魏學元

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 工程概況

魯?shù)乩娬疚挥谠颇鲜←惤杏绖倏h與大理白族自治州賓川縣交界處的金沙江干流上，為金沙江中游水電規(guī)劃8個梯級電站中的第7個梯級。該工程屬一等大 （Ⅰ）型工程。電站安裝6臺單機容量360 MW、總裝機容量2160MW的混流式水輪發(fā)電機。

上游圍堰為土石和碾壓混凝土混合過水圍堰，堰頂高程為1 156.5m，最大堰高34m,堰頂軸線長度130m，下游圍堰采用土石過水圍堰，堰頂高程為1 141m，最大堰高20m，堰頂軸線長度183.09m。

圍堰防滲型式采用混凝土防滲墻防滲，混凝土防滲墻主要設(shè)計指標為：墻厚80 cm，墻體材料為普通混凝土，防滲墻墻體28天齡期的抗壓強度不小于15MPa，抗?jié)B等級不低于W6。

上游圍堰防滲墻截水面積2 467.45m2；下游圍堰防滲墻截水面積3 938m2。

2 圍堰地質(zhì)概況

2.1 上游圍堰

上游土石過水圍堰位于麥叉拉溝口下游約150 m 處，河水面寬（60～80）m，圍堰區(qū)兩岸基巖裸露，巖性為變質(zhì)砂巖間夾正長巖脈，河床砂卵礫石層厚約（10～15）m，河床巖體無強風化層。左、右兩岸強風化層厚約（2～5）m，弱風化層厚度一般為（10～20）m。 河床覆蓋層主要為砂卵礫石，含有較多的漂石、塊石，透水性強，滲透系數(shù)為（6.6×10-1～1.2×10-2）cm/s，河床沖洪積層松散，無膠結(jié)，滲透性強，抗沖刷能力差，抗沖流速<3m/s。

2.2 下游圍堰

下游圍堰位于壩軸線下游約340m處，河水面寬（80～90）m。堰基巖體左岸巖性為正長巖，右岸巖性為淺變質(zhì)砂巖。河床砂卵礫石層厚約（10～24）m，河床及兩岸覆蓋層主要為砂卵礫石，含粉細砂及淤泥質(zhì)粉細砂層且有較多的漂石、塊石，沿沖洪積層可能存在向上游基坑的滲漏，滲透系數(shù)為 （6.6×10-1～1.2×10-2）cm/s。河床及古河槽沖洪積層松散，無膠結(jié)，滲透性強，抗沖刷能力差，抗沖流速<3m/s。

3 圍堰防滲墻體施工工藝措施概述

根據(jù)本工程的地質(zhì)條件及生產(chǎn)性試驗，防滲墻施工采用“鉆劈法”工藝進行造孔成槽，槽段分為I、II期槽，先施工I期槽段，后施工II期槽段。各期槽段均由3個主孔和兩個副孔組成，先鉆鑿主孔后鉆鑿副孔，采用CZ-6型沖擊鉆機配重量在3 t的十字鉆頭或筒式鉆頭鉆劈成槽。對于墻底嵌入基巖部分，采用CZ-6型沖擊鉆機配重錘沖砸破碎。防滲墻造孔成槽過程中，采用泥漿護壁。泥漿原料為當?shù)丶t色黏土。

經(jīng)鑒定進入基巖不少于0.5m后進行清孔，清孔完成后在4個小時之內(nèi)澆筑混凝土。

墻體混凝土由拌合站提供，混凝土運輸采用6 m3混凝土攪拌運輸車運至現(xiàn)場，防滲墻混凝土采用直升導管法水下澆筑。I、II期槽段連接采取鉆鑿法及接頭管法兩種型式。

4 施工準備

4.1 先導孔布置

為探明河床基巖的埋藏深度，以指導防滲墻體槽孔的鉆孔深度，確保槽孔進入基巖內(nèi)，沿防滲墻體軸線20m左右布置一個先導孔。先導孔入巖5m。

4.2 導墻及導槽施工

圍堰填筑至一定高程并壓實后，先澆筑導墻并形成導槽，然后填至防滲墻施工平臺高程。導向槽兩側(cè)導墻采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，梯形斷面，底寬80 cm，頂寬40 cm。槽內(nèi)寬0.9m，槽深2.0m。導墻模板采用鋼模板立模，腳手架鋼管支撐，混凝土使用 8 t混凝土罐車運至現(xiàn)場入倉澆筑，插入式振搗器振實。

4.3 倒?jié){平臺及排漿溝施工

倒?jié){平臺布置在防滲墻上游側(cè)，坡度2%～3%，采用C15混凝土現(xiàn)場澆筑，平臺寬1.6m，厚度0.15m。

在倒?jié){平臺上游沿防滲墻軸線方向設(shè)置一縱向排漿溝，排漿溝采用人工開挖溝槽、砂漿抹面。溝寬0.5m，深 0.3m，坡度1%。

由于防滲墻上游為行車通道，從槽孔內(nèi)抽出的廢漿經(jīng)倒?jié){平臺進入排漿溝，經(jīng)沉淀后的泥漿經(jīng)涵管排放至圍堰上游，上下游圍堰各埋設(shè)了兩道直徑為800 cm的水泥涵管。

4.4 鉆機平臺

在防滲墻下游側(cè)沿防滲墻軸線布置鉆機行走軌道平臺，寬8.5m；在經(jīng)過夯實的堆渣平臺上與防滲墻軸線方向平行埋設(shè)3道臥木，在臥木上按50 cm左右的間距鋪設(shè)枕木，4道鋼軌用軌道釘固定于枕木之上，以此形成鉆機行走軌道平臺。

5 防滲墻槽孔造孔

5.1 槽段劃分

上游圍堰防滲墻軸線長度105.8m，經(jīng)生產(chǎn)性試驗確定為18個槽段；下游圍堰防滲墻軸線長度187.63m，劃分為33個槽段，槽段基本長度為6.4m。

5.2 造孔成槽

（1）造孔工藝。

防滲墻造孔采用“鉆劈法”施工，即首先采用沖擊鉆機鉆鑿主孔，鉆至設(shè)計孔深后，再用沖擊鉆機劈打兩相鄰主孔之間的副孔，直到整個單元槽孔全部達到預定的深度。

（2）造孔方法。

① 主孔鉆進。采用CZ-6型沖擊鉆機配3 t重的十字鉆頭或筒式鉆頭沖擊造孔。鉆具沖程一般為（0.6～1）m，沖擊頻次40次/min。槽段頂部由于地層松散、孔隙大，塌孔漏漿嚴重，該段施工采用重復填打，即在主孔鉆進過程中發(fā)現(xiàn)漏漿即以粘土、塊碎石等將已鉆孔段回填，重新鉆進，擠實孔壁。主孔鉆進時，用抽砂筒清碴。一般情況下，每沖擊鉆進0.5m掏取一次。施鉆過程中采用泥漿固壁，及時補充造孔時泥漿的消耗，保證槽孔內(nèi)泥漿面不低于槽口（30～50）cm，以防止塌孔。

② 副孔鉆進。副孔主要采用劈打法，在劈孔時，劈落的砂石落入懸掛在兩邊主孔內(nèi)。采用抽筒出碴。

③ 主副孔完成后采用方形鉆頭掃“小墻”，槽段成型。

5.3 巖面鑒定

主孔在孔深達到預計基巖面前1.0m時開始采用抽筒取樣，經(jīng)設(shè)代地質(zhì)、監(jiān)理工程師鑒定確認后按要求終孔。副孔孔深依主孔巖面確定。

5.4 終孔驗收

清孔換漿結(jié)束后，對孔底淤積進行檢測，同時用取樣器在孔內(nèi)上、中、底部分別采取泥漿樣進行檢驗，孔底淤積及泥漿指標按有關(guān)要求進行控制。采用檢針測量槽孔深度，采用“吊錘法”測量槽孔垂直度。終檢結(jié)束后進行清孔換漿。

5.5 清孔換漿

采用“抽筒法”清孔，從淺部到深部，不斷更換抽砂，反復數(shù)次，直到孔底淤積小于10 cm且不再增加為止，同時將新鮮泥漿不斷輸入，直到將槽內(nèi)泥漿全部置換。

二期槽清孔前先要對端頭的接頭孔進行刷洗。采用鋼絲刷鉆頭刷子反復上下分段對孔壁泥皮進行刷洗，直到刷子上基本不帶泥屑為止。

5.6 造孔時特殊情況處理

（1）架空層造孔時漏漿處理。

對架空層造孔時漏漿時采取往槽內(nèi)回填黏土石渣堵漏處理。例如：X-13-1#孔在孔深8m處出現(xiàn)漏漿，在孔深8.5m處漏漿，回填黏土40m3，砂石20 m3，在孔深15.5m處漏漿，在孔深14m處漏漿，回填黏土 7m3，砂石 7m3。

（2）塌孔處理。

對塌孔處理主要采取了回填黏土石渣，重新造孔。通過回填粘土石渣重新砸鑿，進一步將堆積層擠壓密實，從而起到阻止塌孔漏漿的作用，例如：X-12-2#孔終孔后出現(xiàn)塌孔。

（3）卡鉆處理。

對卡鉆的處理，先將被卡鉆頭兩側(cè)的槽孔鑿出，再用扁鏟將被卡鉆頭周邊鑿松，最后取出被卡鉆頭。S-14槽段在孔深30m處出現(xiàn)卡鉆事故，在處理事故時鋼絲繩被鏟斷，處理事故耗時5天才將鉆頭打撈上來。

（4）偏斜的處理。

對出現(xiàn)偏斜的鉆孔采取回填，重新沖擊造孔。例如：X-12-5#孔（接頭孔）在孔深4m處出現(xiàn)偏斜，

（5）特大孤石的處理。

采取孔內(nèi)水下爆破處理。例如：X-5槽段在孔深5m處鉆遇到特大孤石。

由于圍堰堆積層較為松散，孔隙率較大，在造孔過程中頻繁出現(xiàn)塌孔、卡鉆、埋鉆、漏漿及施工平臺塌陷等現(xiàn)象。難以繼續(xù)造槽施工，后采取了對填筑層進行灌漿加固處理，確保了防滲墻的正常順利施工。

6 水下混凝土澆筑

6.1 澆筑程序

防滲墻混凝土采用水（泥漿）下直升導管法澆筑，澆筑施工程序如下：

澆筑前的準備工作—→澆筑導管配管、檢測與試壓—→下設(shè)澆筑導管—→槽口澆筑平臺架設(shè)—→開盤下料—→澆筑—→測量槽內(nèi)混凝土面—→畫澆筑上升圖—→拆管續(xù)澆—→終澆收倉。

6.2 安裝澆筑導管

清孔驗收合格、槽孔內(nèi)預埋管安裝就位后，下設(shè)澆筑導管，導管采用Φ250mm鋼管分節(jié)制作，導管連接采用絲扣型式。下設(shè)澆筑導管前應逐節(jié)對導管進行試驗檢測，要求密封可靠。

導管安裝采用沖擊鉆機分節(jié)下設(shè)，嚴格控制槽孔內(nèi)導管間距及距槽端距離，將導管中心置于導管控制范圍的最低處，導管管底距孔底一般控制在（0.15～0.25）m。

6.3 混凝土配合

由試驗室通過試驗提供混凝土配料單，拌合站按照配料單拌合混凝土供澆筑防滲墻使用（附表）。

附表 防滲墻混凝土配合比

6.4 混凝土澆筑

混凝土運輸采用攪拌輸運車運至現(xiàn)場，直接放入溜槽內(nèi)再經(jīng)溜槽分流進入到兩根導管。

采用泥漿下直升導管法澆筑。開澆前每個導管內(nèi)均置入可浮起的球塞式隔離栓堵塞導管底口，導管底端距孔底稍大于球塞直徑。澆混凝土前，先在導管內(nèi)注入適量水泥砂漿，隨即灌澆混凝土，待混凝土充滿導管和分料斗后，將導管適當上提，管內(nèi)的混凝土在重力作用下將球塞擠出管口并將導管底端埋入混凝土。

在混凝土正常澆筑過程中，控制各導管均勻下料，使槽內(nèi)混凝土面高差小于0.5m，根據(jù)混凝土上升速度和導管埋深及時起拔導管，槽孔內(nèi)混凝土面上升速度控制不小于2m/h之間。

澆筑過程中，至少每30min測一次槽內(nèi)混凝土面深度，每2 h測一次導管內(nèi)混凝土面深度，如實記錄，填繪混凝土澆筑上升圖。

現(xiàn)場質(zhì)檢員按規(guī)定對混凝土進行檢測，溜槽前設(shè)專人看守，隨時撿出混凝土中混雜的泥團和石塊，防止不合格混凝土入槽；及時調(diào)整分流器，保證槽內(nèi)混凝土面均勻上升。

槽孔內(nèi)混凝土面接近終澆高程時，緩慢提升導管并上下短距離不斷抖動，保證墻頂混凝土密實；經(jīng)常測量混凝土面高程，保證終澆在設(shè)計高程以上。

澆筑過程中，控制導管埋深在（1～6）m之間，并在澆筑過程中不斷在小范圍上下活動導管，以免發(fā)生堵管事故。

6.5 槽段連接

混凝土防滲墻槽段連接將傳統(tǒng)的套接法改為采取了接頭管法。即部分Ⅰ期槽孔在澆筑混凝土之前，首先在槽孔兩端頭下入接頭管，澆筑完成后使用千斤頂將接頭管拔出，拔出接頭管形成孔。

7 結(jié) 語

圍堰上部為坡積層、開挖填筑堆積層，下部為河床沉積層；上部填筑堆積層較為松散不密實且含有較大粒徑的塊石架空，由于金沙江河流落差較大，古河床內(nèi)沉積層內(nèi)的漂石、孤石較多，造孔過程中出現(xiàn)漏漿、塌孔、埋鉆、卡鉆事故較為頻繁，當出現(xiàn)漏漿、塌孔后需反復多次回填黏土石渣，重新造孔，施工難度較大，造孔效率較低。通過防滲墻的施工，對堰肩部位相對容易施工的淺槽段可以適當加大槽段的長度，對河床部位相對施工難度較大的深槽段以適當減小槽段長度為宜。人工填筑形成的圍堰為松散體，在防滲墻施工之前預先對上部的松散層采取灌漿加固處理是很有必要的，既有利于防滲墻的順利施工也有利于施工安全。采用接頭管法進行一二期槽段連接，減少了造孔工作量，既節(jié)約材料，也提高了效率，在本工程中使用效果良好。

1 夏可風，梅錦煜，張超然，等.水利水電工程施工手冊（第1卷）[M].北京：中國電力出版社，2004.

2 高鐘璞，等.大壩基礎(chǔ)防滲墻[M].北京：中國電力出版社，2000.