王有慶

(中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410001)

基于東坑水庫大壩混凝土防滲墻施工組織設(shè)計(jì)

王有慶

(中國水利水電第八工程局有限公司，長沙 410001)

東坑水庫大壩始建于20世紀(jì)60年代，常年失修造成大壩壩基滲漏嚴(yán)重，大壩無法正常運(yùn)行?，F(xiàn)對(duì)大壩工程進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，處理方案是在大壩中間設(shè)一道垂直混凝土防滲墻。

東坑水庫;大壩;混凝土防滲墻;施工組織設(shè)計(jì)

1 概述

1.1 工程概況

東坑水庫座落于茶陵縣小田鄉(xiāng)東坑村，修建于20世紀(jì)60年代。壩基滲水較嚴(yán)重，現(xiàn)進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，對(duì)大壩進(jìn)行增設(shè)混凝土垂直防滲墻處理。防滲墻中線距壩軸線上游1.5 m。墻頂設(shè)計(jì)高程136.0 m，墻腳深入強(qiáng)風(fēng)化基巖0.5 m，與壩基壩肩帷幕灌漿形成連續(xù)封閉的防滲截水墻。防滲墻軸線總長202 m，墻厚0.6 m，混凝土工程量約2 125 m3。

1.2 防滲墻的工程地質(zhì)條件

大壩防滲心墻工程地質(zhì)情況經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)136 m高程以上壩體進(jìn)行探挖，得出結(jié)論是：大壩左壩段136 m高程以上為黏土心墻堆石壩，右壩段全部及左壩段136 m高程以下為黏土心墻土壩。心墻土料以紅黃色、黃色黏土為主，局部含礫石及小塊石，見多層含植物根系的灰黑色淤泥質(zhì)黏土，土質(zhì)較均勻，含風(fēng)化塊石。壩基左岸以石英砂巖為主，局部夾有薄層頁巖;中間巖石上部以泥質(zhì)頁巖為主，其次為粉砂質(zhì)頁巖夾砂巖，右岸為頁巖夾砂巖。壩基接觸面處理不好，滲水較嚴(yán)重。

1.3 工程施工主要特點(diǎn)

1)工程總量不是很大，但工期非常緊。

2)防滲墻位置在大壩原心墻內(nèi)，土質(zhì)較均勻，較易成槽。

3)本工程缺乏地質(zhì)勘探資料，對(duì)基巖埋深等情況僅是推測(cè)，可能存在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與實(shí)際施工反映不符的情況。

1.4 加快防滲墻施工的針對(duì)性措施

該水庫需臨時(shí)蓄水保春耕灌溉，要求防滲墻工程必須在春耕蓄水前完工。由于工程總量不是很大，工期緊，設(shè)備投入過分加大會(huì)明顯增加施工成本，于是設(shè)備投入方面應(yīng)適度。另外，為了加快施工進(jìn)度，將左岸6 m和右岸約28 m長的兩段用反鏟挖機(jī)挖槽，然后灌注高流態(tài)混凝土。中間段采用工效較快的CZ-8D型鋼繩沖擊鉆沖鉆成槽。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 施工交通

本工程對(duì)外交通條件較好，有公路直達(dá)右岸壩頂，然后右岸壩頂?shù)纳嫌蝹?cè)修一施工便道的136 m施工平臺(tái)。

2.2 防滲墻施工平臺(tái)

2.2.1 施工平臺(tái)設(shè)計(jì)

施工平臺(tái)為原土壩心墻開挖至高程137.0 m的平臺(tái)。其中，防滲墻下游側(cè)6 m寬范圍內(nèi)設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，平臺(tái)地面鋪道渣后墊枕木，枕木上鋪鉆機(jī)軌道。鉆機(jī)平臺(tái)設(shè)向外0.2%橫坡。防滲墻上游側(cè)4 m寬范圍內(nèi)設(shè)倒渣平臺(tái)(該平臺(tái)功能包含：倒?jié){、倒渣、焊鉆頭、下導(dǎo)管、處理孔內(nèi)事故等的工作平臺(tái)，保護(hù)地面不被水侵蝕及進(jìn)入槽段的施工道路)，平臺(tái)用15 cm厚C15混凝土硬化，頂面向上游側(cè)設(shè)2%的橫坡，以便將施工廢水排走。

2.2.2 導(dǎo)墻設(shè)計(jì)

導(dǎo)墻為矩形斷面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)墻高度1.8 m，寬度0.5 m，墻頂高于施工平臺(tái)0.1 m，以防止異物流灌入鉆孔槽段。導(dǎo)墻槽口寬度為0.8 m，比防滲墻寬度大0.2 m，以適應(yīng)沖擊鉆孔的需要。

導(dǎo)墻的溫度沉降縫按每段≥20.0 m的要求進(jìn)行劃分。為避免造成導(dǎo)墻坍陷事故，縱向主筋必須在各段之間連接起來，成為整體，不應(yīng)隨分縫而斷開。

2.2.3 平臺(tái)施工

2.2.3.1 基底清理

用挖掘機(jī)或推土機(jī)將現(xiàn)已開挖的平臺(tái)修整平整，平臺(tái)地面高程137.0 m。平臺(tái)應(yīng)保證平整，不積水。

2.2.3.2 鋼筋混凝土導(dǎo)墻施工

施工前，先進(jìn)行放樣并用小型反鏟挖機(jī)挖槽，然后安裝鋼筋、現(xiàn)立模板并澆筑混凝土。

混凝土由布置在溢洪道上的臨時(shí)攪拌站拌制，HBT60混凝土輸送泵送入倉，用φ50振搗器振搗密實(shí)，終凝后灑水養(yǎng)護(hù)≥7 d。

2.3 施工供水

防滲墻施工主要用水為泥漿制備及沖漿用水。分別從左、右岸水池，直接接管至施工點(diǎn)。

2.4 施工供電

從現(xiàn)有630 kVA變壓器低壓側(cè)的配電房接線至各施工作業(yè)。另外配備1臺(tái)200 kVA的柴油發(fā)電機(jī)，作為防滲墻混凝土澆筑時(shí)的停電備用電源。

2.5 泥漿制備

由于本工程防滲墻布設(shè)原土壩的黏土心墻內(nèi)，除基巖外全為黏土結(jié)構(gòu)，鉆進(jìn)過程中自動(dòng)造漿。

2.6 混凝土制備

在溢洪道上游平臺(tái)布置混凝土攪拌站，安裝1臺(tái)0.5 m3的強(qiáng)制式攪拌機(jī)和1臺(tái)0.35 m3滾筒式攪拌機(jī)。澆筑混凝土?xí)r，兩臺(tái)攪拌機(jī)同時(shí)拌料，經(jīng)輸送泵送混凝土到澆筑槽段口。

2.7 排污系統(tǒng)

在防滲墻上游側(cè)通長布置倒渣平臺(tái)和排漿溝布置，造孔時(shí)的廢渣經(jīng)沖漿后由運(yùn)輸設(shè)備棄至指定位置，廢漿則沿排漿溝匯集至設(shè)置于防滲墻上游的沉淀池內(nèi)，廢水經(jīng)沉淀凈化后排入水庫內(nèi)流向下游，沉淀物則定期由挖裝設(shè)備清理并運(yùn)至指定棄放位置。

3 混凝土防滲墻施工方法

3.1 施工方法簡(jiǎn)述

防滲墻以CZ-8D型沖擊鉆機(jī)鉆為主造孔，直升導(dǎo)管澆筑水下混凝土成墻，墻段連接采用鉆鑿法。

3.2 施工順序與槽段劃分

防滲墻擬按照先中間段(樁號(hào)約0+80 m)后向左右兩岸的順序施工，采用兩序間隔法，先施工一期槽段，后施工二期槽段。

槽段劃分要根據(jù)地質(zhì)情況和連續(xù)墻槽壁穩(wěn)定的情況以及造孔難易程度與混凝土澆筑強(qiáng)度來確定單元槽段的長度，本項(xiàng)目防滲墻槽段長度按5.7 m來劃分，個(gè)別槽段可現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)調(diào)整。

3.3 泥漿制備

用槽段內(nèi)的心墻黏土制漿。由于本工程防滲墻布設(shè)原土壩的黏土心墻內(nèi)，除基巖外全為黏土結(jié)構(gòu)，利用鉆機(jī)造孔成槽過程中沖擊黏土攪拌自動(dòng)造漿。

3.4 造孔

3.4.1 造孔方式

采用鋼繩沖擊鉆機(jī)，鉆劈法造孔成槽。采用CZ-8D型沖擊型鉆機(jī)配“十”字鉆頭為主進(jìn)行作業(yè)。施工時(shí)先鉆主孔、后劈打副孔。

成槽施工時(shí)，孔內(nèi)泥漿面保持在導(dǎo)墻面以下30～50 cm左右，發(fā)現(xiàn)泥漿漏失應(yīng)立即采取堵漏措施并補(bǔ)漿。

鉆頭直徑不小于設(shè)計(jì)墻厚，槽孔深必須滿足規(guī)定的要求。

3.4.2 清孔與換漿

終孔驗(yàn)收后，采用抽砂筒法進(jìn)行清孔，對(duì)于2期槽孔，在清孔換漿結(jié)束前，用鋼絲刷子鉆頭對(duì)接頭孔孔壁分段反復(fù)上下提拉刷洗，清除孔壁上的泥皮和殘?jiān)?。刷洗和檢查同時(shí)進(jìn)行，直至鋼絲刷上不再帶有泥屑，孔底淤積不再增加，方可認(rèn)為刷洗合格。

清孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：清孔換漿1 h后，孔底淤積≤10 cm，泥漿密度≤1.3 g/cm3、黏度≤30 s、含砂量≤10%。

3.4.3 特殊情況的處理

1)導(dǎo)墻變形、槽口坍塌，應(yīng)根據(jù)具體情況，移開造孔設(shè)備，回填槽孔，拆除舊有的導(dǎo)墻，加固槽口土體。如果是槽孔下部坍塌，則先掏出坍塌物，坍塌部位回填黏土、小塊石、片石等，上部則回填低標(biāo)號(hào)混凝土(或向槽孔內(nèi)加入水泥、水玻璃等)，凝固后重新開孔造槽。

2)槽孔孔斜嚴(yán)重超標(biāo)，回填后重新鉆孔。

3)地層嚴(yán)重漏漿，應(yīng)立即停鉆，迅速填入堵漏材料，必要時(shí)回填槽孔。

3.5 水下混凝土澆筑

3.5.1 混凝土的生產(chǎn)與運(yùn)輸

混凝土由布置于溢洪道上的混凝土攪拌站提供，采用HBT60型混凝土輸送泵直接在攪拌機(jī)出口溜槽下接料，泵送到導(dǎo)管受料口。

拌制好的混凝土按規(guī)定頻次檢測(cè)其性狀，防滲墻水下混凝土的性能指標(biāo)應(yīng)滿足：入槽坍落度18～22 cm，擴(kuò)散度34～40 cm，坍落度保持15 cm的時(shí)間≥1 h，初凝時(shí)間≥6 h，終凝時(shí)間≤24 h。

3.5.2 泥漿下的混凝土澆筑

混凝土澆筑采用泥漿下直升導(dǎo)管法，導(dǎo)管采用φ250的圓形螺旋快速接頭，上端接漏斗，由鉆機(jī)懸吊，可作上下垂直移動(dòng)，導(dǎo)管安裝應(yīng)垂直，連接牢固，密封性能良好。在清孔合格后4 h內(nèi)開盤澆筑，如超過4 h，重新檢查達(dá)到合格后方可開澆。開澆前，導(dǎo)管內(nèi)置入可浮起的橡皮隔離塞，開澆時(shí)先注入水泥砂漿，隨即澆入足夠的混凝土，撞擠出塞球并埋住導(dǎo)管底端。澆筑施工中，嚴(yán)格遵守以下規(guī)定：

1)每個(gè)槽段布置兩根導(dǎo)管，導(dǎo)管之間距離為3 m，導(dǎo)管距混凝土槽段兩端距離1.5 m，導(dǎo)管埋入混凝土深度≥1.0 m，也≤6 m;開澆時(shí)導(dǎo)管底口距孔底應(yīng)控制在15～55 cm，當(dāng)槽底面高差＞25 cm時(shí)，導(dǎo)管應(yīng)布置在其控制范圍的最低處。

2)混凝土面上升速度≥2 m/h。

3)混凝土面均勻上升，高差控制在0.5 m以下。

4)槽孔設(shè)置蓋板，防止混凝土散落在槽孔內(nèi)。

5)不合格的混凝土不得使用。

6)每隔30 min測(cè)量1次槽孔內(nèi)混凝土面的深度，每隔2 h測(cè)量1次導(dǎo)管內(nèi)混凝土面深度。

7)及時(shí)作好導(dǎo)管布置安裝記錄和混凝土澆筑指示圖，以核對(duì)澆筑方量，指導(dǎo)澆筑施工。

8)終澆時(shí)，應(yīng)確?；炷另斆娓叱?0 cm以上。

9)在澆筑過程中發(fā)生事故時(shí)，要及時(shí)采取適當(dāng)措施處理。

3.6 墻段連接

各期槽段間的連接采用鉆鑿法，施工接頭時(shí)，應(yīng)在槽孔混凝土澆筑完成后24 h開始。為便于開孔，可提前預(yù)留一個(gè)2～3 m深的導(dǎo)向坑。鉆孔時(shí)要抓緊時(shí)間，加快進(jìn)度。

3.7 工程質(zhì)量保證措施

3.7.1 質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)

項(xiàng)目部在技術(shù)負(fù)責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)下，設(shè)質(zhì)量專員負(fù)責(zé)質(zhì)量工作，作業(yè)隊(duì)設(shè)兼職質(zhì)量員(施工員兼任)，工地試驗(yàn)室按規(guī)定對(duì)原材料和中間產(chǎn)品、成品進(jìn)行專業(yè)檢查檢測(cè)。

3.7.2 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理

在施工過程中堅(jiān)持10項(xiàng)管理制度，即：①崗位責(zé)任制度;②施工復(fù)測(cè)制度;③技術(shù)交底制度;④開、竣工報(bào)告制度;⑤材料檢驗(yàn)制度;⑥試驗(yàn)抽樣制度;⑦隱蔽工程檢查制度;⑧工程負(fù)責(zé)人質(zhì)量評(píng)定獎(jiǎng)懲制度;⑨工程自檢互檢制度;⑩工程質(zhì)量事故處理制度，嚴(yán)把“四關(guān)”即：圖紙關(guān)、測(cè)量關(guān)、材料檢驗(yàn)及試驗(yàn)關(guān)、過程工序質(zhì)量關(guān)。

3.7.3 加強(qiáng)過程質(zhì)量控制

按照程序文件中的有關(guān)過程控制程序進(jìn)行質(zhì)量控制，根據(jù)設(shè)計(jì)及規(guī)范與招標(biāo)文件《技術(shù)規(guī)范》要求、工藝標(biāo)準(zhǔn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各分項(xiàng)、分部工程進(jìn)行延續(xù)性檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)。施工中對(duì)隱蔽工程和每道工序嚴(yán)格執(zhí)行施工質(zhì)量“三檢制”和“聯(lián)檢制”，加強(qiáng)與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位的聯(lián)系，在施工技術(shù)方面取得廣泛的合作與支持，并及時(shí)解決施工中遇到的技術(shù)難題和問題。加強(qiáng)對(duì)造孔、水下混凝土澆筑等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制。

4 施工進(jìn)度計(jì)劃

本項(xiàng)目工程總量不是很大，但工期緊，過分加大設(shè)備投入會(huì)明顯增加施工成本，于是設(shè)備投入要適度，結(jié)合實(shí)際情況制定本防滲墻施工進(jìn)度計(jì)劃。

施工準(zhǔn)備7 d，防滲墻造孔78 d，拆除施工平臺(tái)移交工作面2 d，工期為87 d。

施工關(guān)鍵線路：開工→施工平臺(tái)→混凝土導(dǎo)墻→造孔→混凝土澆筑前槽段驗(yàn)收→水下混凝土澆筑→施工平臺(tái)拆除→移交工作面。

主要施工強(qiáng)度指標(biāo)：防滲墻造孔為1 277 m2/mo;水下混凝土澆筑為766 m3/mo。

5 主要資源配置

5.1 人員配置

根據(jù)施工強(qiáng)度和任務(wù)，高峰期擬配置現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力77人。

5

.2主要施工設(shè)備配置

主要施工設(shè)備配置見表1。

表1 防滲墻工程主要施工設(shè)備配置計(jì)劃表 臺(tái)

6 結(jié)束語

該大壩工程經(jīng)過設(shè)置的垂直混凝土防滲墻處理，各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均符合要求，達(dá)到了止漏除險(xiǎn)加固的效果。

［1］DL/T5100-1999水工混凝土外加劑技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國水利水電出版社，2005：45-46.

［2］SDJ207-82水工混凝土施工規(guī)范［S］.北京：中國水利水電出版社，2007：108-109.

［3］中國長江三峽工程開發(fā)總公司，中國葛洲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：中國電力出版社，2001.

Construction Organization and Design of Concrete Diaphragm Wall of Dongkeng Reservoir Dam

WANG You-qing
(No.8 Water Conservancy＆Hydropower Engineering Bureau Limited Company of China，Changsha 410001，China)

The Dongkeng reservoir dam started to be built in the 1960’s.Dam foundation is in a state of serious leakage due to out of repair in past few years，which causes the dam not to operate normally.Its dam foundation is being repaired by strengthening or removing the dangerous parts，and a scheme is produced to set a vertical concrete diaphragm wall in the middle of dam for strengthening.

Dongkeng reservoir;dam;concrete diaphragm wall;construction organization and design

TV512

B

1007-7596(2011)06-0037-03

2011-08-16

王有慶(1974-)，男，湖南長沙人，工程師，研究方向?yàn)樗姽こ添?xiàng)目施工管理和公路工程項(xiàng)目施工管理。