劉領，肖宇

（湖南省湘水集團有限公司，湖南 長沙 410014）

1 工程概況

1.1 基本情況

艷洲樞紐工程位于常德市澧縣境內。圍堰分兩期導流，一期圍廠房及船閘，二期攔斷右汊河床。一期全年圍堰圍右側電站廠房及船閘，由上游橫向圍堰、左側縱向圍堰、下游橫向圍堰、下游開挖預留橫向圍堰及右側開挖預留圍堰組成，總長1 137m。施工期間，由右汊束窄河床泄流及主河床原有20孔泄水閘泄流[1]。

1.2 一期圍堰防滲設計

艷洲樞紐工程一期全年圍堰防滲主要采用三種方式：復合土工膜防滲、高壓旋噴灌漿防滲、水泥-水玻璃雙液灌漿防滲。

1.2.1 上下游橫向圍堰

上下游橫向圍堰采用土石圍堰結構形式，為保證圍堰防滲效果，35.65m戧堤高程以下采用高壓旋噴灌漿防滲（三管法工藝），戧堤以上采用復合土工膜防滲，型號為SN/PE-5.0-400-0.5，如圖1所示。

圍堰填筑至35.65m作為旋噴樁施工平臺，旋噴樁孔深下界穿過基巖面并伸入中風化巖0.5m，沿旋噴軸線布置單排孔，孔間距0.7m，分三步進行施工。

1.2.2 下游橫向開挖預留堰

根據(jù)地勘情況，下游橫向開挖預留圍堰位于卵石層、含塊石卵石層、粉土層等透水層，中風化巖面距離圍堰頂約50m，同時還受一處斷層破碎帶影響，為保證圍堰防滲效果，擬采用雙排旋噴樁進行止水，梅花形布置，初步設計孔間距0.6m，采用三管法工藝，靜壓噴射，一管噴水泥、一管噴空氣、一管噴水玻璃，加快漿液凝結時間。圍堰防滲施工前先在防滲軸線上進行圍井試驗，根據(jù)試驗確定防滲施工參數(shù)。

1.2.3 右側縱向開挖預留圍堰

根據(jù)地勘情況，右側縱向開挖預留圍堰23.5～27m高程處為卵石層，卵石層與下游水位連通，為保證圍堰高噴灌漿防滲效果，擬采用單排高壓旋噴樁止水，旋噴樁孔深下界穿過基巖面并伸入中風化巖0.5m，沿旋噴軸線布置單排孔，孔間距0.7m。

1.2.4 左側縱向混凝土圍堰

縱向混凝土圍堰防滲首先采用水泥-水玻璃雙液灌漿工藝，將卵石覆蓋層孔隙封堵，隨后進行高噴防滲墻施工。沿圍堰軸向布置，在水下混凝土澆筑完成后即開始高噴灌漿施工，高噴伸入巖層0.5m。

2 復合土工膜施工

2.1 復合土工膜施工工藝原理

復合土工膜施工時，將復合土工膜鋪設在需要進行防滲處理圍堰坡面上，坡面鋪設的復合土工膜上部與坡頂路肩壓封相接，下部與垂直防滲墻連接，復合土工膜利用自身的連接，使垂直防滲墻、坡面復合土工膜、坡頂壓封形成一個整體完全封閉的防滲體系。在土石圍堰與混凝土縱向圍堰的結合部位，采用刺墻形式插入土石圍堰的防滲體，同時，土工膜布置在混凝土圍堰中，增加了接頭的防滲斷面[2]。

2.2 施工方法

本工程采用的復合土工膜的型號為SN/PE-5.0-400-0.5。

2.2.1 施工準備

首先，要確保圍堰的迎水坡干凈整潔，表面基本平整。欠坡應采取回填的方式壓實基礎，基礎采用細砂進行鋪筑；其次，要根據(jù)復合土工膜的幅寬以及現(xiàn)場所需長度，按量進行剪裁、拼接，制成符合規(guī)范要求的塊體，將其附著在鋼管上，并運至施工現(xiàn)場進行鋪設；最后，鋪設前要開展焊接工藝試驗。

2.2.2 復合土工膜的鋪設

在施工準備工作驗收合格后，復合土工膜要從堰頂開始向坡腳處鋪設，方向為垂直于防滲墻的軸線方向，直至緩慢延伸到坡腳，并與防滲墻相接。鋪設天氣不應過于干燥或潮濕，復合土工膜鋪設不宜過于平直，不利于拼接，并極易產(chǎn)生應力集中的現(xiàn)象，影響工程質量。宜采用波浪形松弛的方式鋪設，其富余度約為1.5%，鋪設完成后應將其拉平拉開，要求復合土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工時如發(fā)現(xiàn)土工膜損壞，應及時修補。

艷洲樞紐工程采用兩布一膜復合土工膜，焊接采用熱熔焊法施工，土工膜焊接采用ZPR-210V型熱合土工膜焊接機，土工布采用手提式封包機縫接。

焊接工藝按如下步驟進行：首先鋪好第-幅土工膜，翻疊所需焊接的那條邊，其翻疊的寬度達到約600mm即可，當鋪設第二幅土工布時，要注意與第一幅反向，注意調整這兩幅膜所需焊接那條邊的邊緣走向，兩邊需搭接100mm。焊接前要確保整個膜面干凈平滑，沒有沙石等異物。焊接時應在焊接位置下方鋪設長木板，以便焊機按規(guī)范要求施工。在正式進行焊接作業(yè)之前，要注意當天氣溫，并根據(jù)焊接試驗的情況確定工作的速度以及焊接的溫度。此流程中共有兩條焊縫，其中焊縫寬10mm/條，焊縫間需要留足10mm的空間，用其檢測本次焊接作業(yè)成果的工作質量。復合土工膜焊接完成后，坡腳錨固、堰頂錨固均采用黏土壓封錨固。

3 高壓旋噴防滲施工

3.1 圍井試驗

施工前應進行圍井試驗，以便檢驗施工效果，修整相關施工參數(shù)。艷洲樞紐工程相關試驗參數(shù)設定如下：圍井試驗設計為3m×3m的圍井，注漿直徑為800mm，孔間距為600mm，孔深46m，雙排梅花樁式布置，共計40個孔[3]。

3.2 施工方法

3.2.1 測量定位

采用挖機整平施工場地，再依據(jù)控制樁和設計圖，使用全站儀和鋼尺放樣主軸線，準確放出旋噴樁孔位，用短鋼筋頭做好標記，并撒白灰標識，確保樁機準確就位。艷洲樞紐工程測量定位精度要求如下：垂直度小于1%；樁位偏差小于50mm。

3.2.2 鉆機就位

移動鉆機到指定樁位，將鉆頭對準孔位中心，同時整平鉆機，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1%，樁位對中偏差不大于50mm。就位后，進行試運轉，保證設備運轉正常。

3.2.3 制備水泥漿

樁機移位時即開始按設計配合比制備水泥漿。艷洲樞紐工程水灰比為0.8∶1，采用P·O 42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為重量比，即1m3水中摻入量為1.25t水泥（袋裝水泥）。制備水泥漿液時，按照漿液配比準確稱量，嚴格控制水泥漿液比重。水泥漿采用普通攪漿機制漿，攪拌時間不小于3min，待壓漿前將漿液倒入集料斗中，不斷攪拌，直到噴漿施工。

3.2.4 鉆孔施工

鉆孔施工時，先進行先導孔施工，鉆孔應沿帷幕軸線方向布置10%的先導孔，先導孔選用Ⅰ序孔，先導孔需采取芯樣，并對地層、巖層情況做好記錄，根據(jù)芯樣情況，調整鉆孔深度，確保落漿底線下入不透水層2m。鉆孔采用XY-Ⅱ型地質鉆機，硬質合金鉆頭鉆進。在下游橫向開挖預留圍堰高壓旋噴防滲施工中則采用潛孔鉆機進行鉆進作業(yè)。

3.2.5 高壓旋噴注漿

首先，在施工前要做好相應的準備工作，確保高噴臺車的水平度以及高噴管的垂直度達到規(guī)范要求，檢查各類主要零部件、工作機構是否可以正常運行，確保高壓管道暢通無阻、完好無損。準備工作完成后，將下入噴漿管噴嘴進行包扎或采用較小壓力把漿液壓入管內的方式防止噴嘴堵塞。當高壓噴管下至設計深度后，開始進行高壓輸送，直至各壓力均上升到設計規(guī)定值，且在孔口出現(xiàn)返漿的情況，再按照設計要求將提升速度、旋轉速度調整到相關要求，開始進行噴灌作業(yè)，當孔口達到20%～30%的返漿率后，判定成樁強度。為防止埋管，卸管速度應迅速。在該項作業(yè)結束后，可能會遇到孔口漿面下沉的情況，如遇到類似情況，應及時進行回填灌漿，直至漿面不再下沉方可停止作業(yè)。

施工過程中，若因各種原因導致施工中斷，在重新施工時應進行復噴，其中復噴搭接長度不應小于500mm。

3.3 施工參數(shù)要求

艷洲樞紐工程設計每延米水泥用量不低于350kg/m，旋轉速度8～12r/min，提升速度8～12cm/min。通過計算注漿施工參數(shù)如表1所示。

表1 高壓噴射注漿施工參數(shù)表

4 水泥-水玻璃雙液灌漿

4.1 工藝試驗

在施工前進行工藝試驗，檢驗施工效果，修整相關施工參數(shù)。艷洲樞紐工程相關試驗參數(shù)設定如下：水玻璃摻入比2%～8%，漿壓0～2.5MPa，流量80～100L/min，深度12m。灌漿段長為6.5m[4]。

4.2 施工方法

靜壓注漿是用注漿泵將A、B兩液分別壓入外管和內管，并在二重管的端頭混合室混合，通過濾網(wǎng)在水平方向進行噴射，使?jié){液能浸透到地層中，使地質加固密實達到止水的效果。

按照注漿范圍、形式等各方面要求進行定位，根據(jù)定位結果確定孔位，其偏差應小于或等于20mm，其角度偏差應小于或等于1°。鉆機按照指定位置就位，并調整鉆桿角度，對準孔位后，鉆機不得移位；嚴格掌握鉆桿鉆進深度，鉆進過程中雙通道內通水，保證鉆進過程中不堵管，如地下水位較高且水壓較大時，鉆進過程中需采用水玻璃和硫酸雙液漿鉆進；提升速度要按照有關規(guī)范要求進行，每次提升應小于或等于20mm，且保證勻速上升。注漿時還應密切關注漿液流量，當壓力突然上升、下降，地面溢出時，應立即停止注漿，并查明異常原因，采取調節(jié)注漿參數(shù)、移位、打斜孔等方式后方可繼續(xù)注漿。

5 結語

根據(jù)圍堰注水試驗表明：本工程對36個點進行了透水試驗，根據(jù)試驗結果，透水系數(shù)在8.58×10-7～1.54×10-5cm/s，均滿足設計要求，充分證明了艷洲樞紐工程一期圍堰防滲效果良好，完全滿足工程質量需要；針對不同的地質條件，復合土工膜防滲、高壓旋噴防滲、水泥-水玻璃雙液灌漿三類防滲施工工藝應用合理，可為后續(xù)同類工程的建設提供參考。