基于東坑水庫大壩混凝土防滲墻施工組織設計

王有慶

(中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410001)

基于東坑水庫大壩混凝土防滲墻施工組織設計

王有慶

(中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410001)

東坑水庫大壩始建于20世紀60年代，常年失修造成大壩壩基滲漏嚴重，大壩無法正常運行?，F對大壩工程進行除險加固處理，處理方案是在大壩中間設一道垂直混凝土防滲墻。

東坑水庫;大壩;混凝土防滲墻;施工組織設計

1 概述

1.1 工程概況

東坑水庫座落于茶陵縣小田鄉東坑村，修建于20世紀60年代。壩基滲水較嚴重，現進行除險加固處理，對大壩進行增設混凝土垂直防滲墻處理。防滲墻中線距壩軸線上游1.5 m。墻頂設計高程136.0 m，墻腳深入強風化基巖0.5 m，與壩基壩肩帷幕灌漿形成連續封閉的防滲截水墻。防滲墻軸線總長202 m，墻厚0.6 m，混凝土工程量約2 125 m3。

1.2 防滲墻的工程地質條件

大壩防滲心墻工程地質情況經現場對136 m高程以上壩體進行探挖，得出結論是：大壩左壩段136 m高程以上為黏土心墻堆石壩，右壩段全部及左壩段136 m高程以下為黏土心墻土壩。心墻土料以紅黃色、黃色黏土為主，局部含礫石及小塊石，見多層含植物根系的灰黑色淤泥質黏土，土質較均勻，含風化塊石。壩基左岸以石英砂巖為主，局部夾有薄層頁巖;中間巖石上部以泥質頁巖為主，其次為粉砂質頁巖夾砂巖，右岸為頁巖夾砂巖。壩基接觸面處理不好，滲水較嚴重。

1.3 工程施工主要特點

1)工程總量不是很大，但工期非常緊。

2)防滲墻位置在大壩原心墻內，土質較均勻，較易成槽。

3)本工程缺乏地質勘探資料，對基巖埋深等情況僅是推測，可能存在設計數據與實際施工反映不符的情況。

1.4 加快防滲墻施工的針對性措施

該水庫需臨時蓄水保春耕灌溉，要求防滲墻工程必須在春耕蓄水前完工。由于工程總量不是很大，工期緊，設備投入過分加大會明顯增加施工成本，于是設備投入方面應適度。另外，為了加快施工進度，將左岸6 m和右岸約28 m長的兩段用反鏟挖機挖槽，然后灌注高流態混凝土。中間段采用工效較快的CZ-8D型鋼繩沖擊鉆沖鉆成槽。

2 施工準備

2.1 施工交通

本工程對外交通條件較好，有公路直達右岸壩頂，然后右岸壩頂的上游側修一施工便道的136 m施工平臺。

2.2 防滲墻施工平臺

2.2.1 施工平臺設計

施工平臺為原土壩心墻開挖至高程137.0 m的平臺。其中，防滲墻下游側6 m寬范圍內設鉆機平臺，平臺地面鋪道渣后墊枕木，枕木上鋪鉆機軌道。鉆機平臺設向外0.2%橫坡。防滲墻上游側4 m寬范圍內設倒渣平臺(該平臺功能包含：倒漿、倒渣、焊鉆頭、下導管、處理孔內事故等的工作平臺，保護地面不被水侵蝕及進入槽段的施工道路)，平臺用15 cm厚C15混凝土硬化，頂面向上游側設2%的橫坡，以便將施工廢水排走。

2.2.2 導墻設計

導墻為矩形斷面，鋼筋混凝土結構，導墻高度1.8 m，寬度0.5 m，墻頂高于施工平臺0.1 m，以防止異物流灌入鉆孔槽段。導墻槽口寬度為0.8 m，比防滲墻寬度大0.2 m，以適應沖擊鉆孔的需要。

導墻的溫度沉降縫按每段≥20.0 m的要求進行劃分。為避免造成導墻坍陷事故，縱向主筋必須在各段之間連接起來，成為整體，不應隨分縫而斷開。

2.2.3 平臺施工

2.2.3.1 基底清理

用挖掘機或推土機將現已開挖的平臺修整平整，平臺地面高程137.0 m。平臺應保證平整，不積水。

2.2.3.2 鋼筋混凝土導墻施工

施工前，先進行放樣并用小型反鏟挖機挖槽，然后安裝鋼筋、現立模板并澆筑混凝土。

混凝土由布置在溢洪道上的臨時攪拌站拌制，HBT60混凝土輸送泵送入倉，用φ50振搗器振搗密實，終凝后灑水養護≥7 d。

2.3 施工供水

防滲墻施工主要用水為泥漿制備及沖漿用水。分別從左、右岸水池，直接接管至施工點。

2.4 施工供電

從現有630 kVA變壓器低壓側的配電房接線至各施工作業。另外配備1臺200 kVA的柴油發電機，作為防滲墻混凝土澆筑時的停電備用電源。

2.5 泥漿制備

由于本工程防滲墻布設原土壩的黏土心墻內，除基巖外全為黏土結構，鉆進過程中自動造漿。

2.6 混凝土制備

在溢洪道上游平臺布置混凝土攪拌站，安裝1臺0.5 m3的強制式攪拌機和1臺0.35 m3滾筒式攪拌機。澆筑混凝土時，兩臺攪拌機同時拌料，經輸送泵送混凝土到澆筑槽段口。

2.7 排污系統

在防滲墻上游側通長布置倒渣平臺和排漿溝布置，造孔時的廢渣經沖漿后由運輸設備棄至指定位置，廢漿則沿排漿溝匯集至設置于防滲墻上游的沉淀池內，廢水經沉淀凈化后排入水庫內流向下游，沉淀物則定期由挖裝設備清理并運至指定棄放位置。

3 混凝土防滲墻施工方法

3.1 施工方法簡述

防滲墻以CZ-8D型沖擊鉆機鉆為主造孔，直升導管澆筑水下混凝土成墻，墻段連接采用鉆鑿法。

3.2 施工順序與槽段劃分

防滲墻擬按照先中間段(樁號約0+80 m)后向左右兩岸的順序施工，采用兩序間隔法，先施工一期槽段，后施工二期槽段。

槽段劃分要根據地質情況和連續墻槽壁穩定的情況以及造孔難易程度與混凝土澆筑強度來確定單元槽段的長度，本項目防滲墻槽段長度按5.7 m來劃分，個別槽段可現場適當調整。

3.3 泥漿制備

用槽段內的心墻黏土制漿。由于本工程防滲墻布設原土壩的黏土心墻內，除基巖外全為黏土結構，利用鉆機造孔成槽過程中沖擊黏土攪拌自動造漿。

3.4 造孔

3.4.1 造孔方式

采用鋼繩沖擊鉆機，鉆劈法造孔成槽。采用CZ-8D型沖擊型鉆機配“十”字鉆頭為主進行作業。施工時先鉆主孔、后劈打副孔。

成槽施工時，孔內泥漿面保持在導墻面以下30～50 cm左右，發現泥漿漏失應立即采取堵漏措施并補漿。

鉆頭直徑不小于設計墻厚，槽孔深必須滿足規定的要求。

3.4.2 清孔與換漿

終孔驗收后，采用抽砂筒法進行清孔，對于2期槽孔，在清孔換漿結束前，用鋼絲刷子鉆頭對接頭孔孔壁分段反復上下提拉刷洗，清除孔壁上的泥皮和殘渣。刷洗和檢查同時進行，直至鋼絲刷上不再帶有泥屑，孔底淤積不再增加，方可認為刷洗合格。

清孔質量標準：清孔換漿1 h后，孔底淤積≤10 cm，泥漿密度≤1.3 g/cm3、黏度≤30 s、含砂量≤10%。

3.4.3 特殊情況的處理

1)導墻變形、槽口坍塌，應根據具體情況，移開造孔設備，回填槽孔，拆除舊有的導墻，加固槽口土體。如果是槽孔下部坍塌，則先掏出坍塌物，坍塌部位回填黏土、小塊石、片石等，上部則回填低標號混凝土(或向槽孔內加入水泥、水玻璃等)，凝固后重新開孔造槽。

2)槽孔孔斜嚴重超標，回填后重新鉆孔。

3)地層嚴重漏漿，應立即停鉆，迅速填入堵漏材料，必要時回填槽孔。

3.5 水下混凝土澆筑

3.5.1 混凝土的生產與運輸

混凝土由布置于溢洪道上的混凝土攪拌站提供，采用HBT60型混凝土輸送泵直接在攪拌機出口溜槽下接料，泵送到導管受料口。

拌制好的混凝土按規定頻次檢測其性狀，防滲墻水下混凝土的性能指標應滿足：入槽坍落度18～22 cm，擴散度34～40 cm，坍落度保持15 cm的時間≥1 h，初凝時間≥6 h，終凝時間≤24 h。

3.5.2 泥漿下的混凝土澆筑

混凝土澆筑采用泥漿下直升導管法，導管采用φ250的圓形螺旋快速接頭，上端接漏斗，由鉆機懸吊，可作上下垂直移動，導管安裝應垂直，連接牢固，密封性能良好。在清孔合格后4 h內開盤澆筑，如超過4 h，重新檢查達到合格后方可開澆。開澆前，導管內置入可浮起的橡皮隔離塞，開澆時先注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的混凝土，撞擠出塞球并埋住導管底端。澆筑施工中，嚴格遵守以下規定：

1)每個槽段布置兩根導管，導管之間距離為3 m，導管距混凝土槽段兩端距離1.5 m，導管埋入混凝土深度≥1.0 m，也≤6 m;開澆時導管底口距孔底應控制在15～55 cm，當槽底面高差＞25 cm時，導管應布置在其控制范圍的最低處。

2)混凝土面上升速度≥2 m/h。

3)混凝土面均勻上升，高差控制在0.5 m以下。

4)槽孔設置蓋板，防止混凝土散落在槽孔內。

5)不合格的混凝土不得使用。

6)每隔30 min測量1次槽孔內混凝土面的深度，每隔2 h測量1次導管內混凝土面深度。

7)及時作好導管布置安裝記錄和混凝土澆筑指示圖，以核對澆筑方量，指導澆筑施工。

8)終澆時，應確?；炷另斆娓叱?0 cm以上。

9)在澆筑過程中發生事故時，要及時采取適當措施處理。

3.6 墻段連接

各期槽段間的連接采用鉆鑿法，施工接頭時，應在槽孔混凝土澆筑完成后24 h開始。為便于開孔，可提前預留一個2～3 m深的導向坑。鉆孔時要抓緊時間，加快進度。

3.7 工程質量保證措施

3.7.1 質量檢查機構

項目部在技術負責人的領導下，設質量專員負責質量工作，作業隊設兼職質量員(施工員兼任)，工地試驗室按規定對原材料和中間產品、成品進行專業檢查檢測。

3.7.2 加強施工質量管理

在施工過程中堅持10項管理制度，即：①崗位責任制度;②施工復測制度;③技術交底制度;④開、竣工報告制度;⑤材料檢驗制度;⑥試驗抽樣制度;⑦隱蔽工程檢查制度;⑧工程負責人質量評定獎懲制度;⑨工程自檢互檢制度;⑩工程質量事故處理制度，嚴把“四關”即：圖紙關、測量關、材料檢驗及試驗關、過程工序質量關。

3.7.3 加強過程質量控制

按照程序文件中的有關過程控制程序進行質量控制，根據設計及規范與招標文件《技術規范》要求、工藝標準和驗收標準，對各分項、分部工程進行延續性檢驗與評價。施工中對隱蔽工程和每道工序嚴格執行施工質量“三檢制”和“聯檢制”，加強與業主、監理、設計單位的聯系，在施工技術方面取得廣泛的合作與支持，并及時解決施工中遇到的技術難題和問題。加強對造孔、水下混凝土澆筑等關鍵工序的質量控制。

4 施工進度計劃

本項目工程總量不是很大，但工期緊，過分加大設備投入會明顯增加施工成本，于是設備投入要適度，結合實際情況制定本防滲墻施工進度計劃。

施工準備7 d，防滲墻造孔78 d，拆除施工平臺移交工作面2 d，工期為87 d。

施工關鍵線路：開工→施工平臺→混凝土導墻→造孔→混凝土澆筑前槽段驗收→水下混凝土澆筑→施工平臺拆除→移交工作面。

主要施工強度指標：防滲墻造孔為1 277 m2/mo;水下混凝土澆筑為766 m3/mo。

5 主要資源配置

5.1 人員配置

根據施工強度和任務，高峰期擬配置現場勞動力77人。

5

.2主要施工設備配置

主要施工設備配置見表1。

表1 防滲墻工程主要施工設備配置計劃表 臺

6 結束語

該大壩工程經過設置的垂直混凝土防滲墻處理，各項檢測指標均符合要求，達到了止漏除險加固的效果。

［1］DL/T5100-1999水工混凝土外加劑技術規程［S］.北京：中國水利水電出版社，2005：45-46.

［2］SDJ207-82水工混凝土施工規范［S］.北京：中國水利水電出版社，2007：108-109.

［3］中國長江三峽工程開發總公司，中國葛洲壩水利水電工程集團公司.DL/T5144-2001水工混凝土施工規范［S］.北京：中國電力出版社，2001.

Construction Organization and Design of Concrete Diaphragm Wall of Dongkeng Reservoir Dam

WANG You-qing
(No.8 Water Conservancy＆Hydropower Engineering Bureau Limited Company of China，Changsha 410001，China)

The Dongkeng reservoir dam started to be built in the 1960’s.Dam foundation is in a state of serious leakage due to out of repair in past few years，which causes the dam not to operate normally.Its dam foundation is being repaired by strengthening or removing the dangerous parts，and a scheme is produced to set a vertical concrete diaphragm wall in the middle of dam for strengthening.

Dongkeng reservoir;dam;concrete diaphragm wall;construction organization and design

TV512

B

1007-7596(2011)06-0037-03

2011-08-16

王有慶(1974-)，男，湖南長沙人，工程師，研究方向為水利水電工程項目施工管理和公路工程項目施工管理。