趙平

（甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730400）

1 工程概述

吉音水庫是新疆和田地區(qū)于田縣境內(nèi)的一項(xiàng)大型水利工程建設(shè)項(xiàng)目，其位于克里雅河干流吾格也克河與支流流烏什開布隆達(dá)亞河交匯口的800 m處，水庫庫區(qū)面積為6 375 km2，水庫總?cè)萘吭O(shè)計(jì)為0．82億m3。吉音水庫壩體采用混凝土面板堆石壩，最大壩高125 m，壩長489 m，壩頂寬10 m，年發(fā)電量為1．058億kW·h，可灌溉克里雅河灌區(qū)的4．67萬hm2（70萬畝）農(nóng)田，可提供給于田縣境內(nèi)及周邊群眾生活用水，是克里雅河流域最大的一項(xiàng)綜合性水利工程。水庫的壩體分為上下游蓋重區(qū)、砼面板、墊層區(qū)、過渡料區(qū)和堆石料區(qū)。吉音水庫槽孔混凝土防滲墻工程位于上游蓋重區(qū)的坡腳趾板處，砂礫石基礎(chǔ)段，樁號為 0+107．669～0+370．883，壩軸線長 263．214 mm，槽孔防滲墻設(shè)計(jì)厚度為0．80 m，成墻深度為6～33．5 m。主要工程量防滲墻C25混凝土共3 919 m3。

2 槽孔混凝土防滲墻施工組織流程

槽孔混凝土防滲墻工程施工需要專業(yè)的工程施工隊(duì)進(jìn)行作業(yè)，沿導(dǎo)向槽分槽段施工，采用抓斗成槽的方法，使用水下導(dǎo)管法澆筑混凝土，施工場地需設(shè)置泥漿池、泥漿沉淀池、黏土或膨潤土堆放地，配備泥漿泵及輸送管道等相關(guān)的輔助設(shè)施。防滲墻在開挖完成后及時(shí)進(jìn)行施工，在溫度高的季節(jié)，水泥容易凝固，需提高工作強(qiáng)度，夏季日工作強(qiáng)度需31～35 m3?；炷练罎B墻施工流程按照工程設(shè)計(jì)執(zhí)行，包括場地的選擇、施工設(shè)備的安裝、測量放線、泥漿制備、平臺砼施工、泥漿固壁、鉆孔成槽、孔槽檢測、泥漿入槽、澆筑防滲墻砼、鉆孔取芯檢查和抽排泥漿等流程，整個(gè)施工流程可概括為施工前階段、施工中階段和施工后階段。

3 混凝土防滲墻施工準(zhǔn)備

3.1 防滲墻工程布置

防滲墻施工前，先熟悉施工圖紙和有關(guān)的防滲墻施工技術(shù)規(guī)范，認(rèn)真掌握技術(shù)要領(lǐng)，根據(jù)施工場地的地形情況及相關(guān)合同規(guī)定，對場地規(guī)劃布置，并掌握原材料的儲備情況。大壩防滲墻工程布置如下：①制漿站布置在防滲墻軸線上游左岸30 m以外較開闊位置。②儲漿池、沉淀池、棄漿池布置在防滲墻軸線上游10 m以外。③沖擊鉆或抓斗成槽機(jī)布置在防滲墻軸線的上游沿防滲墻軸線一字排開。④防滲墻軸線上游場地需修建施工道路和排漿溝；在防滲墻軸線上游的臨河處安裝水泵抽水，保障施工用水。⑤混凝土攪拌和砂石骨料的堆置、運(yùn)輸都需要攪拌車和攪拌設(shè)備。

3.2 防滲墻工程的準(zhǔn)備

在防滲墻施工前期，混凝土攪拌站設(shè)備、制漿站準(zhǔn)備、施工導(dǎo)軌、鉆機(jī)、供水供電設(shè)備等各類施工設(shè)備安裝調(diào)試完成，黏土材料運(yùn)輸?shù)轿?，臨時(shí)設(shè)備安裝完成，施工前期工作準(zhǔn)備就緒。防滲墻工程施工的準(zhǔn)備工作包括以下方面：①按照施工規(guī)定和施工強(qiáng)度配制1套生產(chǎn)能力為30 m3/h的JS750型混凝土攪拌站。②自建占地面積為400 m2的制漿站，其中料場占地100 m2，兩個(gè)小泥漿池各占地150 m2，每個(gè)泥漿池中安裝1臺高速制漿機(jī)和1臺泥漿泵。③采用集中供漿，漿液通過泥漿泵的供漿管直接輸送到每個(gè)施工機(jī)組前，在槽段上下游每隔20 m設(shè)置泥漿管進(jìn)行供漿。④沿壩軸設(shè)置的導(dǎo)向槽在槽孔的兩側(cè)放置兩個(gè)倒“L”導(dǎo)墻，根據(jù)地質(zhì)調(diào)價(jià)和槽深等因素確定導(dǎo)墻的尺寸。導(dǎo)墻是鋼筋混凝土臨時(shí)構(gòu)筑物，起到支承施工機(jī)械、防止槽壁頂坍塌等作用。根據(jù)施工的地質(zhì)條件，導(dǎo)墻設(shè)計(jì)成“” 字形，使用現(xiàn)澆C15混凝土，鋼筋型號配置如下：主筋為12 mm@200 mm，副筋為8 mm@200 mm。導(dǎo)墻制作環(huán)節(jié)：測量定位、土方開挖、鋼筋骨架、砼澆水泥和拆除模板支撐。施工過程中可采用人工或者機(jī)械一次按導(dǎo)墻尺寸開挖成型，為了防止坍塌或者變形等現(xiàn)象的發(fā)生，可加橫向木支撐，支撐的間距為1～2 m，提高防滲墻的穩(wěn)定性和牢固性。⑤上游硬化施工平臺，并在施工平臺周圍修建水渠，下游導(dǎo)向槽外鋪卵石，并安裝軌道。軌道安裝后可用吊車將鉆機(jī)吊至施工位置。⑥施工用水可從水庫中或者水庫上游抽取，在鉆機(jī)施工平臺上游鋪設(shè)水管，在每個(gè)施工機(jī)組附近預(yù)留一個(gè)出水開關(guān)或安裝一個(gè)水龍頭，供沖漿加水用。根據(jù)施工用電要求選用5根70 mm2的主電纜連接到每個(gè)施工平臺的配電箱，再通過配電箱通往施工機(jī)組。

3.3 槽段劃分

根據(jù)建筑施工技術(shù)的要求，精確測量設(shè)定防滲墻的位置，依據(jù)工程勘探資料提供的詳細(xì)地質(zhì)情況，使用機(jī)械、人工將槽孔長度確定為5．0～8．0 m，每個(gè)槽段又分為7個(gè)孔（4個(gè)主孔、3個(gè)副孔），主孔長度為0．8 m，每個(gè)副孔長度為1．0 m，各槽段分Ⅰ序、Ⅱ序進(jìn)行（如圖1所示）。

圖1 槽段劃分示意圖

3.4 造孔成槽

采用沖擊鉆造孔成槽，也可采用抓斗成槽機(jī)造槽孔，每個(gè)施工機(jī)配置兩臺沖擊鉆同時(shí)施工。造孔施工中，先造主孔，然后再造副孔?？變?nèi)泥漿液面應(yīng)保持在導(dǎo)墻頂下50 cm左右，泥漿液面過低時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救，防止導(dǎo)向槽底部坍塌[1]。在孔中填入一定數(shù)量的紅黏土或膨潤土，既可當(dāng)做造漿材料，也可當(dāng)做堵漏材料。造孔過程中為防止孔出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，每鑿進(jìn)1 m的孔洞時(shí)要測量一次偏差值，如果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差要及時(shí)采取補(bǔ)救措施。保持孔壁平穩(wěn)和造孔速度不減慢，同時(shí)定期檢測孔內(nèi)泥漿的性能指標(biāo)，使孔內(nèi)泥漿黏度≤30 Pa·s，比重≤1．3 g/cm3，砂量≤10%，否則會影響造孔的速度和槽壁的穩(wěn)定性。造孔到基巖面要進(jìn)行鑒定，每個(gè)主孔在基巖造孔過程中取3份巖石樣本以備檢測，巖石樣本按照實(shí)驗(yàn)室檢測要求裝袋貼標(biāo)簽。

3.5 清孔換漿

通常清孔換漿采取撈砂筒撈渣法，具體步驟如下：首是粗撈，鉆機(jī)從槽孔中撈取顆粒較大的巖屑、泥塊和大塊泥漿，其次是封閉作業(yè)平臺上的黏土袋，將伴有黏土的泥漿回流到槽孔中，將混雜的漿液排到沉淀池中過濾，然后再次使用，撈渣時(shí)鉆機(jī)移動(dòng)距離不超過30 cm，直到孔內(nèi)泥漿指標(biāo)達(dá)到參考標(biāo)準(zhǔn)值為止。

3.6 混凝土澆筑

修建防滲墻的C25混凝土凝固時(shí)間短、凝固強(qiáng)度大，可在生產(chǎn)區(qū)集中攪拌。根據(jù)混凝土抗?jié)B要求，要現(xiàn)場經(jīng)過多次取樣試驗(yàn)，獲取強(qiáng)度和抗?jié)B參數(shù)的關(guān)系曲線，對參數(shù)進(jìn)行科學(xué)分析，確定混凝土配置比例，同時(shí)按照確定的配置比例拌制混凝土，使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制，采用先進(jìn)的PL1200配料機(jī)配料，選用混凝土罐車快速完成運(yùn)輸，確?；炷恋馁|(zhì)量。完成槽孔清孔換漿之后進(jìn)行檢驗(yàn)，確保清孔換漿合格，然后采用水下直升導(dǎo)管法向槽孔內(nèi)進(jìn)行混凝土澆筑，選用直徑為250～300 mm的鋼管作為導(dǎo)管，每節(jié)鋼管之間用卡扣連接，為防止漏漿，每節(jié)管的連接處用密封圈密封。為了增加導(dǎo)管移動(dòng)的靈活度，可配置長短不同的鋼管，以便調(diào)整導(dǎo)管底口到孔底的距離。開澆前在導(dǎo)管中放入隔離球塞，對孔底部的平衡度進(jìn)行測試，如槽孔底部平整，便同時(shí)向多個(gè)管內(nèi)注入泥漿；如槽孔底部不平整，則向較深的導(dǎo)管開澆，待每根管內(nèi)的混凝土面保持在一個(gè)平整面上的時(shí)候同時(shí)開澆，開澆前往導(dǎo)管中先注入砂漿，再注入混凝土[2]。每澆筑30 min混凝土后停止測量1次混凝土面的深度，以防槽孔中的混凝土橫向流動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)導(dǎo)管中的混凝土面深度相差較大時(shí)需要及時(shí)補(bǔ)填，同時(shí)記錄澆筑的混凝土方量。導(dǎo)管在混凝土中的深度要大于1 m，小于6 m，孔口封住，以防雜物散落在孔中影響混凝土質(zhì)量。為確保澆入槽孔中的混凝土質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，施工中要定期檢混凝土的坍落度、擴(kuò)散度及和易性?；炷翝仓翂斆鏁r(shí)，混凝土澆筑面要高出墻頂面0．5 m左右，控制好防滲墻混凝土頂面不能過高，否則不符合建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 槽段連接

槽段連接普遍采用鉆鑿法。接頭孔的施工在Ⅰ期槽孔澆筑結(jié)束的48 h后進(jìn)行，清孔換漿要在Ⅱ期槽孔澆筑結(jié)束后按照施工規(guī)范進(jìn)行且保證清洗質(zhì)量[3]。吉音防滲墻的高度為25 m左右，在施工中可將防滲墻施工平臺分為4個(gè)臺階，并在每個(gè)臺階的銜接處留2個(gè)槽孔，長度約10 m，根據(jù)實(shí)際情況不同，每個(gè)臺階邊緣預(yù)留的長度不同，上下部邊緣到第一個(gè)端頭孔的距離不同。上下部Ⅰ期槽孔施工完畢后，將臺階土體挖平到下部Ⅰ期槽孔的平臺高度，重新施工導(dǎo)向槽，然后將兩個(gè)槽孔合攏。

5 驗(yàn)收與清理

槽孔混凝土防滲墻工程施工完工后要根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的規(guī)范要求和建筑工程建設(shè)相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，抽樣將對混凝土塊的抗壓、抗?jié)B進(jìn)行試驗(yàn)，如對工程質(zhì)量存有質(zhì)疑時(shí)，現(xiàn)場抽取一個(gè)槽段鉆芯取樣檢驗(yàn)。相關(guān)部門和人員在工程質(zhì)量驗(yàn)收結(jié)束后要及時(shí)清理施工現(xiàn)場，拆除槽段上部高出設(shè)計(jì)高程的導(dǎo)墻，整個(gè)拆除過程要細(xì)心，按照施工步驟進(jìn)行，防止破壞防滲墻。完工后拆除導(dǎo)墻，防止雨水滲入，將防滲墻的頂部改造成半橢圓形，用泥漿抹光，不能出現(xiàn)裂縫或者裂紋，防治雨水滲透到墻內(nèi)破壞墻體。然后拆除泥漿池、倒?jié){平臺、軌道、河卵石等輔助建筑物，使防滲墻符合建筑設(shè)計(jì)要求。

6 施工技術(shù)措施

6.1 坍塌的處理

在防滲墻體內(nèi)施工過程中，沖擊鉆打孔開槽，鉆機(jī)上下移動(dòng)，槽段內(nèi)泥漿翻滾，沖蝕導(dǎo)墻底部的土層，可能造成槽壁淘刷和坍塌，導(dǎo)墻架空，如果不及時(shí)處理或者處理不當(dāng)會使導(dǎo)墻斷裂，影響槽孔的成型[4]。此時(shí)，應(yīng)該停止鉆孔并用黏土回填夯實(shí)，如果效果不好，可選擇混凝土回填夯實(shí)。如混泥土不能有效夯實(shí)墻體的坍塌和填補(bǔ)裂縫，需要“工”字鋼或者倒“L”導(dǎo)墻加深導(dǎo)墻，保證鉆機(jī)持續(xù)工作。

6.2 塌孔的處理

砂卵礫石層施工中發(fā)生塌孔現(xiàn)象，可通過添加黏合劑增加泥漿的黏度，并調(diào)整槽段的長度，解決漏漿和塌孔的問題，如果在不良地層鉆孔出現(xiàn)較大范圍塌孔，可將黏土填入孔中直到出渣量與鉆孔進(jìn)尺相應(yīng)為止。

6.3 孔斜的處理

在成槽施工過程中，孔斜糾錯(cuò)處理成為影響施工進(jìn)度的一項(xiàng)技術(shù)難題。針對鉆孔斜度偏大的問題，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)地層構(gòu)造情況，采取相應(yīng)的鉆孔設(shè)備、技術(shù)，提高施工人員的作業(yè)能力和處理經(jīng)驗(yàn)，掌握先進(jìn)的施工技術(shù)，完善相關(guān)的操作規(guī)程，減少孔斜事故的發(fā)生。

6.4 卡鉆的處理

卡鉆是鉆孔施工中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，需要及時(shí)處理，保證施工進(jìn)度。施工中鉆頭磨損主要在河卵石地層施工中出現(xiàn)，此時(shí)解決的辦法就是對鉆頭及時(shí)補(bǔ)焊，以便減少成本實(shí)現(xiàn)再利用，但是補(bǔ)焊過的鉆頭直徑比原來大，在施工過程中很容易卡鉆[5]。對此，施工中要保證漿液的質(zhì)量，防止槽孔坍塌，在磚頭鉆過一遍的基巖層，再使用舊鉆頭反復(fù)鉆探幾遍，而后使用補(bǔ)焊后的鉆頭反復(fù)鉆，如果直接使用補(bǔ)焊后的鉆頭，由于已鉆成的孔徑往往小于補(bǔ)焊后的鉆直徑，很容易造成卡鉆。鉆頭出現(xiàn)卡鉆時(shí)將擴(kuò)孔器用鋼絲繩下到孔底套住鉆頭，然后扎碎孔器范圍內(nèi)的巖石，使鉆頭能夠上下活動(dòng)。

6.5 孤石的處理

孤石是施工鉆擊過程中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，它影響到工程的進(jìn)度，通常需要用空心鉆或十字鉆強(qiáng)行鉆擊，如果孤石體積較大且位于墻體成槽區(qū)內(nèi)時(shí)，則增加了鉆擊的難度，甚至?xí)广@機(jī)損壞，從而增加成本[6]。為此，采用爆破方式炸碎孤石，再用鉆擊完成造孔，可減輕鉆擊的難度。導(dǎo)管始終要保持在混凝土面以下60 cm，在混凝土澆筑的過程中要及時(shí)測量建筑高度，然后根據(jù)高度抽拔導(dǎo)管，在第一層混凝土澆筑時(shí)要連續(xù)下料將導(dǎo)管底口覆蓋，不可出現(xiàn)間斷造成斷層帶，每澆灌一定數(shù)量的混凝土后要上下抽動(dòng)導(dǎo)管，以免導(dǎo)管黏連在混凝土中抽不出來。施工過程中要及時(shí)清理槽段上鋪槽口周圍的雜物，防止雜物掉入孔內(nèi)泥漿中影響混凝土的質(zhì)量。

6.6 施工控制

施工過程中要強(qiáng)化檢測和控制措施，保證施工符合建筑規(guī)范，保證建筑質(zhì)量，檢測內(nèi)容包括以下方面：①造孔成槽檢測。檢測成行槽孔的垂直度及深度，液壓抓斗由于裝有糾偏監(jiān)控儀表，操作時(shí)可隨時(shí)控制偏差。②泥漿質(zhì)量檢測。檢測泥漿比重、含砂率及黏度是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范。③水下混凝土澆筑檢測。水下混凝土要快速完成澆筑，使混凝土快速凝固，對此澆筑過程中應(yīng)嚴(yán)格控制速度和質(zhì)量。

7 施工安全措施

建筑施工的安全重于泰山。對此，在操作抓斗式槽機(jī)時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)程操作，防止機(jī)械在運(yùn)行過程中發(fā)生傾斜或者翻側(cè)事故。當(dāng)遇到塌孔時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理，避免大面積塌孔，甚至破壞導(dǎo)向槽；當(dāng)遇到鉆頭損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊接，保證補(bǔ)焊質(zhì)量；當(dāng)澆筑遇到堵管時(shí)，應(yīng)及時(shí)疏通導(dǎo)管。