魏學(xué)元

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 工程概況

魯?shù)乩娬疚挥谠颇鲜←惤杏绖倏h與大理白族自治州賓川縣交界處的金沙江干流上，為金沙江中游水電規(guī)劃8個梯級電站中的第7個梯級。該工程屬一等大 （Ⅰ）型工程。電站安裝6臺單機容量360 MW、總裝機容量2160MW的混流式水輪發(fā)電機。

上游圍堰為土石和碾壓混凝土混合過水圍堰，堰頂高程為1 156.5m，最大堰高34m,堰頂軸線長度130m，下游圍堰采用土石過水圍堰，堰頂高程為1 141m，最大堰高20m，堰頂軸線長度183.09m。

圍堰防滲型式采用混凝土防滲墻防滲，混凝土防滲墻主要設(shè)計指標(biāo)為：墻厚80 cm，墻體材料為普通混凝土，防滲墻墻體28天齡期的抗壓強度不小于15MPa，抗?jié)B等級不低于W6。

上游圍堰防滲墻截水面積2 467.45m2；下游圍堰防滲墻截水面積3 938m2。

2 圍堰地質(zhì)概況

2.1 上游圍堰

上游土石過水圍堰位于麥叉拉溝口下游約150 m 處，河水面寬（60～80）m，圍堰區(qū)兩岸基巖裸露，巖性為變質(zhì)砂巖間夾正長巖脈，河床砂卵礫石層厚約（10～15）m，河床巖體無強風(fēng)化層。左、右兩岸強風(fēng)化層厚約（2～5）m，弱風(fēng)化層厚度一般為（10～20）m。 河床覆蓋層主要為砂卵礫石，含有較多的漂石、塊石，透水性強，滲透系數(shù)為（6.6×10-1～1.2×10-2）cm/s，河床沖洪積層松散，無膠結(jié)，滲透性強，抗沖刷能力差，抗沖流速<3m/s。

2.2 下游圍堰

下游圍堰位于壩軸線下游約340m處，河水面寬（80～90）m。堰基巖體左岸巖性為正長巖，右岸巖性為淺變質(zhì)砂巖。河床砂卵礫石層厚約（10～24）m，河床及兩岸覆蓋層主要為砂卵礫石，含粉細(xì)砂及淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層且有較多的漂石、塊石，沿沖洪積層可能存在向上游基坑的滲漏，滲透系數(shù)為 （6.6×10-1～1.2×10-2）cm/s。河床及古河槽沖洪積層松散，無膠結(jié)，滲透性強，抗沖刷能力差，抗沖流速<3m/s。

3 圍堰防滲墻體施工工藝措施概述

根據(jù)本工程的地質(zhì)條件及生產(chǎn)性試驗，防滲墻施工采用“鉆劈法”工藝進(jìn)行造孔成槽，槽段分為I、II期槽，先施工I期槽段，后施工II期槽段。各期槽段均由3個主孔和兩個副孔組成，先鉆鑿主孔后鉆鑿副孔，采用CZ-6型沖擊鉆機配重量在3 t的十字鉆頭或筒式鉆頭鉆劈成槽。對于墻底嵌入基巖部分，采用CZ-6型沖擊鉆機配重錘沖砸破碎。防滲墻造孔成槽過程中，采用泥漿護(hù)壁。泥漿原料為當(dāng)?shù)丶t色黏土。

經(jīng)鑒定進(jìn)入基巖不少于0.5m后進(jìn)行清孔，清孔完成后在4個小時之內(nèi)澆筑混凝土。

墻體混凝土由拌合站提供，混凝土運輸采用6 m3混凝土攪拌運輸車運至現(xiàn)場，防滲墻混凝土采用直升導(dǎo)管法水下澆筑。I、II期槽段連接采取鉆鑿法及接頭管法兩種型式。

4 施工準(zhǔn)備

4.1 先導(dǎo)孔布置

為探明河床基巖的埋藏深度，以指導(dǎo)防滲墻體槽孔的鉆孔深度，確保槽孔進(jìn)入基巖內(nèi)，沿防滲墻體軸線20m左右布置一個先導(dǎo)孔。先導(dǎo)孔入巖5m。

4.2 導(dǎo)墻及導(dǎo)槽施工

圍堰填筑至一定高程并壓實后，先澆筑導(dǎo)墻并形成導(dǎo)槽，然后填至防滲墻施工平臺高程。導(dǎo)向槽兩側(cè)導(dǎo)墻采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，梯形斷面，底寬80 cm，頂寬40 cm。槽內(nèi)寬0.9m，槽深2.0m。導(dǎo)墻模板采用鋼模板立模，腳手架鋼管支撐，混凝土使用 8 t混凝土罐車運至現(xiàn)場入倉澆筑，插入式振搗器振實。

4.3 倒?jié){平臺及排漿溝施工

倒?jié){平臺布置在防滲墻上游側(cè)，坡度2%～3%，采用C15混凝土現(xiàn)場澆筑，平臺寬1.6m，厚度0.15m。

在倒?jié){平臺上游沿防滲墻軸線方向設(shè)置一縱向排漿溝，排漿溝采用人工開挖溝槽、砂漿抹面。溝寬0.5m，深 0.3m，坡度1%。

由于防滲墻上游為行車通道，從槽孔內(nèi)抽出的廢漿經(jīng)倒?jié){平臺進(jìn)入排漿溝，經(jīng)沉淀后的泥漿經(jīng)涵管排放至圍堰上游，上下游圍堰各埋設(shè)了兩道直徑為800 cm的水泥涵管。

4.4 鉆機平臺

在防滲墻下游側(cè)沿防滲墻軸線布置鉆機行走軌道平臺，寬8.5m；在經(jīng)過夯實的堆渣平臺上與防滲墻軸線方向平行埋設(shè)3道臥木，在臥木上按50 cm左右的間距鋪設(shè)枕木，4道鋼軌用軌道釘固定于枕木之上，以此形成鉆機行走軌道平臺。

5 防滲墻槽孔造孔

5.1 槽段劃分

上游圍堰防滲墻軸線長度105.8m，經(jīng)生產(chǎn)性試驗確定為18個槽段；下游圍堰防滲墻軸線長度187.63m，劃分為33個槽段，槽段基本長度為6.4m。

5.2 造孔成槽

（1）造孔工藝。

防滲墻造孔采用“鉆劈法”施工，即首先采用沖擊鉆機鉆鑿主孔，鉆至設(shè)計孔深后，再用沖擊鉆機劈打兩相鄰主孔之間的副孔，直到整個單元槽孔全部達(dá)到預(yù)定的深度。

（2）造孔方法。

① 主孔鉆進(jìn)。采用CZ-6型沖擊鉆機配3 t重的十字鉆頭或筒式鉆頭沖擊造孔。鉆具沖程一般為（0.6～1）m，沖擊頻次40次/min。槽段頂部由于地層松散、孔隙大，塌孔漏漿嚴(yán)重，該段施工采用重復(fù)填打，即在主孔鉆進(jìn)過程中發(fā)現(xiàn)漏漿即以粘土、塊碎石等將已鉆孔段回填，重新鉆進(jìn)，擠實孔壁。主孔鉆進(jìn)時，用抽砂筒清碴。一般情況下，每沖擊鉆進(jìn)0.5m掏取一次。施鉆過程中采用泥漿固壁，及時補充造孔時泥漿的消耗，保證槽孔內(nèi)泥漿面不低于槽口（30～50）cm，以防止塌孔。

② 副孔鉆進(jìn)。副孔主要采用劈打法，在劈孔時，劈落的砂石落入懸掛在兩邊主孔內(nèi)。采用抽筒出碴。

③ 主副孔完成后采用方形鉆頭掃“小墻”，槽段成型。

5.3 巖面鑒定

主孔在孔深達(dá)到預(yù)計基巖面前1.0m時開始采用抽筒取樣，經(jīng)設(shè)代地質(zhì)、監(jiān)理工程師鑒定確認(rèn)后按要求終孔。副孔孔深依主孔巖面確定。

5.4 終孔驗收

清孔換漿結(jié)束后，對孔底淤積進(jìn)行檢測，同時用取樣器在孔內(nèi)上、中、底部分別采取泥漿樣進(jìn)行檢驗，孔底淤積及泥漿指標(biāo)按有關(guān)要求進(jìn)行控制。采用檢針測量槽孔深度，采用“吊錘法”測量槽孔垂直度。終檢結(jié)束后進(jìn)行清孔換漿。

5.5 清孔換漿

采用“抽筒法”清孔，從淺部到深部，不斷更換抽砂，反復(fù)數(shù)次，直到孔底淤積小于10 cm且不再增加為止，同時將新鮮泥漿不斷輸入，直到將槽內(nèi)泥漿全部置換。

二期槽清孔前先要對端頭的接頭孔進(jìn)行刷洗。采用鋼絲刷鉆頭刷子反復(fù)上下分段對孔壁泥皮進(jìn)行刷洗，直到刷子上基本不帶泥屑為止。

5.6 造孔時特殊情況處理

（1）架空層造孔時漏漿處理。

對架空層造孔時漏漿時采取往槽內(nèi)回填黏土石渣堵漏處理。例如：X-13-1#孔在孔深8m處出現(xiàn)漏漿，在孔深8.5m處漏漿，回填黏土40m3，砂石20 m3，在孔深15.5m處漏漿，在孔深14m處漏漿，回填黏土 7m3，砂石 7m3。

（2）塌孔處理。

對塌孔處理主要采取了回填黏土石渣，重新造孔。通過回填粘土石渣重新砸鑿，進(jìn)一步將堆積層擠壓密實，從而起到阻止塌孔漏漿的作用，例如：X-12-2#孔終孔后出現(xiàn)塌孔。

（3）卡鉆處理。

對卡鉆的處理，先將被卡鉆頭兩側(cè)的槽孔鑿出，再用扁鏟將被卡鉆頭周邊鑿松，最后取出被卡鉆頭。S-14槽段在孔深30m處出現(xiàn)卡鉆事故，在處理事故時鋼絲繩被鏟斷，處理事故耗時5天才將鉆頭打撈上來。

（4）偏斜的處理。

對出現(xiàn)偏斜的鉆孔采取回填，重新沖擊造孔。例如：X-12-5#孔（接頭孔）在孔深4m處出現(xiàn)偏斜，

（5）特大孤石的處理。

采取孔內(nèi)水下爆破處理。例如：X-5槽段在孔深5m處鉆遇到特大孤石。

由于圍堰堆積層較為松散，孔隙率較大，在造孔過程中頻繁出現(xiàn)塌孔、卡鉆、埋鉆、漏漿及施工平臺塌陷等現(xiàn)象。難以繼續(xù)造槽施工，后采取了對填筑層進(jìn)行灌漿加固處理，確保了防滲墻的正常順利施工。

6 水下混凝土澆筑

6.1 澆筑程序

防滲墻混凝土采用水（泥漿）下直升導(dǎo)管法澆筑，澆筑施工程序如下：

澆筑前的準(zhǔn)備工作—→澆筑導(dǎo)管配管、檢測與試壓—→下設(shè)澆筑導(dǎo)管—→槽口澆筑平臺架設(shè)—→開盤下料—→澆筑—→測量槽內(nèi)混凝土面—→畫澆筑上升圖—→拆管續(xù)澆—→終澆收倉。

6.2 安裝澆筑導(dǎo)管

清孔驗收合格、槽孔內(nèi)預(yù)埋管安裝就位后，下設(shè)澆筑導(dǎo)管，導(dǎo)管采用Φ250mm鋼管分節(jié)制作，導(dǎo)管連接采用絲扣型式。下設(shè)澆筑導(dǎo)管前應(yīng)逐節(jié)對導(dǎo)管進(jìn)行試驗檢測，要求密封可靠。

導(dǎo)管安裝采用沖擊鉆機分節(jié)下設(shè)，嚴(yán)格控制槽孔內(nèi)導(dǎo)管間距及距槽端距離，將導(dǎo)管中心置于導(dǎo)管控制范圍的最低處，導(dǎo)管管底距孔底一般控制在（0.15～0.25）m。

6.3 混凝土配合

由試驗室通過試驗提供混凝土配料單，拌合站按照配料單拌合混凝土供澆筑防滲墻使用（附表）。

附表 防滲墻混凝土配合比

6.4 混凝土澆筑

混凝土運輸采用攪拌輸運車運至現(xiàn)場，直接放入溜槽內(nèi)再經(jīng)溜槽分流進(jìn)入到兩根導(dǎo)管。

采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑。開澆前每個導(dǎo)管內(nèi)均置入可浮起的球塞式隔離栓堵塞導(dǎo)管底口，導(dǎo)管底端距孔底稍大于球塞直徑。澆混凝土前，先在導(dǎo)管內(nèi)注入適量水泥砂漿，隨即灌澆混凝土，待混凝土充滿導(dǎo)管和分料斗后，將導(dǎo)管適當(dāng)上提，管內(nèi)的混凝土在重力作用下將球塞擠出管口并將導(dǎo)管底端埋入混凝土。

在混凝土正常澆筑過程中，控制各導(dǎo)管均勻下料，使槽內(nèi)混凝土面高差小于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不小于2m/h之間。

澆筑過程中，至少每30min測一次槽內(nèi)混凝土面深度，每2 h測一次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度，如實記錄，填繪混凝土澆筑上升圖。

現(xiàn)場質(zhì)檢員按規(guī)定對混凝土進(jìn)行檢測，溜槽前設(shè)專人看守，隨時撿出混凝土中混雜的泥團(tuán)和石塊，防止不合格混凝土入槽；及時調(diào)整分流器，保證槽內(nèi)混凝土面均勻上升。

槽孔內(nèi)混凝土面接近終澆高程時，緩慢提升導(dǎo)管并上下短距離不斷抖動，保證墻頂混凝土密實；經(jīng)常測量混凝土面高程，保證終澆在設(shè)計高程以上。

澆筑過程中，控制導(dǎo)管埋深在（1～6）m之間，并在澆筑過程中不斷在小范圍上下活動導(dǎo)管，以免發(fā)生堵管事故。

6.5 槽段連接

混凝土防滲墻槽段連接將傳統(tǒng)的套接法改為采取了接頭管法。即部分Ⅰ期槽孔在澆筑混凝土之前，首先在槽孔兩端頭下入接頭管，澆筑完成后使用千斤頂將接頭管拔出，拔出接頭管形成孔。

7 結(jié) 語

圍堰上部為坡積層、開挖填筑堆積層，下部為河床沉積層；上部填筑堆積層較為松散不密實且含有較大粒徑的塊石架空，由于金沙江河流落差較大，古河床內(nèi)沉積層內(nèi)的漂石、孤石較多，造孔過程中出現(xiàn)漏漿、塌孔、埋鉆、卡鉆事故較為頻繁，當(dāng)出現(xiàn)漏漿、塌孔后需反復(fù)多次回填黏土石渣，重新造孔，施工難度較大，造孔效率較低。通過防滲墻的施工，對堰肩部位相對容易施工的淺槽段可以適當(dāng)加大槽段的長度，對河床部位相對施工難度較大的深槽段以適當(dāng)減小槽段長度為宜。人工填筑形成的圍堰為松散體，在防滲墻施工之前預(yù)先對上部的松散層采取灌漿加固處理是很有必要的，既有利于防滲墻的順利施工也有利于施工安全。采用接頭管法進(jìn)行一二期槽段連接，減少了造孔工作量，既節(jié)約材料，也提高了效率，在本工程中使用效果良好。

1 夏可風(fēng)，梅錦煜，張超然，等.水利水電工程施工手冊（第1卷）[M].北京：中國電力出版社，2004.

2 高鐘璞，等.大壩基礎(chǔ)防滲墻[M].北京：中國電力出版社，2000.