混凝土防滲墻在大通河納子峽水電站技術應用

摘要：介紹了防滲墻施工技術的主要工藝流程，最后通過現場驗收，墻體的抗滲能力完全滿足設計要求，具有一定的使用參考價值。

關鍵字：防滲墻技術應用

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A

1．工程概況

納子峽水電站位于青海省東北部的門源縣燕麥圖呼鄉和祁連縣皇城鄉的交界處，地處大通河上游末段。電站是大通河流域年調節的“龍頭”電站。壩型為混凝土面板堆石壩，河床平趾板基礎置于密實覆蓋層上，趾板寬度8.0m，厚度0.8m，砂礫石覆蓋層采用防滲墻進行防滲處理，混凝土防滲墻軸線平行于壩軸線布置，墻厚1.2m，墻底嵌入基巖強風化層0.8m，最大深度23m。防滲墻與趾板之間采用混凝土連接板連接。

2防滲墻施工工藝

2.1導墻施工

導墻,也稱導向槽，是防滲墻施工之前修建的臨時構筑物，它對防滲墻的施工是必不可少的，導墻的作用是為鉆孔機具導向、蓄存泥漿和防止槽口坍塌,同時可作為施工時水平與豎直測量的基準,在導墻的施工中重點是防止導墻開裂和位移變形。因此在工程施工中根據施工機械選擇不同類型的導墻很重要，導墻拆模后應立即在墻間架設支撐。

2.2造孔方法

本工程防滲墻采用CZ-30型沖擊鉆機“鉆劈法”造孔成槽，先鉆進主孔，到設計終孔孔深后，再劈打副孔；采用粘土泥漿或膨潤土漿護壁，及時監控泥漿各項性能指標；確保攜帶巖碴和維護孔壁穩定的能力；“抽筒抽取法”并結合“新鮮泥漿置換法”清孔；“泥漿下直升導管法”澆筑混凝土。

2.3槽段劃分及連接

合理劃分槽段原則是不影響槽壁的穩定性,槽壁的穩定性盡可能的減少接頭數量, 不但可以提高施工效率,還可以提高防滲墻的防水性和整體性，本工程槽段劃分為兩期，槽段劃分采用一種槽長，槽孔長度為7.0m，即3個1.2m的主孔和2個1.7m的副孔，槽段連接采用“套打一鉆”法施工，即一期槽段的混凝土達到一定強度（24h）后，用沖擊鉆將接頭孔中的混凝土鑿掉，形成一、二期槽段間的接頭孔。具體形式見圖

2.4固壁泥漿

選用粘土時，粘土含量必須大于50％，塑性指數大于20，含砂量小于5％，SiO2與Al2O3含量的比值為3～4。純凈泥漿一般難以完全達到使用要求，這時要加入泥漿處理劑改善漿液性能。如果泥漿失水量過大，膠體率和穩定性均不合格，一般可考慮加入碳酸鈉處理。 碳酸鈉的加量一般為土重的0.3%～1.2%，隨著加入碳酸鈉數量的增加，鈣質粘土改性為鈉質粘土，土的顆粒在水中更加分散，膠體粒子的數量增加，泥漿失水量降低，并使粘度有某些提高。本工程采用1500l的攪拌槽進行泥漿攪拌。

制備、使用與檢驗采用表1泥漿配合比進行攪拌，攪拌30分鐘后進行檢測達到表2固壁泥漿性能指標。

表1 泥漿配合比

項目 粘土 Na2CO3 水

數量(kg) 12.5～20 0.4～0.625 100

表2 固壁泥漿性能指標

項 目 單 位 性能指標 試驗用儀器 備注

密 度 g/cm3 1.1～1.2 泥漿密度計

漏斗粘度 s 18～25 500/700ml漏斗

含 砂 量 % ≤5 含砂量測量器

膠 體 率 % ≥96 量筒

穩 定 性 ≤0.03 量筒、泥漿比重稱

失 水 量 ml/30min ＜30 失水量儀 又稱為濾失量

泥 餅 厚 mm 2～4 失水量儀

1 min靜切力 Pa 2.0～5.0 靜切力計

pH值 7～9 pH試紙或電子pH計

對新拌制的泥漿每天做一次粘度、比重、含沙量測試，根據造孔需求隨時調整泥漿配合比。

2.5孔形控制

孔形控制是驗收項目項目包括：深度、厚度和孔斜。防滲墻設計墻厚1.2m通過施工鉆具（鉆頭）達到的；深度在確定基巖弱風化層后0.8m為終孔深度；孔斜指標為不得大于0.4%，含孤石、漂石地層以及基巖面傾斜度較大等特殊情況，孔斜率應控制在0.6%以內，一、二期槽孔接頭搭接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,并應采取措施保證設計墻厚。

2.6孔深驗收和基巖鑒定

防滲墻嵌入基巖弱風化層規定為0.8m，測量前應將抽筒取出的巖樣進行妥善保管同時做好相應孔深記錄。防滲墻單孔主孔施工進入巖層后，每20cm追蹤檢查巖樣，詳細記錄基巖頂面的深度并做好相應的巖樣保存，根據通過巖樣的分析判斷孔底到達位置的巖性，最后根據設計和監理要求確定相應的終孔深度。

2.7清孔換漿和接頭刷洗

槽段終孔后，即開始組織清孔換漿工作，Ⅱ期槽孔終孔后還要進行接頭孔的刷洗。在清孔換漿時，清孔采用抽筒換漿法，用抽筒將孔內的砂、石漿液抽出孔口廢棄，同時向槽內補充新鮮泥漿，換漿量約為槽孔內泥漿總量的1/3。

二期槽孔清孔換漿結束前，用鋼絲刷子鉆頭洗刷一期槽孔端頭的泥皮和地層殘留物。以刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加為合格標準。

2.8清孔換漿結束標準

清孔結束一小時后，在槽孔底部0.5m處取泥漿樣，進行泥漿試驗。如果達到結束標準，即可結束清孔換漿的工作。清孔換漿1h后應達到的標準：孔底淤積厚度≤10cm，槽內泥漿密度≤1.3g/cm3，馬氏漏斗粘度≤30s，含砂量≤5%。

3.混凝土澆筑

施工期間根據實驗室提供的配合比，墻體混凝土材料物理力學性能指標見表3

表3 混凝土物理力學性能設計指標

項 目 性 能 指 數

強度標號 C15

抗滲標號 W8

滲透系數 ≤10-6cm/s

坍落度 18～22cm

擴散度 34～40cm

初凝時間 ≥6h

終凝時間 ≤24h

3.1原材料技術指標

水泥：32.5普通硅酸鹽水泥，品質應滿足國標GB175-99要求。

砂：采用河砂，細度模數2.4～2.6，含泥量不大于3%，飽和面干吸水率不大于1.60%。

骨料：采用天然礫石，最大粒徑不大于40mm，含泥量不大于1%，飽和面干吸水率不大于1.50%。

外加劑：應符合《DL/T5100－1999》的有關規定。

水：應符合砼拌和標準《JGJ63-89》。

3.2澆筑導管

混凝土澆筑導管采用快速絲扣連接Φ250的鋼管，在每套導管的上部和底節管設置長度為0.3～1.0m短管，導管接頭要設有懸掛設施，孔口支架承受力要大于混凝土充滿導管總重量的2.5倍以上。

3.3導管下設

導管應布置在防滲墻中心線上，按照配管圖依次下設，每個槽段部設2套導管間距一般不宜大于3.5m，導管距槽孔兩端或接頭管的距離宜為1.0～1.5m。

3.4混凝土開倉、入倉

混凝土卸入槽口儲料—分料斗由其分流到各個溜槽內流入導管頂部料斗。混凝土開澆時采用壓球法開澆。在開澆前必須先在導管內注入砂漿，并準備好足夠的混凝土，以便隔離球能夠被擠出，同時能將導管底端埋入混凝土1.0m以上。

3.5澆筑過程控制

導管埋入混凝土的深度控制在1～6m之間，以免泥漿進入砼和埋深過大出現筑管。

槽孔內混凝土面要均勻上升，高差控制在0.5m以內，澆筑速度不能小于4m/h。定時測量槽內混凝土面及管內混凝土面，填寫澆筑資料，同時指導拆除導管。當槽孔內的深度高低不平時，從低處澆起，澆到與高的齊平時，同時澆筑。

3.6防滲墻工程技術指標與質量要求

表4防滲墻工程技術指標與質量要求

序號 檢查項目 檢驗方法 質量標準

1 造

孔 槽孔中心偏差 現場測量 ±3cm

2 終孔孔深 現場測量 不小于設計孔深

3 孔斜率 現場測量、計算 不大于0.4％，特殊情況不大于0.6％

4 槽孔寬度 劇鉆頭直徑 滿足設計要求

5 清

孔 接頭刷洗 現場測量 刷子基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加

6 孔底淤積 現場測量 ≤10cm

7 泥漿密度 比重稱 ＜1.3g/cm3

8 泥漿粘度 500/700漏斗 ≤30s

9 泥漿含砂量 含砂量器（杯） ≤5％

10 混凝土澆筑 導管間距埋深 現場測量 符合設計要求

11 砼上升速度 現場測量、速度 ≥2m/h

12 砼塌落度 現場測試 18～22cm

13 砼擴散度 現場測試 34～40cm

14 終澆高程 開挖檢查 符合設計要求

15 砼性能指標 室內實驗 符合設計要求

16 記錄 綜合檢查 齊全、準確、清晰 符合設計要求

4.防滲墻工程質量評定

4.1工程質量評定依據

《水利水電工程質量評定規程》SL175-1996

《水利水電基本建設工程單元工程質量等級評定標準》水工建筑工程SDJ2497-91

部頒《水利水電工程施工質量評定表》(試行)

混凝土防滲墻施工規范（DL/T5148-2001）及相關標準

4.2墻體質量檢查

防滲墻工程質量檢查按規范及設計要求進行，包括原材料檢測、混凝土現場及機口取樣檢測、槽孔地質鑒定及孔形驗收、成墻后鉆檢查孔取芯、注水試驗、孔內錄像監測等諸多項目。檢查結果表明，防滲墻施工質量滿足設計要求。

總 結：防滲墻墻體的剛度大、防滲性能好、可用作剛性基礎、適用于多種地基條件，使其在基礎工程中得到廣泛的應用，但護壁泥漿、墻段的接頭等構造問題還需要進一步優化。

作者簡介：段德生，男（1985）甘肅酒泉人，助理工程師。