雙江口深厚覆蓋層防滲墻施工難點及處理措施

康 向 文， 李 鵬

(國電大渡河流域水電開發有限公司，四川 成都 610041)

1 工程概況

雙江口水電站位于馬爾康縣、金川縣境內，是大渡河流域水電梯級開發的上游控制性水庫工程，上距馬爾康縣城約46 km，下距金川縣城約45 km。電站的開發任務主要為發電，采用壩式開發，水庫正常蓄水位2 500 m，總庫容28.97億m3，調節庫容19.17億m3；電站裝機容量2 000 MW，多年平均發電量77.07億kWh。工程為一等大(1)型，樞紐工程由攔河大壩、泄洪建筑物、引水發電系統等組成。攔河土質心墻堆石壩，最大壩高312 m，壩頂高程2 510 m，壩體填筑總量約4 400萬m3。樞紐泄水建筑物包括右岸洞式溢洪道、直坡泄洪洞、放空洞，左岸豎井泄洪洞。引水發電系統布置于左岸，發電廠房采用地下式，廠內安裝4臺立軸混流式水輪發電機組。

本工程包括上下游圍堰兩道防滲墻，上游圍堰防滲墻施工平臺高程2 272.00 m，軸線長度199.19 m，墻厚1.0 m，入巖1.0 m，共劃分32個槽段，總工程量8 353.12 m2，最大深度68.71 m。下游圍堰防滲墻施工平臺高程2 254.50 m，軸線長度139.27 m，墻厚1.0 m，入巖1.0 m，共劃分24個槽段，總工程量6 301.38 m2，最大深度75.95 m。

2 工程特點和難點

上游圍堰防滲墻軸線位于可爾因溝口下游側約90 m河段，軸線方向N22°16′08”E。此處大渡河河流偏左岸，左岸基巖裸露，兩岸出露基巖為燕山期似斑狀黑云母鉀長花崗巖，巖石致密堅硬。河床覆蓋層一般厚48 m～57 m，最大厚度達68.71 m，分3層，由下至上分別為漂卵礫石層、(砂)卵礫石層、漂卵礫石層。

下游圍堰防滲墻河床SZK98鉆孔揭示②-a含礫細砂層透鏡體厚3.73 m，頂板埋深19.8 m；左岸基巖裸露，基巖巖性為二云二長花崗巖和黑云母鉀長花崗巖，巖體較堅硬完整；右岸分布大石堆，結構松散，架空嚴重，前緣與沖積層交錯堆積；右岸堰肩為塊碎石層，結構松散，穩定性較差，透水性強，需進行有效工藝處理。河床覆蓋層一般厚27.2 m～60 m，最大厚度達75.95 m，分3層，由下至上分別為漂卵礫石層、(砂)卵礫石層、漂卵礫石層。

基于雙江口水電站河床覆蓋層特性，與其他同類同規模防滲墻施工相比，有以下特點和難點：

(1)地層含密集巨漂孤石群，孤石與下伏基巖巖性相同，入巖控制難以保證，造孔難度大，成槽周期長，對槽段安全性造成極大影響；

(2)谷坡陡峻，施工中揭示岸坡段存在超高陡坎( 已探明陡坎在35 ～40 m) ，防滲墻嵌巖難度大，河床深切部位及水下填筑無法碾壓部位施工周期長，施工中漏漿塌孔嚴重；

(3)岸坡段存在超厚倒懸體，在造孔過程中查明倒懸體厚度達到17 m，施工中需擊穿倒懸體；

(4)施工過程中揭示上、下游圍堰右岸及河床深切部位均存在大量巨漂孤石，已探明最大孤石直徑在15米左右；

(5)工程難度大，工期緊張。受征地移民和股權交割影響，截流時間推遲1個月，防滲墻施工工期緊張。

3 處理措施

因現場硬巖、巨漂孤石、陡坎、倒懸體多，施工過程的孔斜、漏漿、塌孔、卡掉鉆等問題經常發生，以致施工工期緊張。若不有效處理，防滲墻工程施工質量和進度無法保證。如何針對存在的問題及難點，有效應對至關重要。經實踐摸索確定了行之有效的處理措施。

3.1 基巖鑒定

根據《水電水利工程混凝土防滲墻施工規范》(DL/T 5199-2004)要求，“當孔深接近預計基巖面時, 開始留取巖樣, 根據巖樣的性質確定基巖面；對照鄰孔基巖面高程, 分析本孔鉆進情況，確定基巖面。當上述方法難以確定基巖面，或對基巖面發生懷疑時, 應鉆取巖芯, 加以驗證和確定?！?/p>

3.1.1 導孔取芯

在實際施工過程中，因工期緊，地層大孤石、漂石、陡坎、倒懸體等情況較多，難以準確判斷基巖深度。為更好了解地質情況，為后期防滲墻入巖提供準確的數據參數，參照設計提供的下伏基巖高程，對所有一期槽3號孔鉆孔取芯，取芯長度≥15 m(規范規定的基巖鉆孔取芯深度為≥10 m)。個別地方根據實際情況加深，對相鄰部位基巖埋深相差較大和存在陡坎的部位加密先導孔取芯孔位布置并結合副孔施工時取樣鑒定，經探明最大孤石直徑在15米左右，確保了嵌入基巖。

3.1.2 副孔取芯

防滲墻造孔過程中嚴格按設計地質資料進行控制，接近設計基巖面時每隔0.5 m取樣一次。當相鄰兩主孔高差大于1.0 m時，副孔取樣鑒定(較規范嚴格)。本工程基巖取樣由工程質檢人員負責，基巖巖樣按順序深度、位置編號, 填好標簽, 裝箱, 妥善保管，基巖鑒定由業主、設計、監理、施工四方地質人員聯合進行確認與控制，有效確保了防滲墻入巖深度。

3.2 巨漂孤石、陡坎及倒懸體處理

3.2.1 針對巨漂孤石

根據前期預爆孔及地質鉆取芯勘探探明的孤石具體位置、大小，采用鉆孔預爆方式處理，預爆孔間距為2.0 m。具體方案為：防滲墻軸線測量放樣→布置補勘孔→補勘孔鉆進(φ140 mm 套管跟管鉆進) →根據勘探情況遇大孤石、漂石的補勘孔作為預爆孔→加密布置預爆孔→加密預爆孔鉆進(φ140 mm 套管跟管鉆進) →在預爆孔φ140 mm 套管內下設φ90 mm PVC 管→拔出φ140 mm 套管→裝藥→連線→起爆。爆破參數的確定對爆破效果將產生直接影響，施工中按下列參數進行爆破?？讖剑篋=140 mm；孔深：原則上鉆穿第1層漂卵石層；炮孔堵塞長：L= 1. 0～1. 5 m；裝藥密度：2. 4 kg /m；單孔裝藥量：根據孤石大小及孔深確定。

3.2.2 針對陡坎段

經參建各方確定，“凡相鄰兩孔間基巖面高差大于3 m視為陡坎段”。處理方案為首先使用沖擊鉆機鉆進，穿過上部回填層、覆蓋層后采用XY-2型地質鉆機鉆孔取芯15 m，以確定基巖面的準確深度。然后使用地質鉆機配十字鉆頭采用間斷沖擊法，沖砸出臺階，下設定位管(φ108 mm排污管)，再用地質鉆機使用φ76 mm鉆頭鉆爆破孔，鉆孔深度控制標準為最高點入巖1 m。鉆孔后根據基巖發育程度及基巖深度確定裝藥量，一般按2 kg/m控制。然后下置爆破筒 ，提升定位管進行爆破。爆破后用沖擊鉆機沖擊破碎，直至終孔。

3.2.3 針對倒懸體

根據前期預爆孔及地質鉆取芯施工對地層進行勘探，確定倒懸體的具體位置、范圍，采用爆破方法進行處理，具體方案為：布置爆破孔→阿特拉斯鉆機鉆進(φ140 mm套管跟管鉆進至基巖面)→阿特拉斯鉆機使用偏心鉆頭裸鉆進入基巖，孔深控制在距離倒懸體空腔頂部0.5 m→在預爆孔φ140 mm套管內下設φ90PVC管→拔出φ140 mm套管→裝藥→連線→起爆，直至終孔。

3.3 漏漿、塌孔處理

3.3.1 漏漿處理

造孔過程中，遇少量漏漿，采用加大泥漿比重，投堵漏劑等處理；遇大量漏漿，單孔采用回填粘土鉆進處理，槽孔采用投鋸末、水泥、稻草或高分子聚合物材料等進行堵漏處理，并改沖擊鉆進為沖擊鉆擠實鉆進，確保孔壁、槽壁安全。

3.3.2 塌孔處理

造孔過程中出現塌孔現象，及時處理，對固壁泥漿配比及鉆進手段進行調整，確?？妆诜€定，并將有關情況報告監理人；發現有塌孔跡象，首先提起施工機具，根據塌孔程度采取回填粘土、柔性材料或低標號混凝土等處理；孔口塌孔，采取布置插筋、拉筋和架設鋼木梁等措施，保證槽口的穩定；針對槽內嚴重塌孔，澆筑砼后重新造孔。

3.4 過流保護措施

5月份后進入汛期施工，雙江口水電站5月中上旬發生洪水漫堰過流的可能性極大，而此時下游圍堰低平臺(EL2 254.5 m高程)右岸防滲墻還剩4個槽段未能完成。根據水文氣象資料及可能發生大的汛情預報統計分析，受厄爾尼諾現象影響，全國各地降水時間提前，汛情嚴峻，考慮到若防滲墻不能在汛前完成，將對主體工程建設構成影響。

經各方研究，在上游圍堰2 272 m平臺設置兩道子堰，在下游圍堰修建臨時擋水丁壩，以搶抓汛前防滲墻施工時機并為洪水漫堰前爭取人員、設備安全撤離時間。下游圍堰防滲墻臨時擋水丁壩具體方案為在8號槽順水流方向，結合設計過流結構增加一道子堰，有效確保了防滲墻汛期施工人員、設備安全。

4 防滲墻的質量檢查

雙江口水電站采取大壩工程心墻部位河床覆蓋層全挖方案，70 m深基坑常年作業，防滲墻的質量直接關系到工程成敗，質量標準高，為確保基坑施工安全，有必要對防滲墻進行全面的質量檢查和評價。防滲墻墻體質量檢查采用檢查孔鉆孔取芯、注水試驗、物探檢測等方法。

4.1 抗壓、抗滲及抗凍指標

上、下游圍堰防滲墻共計抗壓試件113組，抗滲試件17組，抗凍試件3組，彈性模量7組，分別按相應規范要求進行了28 d齡期抗壓強度、抗滲及抗凍試驗。檢驗結果統計得出圍堰防滲墻抗壓：最大值R28max=34.7 MPa，最小值R28min=27.2 MPa，平均抗壓強度R28=30.1 MPa；抗滲性能：檢測結果>W10；抗凍性能：檢測結果>F100。結果表明混凝土抗壓、抗滲及抗凍指標滿足設計要求，合格率100%，混凝土質量優良。

4.2 注水試驗

全部注水48段，合格47段，滲透系數最大4.40×10-6cm/s，最小6.68×10-9cm/s，合格率97.9%。S-J-6檢查孔有一段不滿足設計要求，試段位置在0.0～5.0 m，且位于上游右堰端頭EL.2 280.00 m，對工程整體防滲效果影響甚微，后期經過，對該段進行加強灌漿，二次注水檢查合格。

4.3 物探檢測

防滲墻物探檢測由中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司承擔，采用單孔聲波、對穿聲波、聲波 CT、鉆孔全景圖像的物探方法對上、下游圍堰防滲墻墻體質量和墻體底部與基礎接觸部位的質量進行檢測。其目的是查找防滲墻墻體夾泥、離析、開叉及澆筑欠密實等缺陷，檢查墻體底部的浮渣厚度、接觸部位的緊密程度以及檢查墻下帷幕灌漿效果，對防滲墻施工質量作出綜合評價。物探檢測工作量見表1。

表1 上下游圍堰防滲墻物探檢測工作量表

經檢測，圍堰防滲墻墻體聲波波速介于4 086～4 350 m/s(波速取對穿、單孔聲波)，平均波速4 291 m/s；聲波CT 成果反映防滲墻混凝土密實性較好、均一性較好，與對穿聲波成果一致；墻體底部與基巖接觸部位接觸部位平均波速3 775～4 442 m/s，平均波速4 050 m/s；陡坎段接觸部位灌漿后對穿聲波平均波速4 082～4 813 m/s，平均波速為4712 m/s；墻下帷幕灌漿平均波速4 191～4 436 m/s，平均波速為4 330 m/s，均滿足設計及規范要求。

5 結 語

本工程針對施工過程中覆蓋層厚、大孤石多、造孔效率低、陡坎及倒懸情況突出、施工工期緊等施工難點探索了一些有效的處理措施，為按期完成圍堰防滲墻施工、工程安全度汛和下一步大壩基坑開挖創造條件。同時，通過組織雙江口水電站防滲墻施工組織設計審查，引入專業咨詢單位采取檢查巡視和施工技術咨詢的方式，保證2名具有防滲墻施工經驗的專家常駐工地，對防滲墻工程承包人上報的灌漿生產性試驗方案、防滲墻施工方案等技術資料進行分析評價和把關；引入物探檢測等手段進行質量檢查，有效確保了防滲墻施工質量。從目前已測得的圍堰防滲墻監測資料成果分析，滲透系數總體較小，防滲效果明顯。

參考文獻：

[1] 涂揚舉,嚴軍,唐茂穎,蔣常春,胡慶忠.瀑布溝工程大壩防滲墻施工[J].水利水電施工.2007(09)；

[2] 徐勇,何燁.雙江口水電站圍堰防滲墻施工技術.施工技術.2017.08；

[3] 薛云峰.混凝土防滲墻質量控制及檢測技術研究.中南大學.2017.05；

[4] 羅慶松,宋衛民,趙先鋒.黃金坪水電站大厚度超百米深防滲墻施工技術.水力發電.2016.03；

[5] 周斌.獅子坪水電站大壩基礎防滲墻施工技術與質量監理.四川水力發電.2016.12.