王學(xué)強劉艷明

（1.山西澤城西安水電有限公司 山西太原 030002；2.山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

山西省澤城西安水電站（二期）工程地處山西省晉中市左權(quán)縣境內(nèi)的清漳河干流上,是一座以發(fā)電為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖等綜合利用，并為下游梯級水電站調(diào)節(jié)發(fā)電用水的水電樞紐工程。

擋水壩為混凝土面板堆石壩，最大壩高46.8 m，壩頂長256 m，寬8 m，壩基采用混凝土防滲墻防滲，防滲墻穿過壩基混合土卵石層，入巖5.0 m，全長191.50 m(樁號：壩0+057.00～0+248.50)，最大墻深52 m，墻厚1.0 m。左右壩坡趾板、連接板下基巖進行固結(jié)灌漿；防滲墻下、左右岸坡趾板下基巖和水庫兩岸向上游延伸段基巖進行帷幕灌漿。

2 工程地質(zhì)情況

本區(qū)位于太行山中南段，地勢西北高、東南低，屬構(gòu)造剝蝕中山地貌，地形起伏大，山勢陡峭，河谷發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育清漳河，在其發(fā)展演化過程中，形成了四級河流階地。山脈、水系明顯受地質(zhì)構(gòu)造和巖性的控制。

庫區(qū)出露地層主要有太古界贊皇群，元古界長城系、古生界寒武系和奧陶系以及燕山期輝綠巖侵入體，新生界上第三系和第四系。構(gòu)造主要發(fā)育北北東向褶皺及斷裂，其中人頭山-天池腦長軸背斜通過庫區(qū)。

庫區(qū)兩岸基本為巖質(zhì)岸坡，基巖裸露，巖性為常州溝組石英砂巖，巖性堅硬。左岸岸坡較緩，巖層傾向河谷，為順向岸坡，受卸荷、風(fēng)化影響，岸坡處巖體中的節(jié)理裂隙較發(fā)育。右岸巖層傾向上游偏岸坡內(nèi)部，為逆向岸坡，巖體整體性較好。

防滲墻軸線位置河床覆蓋層為混合土卵石，混合土卵石層內(nèi)局部存在孤漂石；河床比現(xiàn)有圍堰低3 m，且圍堰內(nèi)水位過高，在混合土卵石層中造孔難度大，易塌孔，泥漿流失嚴(yán)重，并且防滲墻入巖深達5 m，沖擊鉆鉆鑿基巖困難。

3 施工總體布置

3.1 供水系統(tǒng)

施工供水主要取自圍堰基坑內(nèi)集水坑滲透水，采用2臺IS100-65-250型離心式清水泵(Q=100 m3/h，H=80 m，N=37 kW)在集水坑中提水，用DN100鋼管向場內(nèi)的各施工工作面供水。供水系統(tǒng)共需鋪設(shè)DN100鋼管約1 500 m。

3.2 供電系統(tǒng)

本標(biāo)段主要用電負(fù)荷有：防滲墻、灌漿施工、以及混凝土拌和系統(tǒng)、膨潤土制漿站、水泥漿制漿站、供水、施工輔助工廠、照明等，用電負(fù)荷約為1 000 kVA。

根據(jù)施工總體布置，在圍堰上游左岸處布置三臺變壓器，變壓器容量分別為：500 kVA、250 kVA、250 kVA，可滿足大壩基礎(chǔ)混凝土防滲墻施工用電需求。

3.3泥漿系統(tǒng)

在防滲墻軸線上游側(cè)40 m外、樁號壩0＋170位置的河漫灘處，建立一套泥漿拌和系統(tǒng)，建造制漿站規(guī)模為建造280 m3的膨化池1個，280 m3的供漿池1個。安裝2臺S1500高速攪拌機和3臺3PNL型泥漿泵。泥漿站至施工現(xiàn)場的供、回漿管路為Φ100 mm鋼管。

3.4混凝土拌和系統(tǒng)

為方便供水、供電的統(tǒng)一規(guī)劃，本工程混凝土拌和系統(tǒng)建設(shè)在泥漿系統(tǒng)附近，并就近設(shè)砂、石儲料場，料場保證2個槽孔儲量。

拌和站設(shè)2臺JS-500型強制式拌和機，骨料由配料機按自動配料程序完成，水泥通過袋裝計量，水用量由時間繼電器控制。混凝土運輸采用混凝土泵，根據(jù)施工強度，投入1臺HBT-60A泵。混凝土拌和系統(tǒng)見圖1。

圖1 混凝土拌和系統(tǒng)組成形式

3.5施工平臺及導(dǎo)墻

施工平臺及導(dǎo)墻采用鋼筋混凝土形式，沿防滲墻軸線修筑，鉆機平臺位于防滲墻軸線下游，軸線上游為抓斗施工作業(yè)平臺，斷面圖如圖2。

圖2 防滲墻施工平臺斷面圖（單位：cm）

3.6水泥漿系統(tǒng)布置

水泥制漿站布置在帷幕灌漿作業(yè)區(qū)內(nèi)。在大壩左岸趾板附近建設(shè)一集中制漿站，供給固結(jié)、帷幕灌漿所需漿液，距離較遠(yuǎn)的地方設(shè)置水泥漿中轉(zhuǎn)站，采用輸漿管把濃漿輸送到各個作業(yè)面，保證遠(yuǎn)距離輸漿需要。

4 混凝土防滲墻施工

4.1槽段劃分

根據(jù)設(shè)計文件，考慮地下水位、槽孔深度、施工歷時、導(dǎo)管布置和澆筑能力等，在保證槽孔穩(wěn)定的前提下，初步擬定防滲墻Ⅰ期、Ⅱ期槽段長度均為7.0 m。施工過程中根據(jù)實際情況，壩體兩岸部位防滲墻深度較淺，可適當(dāng)加長槽孔施工長度；壩體中間部位防滲墻施工時，若有漏漿塌孔現(xiàn)象，可縮短槽孔施工長度。槽孔劃分示意見圖3。

4.2防滲墻造孔

鉆進槽孔時特別要求孔位準(zhǔn)確，垂直度符合規(guī)范要求，并控制槽孔孔斜率不大于4‰，遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大等特殊情況時，其孔斜率應(yīng)控制在6‰以內(nèi)；本工程采用接頭管進行槽段連接，端孔孔斜直接關(guān)系接頭管下設(shè)和起拔。

造孔是防滲墻施工中的主要工序，受地層等自然條件影響最大，是影響工期、工程成本，甚至決定工程成敗的重要因素。施工中采用如下控制措施：

1）采用“三鉆兩抓”或“兩鉆三抓”造孔。

2）開孔前，首先調(diào)整好抓斗和鉆機位置，保證孔位偏差小于等于±3cm。

3）造孔過程中，隨時檢驗孔斜率，以保證孔斜率控制在4‰以內(nèi)。

4）測斜采用相似三角形法。量出帶鉆頭的測繩距孔口中心的偏差，即可求出孔斜率，每2 m填一次測斜記錄。

5）造孔過程中孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持在導(dǎo)墻頂面以下30～50 cm。

6）漏失地層，應(yīng)采取預(yù)防措施。發(fā)現(xiàn)泥漿漏失，應(yīng)立即堵漏和補漿。

7）槽孔孔壁應(yīng)平整垂直，不應(yīng)有梅花孔、小墻等。

4.3清孔換漿

槽孔驗收合格后，進行清孔換漿，并及時向槽內(nèi)補充新鮮漿液。新鮮漿液與槽底漿液的置換量為該槽孔方量的1/3。

使用膨潤土泥漿清孔合格的標(biāo)準(zhǔn)為：槽孔清孔換漿結(jié)束后1h，槽孔淤積厚度小于等于10 cm，槽內(nèi)泥漿密度小于等于1.15 g/cm3，馬氏漏斗粘度：32～50 s，含砂量小于等于 6%。

4.4預(yù)埋帷幕灌漿管

為后期灌漿需要，防滲墻內(nèi)預(yù)埋φ110 mm鋼管，管距2.0 m，利用鋼筋保持架定位。預(yù)埋灌漿管孔距2.0 m，位于防滲墻中心軸線上，平面上的允許偏差不大于±5 cm。

預(yù)埋灌漿管在槽口固定在導(dǎo)墻上，灌漿管間采用絲扣連接或焊接，底口纏過濾網(wǎng)，防止混凝土進入管內(nèi)。預(yù)埋管施工完畢后，管口采用圓形木塞封閉，防止異物落入管內(nèi)增加帷幕鉆孔的難度。

4.5鋼筋籠的吊裝與下設(shè)

（1）按照設(shè)計要求，本合同段防滲墻鋼筋籠在每個槽段設(shè)計墻頂高程以下5 m高度內(nèi)布設(shè)。

（2）鋼筋籠在下部的預(yù)埋灌漿管下設(shè)完成后下設(shè)。

（3）鋼筋籠采用25 t吊車吊裝和下設(shè)。

（4）鋼筋籠入槽時，若遇阻礙，應(yīng)進行槽孔處理，不得強行下沉,并應(yīng)采取措施防止混凝土澆筑時鋼筋籠上浮。

5 特殊技術(shù)及預(yù)防措施

5.1漏漿和塌孔及孔口工程防護

本工程覆蓋層主要為混合土卵石，不利于成槽過程中的孔壁穩(wěn)定。成槽過程中，首先應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)膨潤土泥漿護壁，在大漏失量地層成槽時，適當(dāng)加大泥漿比重，并向槽內(nèi)加入黏土，然后利用鉆頭或重鑿沖擊擠密地層，每擠密一層后，再正常鉆進或抓取進尺。如此循環(huán)，直至穿過漏失地層。這樣施工既可以保證槽孔安全，又有利于提高成槽工效。

5.2孤石、漂石處理

采用抓斗施工，漂石、孤石嚴(yán)重制約抓斗工效，遇該地層，應(yīng)采取適當(dāng)處理措施：

（1）用抓斗掛重錘（或沖擊鉆沖擊）破碎；

（2）孤石、漂石表面聚能爆破；

（3）采用地質(zhì)鉆機在孤、漂石中鉆孔，孔內(nèi)預(yù)爆。

這幾種辦法應(yīng)該下一種比上一種更為有效，當(dāng)采取孔內(nèi)爆破措施時，首先應(yīng)征得監(jiān)理人同意，并就孔深及孤、漂石大小的判斷，考慮裝藥量和爆破方案。槽內(nèi)聚能爆破見圖4。

5.3孔斜控制

（1）沖擊鉆鉆進，應(yīng)隨時進行孔斜測量，發(fā)現(xiàn)孔斜后，首先采取輕打勤放措施，用鉆頭自重修正偏斜孔壁；或在偏斜部位預(yù)填石塊，輕打糾偏。

（2）抓斗施工，斗體安設(shè)導(dǎo)向板，斗體采用導(dǎo)向桿控制；施工過程中，隨時觀測孔斜儀表盤，通過斗體控制自動糾偏。

5.4堵埋管

（1）嚴(yán)格控制新拌混凝土質(zhì)量,防止配料錯誤、流動性不滿足要求、嚴(yán)重離析及含超徑大卵石的混凝土進入導(dǎo)管。

（2）混凝土的拌制和運輸能力應(yīng)滿足混凝土面上升速度的要求，并留有余地，避免由于澆筑速度過慢，使混凝土喪失流動性。

圖4 槽內(nèi)聚能爆破示意圖

（3）開始澆筑前應(yīng)做好各項準(zhǔn)備工作，確?；炷翝仓B續(xù)進行，避免長時間中斷澆筑。

（4）導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)上下一致，采用二級配混凝土?xí)r，導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)不小于230 mm。向?qū)Ч軆?nèi)澆入混凝土?xí)r速度不能太快，以防止壓入過多空氣造成堵管。

（5）發(fā)生埋管時，暫停澆注或降低澆注速度，避免繼續(xù)增加導(dǎo)管埋深；同時改換吊車或以千斤頂配合等措施增加起拔力；必要時可在導(dǎo)管口上墊厚木板，用鉆頭往下輕擊導(dǎo)管，從反方向活動導(dǎo)管。

6 結(jié)論

在混凝土防滲墻的施工中,應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程設(shè)計規(guī)范施工,合理地布置導(dǎo)墻，選取合適的造孔機械，改進造孔工藝不僅可以提高防滲墻的施工效率，還可以節(jié)省施工成本,保障工程質(zhì)量。