淺析白龜山水庫順河壩11+040~11+570切槽法截滲墻施工技術

□翟 宇（白龜山水庫管理局）

1 工程概況

白龜山水庫座落在淮河流域沙潁河水系沙河干流上，攔河壩壩址位于平頂山市西南郊，它與上游昭平臺水庫相距約51 km。水庫控制流域面積2740km2。水庫始建于1958年，1966年通過正式竣工驗收。1998年水庫除險加固開工，2006年加固工程通過正式竣工驗收。水庫工程按100年一遇洪水設計，2000年一遇洪水校核，是一座以防洪為主，集防洪、城市供水、農業灌溉為一體的大（2）型綜合利用水庫樞紐工程。白龜山水庫順河壩壩長18016.50m，最大壩高16.26m，壩頂寬4.00～6.00m。

在白龜山水庫除險加固工程施工過程中，發現順河壩魚陵山以西11+040-11+570壩段原竣工圖上的1:20無護面壩坡以下壩體不是竣工圖所示的重粉質壤土，而是層土層砂。為了進一步搞清該段壩體的填筑情況，建管局委托河南省勘測總隊對該段壩體進行勘探，勘探結果表明，該壩段有貫穿上下游壩體的砂層，且該砂層為級配不良砂，其頂部高程為99.20～99.70m，底部高程為98.10～98.70m，長度為467m的透鏡體，不良級配中砂層在重粉質壤土中，形成上下游貫通的壩體滲漏通道。根據11+040～11+570壩段的勘測情況，同時考慮到截滲所穿過的介質均為土和砂，為節省投資和加快施工進度擬采用YK系列切槽機切槽和澆筑混凝土截滲墻的方式予以截滲。截滲墻長度530m，深度4.10～5.50m，截滲墻的截滲面積為2544m2。

2 截滲墻施工材料的控制和施工技術要求

2.1 材料

2.1.1 固壁所用泥漿

泥漿中水應該是新鮮、清潔的不含酸、堿、油、鹽、粉砂有機物質和其他有害物質。泥漿池應與沉淀池分開，不得混池使用。泥漿主要性能指標控制：泥漿密度在1.10～1.29g/cm3；漏斗粘度1～25s，含沙量<5%。

2.1.2 混凝土

混凝土所用水泥應符合國際GB-175的425硅酸鹽水泥，最小水泥用量350kg/m3。混凝土采用150#素混凝土，混凝土用水要求同泥漿用水。混凝土符合規定級配和強度要求，所用材料應符合規范要求，并具有下列物理和力學性質：最大骨料20mm，澆筑時塌落度為18～22cm，擴散度34～40cm，28d齡期最小抗壓強度為10MPa，混凝土彈性模量為17000MPa。

2.2 混凝土截滲墻施工

2.2.1 施工準備

槽孔上部必須支護，支護深度1.05～1.20m。支護槽口的護槽板可選用鋼制、木制或現澆混凝土板等。護槽板宜插入地基10～20cm，板與板之間接縫要良好，必要時采取封水措施，以免漏漿。地基土質較差時，護槽板外側應用粘土回填夯實后再進行施工。地基軟硬差別大時，應對地基處理后，再鋪設枕木和鋼軌。枕木截面尺寸20cm×20cm，長度0.80～1.10m，鋼軌應使用38#以上規格產品。

液壓開槽機行走，其軌道高差不得超過5mm，軌道間距允許差不得超過10mm。曲線段施工時，曲率較大時，開槽機行走軌道轉彎半徑應>50m，必要時也可以轉動開槽機行走輪子予以調整。曲率較小時，應按折線施工。白龜山水庫除險加固工程截滲墻選擇的是折線施工。導孔施工時，應嚴格控制其垂直度，導孔斜率≤0.40%，墻深在20m以內的，導孔直徑可選用Φ860mm；墻深>20m的，導孔直徑可選用Φ1200mm。

2.2.2 開槽施工

刀桿連接長度應保證在最大斜度工況下，滿足設計墻深要求。刀桿斜度一般應控制在3%～7%范圍內，刀桿斜度≤8%。槽寬尺寸允許偏差±10mm。開槽速度應根據地層軟硬進行控制操作。每次允許扳動一個工作行程，操作時間同時觀察液壓表，若壓力增加太大，每個工作行程應分二次或三次操作，嚴禁液壓系統超負荷運行。地層軟且槽孔又深時，開槽速度不宜過快，以減少沉淀和清槽工作量，應根據現場試驗確定合理的開槽速度。遇土質較硬，應以減少吃刀量或調小刀桿斜度降低工作負荷。在砂性地層開槽施工時，應采取改善泥漿性能措施，提高泥漿密度，還應儲備一定量的粘土和堵漏材料備用。

開槽作業時，開槽機油壓應控制在10MPa以下，允許油壓瞬時超過10MPa,不允許液壓系統在此值以上長期工作。油溫一般控制在50℃以下，不得超過60℃，油溫過高時，應采取有效的降溫措施，必要時應拆檢并更換泄漏量大的閥件及其他零件。遇到塊石或較粗的樹根時，應探明情況后，采取相應措施處理。因故停止施工，應有專業人員保持槽孔內的泥漿液位，防止槽孔坍塌，如遇砂土層，要定時啟動開槽機和砂土泵，清除槽底沉淀，防止刀桿預埋事故。

2.2.3 隔離體施工

土工布隔離體，用前必須經過外觀檢查，發現有破損、斷絲、編織不勻及其它降低自身強度缺陷的，禁止使用。隔離體設置時不得偏斜，且應下到槽底部，下設深度應用量具測定并記錄。采用懸重法沉放土工布隔離體時，重物的長度應大于槽寬尺寸的2～3倍，其寬度應小于槽寬尺寸；重物的重量應大于土工布本身在泥漿中的浮力。土工布隔離體內混凝土澆筑與水下混凝土澆筑相同，必須保證導管底口下至隔離體底部，并自始至終保證導管底口埋入混凝土1～6m；混凝土澆筑時，應與墻體澆筑協調，并保證隔離體內混凝土面高于槽內混凝土3～5m以上，防止隔離體移位。不得提前將土工布隔離體澆筑完成后，再澆筑墻體混凝土，二者應同時協調進行。

撤除隔離體時間應根據混凝土的初凝周期經實驗確定；撤除時應由下向上緩慢撕開，禁止由頂部向上整體拉開。隔離體與開槽機之間應留有足夠的安全距離，一般槽深20m以內時，宜取3～7m。

2.2.4 混凝土截滲墻施工

應嚴格按照設計的混凝土配合比配料，材料應進行檢查，各項指標應符合設計施工要求。水泥應按規定存放，嚴禁使用受潮及結塊水泥。砂石料粒徑均勻，差別較大時，應篩選后使用。根據規定應在機前或槽口對混凝土取樣，進行檢測試驗，應符合下列指標要求：塌落度18～22cm，擴散度34～40cm。

混凝土拌和及運輸設備，均應有備用，以保證混凝土澆筑能連續進行，若因故中斷，時間不宜超過40min。翻斗車運送混凝土時，運距以不超過200m為宜，且道路應平整。當運距超過200m時，應采用其他運輸方式。運至槽孔的混凝土，應有良好的和易性，若發生離析現象，應予二次拌和符合要求后再用，離析嚴重的，不得用于澆筑。

澆筑前應清除槽底沉淀，清槽后槽底沉淀≤10cm。槽孔開好經清槽后，應及時進行混凝土澆筑，防止槽孔坍塌。澆筑段長度應根據施工單位的澆筑能力合理確定，保證混凝土上升速度>2m/h。

多套導管澆筑時，導管間距可控制在3.50m左右，澆筑時各導管應輪流均量下料，使槽內混凝土面均勻上升，各處混凝土面高差≤50cm。混凝土澆筑過程中應對隔離體兩側進行經常性的測量，發現有漏漿現象，應及時判斷漏漿發生的原因及漏漿部位的高程，并詳細記錄和上報有關人員。經測量，漏漿不嚴重或不危機刀桿安全時，可繼續開槽作業，否則應及時停止開槽作業，將刀桿撤出槽孔。對漏失的混凝土應及時采取措施清出槽孔。

3 結語

混凝土截滲墻施工的優點是振動小、污染少、對周圍環境影響小；適用地層范圍廣，可以適應從軟地層到卵石層，從風化巖到堅硬的花崗巖等各種復雜地層施工；墻體質量好；施工能力范圍大。切槽法造截滲墻更能保證墻體質量，消除傳統防滲墻施工工藝易形成的集中滲流通道，工程質量很難保證的弊端。總之采用切槽法施工技術對堤壩進行防滲加固處理，將產生巨大的防洪減災效益。