸線長576.68m，壩頂寬12m。

1.2 圍堰設計

上游圍堰為三級建筑物，按20年一遇洪水流量7180m3/s設計，堰前水位1357.99m，堰頂高程1360.00m，最大堰高65.00m，堰頂寬15.0m，堰頂軸線長338.57m。堰頂高程1360m，最大堰高65m，堰頂寬15m，堰頂軸線長338.57m。堰體1316m高程以上采用土工膜心墻防滲，防滲體頂高程1359.5m；1316m高程以下堰體及基礎采用C20混凝土防滲墻+墻下單排帷幕灌漿防滲，帷幕灌漿界線為10Lu線，灌漿孔間距1.5m。

下游圍堰為三級建筑物，按20年一遇洪水流量7180m3/s設計，堰前水位1317.55m，堰頂高程1319.50m，最大堰高28.5m，堰頂寬度10.0m，堰頂軸線長151.54m，堰體1311.5m高程以上采用土工膜心墻防滲，防滲體高度8.0m，1311.5m高程以下堰體及基礎采用C20混凝土防滲墻防滲，防滲墻下接帷幕灌漿，灌漿深度至30Lu線，灌漿孔間距2m。

2 防滲墻施工參數(shù)

上下游圍堰基巖為弱風化砂板巖，巖層陡立，河床覆蓋層為沖積砂卵石，含漂石、孤石，厚度在5～15m。圍堰防滲墻要求深入基巖1.0m，采用C20混凝土防滲，防滲墻厚80cm，其中上游圍堰防滲墻軸線長156.50m，最大墻深36.15m；下游圍堰防滲墻軸線長68.80m，最大墻深31.13m。

3 施工方案

該工程地質(zhì)條件相對較為復雜，且地層滲透性強（透水率為3～30Lu），根據(jù)分析防滲墻槽位地質(zhì)條件，在防滲墻中心線部位進行生產(chǎn)性試驗，取得造孔、固壁泥漿、墻體澆筑等施工工藝和參數(shù)，選定如下混凝土防滲墻施工方案：

1）造孔：修筑導向槽“鉆劈法”成孔；

2）固壁：采用試驗選定的黏土、膨潤土配合比泥漿護壁；

3）清孔：采用“泵吸法”結(jié)合“抽筒法”置換新鮮黏土泥漿清孔；

4）澆筑：采用“直升導管法”連續(xù)澆筑水下混凝土；

5）墻體連接：采用“接頭管”法和“套打一鉆法”進行槽段連接。

4 施工工藝流程

防滲墻施工試驗工藝流程如圖1所示。

圖1 防滲墻施工試驗工藝流程圖

5 質(zhì)量檢查

5.1 槽孔終孔質(zhì)量檢查

5.1.1 槽孔的位置和厚度

檢驗成墻的中心線始終以放樣的中心軸線為基線，上下游允許誤差不得大于3cm。槽孔的厚度決定于鉆頭的直徑，鉆頭的直徑必須保證大于墻體厚度，檢測槽孔厚度時利用鉆頭在任一槽孔內(nèi)任一位置均可自由放下并可在槽內(nèi)橫向自由移動；接頭孔套接厚度要求為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（23.3cm）。

5.1.2 孔斜的質(zhì)量檢查

孔斜率不大于0.4%，遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，其孔斜率控制在0.6%以內(nèi)，鉆孔偏斜采用重錘法檢查。

5.1.3 孔深驗收和基巖鑒定

槽孔進入基巖面的嵌入深度應符合施工圖紙規(guī)定，槽孔施工時依據(jù)地質(zhì)資料和施工實際，采用“沖擊鉆取樣鑒定法”鑒定基巖[1]，在沖擊鉆取樣鑒定法難以確定基巖面時，就采用“巖心鉆取芯鑒定法”鑒定基巖。根據(jù)要求嵌入基巖深度和確定的巖面高程來確定終孔深度，孔深確定后，采用鋼絲測繩直接測量孔深。

5.2 澆筑混凝土前清孔質(zhì)量檢查

1）泥漿性能指標

槽孔清孔換漿結(jié)束后1h，距孔底0.5～1m位置泥漿取樣達到下列標準：泥漿密度不大于1.28g/cm3，泥漿黏度不大于35s，泥漿含砂量不大于8%的標準。

2）淤積厚度

孔底淤積厚度不大于10cm，采用測餅和測針進行測量。

3）接頭刷洗

二期槽孔清孔換漿結(jié)束前，用刷子鉆頭分段刷洗槽段接頭混凝土孔壁的泥皮，以達到刷子鉆頭上不再帶有泥屑及槽底淤積層厚不再增加為準。

5.3 墻體質(zhì)量檢查

防滲墻墻體應均勻完整，不得有混漿、夾泥、斷墻、孔洞等。在混凝土澆筑時，在槽口入口隨機取樣，檢驗混凝土的物理力學性能指標。混凝土終澆頂面高程高于設計墻頂0.5m，混凝土強度滿足要求后，進行鉆孔取芯檢查（檢查墻體連續(xù)性和完整性）、鉆孔注水（檢查混凝土抗?jié)B性能）、芯樣物理力學性能試驗等，檢查孔盡量布置在墻段接縫位置，深度接近防滲墻底部[2]。

6 成果分析及評價

經(jīng)檢查孔鉆孔取芯及注水試驗檢測：芯樣連續(xù)、完整，表面較光滑，表面只存在少量氣孔，無夾泥、混泥現(xiàn)象，芯樣采取率91.6%，墻段連接緊密、泥皮薄。巖芯見圖2、圖3。

圖2 FJ3墻體檢查孔部分巖芯照片

圖3 FJ4墻體檢查孔部分巖芯照片

上、下游圍堰混凝土防滲墻共布置了5個檢查孔，注水試驗結(jié)果最大滲透系數(shù)為5.44×10-8cm/s，最小滲透系數(shù)為7.91×10-8cm/s，平均滲透系數(shù)為6.58×10-8cm/s，滲透系數(shù)均小于1.0×10-7cm/s，表明被檢查槽段防滲質(zhì)量合格。在上游圍堰防滲墻進行墻體開挖質(zhì)量檢查，從外觀上看，墻面平整、接頭連接完整，滿足質(zhì)量要求。具體見圖4、圖5。

圖4 墻體

圖5 接縫

7 施工應用分析

1）進行預灌處理后的槽孔，沖擊鉆施工工效大大提高，根據(jù)施工工效統(tǒng)計，預灌后沖擊鉆造孔平均工效為2.28m2/d，預灌前沖擊鉆造孔工效1.63m2/d，故進行預灌處理是十分必要的。預灌處理深度根據(jù)提供防滲墻結(jié)構(gòu)設計圖紙及地質(zhì)資料確定。

2）為保證施工順利進行，施工前要做好防漏漿材料的儲備。

3）為保證混凝土嵌入基巖，防止出現(xiàn)倒懸防滲墻，一定要做好地質(zhì)補勘及基巖鑒定。

4）槽孔側(cè)壁坍塌主要原因是鉆機的動荷載和泥漿質(zhì)量，尤其對于密實度較差的圍堰填筑砂卵石，在長期動荷載作用下極易坍塌。所以在施工過程中，要注意保持鉆機工況良好，減少振動。對泥漿及時進行補充和更換，保證孔內(nèi)泥漿質(zhì)量。

8 結(jié)語

苗尾水電站上、下游圍堰防滲工程通過對原始紀錄、試塊試驗報告、檢查孔取芯、注水試驗等資料的整理分析，防滲施工各項成果均滿足設計要求。實踐應用表明，混凝土防滲墻是圍堰在松散透水地基中進行垂直防滲處理的主要措施之一。

【1】伍紹華,王俊蔚.糯扎渡水電站圍堰混凝土防滲墻澆筑施工[J].中國水運(下半月),2008(6):45-46.

【2】DL/T 5199—2004水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范[S].

Application of Concrete Cut-off Wall in Cofferdam Construction

SHANG Li-zhen,XIAOWei
(The First Detachment of the No.1 General Team of Armed Police Hydropower Troops,Tangshan063000,China)

The concrete cut-off wall is wall shaped impervious structure which is formed by first segmenting a slot and buildinga wall segment,drilling holesin loose permeable foundation and dams continuously,making the wall solid with mud and then pouring concrete into the holes.In 1958,a set of concrete cut-off wall construction techniques and technology was developed.At present,the concrete cut-off wall was successfully completed in all kinds of complex strata. Through the analysis on application of the concrete cut-off wall technology in the cofferdam construction,the paper hopes to provide reference for the subsequent construction of similar projects.

concrete cut-off wall;cofferdam;application

TV551.3

B

1007-9467（2016）08-0185-02

2016-08-02

尚立珍（1981～），男，甘肅景泰人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)研究。