某水電樞紐工程壩基防滲施工組織設(shè)計(jì)

王浩亮，趙芳萍

（1.中國水電基礎(chǔ)局有限公司，天津 301700；2.中水北方勘測設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，天津 300222）

1 工程概況

某水利樞紐工程地處嫩江支流綽爾河流域中游，具有調(diào)水、灌溉、發(fā)電等多項(xiàng)功能的大型樞紐工程。 總庫容19.64億m3，裝機(jī)總?cè)萘?6MW。 樞紐主要建筑物由黏土心墻砂礫石壩、發(fā)電系統(tǒng)、溢洪道、副壩及魚道等組成。 壩頂全長1358m， 壩頂高程381.50m，壩頂寬8m，最大壩高38.40m。壩基防滲形式為“混凝土防滲墻+帷幕灌漿”。

壩基地質(zhì)條件為：左右兩岸基巖裸露，河床部位分布覆蓋層厚5～30m，表部0～3m為低液限黏土，其下為4～19m為級配不良礫石層，底部為3～18m的粉土質(zhì)礫。 下伏基巖為二迭系上統(tǒng)的厚層中砂巖、粉砂巖，局部見少量含礫砂巖。 基巖較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部全風(fēng)化厚約3m，強(qiáng)風(fēng)化厚度0～10m，弱風(fēng)化帶厚40～66m。 基巖上部20～40m為中等透水。

2 防滲墻及帷幕灌漿技術(shù)要求

混凝土防滲墻位于主壩壩基部位， 自樁號0+086.20m至樁號1+273.00m，全長1186.8m，素混凝土防滲墻厚0.8m，采用C25FlOOW8二級配混凝土，墻體深入強(qiáng)風(fēng)化帶不小于2.5m。 墻頂以楔形體形式插入砂礫石壩黏土心墻， 混凝土防滲墻與楔形體連接采用預(yù)埋連接鋼筋并設(shè)置鍵槽。 混凝土防滲墻成墻指標(biāo)為：28d抗壓強(qiáng)度≥11.9MPa；抗?jié)B等級W8，滲透系數(shù)K≤n×10-7cm/s （n=1～9）； 彈性模量27GPa≤E≤29GPa。

墻體采用普通混凝土C25F100W8二級配；選用普通硅酸鹽水泥（低堿），強(qiáng)度不低于42.5。混凝土墻體材料入孔塌落度為180～220mm， 擴(kuò)散度為340～400mm，塌落度保持150mm的時間不少于1h。初凝時間＞6h、終凝時間＜24h。 混凝土密度≥2100kg/m3。 水膠比不大于0.6， 混凝土膠凝材料用量≥350kg/m3，砂率不小于40%。 混凝土骨料粒徑級配、 水泥和外加劑的品質(zhì)及用量、水灰比、拌合時間等均須遵照混凝土拌合比試驗(yàn)的優(yōu)選成果及有關(guān)施工規(guī)范的規(guī)定。

主壩、 溢洪道基礎(chǔ)及兩岸帷幕灌漿， 自樁號0～119.00m（左岸5Lu控制線與正常蓄水位交點(diǎn)）至樁號1+592.00m（右岸5Lu控制線與正常蓄水位交點(diǎn)）。 帷幕灌漿底線深入5Lu控制線以下5m。 對于防滲墻底嵌入強(qiáng)風(fēng)化部位的帷幕灌漿孔間距采用1.5m， 防滲墻內(nèi)預(yù)埋灌漿管。 帷幕灌漿蓋板混凝土采用C25F200W6二級配，厚0.5m，寬4m。

對漿液制備的要求： 灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥； 用ZJ-400高速攪拌機(jī)攪拌均勻， 攪拌時間≥30s，并與4h內(nèi)用完；期間漿液溫度應(yīng)保持在5～40 ℃。 防滲墻施工工藝流程如圖1。

圖1 防滲墻施工工藝流程

3 施工方案布置

3.1 防滲墻施工布置

3.1.1 施工平臺及導(dǎo)墻

考慮到本工程防滲墻深度約在5～32m之間，深槽與淺槽孔深差距較大， 按防滲墻深度不同特設(shè)置兩種規(guī)格導(dǎo)墻：矩型導(dǎo)墻和梯型導(dǎo)墻。 其中，防滲墻深度大于等于20m處采用梯型導(dǎo)墻；深度小于20m處采用矩型導(dǎo)墻，如圖2。

圖2 導(dǎo)墻設(shè)計(jì)尺寸

施工平臺要求適用于重型設(shè)備， 高程應(yīng)略低于導(dǎo)墻墻頂，且能順暢排水、排漿、排渣。 包括鉆機(jī)平臺、抓斗平臺及倒渣平臺、排漿溝和施工道路等。

3.1.2 廢漿、廢渣處理

液壓抓斗造孔形成的棄渣直接導(dǎo)入自卸汽車內(nèi)，統(tǒng)一運(yùn)至指定棄渣場。

3.1.3 防滲墻施工

地下連續(xù)墻施工工序包括：導(dǎo)墻施工、泥漿制備和處理、連續(xù)墻的成槽、地下連續(xù)墻的接頭處理、混凝土澆筑。根據(jù)工程基本情況，上部覆蓋層采用液壓抓斗“純抓成槽”、底部基巖采用沖擊鉆機(jī)“鉆劈法”相結(jié)合的工藝，接頭采用接頭管法，混凝土澆筑采用“泥漿下直升導(dǎo)管法”。

3.1.4 灌漿預(yù)埋管下設(shè)

按設(shè)計(jì)方案在防滲墻內(nèi)預(yù)埋灌漿管， 單排預(yù)埋管，孔距1.5m。 管體采用φ100×3.2mm普通鋼管，采用鋼筋定位架固定。 孔口定位架與現(xiàn)澆防滲墻楔形體鍵槽的插筋提前焊接，固定于導(dǎo)墻。灌漿管底口纏過濾網(wǎng)，防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)；灌漿管孔口采取必要的保護(hù)措施，防止雜物進(jìn)入管內(nèi)。

3.1.5 混凝土澆筑

本工程采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑， 采用兩套導(dǎo)管，導(dǎo)管間距不宜大于4.0m。 導(dǎo)管底部距孔底15～25cm，采用壓球法開澆。

3.1.6 墻體質(zhì)量檢查

3.1.6.1 墻體材料檢查在拌和機(jī)口或槽口隨機(jī)取混凝土樣抽查， 鉆探取芯進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)等。

3.1.6.2 墻體質(zhì)量檢查

按SL174—2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。 防滲墻澆筑成墻28d后，按每15～20個槽孔布置一個檢查孔， 孔深小于防滲墻設(shè)計(jì)深度2.0m，進(jìn)行取芯鉆進(jìn)并分段進(jìn)行注水試驗(yàn)。 最后采用水泥漿、按機(jī)械壓漿封孔法進(jìn)行封孔。

特殊情況下可采用墻內(nèi)物探無損檢測。

3.2 灌漿施工布置

3.2.1 灌漿施工

3.2.1.1 灌漿方法

孔口封閉、分段、自上而下孔內(nèi)循環(huán)式灌漿，灌漿管埋入基巖深度5Lu線以下5m、連續(xù)2段透水率小于3Lu，灌漿深度約為20～40m。

3.2.1.2 灌漿段長

各灌漿孔的孔口灌漿段長2～8m，以5m為主。 第一段長2m，第二段長3m，其下一般段長5m。混凝土蓋板的抬動≤0.2mm。

3.2.1.3 漿液配比

漿液配比由稀變濃，逐級改變，開灌水灰比根據(jù)灌前壓水試驗(yàn)成果進(jìn)行確定， 當(dāng)?shù)貙油杆蕅≤5Lu時，采用水灰比為3∶1～1∶1的漿液開灌；當(dāng)?shù)貙油杆?Lu＜q≤10Lu時， 采用水灰比為2∶1～1∶1的漿液開灌；當(dāng)?shù)貙油杆蕅＞10Lu時， 采用水灰比為1∶1～0.8∶1的漿液開灌。

3.2.1.4 封孔

在某灌漿段規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率≤1L/min后，繼續(xù)灌注30min，結(jié)束灌漿并采用全孔灌漿封孔法進(jìn)行封孔。

最后一段灌漿結(jié)束，即開始灌入水灰比0.5∶1的濃漿，將孔內(nèi)稀漿頂出，至孔口返濃漿為止。 在提升灌漿管過程中，嚴(yán)禁用水沖洗灌漿管，嚴(yán)防地面廢漿和污水流入孔內(nèi)，同時，還應(yīng)不斷地向孔內(nèi)補(bǔ)入0.5∶1的濃漿（或待灌漿管全部提出后再向孔內(nèi)補(bǔ)入0.5∶1水泥濃漿）。 灌漿結(jié)束1h后，對孔口進(jìn)行人工封填。

3.2.2 灌漿成果檢測

灌漿檢測采用鉆孔取芯、壓水試驗(yàn)、聲波測試、孔內(nèi)攝像等多種檢測手段。

4 結(jié)語

（1）本項(xiàng)目選取黏土心墻砂礫石壩的水利樞紐工程，基礎(chǔ)覆蓋層厚約5～30m，下伏砂巖巖體破碎，中等透水巖體厚20～40m， 需采取 “防滲墻+帷幕灌漿”這一常見的壩基防滲處理措施。

（2）通過基礎(chǔ)防滲施工組織設(shè)計(jì)，為防滲墻開槽澆筑和帷幕灌漿順利實(shí)施奠定了基礎(chǔ)， 并取得預(yù)期效果，對其他類似項(xiàng)目具有指導(dǎo)意義。