孟德志

（葛洲壩集團股份公司向家壩施工局，宜賓 644612）

1 工程概況

向家壩水電站位于是金沙江下游河段的最末一個梯級，位于四川省宜賓縣和云南水富縣交界處，電站距離下游宜賓市33km，距離水富縣城1.5km。電站裝機6400MW，分二期施工。左岸一期主體工程包括永久升船機與二期縱向圍堰結(jié)合段、沖沙孔壩段以及左岸非溢流19個壩段組成。二期工程主要包括升船機、左岸廠房壩段，泄水壩段、右岸非溢流壩段和左岸壩后廠房及消力池等建筑物。大壩為混凝土重力壩，壩頂設(shè)計高程384m，最大壩高162m。

2 防滲墻設(shè)置

向家壩水電站大壩壩基地質(zhì)條件復(fù)雜，泄水壩段上游帷幕部位分布有撓曲核部破碎帶。撓曲破碎帶主要為碎屑結(jié)構(gòu)和碎塊結(jié)構(gòu)，撓曲核部破碎帶結(jié)構(gòu)致密、抗壓強度低、遇水泥化。根據(jù)前期有關(guān)灌漿試驗，撓曲破碎帶結(jié)構(gòu)致密，水泥灌漿效果較差，該巖體防滲和變形穩(wěn)定問題突出。為解決撓曲破碎帶的防滲和變形穩(wěn)定問題，設(shè)計中決定采取在泄①～⑥壩段壩基適當深挖，用混凝土置換破碎巖層，在泄④～⑩壩段（后調(diào)整為泄④～⑧壩段）壩基高程203m帷幕部位先施工防滲墻，防滲墻下再接防滲帷幕的綜合方案處理地質(zhì)缺陷。

壩基混凝土防滲墻布置在上游高程210m防滲墻廊道和防滲墻隧洞中心線迎水側(cè)，防滲墻自泄④～⑧壩段中心線全長88m，墻厚1.2m。壩基防滲墻頂部高程分別為203m和210m，左低右高，在泄⑥壩段內(nèi)以1：0.6坡比連接，最低高程為148m，最大墻深63m，防滲墻面積約為3432m2。防滲墻布置圖見圖1。

圖1 防滲墻立面布置圖

防滲墻施工工序主要包括測量放樣、軌道鋪設(shè)、造孔成槽、混凝土拌制、混凝土澆筑等，詳見防滲墻施工程序工藝圖（圖2）。其中，成槽施工、槽孔清孔、墻下帷幕灌漿預(yù)埋管下設(shè)及混凝土澆筑等工序是防滲墻施工重要工序。

圖2 施工程序工藝圖

（1）成槽施工。先用階梯鉆頭或平底鉆頭施工主孔，主孔施工完畢后，再施工副孔，副孔深度由相臨兩主孔的深度決定。槽孔的接頭采用套接法，嚴格控制開鉆時間，確保不破壞已澆筑墻體質(zhì)量。

（2）槽孔清孔換漿。對二期槽段，清孔漿前或清孔過程中用鋼絲刷分段刷洗槽段接頭混凝土壁的泥皮，刷子上不帶泥屑，孔底淤積不再增大為止。清孔結(jié)束1h后進行泥漿性能指標檢測。清孔要求：孔底淤積厚度≤10cm。使用粘土泥漿時，密度≤1.3g/cm3，500/700ml漏斗粘度≤30s，含砂量≤10%。當使用膨潤土泥漿時，密度≤1.1 g/cm3，馬氏漏斗粘度32s-50s，含砂量≤6%。若不能在清孔完成后4小時內(nèi)開澆混凝土，則在混凝土開澆前進行二次清孔，孔底淤積厚度不能大于設(shè)計要求。

（3）預(yù)埋灌漿管。泄水壩段防滲墻墻下帷幕共布置2排，在墻體范圍要求下設(shè)2排預(yù)埋灌漿鋼管，預(yù)埋管孔位布置在槽孔上下游兩側(cè)，距槽邊15cm，埋管孔位偏差≤±5cm。

（4）墻體混凝土澆筑。槽孔驗收合格后，布置澆筑導(dǎo)管，混凝土澆筑采用水下直升導(dǎo)管法，每個槽段根據(jù)槽長分別布置2或3套導(dǎo)管，導(dǎo)管布置在其控制范圍的最低處?；炷猎谇蹇缀细窈?小時內(nèi)開始澆注，并連續(xù)進行。澆筑時控制各導(dǎo)管均勻下料，使槽內(nèi)混凝土面高差<0.5m，根據(jù)混凝土上升速度和導(dǎo)管埋深，及時起拔導(dǎo)管。槽孔內(nèi)混凝土面上升速度控制在2m/h-6m/h。導(dǎo)管埋入混凝土深度保持在1m-6m。每30min測量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，每2h測定一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，并及時繪制混凝土澆筑施工進度圖。

3 防滲墻施工難點及主要對策

3.1 廊道內(nèi)防滲墻施工布置

（1）排污困難

防滲墻一般布置在臨時圍堰建筑物上，圍堰防滲墻施工平臺較為寬大，可在防滲墻布置一條排水溝及多個沉淀池，較好解決防滲墻成槽施工產(chǎn)生大量棄渣的問題。但在廊道內(nèi)施工，受廊道尺寸（廊道寬×高為6×6.5m）的限制，無法布置較寬大的排水溝和沉淀池。因此，電站采用洞內(nèi)和洞外兩級渣漿分離的方案出渣，可以解決了洞內(nèi)及時出渣的問題，保證了造孔成槽施工的連續(xù)性。

技術(shù)要點：在廊道內(nèi)布置一臺泥漿凈化器，對廢渣進行一級凈化，排出的漿液經(jīng)渣漿泵抽排至洞外的沉淀池進行第二次沉淀凈化。洞內(nèi)經(jīng)泥漿凈化器分離出的棄渣采用人工裝編制袋，運至豎井，經(jīng)固定式懸臂起重機運至洞外。

（2）設(shè)備材料運輸困難

在防滲墻施工時需要轉(zhuǎn)運許多設(shè)備和材料，特別是造孔成槽的沖擊鉆構(gòu)件須依靠設(shè)備起吊，且組裝大型設(shè)備也需要起吊設(shè)備。一般的圍堰上施工，可以布置吊車，但在廊道內(nèi)，由于空間狹小無法布置大型吊車。電站最終采用在廊道頂部安裝起吊運輸系統(tǒng)，很好地解決了廊道內(nèi)設(shè)備材料運輸困難的問題。

技術(shù)要點：利用廊道頂拱鋼筋焊接鋼板，鋼板間距1.5m，通過角鋼與運行軌道連接，在運行軌道上布置起重10t且可平移的電動起吊系統(tǒng)。

（3）設(shè)備選擇受限

一般工程防滲墻成槽施工選用的設(shè)備高度范圍12m-16m,但本工程在大壩廊道內(nèi)施工防滲墻時，由于廊道的限制，必須慎重選擇成槽設(shè)備，因此在成槽設(shè)備選擇時，針對廊道的特點，造孔設(shè)備采用改造的CZF-1500沖擊反循環(huán)鉆機及改裝的ZZ-6重型沖擊鉆，設(shè)備外形尺寸的長×寬×高為：4.2m×2.4m×5.6m，可以滿足廊道內(nèi)施工的需要。

（4）澆筑手段布置困難

防滲墻澆筑時，混凝土運輸一般采用自卸汽車運輸，或混凝土攪拌運輸車直接送達下料導(dǎo)管處，靈活方便，但本工程防滲墻布置在廊道內(nèi)，從壩外如何把混凝土運輸?shù)綁误w基礎(chǔ)廊道內(nèi)是制約防滲墻澆筑的一個難題。

采取的措施是：在壩前布置一個豎井，豎井與基礎(chǔ)廊道相連接，在壩前豎井布置BOX管，在廊道內(nèi)布置混凝土輸送泵，通過輸送泵將混凝土運輸至下料導(dǎo)管，即：混凝土攪拌車把混凝土料運輸?shù)綁吻柏Q井口，通過豎井內(nèi)BOX管將混凝土輸送到豎井底部的受料斗內(nèi)，受料斗的混凝土通過混凝土泵機泵送到澆筑槽段，完成澆筑工序。

3.2 基巖中防滲墻施工

（1）軟弱巖體與堅硬巖體互層造成槽壁不平整

泄④～泄⑧高程203m以下?lián)锨扑閹Щ鶐r埋深20～60米，在泄⑥以右分為上下兩支，上支埋深20～30m，下支埋深60m以上，上下支之間為厚薄不均的III類巖體，這種軟硬相間的互層結(jié)構(gòu)，造成槽壁不平整，偏斜度較大，影響防滲墻預(yù)埋管施工。

采取的措施：采取利用已埋設(shè)的預(yù)埋管造孔埋設(shè)第二套預(yù)埋管的措施。

（2）破碎帶遇水泥化造成塌孔

需要采用防滲墻置換的撓曲破碎帶巖體較松軟，遇水泥化，在造孔時孔壁遇水容易塌孔，澆筑前容易塌槽，造成槽底淤積厚度較大。

采取的措施：一是造孔過程加強上游降水管井抽排，減小滲水對槽段的影響，槽內(nèi)加強護壁措施。二是在防滲墻質(zhì)量檢查時，對發(fā)現(xiàn)的槽底沉淀厚度不符合要求的，采用高噴加灌漿措施處理，即，先采用雙管法對槽底沉淀層進行高壓噴射處理，再采用帷幕灌漿方法對防滲墻高噴處理段及以下帷幕段進行搭接灌漿，確保防滲體系上下連續(xù)無漏洞，搭接長度10m。

（3）地下水豐富影響成槽施工

防滲墻布置于基坑最低部位，地下水豐富，地下水位高程225m左右，而防滲墻施工平臺高程210m。豐富的地下水對防滲墻成槽帶來較大影響。

采取的措施：在防滲墻施工上游部位布置15個降水管井，降水管井孔口高程240m，設(shè)計深度80米。

4 防滲墻質(zhì)量檢查

（1）檢查內(nèi)容及指標：防滲墻槽底深度。

（2）檢查方法：鉆孔取芯。

表1 防滲墻各槽段穿過槽底鉆孔質(zhì)量檢查成果統(tǒng)計

（3）檢查情況：利用檢查孔和墻下帷幕灌漿孔共檢查36個孔，檢查結(jié)果見表1。

檢查結(jié)果表明， 鉆孔檢查 36個孔所揭示的槽底深度滿足防滲墻圖紙要求，施工質(zhì)量合格。

5 結(jié)論

向家壩壩基防滲墻施工，充分考慮廊道的空間狹小的問題，利用泥漿凈化器解決成槽的棄漿清理問題，利用廊道頂設(shè)置起吊設(shè)備解決設(shè)備材料轉(zhuǎn)運問題，壩前布置臨時通道輸送混凝土確保澆筑的連續(xù)性，同時充分了解撓曲破碎帶的地質(zhì)特性，采取增設(shè)降水管井、高噴灌漿等措施解決撓曲破碎帶的塌孔和孔底沉渣問題。通過上述技術(shù)措施，確保了防滲墻的施工質(zhì)量。經(jīng)質(zhì)量檢驗防滲墻深度滿足設(shè)計要求。

[1]潘江洋, 鄒陽生, 范國琪, 等. 混凝土防滲墻設(shè)計[R]. 中國水電顧問集團中南設(shè)計院, 2012.

[2]曹中升. 泄水壩段壩基防滲墻施工組織設(shè)計[R]. 宜賓: 葛洲壩集團股份公司向家壩施工局, 2010.

[3]李正華, 孟達, 周志遠, 等. 金沙江向家壩水電站蓄水前驗收二期I標段施工報告[R]. 宜賓: 葛洲壩集團股份公司向家壩施工局, 2012.