陳 英，仲兆偉，劉小偉

(1.黑龍江省水利工程建設(shè)局，哈爾濱150081;2.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150080;3.廣州市水利科學(xué)研究所，廣州510220)

1 工程概況

西泉眼水庫(kù)是一座以灌溉、防洪、除澇為主，兼顧養(yǎng)魚(yú)、發(fā)電等綜合利用功能的大(2)型水利樞紐工程。水庫(kù)總庫(kù)容4.78億m3，50 a一遇防洪高水位為212.1 m，設(shè)計(jì)洪水位為212.1 m，校核洪水位為214.25 m，調(diào)節(jié)庫(kù)容2.45億m3。樞紐工程主要由攔河壩、溢洪道、輸水洞和電站等組成。攔河壩為礫質(zhì)土心墻土石壩。壩頂高程215.1 m，防浪墻頂高程216.3 m，壩頂寬8 m，最大壩高29.1 m。壩體、壩基防滲采用混凝土防滲墻進(jìn)行防滲處理，防滲墻厚度為80 cm，防滲墻頂高程為213.1 m，防滲墻底高程進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層1 m，下接帷幕灌漿。帷幕灌漿單排布置，孔距為1.5 m，深度至巖石吸水率＜5 Lu。土壩樁號(hào)0+030～0+088，壩體采用混凝土防滲墻處理。

2 塑性混凝土防滲墻控制要求

塑性混凝土防滲墻厚80 cm，28 d抗壓強(qiáng)度為3.5～5 MPa，彈性模量為500～1 000 MPa，抗?jié)B允許比降〔J〕≥60，滲透系數(shù) ＜n×10－7cm/s。

塑性混凝土防滲墻澆筑時(shí)應(yīng)鑿除墻頂部不合格的多余混凝土，然后澆筑C15混凝土至墻頂，并預(yù)留深15 cm，底寬15 cm，頂寬30 cm的鍵槽。

墻體材料拌合物應(yīng)具有良好的施工性能，塑性混凝土的水泥用量≥80 kg/m3，膨潤(rùn)土用量≥40 kg/m3，水泥與膨潤(rùn)土合計(jì)≥240 kg/m3，砂率≥45%。

防滲墻應(yīng)具有完整性，不得有混漿、夾泥、斷墻、空洞現(xiàn)象。塑性混凝土墻體材料入孔坍落度為18～22 cm，擴(kuò)散度34～40 cm，坍落度保持15 cm以上時(shí)間≥1 h，出凝時(shí)間＜8 h。終凝時(shí)間≤48 h，混凝土密度＜2.1 t/m3?；炷涟韬霞斑\(yùn)輸能力應(yīng)大于混凝土澆筑強(qiáng)度的1.5倍，混凝土拌合及運(yùn)輸應(yīng)該保持連續(xù)性，若因故障時(shí)間≤40 min。

3 防滲墻施工要點(diǎn)

3.1 采用沖擊鉆造孔

造孔采用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行主孔鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過(guò)程中利用鉆頭對(duì)原地層進(jìn)行沖擊擠密，抓斗施工過(guò)程中對(duì)原地層進(jìn)行切削。由于沖擊鉆與抓斗在土層中的施工工效較高，可以保證槽孔開(kāi)槽后在較短時(shí)間內(nèi)具備澆筑條件，該施工工藝可以有效的預(yù)防土層縮孔。成槽完畢進(jìn)行混凝土澆筑過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際澆筑混凝土與理論澆筑混凝土方量的對(duì)比計(jì)算，可有效監(jiān)控縮孔現(xiàn)象。

3.2 對(duì)漏漿、塌孔、埋鉆等孔故的預(yù)防處理

在碎石集中的地層中施工時(shí)，很容易出現(xiàn)塌孔、埋鉆等孔故現(xiàn)象。對(duì)此，在造孔、清孔中所使用的泥漿全部采用黑龍江省龍江縣生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土所制成的泥漿進(jìn)行固壁，定期檢查泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)。同時(shí)在槽孔附近準(zhǔn)備一定數(shù)量的堵漏材料，如優(yōu)質(zhì)黏土、鋸末等。

4 施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

為了驗(yàn)證防滲墻施工的有關(guān)技術(shù)參數(shù)、施工工藝、施工材料的合理性及造孔施工時(shí)地層的穩(wěn)定性等，工程開(kāi)工前，在防滲墻軸線(xiàn)上選定3個(gè)槽段進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。試驗(yàn)槽段分為兩個(gè)Ⅰ期槽和一個(gè)Ⅱ期槽，Ⅰ期槽長(zhǎng)為6.8 m，Ⅱ期槽長(zhǎng)為6.8 m。

試驗(yàn)內(nèi)容包括:①泥漿配合比試驗(yàn);②“上抓下鉆法”成槽工藝試驗(yàn);③澆筑工藝試驗(yàn);④接頭管工藝試驗(yàn)等;⑤槽段劃分是否具有合理性的驗(yàn)證。

5 塑性混凝土配合比

配合比成果見(jiàn)表1。用料量見(jiàn)表2。

表1 塑性混凝土防滲墻施工配合比 kg

表2 防滲墻施工用料量一覽表 kg/m3

6 孔斜和孔深控制

1)穩(wěn)固鉆機(jī):采取鑲鑄地錨緊固鉆機(jī)底盤(pán)的措施，使鉆機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中始終處于平穩(wěn)狀態(tài)。

2)采用合理的鉆進(jìn)方法和工藝技術(shù)參數(shù)，包括準(zhǔn)確定向、采用加長(zhǎng)鉆具鉆進(jìn)、控制機(jī)械鉆速、不使用彎曲、癟陷的鉆桿等。

3)根據(jù)鉆孔情況，5～10 m進(jìn)行一次孔斜測(cè)量，及時(shí)了解鉆孔軌跡。

4)一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔超偏，盡快采取措施予以處理。

5)采用高精度的測(cè)斜儀，配置專(zhuān)職人員進(jìn)行測(cè)斜，準(zhǔn)確掌握鉆孔的實(shí)際軌跡，減少人為因素和儀器自身誤差的影響。

6)孔深驗(yàn)收在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的監(jiān)督下使用專(zhuān)用的測(cè)繩進(jìn)行測(cè)量，且使用前對(duì)測(cè)繩進(jìn)行檢查校準(zhǔn)。測(cè)量前將沖擊鉆機(jī)取出的地層終孔巖樣進(jìn)行妥善保存并做好相應(yīng)記錄，為孔深的確定提供充分的依據(jù)。

7 清孔換漿和接頭孔的刷洗控制

1)槽孔終孔驗(yàn)收后，開(kāi)始組織進(jìn)行清孔換漿工作，Ⅱ期槽終孔后還需進(jìn)行接頭孔的刷洗。本工程清孔方案主要有沖擊鉆機(jī)抽桶法清孔和抓斗撈取法清孔。

2)接頭孔的刷洗采用具有一定重量的圓形鋼絲刷子鉆頭，利用鉆機(jī)帶動(dòng)鋼絲刷子鉆頭不斷的由孔底至孔口進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到清洗接頭孔壁目的。接頭孔壁洗刷的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是刷子鉆頭基本不帶泥屑，并且孔底淤積不再增加。

3)清孔換漿結(jié)束后1 h，用測(cè)餅測(cè)量孔底淤積厚度，并在槽孔底部0.5 m部位取樣，進(jìn)行泥漿試驗(yàn)。當(dāng)孔底淤積厚度≤10 cm且泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，即可結(jié)束清孔換漿工作。清孔合格后，應(yīng)于4 h內(nèi)開(kāi)澆混凝土，如不能按時(shí)開(kāi)澆，應(yīng)在澆筑前重新按清孔標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，若不合格需重新清孔或采取其它補(bǔ)救措施。

8 塑性混凝土澆筑工程控制

1)澆筑過(guò)程中，導(dǎo)管埋入混凝土的深度要求為:1≤h≤6 m，以方便起拔并嚴(yán)禁將導(dǎo)管拔出混凝土面。

2)混凝土面上升速度應(yīng)≥2 m/h，并保證均勻上升，同時(shí)控制各處高差在500 mm以?xún)?nèi)，特別是由于槽段內(nèi)埋設(shè)灌漿管，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑的上升速度和混凝土面的高差。

3)至少每隔30 min測(cè)量一次槽孔內(nèi)混凝土面深度，每隔2 h測(cè)量一次導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面深度，并及時(shí)填繪混凝土澆筑指示圖及混凝土澆筑量隨深度的理論變化曲線(xiàn)，指導(dǎo)導(dǎo)管的拆卸工作。當(dāng)澆筑方量與混凝土頂面位置不相符時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析，找出問(wèn)題所在，及時(shí)處理。

4)澆筑過(guò)程中，密切注意槽口情況，若發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件上浮，應(yīng)稍作停澆，同時(shí)，在預(yù)埋件上面加壓重物，在不超過(guò)規(guī)定的中斷時(shí)間內(nèi)繼續(xù)澆注。

5)不符合質(zhì)量要求的混凝土嚴(yán)禁澆入導(dǎo)管內(nèi)，防止入管的混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)，另外，槽孔口應(yīng)設(shè)置蓋板，避免混凝土散落槽孔內(nèi)。

6)混凝土終澆頂面高于設(shè)計(jì)高程500 mm。

9 混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法

1)澆筑前應(yīng)按圖紙要求完成混凝土室內(nèi)配比試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容包括坍落度試驗(yàn)和試塊檢測(cè)試驗(yàn)。

2)混凝土取樣應(yīng)遵循下列原則:

抗壓試件:每個(gè)單元槽段均需取樣，每槽段混凝土澆筑方量在100 m3以?xún)?nèi)，取1組試件;混凝土澆筑方量在100～300 m3取兩組試件;混凝土澆筑方量在300 m3以上取3組試件(槽孔上、中、下部各一組)。

抗?jié)B試件:每3個(gè)槽段取1組試件。

彈模試件:每10個(gè)槽段取1組試件。

取樣時(shí)，每組試塊應(yīng)按規(guī)范要求制作、養(yǎng)護(hù)，確認(rèn)達(dá)到28 d齡期后做室內(nèi)檢測(cè)試驗(yàn)。

入槽口的混凝土應(yīng)進(jìn)行性能指標(biāo)檢測(cè)，主要包括:溫度、強(qiáng)度及其他設(shè)計(jì)要求檢測(cè)的項(xiàng)目，混凝土試塊按要求制作，及時(shí)送檢，以便對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

為了準(zhǔn)確測(cè)試墻體混凝土試塊的指標(biāo)，澆注過(guò)程中遵照監(jiān)理工程師的要求進(jìn)行抗壓、抗?jié)B、彈模試件的取樣工作。

10 質(zhì)量評(píng)定

質(zhì)量評(píng)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 防滲墻塑性混凝土抗壓強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分析

抗?jié)B系數(shù)平均值 1.89×10－8，彈性模量平均值87.0 MPa，通過(guò)以上方法對(duì)塑性混凝土防滲墻控制，保證防滲墻施工質(zhì)量。

［1］中國(guó)水利水電基礎(chǔ)工程局.SL174－96水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1996.

［2］長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL313－2004水利水電工程施工地質(zhì)勘察規(guī)程［S］.北京:人民交通出版社，2005.

［3］南京水利科學(xué)研究院.DL/T5100－1999水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1999.

［4］水利水電長(zhǎng)江葛州壩工程局.SL52－93水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1993.

［5］中國(guó)長(zhǎng)江三峽工程開(kāi)發(fā)總公司，中國(guó)葛州壩水利水電工程集團(tuán)公司.DL/T5144－2001水工混凝土施工規(guī)范［S］.北京:中國(guó)電力出版社，2001.