壩基混凝土防滲墻工程的施工技術研究

石瑋薇

【摘 要】混凝土防滲墻是水利工程中常用的防滲結構形式，尤其在水庫壩基防滲中的應用較為廣泛。本文以水庫工程為例，結合工程地質條件，介紹了水庫壩基混凝土防滲墻的施工技術，并針對施工中的難點提出相應的質量控制措施，以確保了混凝土防滲墻的施工質量。

【關鍵詞】水庫；混凝土防滲墻；施工技術；造孔；質量控制

Study on Construction Technology of Dam Foundation Concrete Cut - off Wall

Shi Wei-wei

（Xinjiang Changyuan water supply quasi - East Water Supply Co，ltd Urumqi Xinjiang 830000）

【Abstract】Concrete impervious wall is commonly used in water conservancy engineering impermeable structure， especially in the reservoir dam foundation seepage in the application of a more extensive. In this paper， taking the reservoir engineering as an example， combined with the engineering geological conditions， the paper introduces the construction technology of the concrete dam cutoff wall of the dam foundation， and puts forward the corresponding quality control measures according to the difficulties in the construction to ensure the construction quality of the concrete cutoff wall.

【Key words】Reservoir；Concrete cutoff wall；Construction technology；Hole making；Quality control

水庫大壩是一項關系國計民生的建設工程，在促進地區(qū)經濟發(fā)展上發(fā)揮著重要作用。但由于種種原因，水庫大壩的防滲漏問題一直是難以根治的技術難題。而近年來，混凝土防滲墻在水庫工程壩基防滲中得到了廣泛應用。混凝土防滲墻是在地面上進行造孔施工，在地基中以泥漿固壁開鑿成槽形孔或聯(lián)鎖樁柱孔，回填防滲材料筑成具有防滲性能的地下連續(xù)墻。為了更好的應用該技術，下面，就結合水庫工程實例，就混凝土防滲墻施工技術進行探討。

1. 工程概況

某水庫工程是一座以防洪為主，兼顧發(fā)電、水產養(yǎng)殖等綜合利用的水電樞紐工程。擋水壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高22.1m，壩頂長62m，寬2.8m，壩基采用混凝土防滲墻防滲，最大墻深12m，墻厚0.5m。左右壩坡趾板、連接板下基巖進行固結灌漿；防滲墻下、左右岸坡趾板下基巖和水庫兩岸向上游延伸段基巖進行帷幕灌漿。

2. 工程地質情況

庫區(qū)兩岸基本為巖質岸坡，基巖裸露，巖性為常州溝組石英砂巖，巖性堅硬。左岸岸坡較緩，巖層傾向河谷，為順向岸坡，受卸荷、風化影響，岸坡處巖體中的節(jié)理裂隙較發(fā)育。右岸巖層傾向上游偏岸坡內部，為逆向岸坡，巖體整體性較好。

防滲墻軸線位置河床覆蓋層為混合土卵石，混合土卵石層內局部存在孤漂石；河床比現(xiàn)有圍堰低3m，且圍堰內水位過高，在混合土卵石層中造孔難度大，易塌孔，泥漿流失嚴重，并且防滲墻入巖深達5m，沖擊鉆鉆鑿基巖困難。

3. 施工總體布置

3.1 供水系統(tǒng)。

施工供水主要取自圍堰基坑內集水坑滲透水，采用2臺IS100-65-250型離心式清水泵（Q=100m3/h，H=80m，N=37kW）在集水坑中提水，用DN100鋼管向場內的各施工工作面供水。供水系統(tǒng)共需鋪設DN100鋼管約1500m。

3.2 供電系統(tǒng)。

本標段主要用電負荷有：防滲墻、灌漿施工、以及混凝土拌和系統(tǒng)、膨潤土制漿站、水泥漿制漿站、供水、施工輔助工廠、照明等，用電負荷約為1000kVA。

3.3 泥漿系統(tǒng)。

在防滲墻軸線上游側40m外、樁號壩0+170位置的河漫灘處，建立一套泥漿拌和系統(tǒng)，建造制漿站規(guī)模為建造280m3的膨化池1個，280m3的供漿池1個。安裝2臺S1500高速攪拌機和3臺3PNL型泥漿泵。泥漿站至施工現(xiàn)場的供、回漿管路為Φ100mm鋼管。

3.4 混凝土拌和系統(tǒng)。

為方便供水、供電的統(tǒng)一規(guī)劃，本工程混凝土拌和系統(tǒng)建設在泥漿系統(tǒng)附近，并就近設砂、石儲料場，料場保證2個槽孔儲量。拌和站設2臺JS-500型強制式拌和機，骨料由配料機按自動配料程序完成，水泥通過袋裝計量，水用量由時間繼電器控制。混凝土運輸采用混凝土泵，根據(jù)施工強度，投入1臺HBT-60A泵。

3.5 施工平臺及導墻。

施工平臺及導墻采用鋼筋混凝土形式，沿防滲墻軸線修筑，鉆機平臺位于防滲墻軸線下游，軸線上游為抓斗施工作業(yè)平臺。

3.6 水泥漿系統(tǒng)布置。

水泥制漿站布置在帷幕灌漿作業(yè)區(qū)內。在大壩左岸趾板附近建設一集中制漿站，供給固結、帷幕灌漿所需漿液，距離較遠的地方設置水泥漿中轉站，采用輸漿管把濃漿輸送到各個作業(yè)面，保證遠距離輸漿需要。

4. 混凝土防滲墻施工

4.1 槽段劃分。

根據(jù)設計文件，考慮地下水位、槽孔深度、施工歷時、導管布置和澆筑能力等，在保證槽孔穩(wěn)定的前提下，初步擬定防滲墻Ⅰ期、Ⅱ期槽段長度均為7.0m。施工過程中根據(jù)實際情況，壩體兩岸部位防滲墻深度較淺，可適當加長槽孔施工長度；壩體中間部位防滲墻施工時，若有漏漿塌孔現(xiàn)象，可縮短槽孔施工長度。

4.2 防滲墻造孔。

造孔是防滲墻施工中的主要工序，受地層等自然條件影響最大，是影響工期、工程成本，甚至決定工程成敗的重要因素。施工中采用如下控制措施：

（1）采用“三鉆兩抓”或“兩鉆三抓”造孔。

（2）開孔前，首先調整好抓斗和鉆機位置，保證孔位偏差小于等于±3cm。

（3）造孔過程中，隨時檢驗孔斜率，以保證孔斜率控制在4‰以內。

（4）測斜采用相似三角形法。量出帶鉆頭的測繩距孔口中心的偏差，即可求出孔斜率，每2m填一次測斜記錄。

（5）造孔過程中孔內泥漿面應保持在導墻頂面以下30～50cm。

（6）漏失地層，應采取預防措施。發(fā)現(xiàn)泥漿漏失，應立即堵漏和補漿。

（7）槽孔孔壁應平整垂直，不應有梅花孔、小墻等。

4.3 清孔換漿。

（1）槽孔驗收合格后，進行清孔換漿，并及時向槽內補充新鮮漿液。新鮮漿液與槽底漿液的置換量為該槽孔方量的1/3。

（2）使用膨潤土泥漿清孔合格的標準為：槽孔清孔換漿結束后1h，槽孔淤積厚度小于等于10cm，槽內泥漿密度小于等于1.15g/cm3，馬氏漏斗粘度：32～50s，含砂量小于等于6%。

4.4 預埋帷幕灌漿管。

為后期灌漿需要，防滲墻內預埋φ110mm鋼管，管距2.0m，利用鋼筋保持架定位。預埋灌漿管孔距2.0m，位于防滲墻中心軸線上，平面上的允許偏差不大于±5cm。預埋灌漿管在槽口固定在導墻上，灌漿管間采用絲扣連接或焊接，底口纏過濾網，防止混凝土進入管內。預埋管施工完畢后，管口采用圓形木塞封閉，防止異物落入管內增加帷幕鉆孔的難度。

4.5 鋼筋籠的吊裝與下設。

（1）按照設計要求，本合同段防滲墻鋼筋籠在每個槽段設計墻頂高程以下5m高度內布設。

（2）鋼筋籠在下部的預埋灌漿管下設完成后下設。

（3）鋼筋籠采用25t吊車吊裝和下設。

（4）鋼筋籠入槽時，若遇阻礙，應進行槽孔處理，不得強行下沉，并應采取措施防止混凝土澆筑時鋼筋籠上浮。

5. 施工難點及質量控制措施

5.1 漏漿和塌孔及孔口工程防護。

本工程覆蓋層主要為混合土卵石，不利于成槽過程中的孔壁穩(wěn)定。成槽過程中，首先應使用優(yōu)質膨潤土泥漿護壁，在大漏失量地層成槽時，適當加大泥漿比重，并向槽內加入黏土，然后利用鉆頭或重鑿沖擊擠密地層，每擠密一層后，再正常鉆進或抓取進尺。如此循環(huán)，直至穿過漏失地層。這樣施工既可以保證槽孔安全，又有利于提高成槽工效。

5.2 孤石、漂石處理。

采用抓斗施工，漂石、孤石嚴重制約抓斗工效，遇該地層，應采取適當處理措施：

（1）用抓斗掛重錘（或沖擊鉆沖擊）破碎；

（2）孤石、漂石表面聚能爆破；

（3）采用地質鉆機在孤、漂石中鉆孔，孔內預爆。

這幾種辦法應該下一種比上一種更為有效，當采取孔內爆破措施時，首先應征得監(jiān)理人同意，并就孔深及孤、漂石大小的判斷，考慮裝藥量和爆破方案。

5.3 孔斜控制。

（1）沖擊鉆鉆進，應隨時進行孔斜測量，發(fā)現(xiàn)孔斜后，首先采取輕打勤放措施，用鉆頭自重修正偏斜孔壁；或在偏斜部位預填石塊，輕打糾偏。

（2）抓斗施工，斗體安設導向板，斗體采用導向桿控制；施工過程中，隨時觀測孔斜儀表盤，通過斗體控制自動糾偏。

5.4 堵埋管。

（1）嚴格控制新拌混凝土質量，防止配料錯誤、流動性不滿足要求、嚴重離析及含超徑大卵石的混凝土進入導管。

（2）混凝土的拌制和運輸能力應滿足混凝土面上升速度的要求，并留有余地，避免由于澆筑速度過慢，使混凝土喪失流動性。

（3）開始澆筑前應做好各項準備工作，確保混凝土澆筑連續(xù)進行，避免長時間中斷澆筑。

（4）導管內徑應上下一致，采用二級配混凝土時，導管內徑應不小于230mm。向導管內澆入混凝土時速度不能太快，以防止壓入過多空氣造成堵管。

（5）發(fā)生埋管時，暫停澆注或降低澆注速度，避免繼續(xù)增加導管埋深；同時改換吊車或以千斤頂配合等措施增加起拔力；必要時可在導管口上墊厚木板，用鉆頭往下輕擊導管，從反方向活動導管。

6. 結束語

綜上所述，混凝土防滲墻的施工是一項技術要求很高的技術，施工過程中可變因素較多，施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響整個工程的質量。為此，在施工中應嚴格按照操作規(guī)程設計規(guī)范施工，合理地布置導墻，選取合適的造孔機械，不斷改進造孔工藝。

參考文獻

[1] 連華.防滲墻混凝土施工工藝及質量控制[J].中國新技術新產品，2011年17期.

[2] 黃友富.水庫壩基混凝土防滲墻施工質量控制[J].建設監(jiān)理，2010年01期.