袁一夫

（湖南省水利電力工程建設(shè)監(jiān)理咨詢公司 長沙市 410007）

1 工程概況

郴州市永興龍?zhí)端畮煳挥谙娼壷Я髯⒔由嫌?，地處永興縣柏林鎮(zhèn)龍?zhí)链?，為青山垅灌區(qū)青柏干渠上的一個主要結(jié)瓜工程，下距永興縣城35 km，距柏林鎮(zhèn)6 km。

水庫控制集雨面積18.7 km2，總庫容6 064.6萬m3，正常蓄水位211.00 m，相應(yīng)正常庫容5 773.4萬m3，是一座以灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)魚等綜合效益的中型水利工程。

樞紐工程由主壩、副壩（共10座）、溢洪道、輸水建筑物（包括主壩放空隧洞、桃林灌溉隧洞、1#及5#副壩灌溉隧洞）等組成。

其中主壩原為1960年建成的粘土心墻土石壩，1979年后加高培厚并改建為鋼筋混凝土面板堆石壩，因壩體填筑材料為當(dāng)?shù)刭|(zhì)量較差易風(fēng)化的紅砂巖，經(jīng)過多年的運(yùn)行，壩體部分沉陷，導(dǎo)致鋼筋混凝土面板開裂，1998年庫水位207.3 m時滲漏量達(dá)120 L/s，后雖經(jīng)多次處理，主壩壩體仍存在中等透水帶，導(dǎo)致壩體滲漏量偏大，排滲廊道滲水量仍有20 L/s，為徹底解決滲漏問題，此次主壩除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)了C15混凝土防滲墻，防滲墻最大垂直高度為43.03 m，防滲墻按二序施工，每序槽段長6.6 m，寬0.6 m，共計(jì)25個槽段，防滲墻頂部高程為▽212.0 m，壩頂軸線長168 m，壩頂寬6 m，防滲墻的主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 防滲墻主要技術(shù)指標(biāo)

2 施工順序

本工程防滲墻施工順序?yàn)椋簤雾敼防匣炷敛鸪㈤_挖導(dǎo)向槽、導(dǎo)墻澆筑、安裝導(dǎo)軌、機(jī)械設(shè)備安裝、配置泥漿入槽、沖擊鉆成槽、清孔換漿及槽孔驗(yàn)收、鋼筋籠及帷幕灌漿預(yù)埋管安裝、混凝土澆筑成槽等。具體施工流程見附圖。

附圖 防滲墻施工程序圖

3 防滲墻施工

3.1 施工平面布置

與防滲墻施工相關(guān)的鉆機(jī)平臺布置在龍?zhí)端畮熘鲏螇雾?，泥漿池布置在主壩上游▽200.0平臺上，其他設(shè)施則按現(xiàn)場具體位置布置。

3.2 混凝土防滲墻造孔

3.2.1 槽段劃分

槽段劃分方案根據(jù)施工總體方案確定，并可能根據(jù)先期施工槽進(jìn)行調(diào)整。為減少接頭數(shù)量，需增加槽段長度，但考慮到壩體填筑料含紅砂巖塊石多,土質(zhì)無粘性且砂性重,易于坍塌，為確保孔壁安全，施工方案初步擬定兩端較淺處可采用Ⅰ、Ⅱ期槽段長度為6.6 m；中間部位Ⅰ、Ⅱ期槽段長度孔也設(shè)定為6.6 m。

3.2.2 鉆劈法成槽

防滲墻成槽工藝一般有鉆抓法和鉆劈法兩種,鉆抓法成槽效率比較高,可以保證槽段連續(xù)平整,一般適用于成槽深度小于20 m的槽段，而龍?zhí)端畮熘鲏巫钌羁蛇_(dá)43 m，且地質(zhì)條件較差,因此采用傳統(tǒng)的鉆劈法施工較為保險(xiǎn)，即沖擊鉆機(jī)鉆主孔，然后劈副孔，掃小墻最終成槽。如果遇到孤石或漂石抓不動時，也可使用鉆劈法施工。本工程使用JZ-220型鉆機(jī)，12～15T重錘逐點(diǎn)加密沖擊對本工程地質(zhì)類型具有較高的工效。

本工程采用“先Ⅰ期槽段，后Ⅱ期槽段”的施工順序，Ⅰ、Ⅱ期槽段槽孔均采用“四主三副”形式成孔，Ⅰ、Ⅱ槽段長度均為6.6 m。

成槽深度原則按先導(dǎo)孔揭示的地層分界及設(shè)計(jì)墻底高程的標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)距設(shè)計(jì)墻底基巖面高程（0.5～1.0）m 左右時，機(jī)組至少每（40～50）cm 取樣一次，自設(shè)計(jì)基巖面高程起每（10～20）cm取樣一次。取樣方法為沖擊鉆機(jī)抽筒取樣，每次取樣用清水沖洗干凈，裝入巖樣袋，填寫巖樣標(biāo)簽，標(biāo)明槽號、孔號、取樣深度、取樣人等，按順序放入巖樣箱，并及時進(jìn)行基巖鑒定。本工程成槽以鉆進(jìn)至新鮮基巖面以下1.0 m進(jìn)行控制。

3.3 槽段清孔及接頭清洗

槽孔終孔后,施工方及時對孔位、孔深、槽孔長度、寬度及孔斜等施工質(zhì)量進(jìn)行自檢，自檢合格后報(bào)請驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后進(jìn)行清孔換漿。清孔換漿采用膨潤土泥漿。清孔采用沖擊式反循環(huán)泵吸反循環(huán)法清孔，并不斷向槽內(nèi)補(bǔ)充新漿，以改善泥漿性能，有利于混凝土澆筑，保證成墻質(zhì)量。Ⅱ期槽終孔驗(yàn)收后還需要進(jìn)行接頭孔的洗刷，采用2～3T重的圓形鋼絲刷子對接頭孔反復(fù)施壓，以達(dá)到清洗的目的。清孔換漿結(jié)束后,經(jīng)驗(yàn)收合格后可進(jìn)行下一道工序的作業(yè)。

3.4 下設(shè)鋼筋籠及預(yù)埋帷幕灌漿管

根據(jù)工程槽段劃分及槽深調(diào)整預(yù)埋管鋼筋籠架的長度，本工程灌漿管采用Ф114 mm的鋼管，并按設(shè)計(jì)要求焊接在Ф22鋼筋籠定位架上，定位架輔筋采用Ф14螺紋鋼筋。

采用本方法進(jìn)行預(yù)埋管下設(shè)，其優(yōu)點(diǎn)為①允許鋼管有一定的變形；②連接簡單可靠；③強(qiáng)度高，不易變形；其缺點(diǎn)是：①焊接時間多，安裝難度大，須分段安裝；②槽段深度較大時，預(yù)埋鋼管垂直度難以保證，加大帷幕灌漿的難度。

3.5 混凝土澆筑用導(dǎo)管下設(shè)

本工程采用混凝土輸送泵泵送砼，管徑為Ф300 mm，導(dǎo)管使用前應(yīng)做調(diào)直檢查、壓水試驗(yàn)、圓度檢查、磨損度檢查和焊接檢查，合格后方可使用。本工程混凝土澆筑時每槽段使用兩根導(dǎo)管，使用時，采用沖擊式鉆機(jī)鋼絲繩吊裝導(dǎo)管，并緩慢施工需要澆筑的槽段中，導(dǎo)管中心間距 3.0 m,導(dǎo)管末端距孔底高差控制在（15～25）cm,導(dǎo)管中心距槽端或接頭管壁保持在1.5 m左右。

3.6 C15混凝土防滲墻澆筑

3.6.1 混凝土的拌和及運(yùn)輸

防滲墻施工所用混凝土為摻粉煤類C15混凝土，水化熱較低，初凝時間長，由JZ750型攪拌機(jī)攪拌，HBT30A混凝土輸送泵輸送。

3.6.2 防滲墻混凝土的澆筑

本工程防滲混凝土澆筑采用壓球法澆筑，即在澆筑前，每根導(dǎo)管末端塞入一個小球，開澆時，先攪拌2～3次拌砂漿并注入導(dǎo)管內(nèi)，并攪拌足夠數(shù)量的混凝土，以便將導(dǎo)管末端的小球擠出，保證防滲墻混凝土與基巖面密實(shí)，且使導(dǎo)管底端埋入混凝土內(nèi)。一般情況下，導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度應(yīng)控制在（1～6）m內(nèi)，以免泥漿混入導(dǎo)管內(nèi)，保證墻體質(zhì)量。

4 防滲墻成槽及混凝土的質(zhì)量控制

4.1 防滲墻造孔、清孔換漿的質(zhì)量控制

施工中，要注意加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)，保證設(shè)備的完備性，減少施工中的機(jī)械事故，做到每個槽孔開始施工后盡快澆筑完畢。由于施工過程中不可避免會發(fā)生漏漿、滲漿現(xiàn)象，因此制漿站要隨時備足漿液，保證泥液的供給。當(dāng)發(fā)生漏漿、滲漿時及時補(bǔ)充漿液，并采取措施進(jìn)行堵漏，保證槽孔內(nèi)漿面高于導(dǎo)向槽底部。具體堵漏措施有，采用粘土、木屑、水泥等混合物進(jìn)行堵漏，必要時可采用粘土進(jìn)行全部回填后再行造孔，如果出現(xiàn)塌孔事故可采用低標(biāo)號混凝土進(jìn)行回填，待達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行造孔作業(yè)。施工過程中不得向槽孔內(nèi)直接注入清水，以防止?jié){液比重過低，漿液對孔壁的壓力偏小而發(fā)生塌孔、縮孔現(xiàn)象。

孔形和清孔是保證防滲墻體的整體性和混凝土澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵。土壩防滲墻主要起防滲作用，一般沒有承重和抗沖等要求。施工中對防滲墻的孔斜率要求不高，但必須保證墻體的整體性，不得有梅花孔、小墻。對一、二期槽，保證接頭孔的兩次孔位中心在任意深度的偏差，不得大于設(shè)計(jì)墻厚的1/3，并采取措施保證設(shè)計(jì)墻厚。在孔形合格后，才能進(jìn)行清孔換漿。清孔換漿使孔內(nèi)的泥漿比重、粘度、含砂量等指標(biāo)降低，使混凝土澆筑過程順利進(jìn)行，保證混凝土的澆筑質(zhì)量。清孔換漿質(zhì)量的具體檢查指標(biāo)為孔底淤積和泥漿的三項(xiàng)指標(biāo)（比重、粘度、含砂量），應(yīng)按如下要求進(jìn)行控制：

（1）孔底淤積厚度不大于100 mm；

（2）本工程使用的膨潤土，槽內(nèi)泥漿密度應(yīng)不大于1.15 g/cm3，馬氏漏斗黏度（32～50）S，含砂量不大于 6%。

二期槽段清孔換漿結(jié)束前，宜采用鋼絲刷子鉆頭進(jìn)行刷洗，清除接頭混凝土表面附著的泥皮，保證一、二期混凝土很好地連接成一個整體。刷洗的合格標(biāo)準(zhǔn)是：刷子鉆頭上基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加。

4.2 C15混凝土防滲墻澆筑質(zhì)量控制

澆筑前,加強(qiáng)骨料粒徑、含水量等檢測；澆筑時，嚴(yán)格按照配合比和施工調(diào)整比例進(jìn)行配料，確保每拌每種料均按標(biāo)準(zhǔn)配料，混凝土拌和時間應(yīng)大于60 s，澆筑過程中，按規(guī)范及相關(guān)要求，進(jìn)行原料、摻和料的質(zhì)量檢測，骨料含水量每4 h測一次，以便及時掌握混凝土澆筑過程中的質(zhì)量狀況，根據(jù)拌和物的含水量變化情況，及時調(diào)整配合比,并在每一個槽段槽口抽檢一組試件，下面是監(jiān)理隨機(jī)抽樣28 d C15混凝土防滲墻試塊抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果（表 2）。

表2 28 d C15混凝土防滲墻試塊抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果

式中Sn——n組試件強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差 （MPa）：當(dāng)統(tǒng)計(jì)的Sn小于 2.0（或 1.5）MPa時， 應(yīng)取 Sn=2.0 MPa（R標(biāo)≥20 MPa）； Sn=1.5 MPa（R標(biāo)＜20 MPa）。

Rn——n組試件強(qiáng)度的平均值（MPa）；

R標(biāo)——設(shè)計(jì)28天齡期抗壓強(qiáng)度值（MPa）；

n——樣本容量。

通過計(jì)算，上述 10 組數(shù)據(jù)滿足式（1）、式（3），說明防滲墻強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

4.3 防滲墻混凝土的質(zhì)量檢測

采用圓柱體法對混凝土抽樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量及滲透系數(shù)的試驗(yàn)檢測，通過抽芯試驗(yàn)，上述指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求。

5 存在問題及處理措施

5.1 漂石、孤石處理

龍?zhí)端畮鞄靺^(qū)壩體填筑用粘土材料缺乏，為降低工程造價(jià)，解決壩體填筑材料問題，當(dāng)年修筑壩體時，選用的是當(dāng)?shù)貎α枯^多的紅砂巖，雖反復(fù)碾壓，但壩體中的漂石、孤石仍較多，其中以（20～30）cm粒徑為主，施工過程中鉆進(jìn)工效也不高，易產(chǎn)生孔斜，處理此類問題，以加大重錘重量達(dá)到?jīng)_擊破碎目的為主要手段，施工過程中沒有遇到特別大的孤石，否則要進(jìn)行爆破處理。

5.2 漏漿及塌孔處理

5.2.1 漏漿處理

造孔過程中有時會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，處理此類問題的方法有兩種：

（1）漏漿量少或是漏漿漿液壓力小時，采用加大泥漿比重或采用堵漏劑等處理措施。

（2）漏漿量大或是漏漿漿液壓力比較大時,宜采用回填黏土、鋸末、水泥、高速速凝劑等措施進(jìn)行封堵，并采用沖擊鉆擠實(shí)，以確?？妆诩安郾诘陌踩?，龍?zhí)端畮熘鲏问┕]有發(fā)生過漏漿情況。

5.2.2 塌孔處理

龍?zhí)端畮熘鲏翁钪牧弦燥L(fēng)化紅砂巖為主，此類材料的弱點(diǎn)是風(fēng)化后砂性強(qiáng)、粘結(jié)力差，因此施工過程中塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)的幾率也較大，處理此類問題的風(fēng)險(xiǎn)及代價(jià)也較高，一般處理此類問題的措施有：

（1）塌孔方量不大時，采用改善導(dǎo)墻地基條件或槽內(nèi)固壁泥漿性能的方法

（2）塌孔方量較大時，宜拆除導(dǎo)墻重建或加固導(dǎo)墻。

（3）塌孔非常嚴(yán)重時，應(yīng)采用合格粘土重新回填槽坑，可采用其他安全技術(shù)措施處理坑。

6 結(jié)語

龍?zhí)端畮煊?009年10月開工，當(dāng)月完成導(dǎo)墻澆筑、泥漿池、水電供應(yīng)等臨時及基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，混凝土防滲墻成槽施工開始于2009年12月，于2010年3月底正式結(jié)束。通過對主壩壩體滲水量的檢測，發(fā)現(xiàn)排滲廊道滲水量已從開始的20 L/s降到了（2～3）L/s，說明混凝土防滲墻防滲效果非常明顯。

通過龍?zhí)端畮熘鲏位炷练罎B墻的施工及施工過程中的監(jiān)理工作，對此類項(xiàng)目的施工程序、施工工藝、質(zhì)量控制，特別是混凝土防滲墻工藝在水庫大壩除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用都積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為以后此類項(xiàng)目在湖南的應(yīng)用及此過程中的監(jiān)理工作提供了值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，如當(dāng)?shù)貤l件許可，采用塑性混凝土防滲墻，可以大幅降低造價(jià)，取得更好的經(jīng)濟(jì)效果。

1 中國水利水電基礎(chǔ)工程局.DL/T 5199-2004.水利水電工程混凝土防滲墻施工規(guī)范[S].北京:中國電力出版社，2005.

2 中國水電顧問集團(tuán).DL/T 5397-2007.水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國電力出版社，2008.