水庫主壩混凝土防滲墻施工技術(shù)研究

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摘要：文章針對水庫主壩施工，圍繞混凝土防滲墻施工技術(shù)，結(jié)合某水電站實例，對該技術(shù)的作用與應用進行了闡述，并提出了可有效預防與處理卡鉆、滲漏等問題的方法，為進一步提高施工質(zhì)量提供了可靠的參考，最終得出混凝土防滲墻對于水庫主壩具有良好防滲作用的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：混凝土防滲墻；水庫主壩；水電站；施工質(zhì)量；防滲作用

如今，在眾多水庫主壩中，防滲效果最為顯著的即為混凝土防滲墻。這種防滲墻是專門按照大壩結(jié)構(gòu)進行設計建造的，采取相應技術(shù)措施在地基當中建成一個具有高耐沖性、高穩(wěn)定性的防滲墻體，這種墻體實質(zhì)上是壩體的進一步延伸，而且還是一種可以提供良好防滲能力的重要組成。然而，由于受到外界因素的影響，在防滲墻施工過程中時常會出現(xiàn)一些問題，極大地增加了施工的難度，無法保障其性能與作用的發(fā)揮。因此，對當前的防滲墻施工應用進行深入分析是具有重大現(xiàn)實意義的。

1工程概況

某水電站位于波得藏布中下游河段（通多村附近），距離傾多鎮(zhèn)12km，波密鎮(zhèn)43km。該電站屬波得藏布干流四級梯級開發(fā)的第三級水電站，壩址以上流域面積為2453km2，年平均流量為132m3/s。水電站碾壓式瀝青混凝土心墻厚度為0.7m，心墻兩側(cè)設3.0m厚的砂礫石過渡帶，瀝青混凝土心墻與基礎混凝土防滲墻采用混凝土底座連接。防滲系統(tǒng)主要采用垂直瀝青混凝土壩體防滲墻和混凝土基礎防滲墻，并采用在左壩肩進行帷幕灌漿和右壩肩進行混凝土防滲墻進行防滲方式連接。

2防滲墻主壩施工布置

在壩體填筑至設計高程后，根據(jù)工程的地質(zhì)、地形條件，開展導向槽、棄渣平臺等工作，并安排鉆機進行入場。結(jié)合設計方案中的內(nèi)容，在防滲墻上游布置鉆機，在軸線的平行線上布置四條軌道，鉆機可以在軌道上進行移動。軌道布置完成后，在槽孔的下游布置倒排系統(tǒng)與棄渣平臺。導向槽的深度為1.3m，寬度為0.8m，由混凝土材料澆筑而成。施工電源從周邊村莊獲取，臨時加設變壓器，并配備發(fā)電機保證施工用電需求。施工用水可直接從水庫中抽取，隨用隨抽。

3防滲墻主壩施工工藝

3.1泥漿系統(tǒng)

泥漿系統(tǒng)是施工的重要組成部分，其主要由制漿廠、儲漿站以及管路等構(gòu)成。用于泥漿配制的黏土材料的指標參數(shù)如表1所示，為提高其使用性能，可摻加適量的膨潤土。此外，根據(jù)實際要求，還需在泥漿混合料中摻加少量減水劑等外加劑，泥漿中各類材料的實際用量、拌和方法與時間等都需通過試驗得出。保存在儲漿站中的泥漿應持續(xù)攪拌，以此確保均勻。

3.2槽孔建造

3.2.1槽孔劃分。單孔實際長度控制在7.7m左右，單孔設有7孔，其中主孔4個，副孔3個，工程共施工51個槽孔。一、二期槽孔混凝土套接接頭選取鉆鑿法進行施工。

3.2.2造孔工藝。造孔使用沖擊鉆機，型號ZZ-5。設計要求運用“鉆劈法”實施造孔，一期與二期槽孔的接頭孔鉆進，一期槽孔完成澆筑1～1.5d后進行造孔，造孔過程中先對主孔施工，然后再施工副孔。主孔鉆進中，孔位必須準確無誤，實際垂直度應嚴格控制在限度以內(nèi)，這是因為主孔的垂直度會對二期槽孔連接造成直接影響，與防滲墻連續(xù)性的保持息息相關(guān)。在對副孔進行劈打的過程中，由于主孔已經(jīng)造好，所以存在兩個自由面，施工效率較高，副孔的實際深度需根據(jù)臨近主孔的具體深度確定。主孔與副孔均建造完畢后，會留下一些類似“小墻”的結(jié)構(gòu)，此時應改變鉆頭指向，對這些結(jié)構(gòu)進行鉆劈，直至形成一個完好且厚度均勻的槽孔。

3.2.3確定基巖面。根據(jù)設計要求，槽孔需在中風化基巖中嵌入不少于1m的深度。由此可見，確定基巖面十分關(guān)鍵，實際情況中可采取以下方法進行確定：（1）鉆進過程中，手持鋼繩感覺到較強的地層持續(xù)變硬情況；（2）鉆進進尺顯著降低；（3）使用抽砂筒取出當前地層的細粒進行試驗判定；（4）充分利用建造副孔時得到的巖塊進行判定。

3.3清孔

本工程采取“抽筒出渣法”進行清淤處理。此方法是指使用抽筒通過攪拌、抽取去除孔中沉渣，然后將孔中不合格的泥漿返排至沉淀池，最后對槽孔進行補漿。清孔與換漿均完畢以后，槽孔應滿足以下指標：

3.3.1孔底淤積層的最大厚度不超過10cm。

3.3.2若在實際情況中使用黏土泥漿，則槽孔的泥漿比重不得超出1.2，含水量不超過10%，且黏度需低于30s。本工程上述指標的實測結(jié)果為：槽孔泥漿比重1.1，平均黏度為20s，含砂量為5%。

3.3.3二期槽孔的清孔與換漿完畢之前，需對孔壁上附著的泥皮進行清理，直到所用鋼絲刷上不再粘有泥屑為止。

3.4混凝土澆筑

3.4.1澆筑前準備工作。混凝土開盤以前，需要對攪拌系統(tǒng)與入倉系統(tǒng)進行全面的檢查，確認合格之后再由工程的監(jiān)理部門簽發(fā)開盤許可。澆筑前檢查的主要內(nèi)容有：材料質(zhì)量與現(xiàn)場儲存量，材料的參數(shù)指標是否與設計方案相符；運輸站、攪拌站等的實際生產(chǎn)能力是否滿足施工需求；施工現(xiàn)場的水電供應、料臺搭建等實際情況以及臨時車道能否滿足施工需求；導管組合與具體的下放區(qū)域能否滿足相應的要求等。在所有檢查工作均已完成且合格之后，即可按照流程和計劃開展混凝土澆筑施工。

3.4.2混凝土澆筑施工。混凝土澆筑是防滲墻成型的重要環(huán)節(jié)，施工難度相對較大，要求一次成型，具體施工過程中應給予此環(huán)節(jié)足夠的重視。對于混凝土防滲墻而言，其不僅具有良好的防滲能力，還具有很高的強度，其彈性模量也很低，可以很好地適應地基形變等外界情況。由于本工程防滲墻澆筑采取導管法，所以混凝土材料必須具備良好的流動性與和易性。施工過程中，混凝土材料如入孔坍落度必須保持在18～22cm范圍內(nèi)，且擴散度不得超出34～40cm范圍。混凝土材料嚴格按照試驗通過的配比實施拌和，其水灰比不得超出0.65，原材料的選取必須和試驗中使用的完全相符，禁止隨意更換，選用二級配粗骨料，使用河砂作為細骨料。槽孔經(jīng)驗收合格以后，下導管進行澆筑。導管直徑為250mm，需布置在墻體的中心線上，每隔3.0m布置一個導管，導管的頂端距離孔底不超過25cm。澆筑時，導管應插入混凝土層適當深度，通常不小于1.0m，本次施工控制在3.0m左右。混凝土層實際上升速度需控制在2m/h以上，技術(shù)人員應及時繪制澆筑圖紙，為澆筑方量的核對提供依據(jù)。槽孔的孔口處應設置蓋板，質(zhì)量不合格的混凝土材料禁止使用。

3.4.3混凝土澆筑施工質(zhì)量評定。嚴格按照施工質(zhì)量等級評價的規(guī)范和標準對所有槽孔實施仔細的質(zhì)量檢驗與質(zhì)量評定。經(jīng)評定，本工程所有單元工程施工質(zhì)量均可滿足合格要求，優(yōu)良率可以達到95%。混凝土防滲墻被劃分成分部項目，根據(jù)該單元的評定成果得知，本工程混凝土防滲墻的施工質(zhì)量合格，被評為優(yōu)良分部工程，可為后續(xù)施工提供良好的基礎和保護。

4槽孔施工中卡鉆、漏漿等問題的預防與處理辦法

4.1卡鉆問題的預防與處理辦法

對于防滲墻施工而言，卡鉆現(xiàn)象時常發(fā)生，為有效預防這種問題的發(fā)生，在施工過程中可采取以下措施：

4.1.1主孔在沖鉆以后必須及時回填，以免造成石塊墜落等危險。

4.1.2在對槽孔副孔進行劈打時可同時使用兩臺鉆機，這樣具有良好的卡鉆預防效果。

4.1.3如果施工中只能使用一臺鉆機進行副孔劈打施工，則需經(jīng)常調(diào)動變換鉆機的位置，兩個副孔的實際深度必須控制在相同的水平。

4.1.4在出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象時，首先應明確鉆頭的實際方向與深度，然后使用特定的“工”字形鉆頭在卡鉆位置的旁邊實施擴孔，直到被卡鉆頭提出。

4.2漏漿、塌孔等問題的預防與處理辦法

4.2.1主孔施工采取鉆進與回填同時進行的方法，由于回填層的結(jié)構(gòu)較為松散，密實度不足，存在一定孔隙，僅使用泥漿是很難對孔壁進行加固的，需要徹底改變孔壁上的土層，封堵發(fā)生滲漏的主要通道，才可形成良好的槽孔。此外，鉆進施工時還需經(jīng)常性地向孔中回填混合材料，混合料在鉆頭持續(xù)的沖擊之下，會對孔壁的土層進行擠密，黏土等材料也會附著在孔壁上，進而起到封堵滲漏通道的作用和效果。

4.2.2副孔施工采取回填主孔、劈打副孔的方法，在主孔鉆進完全穿過結(jié)構(gòu)較為松散的土層以后，需使用黏土等材料對其進行回填，依靠黏土對主孔孔壁進行有效的保護，然后再開始副孔的劈打施工。在副孔施工過程中，應及時向孔中填入黏土、碎石等材料，與主孔的作用機理相同，在劈打等沖擊作用下，黏土會與孔壁黏結(jié)，對滲漏點起到一定封堵的作用，從而更好地穩(wěn)定孔壁，實現(xiàn)高效成孔的目標。

5結(jié)語

對建成防滲墻進行質(zhì)量檢測，同時觀測量水堰等位置的實際滲漏情況得知，該水庫主壩防滲墻可以有效發(fā)揮防滲作用，方案可行，滿足水庫對于防滲性的需求，可以為相似的水庫工程建設提供成功的經(jīng)驗。

作者:扎西頓珠 單位:西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測設計研究院

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