上游围堰防渗墙施工技术

≮蕊　水利水电施工　２０１４・第３期　总第１４４期　上游围堰防渗墙施工技术　罄童优良／（中国水利水电第八工程局有限公司）　【摘要】溪洛渡水电站上游围堰防渗墙工程量大、工期紧　地质条件复杂、大块石含量多，施工中漏浆现象　坚妥基础０　普遍，围堰防渗质量要求高、施工难度大。通过采取了一系列施工技术措施，解决了上述难题　保证了大坝基　坑蛾抽永，为澳洛波珠电姑冶续＝￡－程施工打　澳洛波永电　强壤防渗墙施工　１．Ｏｍ的主孔和２个１．５ｍ的Ｎ￣Ｊ；ｆＬ；二期槽长度均为６．６ｍ　１　概况　１．１　工程概况　溪洛渡水电站位于四ＪＩＩ省雷波县与云南省永善县交　界的金沙江溪洛渡峡　中，电站枢纽由拦河大坝、泄洪　建筑物、引水发电建筑物等组成。拦河大坝为混凝土双　（３×１．Ｏｍ＋２×１．８ｍ），即３个１．Ｏｍ的主孑Ｌ和２个１．８ｍ　的副孔。　２．２施工方案　（１）导墙采用直角梯形断面，浇筑Ｃ２０混凝土，中间　及底部布设受力钢筋，以增强导墙的抗弯性能，加大接　头管起拔时导墙的荷载能力。　曲拱坝，最大坝高２８５．５０ｍ，坝顶高程６１０．ＯＯｍ。　（２）防渗墙施工时沿防渗轴线每个一期槽内布设一个　１．２项目实施情况　上游围堰堰体防渗采用碎石土斜心墙，心墙最大高　度５５．Ｏｍ；堰基覆盖层（包括堰体填筑料）防渗采用塑　先导孔（１Ｏｍ左右），以判定防渗墙轴线部位基岩的顶板　高程，确保防渗墙每个部位的嵌岩均达到设计标准。先　导孔结合防渗墙主孔施工进行，利用冲击钻机钻到设计　性混凝土防渗墙，防渗墙施Ｔ平台高程３８４．ＯＯｍ，混凝　土防渗墙最大深度５１．６ｍ，厚度１．Ｏｍ，人岩０．５ｍ，防　渗轴线长度为１２０．２３ｍ，平均墙深３５．７ｍ，防渗面积　为４２９６ｍ　基岩面附近时，改用ＳＭ一４００型全液压钻机下设地质套　管，然后换ＸＹ一２型地质钻机进行钻孑Ｌ取芯。　（３）对覆盖层中漏失地层布设灌浆孔预灌浓浆，孔位　布置在每个槽孔的副孔中心位置。钻孔采用跟管钻进，　静压灌注水泥黏土浆，浆液中可掺加水玻璃和膨润土等。　（４）防渗墙成槽施工采用“钻劈法”，槽孔分为一、　二期槽，其中一期槽为两主一副，二期槽为三主两副。　（５）固壁泥浆：防渗墙造孔施工固壁以膨润土浆液为　主、遇漏失地层要多填黏土和碎石渣，用冲击钻进行挤　压密实。清孔换浆采用膨润土泥浆，确保浇筑质量；气　举式反循环清孔，确保浇筑前孑Ｌ内淤积不超标。　（６）槽段分一、二期施工，墙段连接采用“接头管　法”和“钻凿法”。　２防渗墙施工　２．１　槽孔划分　防渗墙采用冲击钻“钻劈法”施工。上槽孔分两序　施工，ｌ、Ⅱ序槽孑Ｌ间隔布置，先施工Ｉ序槽孔，再施　工Ⅱ序槽孔。Ｉ、丌序槽孔接头采用“接头管法”和　“钻凿法”。防渗墙深入基岩０．５ｍ。　上游防渗墙地质条件复杂，大孤石含量多，架空现　象严重。为确保防渗墙施工安全和稳定，该工程防渗墙　槽孔划分采用“Ｉ期小槽、Ⅱ期大槽”的原则，中间深　槽部位一期槽长度为４．Ｏｍ（２×１．Ｏｍ＋１×２．Ｏｍ），即２　个１．Ｏｍ的主孔和１个２．Ｏｍ的副孔；两岸孔深较浅的部　位一期槽长度为６．Ｏｍ（３×１．Ｏｍ＋２×１．５ｍ），即３个　（７）灌浆预埋管下设采用￣１１４ｍｍ钢管，￣２２ｍｍ钢　筋制作保持架，焊接为一整体桁架。每段桁架的高度应　根据槽孔孔深分段制作。吊车起吊，孑Ｌ口连接，整体下　设。根据槽长调整钢筋保持架的长度。　（８）混凝土采用泥浆下直升导管法浇筑，导管开浇顺　序为自低处至高处，导管距孔底１５～２５ｃｍ，采用压球法　・　８　・　开浇。　２．３钻孔预爆与预灌浓浆施工　２．３．１钻孑Ｌ预爆　防渗墙施工前进行预灌浓浆钻孑Ｌ时，先对碰到的大　孤石进行预爆破。防渗墙钻孔施工中碰到大孤石时，先　利用ＳＭ一４００型全液压钻机进行孔内小孔径钻孔爆破；　孔深超过３０ｍ以下碰到的大孤石，采用定向聚能爆破　处理。　２．３．２预灌浓浆处理　上游围堰防渗墙施工前对勘明存在较大渗漏通道的　部位采用预灌浓浆的方法堵塞渗漏通道，防止混凝土防　渗墙施工时槽内泥浆大量漏失，确保冲击钻机等设备的　施工安全和正常作业。　预灌浓浆的施工方法：　（１）钻孔。采用全液压工程钻机跟管钻进，孑Ｌ径　为１１４ｒａｍ。　（２）灌浆。采用套管内静压灌浆法；段长选择ｌｍ，　必要时可以缩短；压力为浆柱压力。　（３）浆液配方。浆液配方须根据工程实际情况结合以　往施工经验确定，一般灌注水泥膨润土浆，水泥：膨润　土：水一１：２：２。如果吸浆量较大，可加入适量的速凝　剂，并且配合间歇灌浆、降压、限流等措施。在严重漏　失地带，可选用灌注砂浆或膏状浆液。　（４）结束标准。当灌浆吸浆量小于５Ｌ／ｒａｉｎ时，即可　结束本段灌浆，提升套管灌注下一段，直至超出漏失层　以上ｌｍ，方可结束本孔的灌浆工作。　２．４先导孔施工与基岩鉴定　２．４．１先导孑Ｌ施工　防渗墙施工时需对地质情况先进行勘探，以准确确　定基岩面。沿混凝土防渗墙轴线每隔１０ｍ左右布设一个　先导孔。为减少工期，先导孔结合一期槽主孔施工进行，　在每个一期槽的主孔中确定一个为先导孔。先利用冲击　钻机钻进到设计基岩面以上０．５ｍ左右，然后用ＳＭ一４００　型全液压钻机下设地质套管，再用ＸＹ一２型地质钻机在　套管内钻进取芯，直至满足先导孔深度要求。　２　４．２基岩鉴定　防渗墙终孑Ｌ深度以先导孔资料为基础，由地质监理、　设计代表与施工单位的地质工程师结合施工现场取样综　合判断后确定。原则上按嵌入下伏基岩不小于０．５ｍ进行　控制。　２．５清孑Ｌ换浆与接头ＴＬＪＮ洗　防渗墙槽孔造孔完毕且孔形验收合格后，即开始进　行清孔换浆工作。Ⅱ期槽终孔后还需进行接头孔壁的刷　洗。该工程防渗墙清孔方法采用气举反循环法。　２．５．１清孔换浆　气举反循环法清孔时，先用抽筒清一遍，将孔底大　的沉渣全部抽出，然后将排渣管下人孔内，排渣管底口　距离孑Ｌ底５Ｏ～１００ｃｍ。启动砂石泵，孔底浆渣被泵吸出　坝基开挖与截流　臻　孔外至泥浆净化系统。被净化后的泥浆流同槽孔内。同　时，向槽内不断补充新鲜泥浆。清孔时还可以下人钻头　不断搅动孔底沉积物，以彻底清除沉渣。一个单孔清孔　完毕后，移动钻机及排渣管，逐孔进行清孔。　２．５．２接头Ｔｉ．ＪＳ　］Ｊ洗　二期槽接头孑Ｌ的刷洗采用具有一定重量的圆形钢丝　刷，通过调整钢丝绳的位置使刷子时接头：ＦＬ￣ＦＬ壁进行施　压。与此同时，利用钻机带动刷子不断地南孑Ｌ底至孑Ｌ口　进行往返运动，从而达到对孑Ｌ壁进行清洗的目的。　２．６接头管下设与起拔　鉴于围堰防渗墙工期较为紧张，此次防渗墙混凝土　接头全部采用“拔管法”进行施工，接头管未下到底的　部位采用“钻凿法”进行施工。施ｌＴ时重点注意下述　问题：　（１）混凝土正常浇筑时，应及时掌握混凝土面上升速　度和接头管的埋深情况。　（２）准确检测并确定混凝土的初、终凝时间，尽量减　小人为配料误差。浇筑混凝土时，随着混凝土面的不断　上升，分阶段做混凝土试件，以精确掌握混凝土的初、　终凝时间。　（３）发生接头管偏斜主要由于两方面冈素：①端孔造　孑Ｌ时，孔形不规则，下设接头管时，容易使其偏斜；　②浇筑混凝土时，受到混凝土的侧向挤压，使其偏斜。　一旦发生接头管偏斜，应立即采取纠偏措施。　（４）安排专职人员负责接头管起拔，随时观察接头管　的起拔力，避免人为因素引发铸管事故。拔出后，应对　其新形成的接头孑Ｌ及时进行检测、处理和保护。　２．７塑性混凝土浇筑　２　７．１　混凝土浇筑导管和下设　（１）浇筑导管：混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的　５０ｍｍ钢管，导管接头设有悬挂设施。使用前做调直检　查、压水试验、圆度检验、磨损度检验和焊接检验，检　验合格的导管做上醒目的标识，不合格的导管不予使用。　（２）导管下设：导管按照配管图依次下设，导管距　槽孔端部或接头管壁１．０～１．５ｍ，导管间距不得大于　５．０ｍ。当孔底高差大于２５ｃｍ时，导管中心置放在该导　管控制范围内的最低处。导管底口与槽底的距离控制在　１５￣２５ｃｍ。　（３）混凝土开浇及人仓：混凝土开浇时采用压球法，　每个导管均下入隔离塞球。开始浇筑混凝土前，先在导管　内注入适量的水泥砂浆，并准备好足够数量的混凝土，以　使隔离的球塞被挤出后，能将导管底端埋入混凝土内。混　凝土必须连续浇筑，槽孔内混凝土上升速度不得小于２ｍ／ｈ，　并连续上升至高于设计规定的墙顶高程以上０．５０ｍ。　２．７．２浇筑过程的控制　（１）导管埋入混凝土内的深度保持在１～６ｍ，以免泥　浆进入导管内。　（下转第３２页）　・９・　Ｉ≯豢　水利水电施工　２０１４・第３期　８　＂－＂－１４４期　属结构制作安装、机电设备安装调试等内容，与其同期　进行的大江截流、闱堰填筑和坝肩开挖等项目基本没有　作业面的干扰，冈此　独制订了其进度计划，作为该系　统的建设安装施工控制依据。项目进度计划作为相对独　立的进度计划，主要考虑关键阶段的控制和项目内工序　问的逻辑关系和空间关系等　素。　溪洛渡大坝＿［程的关键线路上项目包括大江截流、　溪洛渡大坝工程包括项目众多，施工时段长，项目　各项作业穿插进行。在保证各项作业设计技术指标的前　提下，科学合理安排穿插作业时间，以最大限度地提高　牛产效率，实现各项节点目标。　３结束语　同堰填筑、基坑开挖和坝体混凝土浇筑，其中坝体浇筑　是重点。坝体施工中主要施工项目包括坝基固结灌浆、　混凝土浇筑、坝体接缝灌浆和金属结构机电埋件安装等，　之间关系复杂，相对一般水电施Ｔ项目而言其管理难度　要大得多。为此，需要系统分析该工程的进度计划，采　取科学的管理方法，保证工程项目合理有序地开展。　ｌ　４　—　！　—０　４・　４　—　０　ｅ　—　４　—　一　４１ｉ４　４　—　（上接第９页）　（２）槽孑Ｌ内混凝土面应均匀上升，其高差控制在　０．５ｍ以内。每３０ｍｉｎ测量一次混凝土面，每２ｈ测定一　次导管内混凝土面，在开浇和结尾时适当增ＤＩＪＮ量次数。　（３）严禁不合格的混凝土进入槽孑Ｌ内。浇筑混凝土　时，孔口设置盖板，防止混凝土散落于槽孔内。槽孔底　减小钻头磨损，延长钻头的使用寿命，大大节约焊钻头　时间，纯钻工时利用率高，钻进工效有显著提高。　２　８　３子Ｌ斜的处理　（１）改变钻头规格、形状：冲击钻机施丁中要勤测　量，及时掌握孑Ｌ形情况，如发现偏斜，可在钻头上加焊　一部高低不平时，从低处浇起。在机口或槽孔口人口处随　机取样，检验混凝土的物理力学性能指标。　圈钢筋，扩大钻头直径，扩孔改变孑Ｌ斜，或在孔斜的　相反方向加焊耐磨块进行修孑Ｌ。　（２）回填石料修孔：冲击钻机造孔中如果发生孔斜，　可用１０￣５０ｃｍ石料回填至偏斜段顶部，重新进行该段　造孔，并加大造孔过程中的测斜密度，严加控制进行　修孑Ｌ。　（３）定位、定向聚能爆破处理探头石：造孑Ｌ过程中遇　２．８特殊情况处理　２　８．１漏浆、塌子Ｌ的处理　（１）漏浆处理：造孔过程中，如遇少量漏浆，则采取　加大泥浆比重、投堵漏剂等措施处理；如遇大量漏浆，　单孑Ｌ采用回填黏土钻进处理，槽孑Ｌ采用投锯末、水泥或　高效速凝材料等进行堵漏处理，并用冲击钻挤实钻进，　确保孔壁、槽壁安全。　到探头石极易发生孔斜，叮采用定位、定向聚能爆破炸　掉探头石后继续钻进。　（２）塌孑Ｌ处理：由于覆盖层级配不均、结构松散，造　孔中出现多次塌孔。发现有塌孔迹象，首先提起施工机　２．８　４混凝土浇筑堵管的处理　浇筑中一旦发生堵管，则利用起重机上下反复提升　导管进行抖动，疏通导管；如果无效，可在导管埋深允　许的高度下提升导管，利用混凝土的压力差，降低混凝　土的流出阻力，达到疏通导管的目的。　２．８．５陡坡段基岩中造孔　该工程围堰基岩边坡局部呈陡坡状，防渗墙按要求　需入岩０．５ｍ以上。在陡坡状基岩中造孑Ｌ，由于钻具在下　具，根据塌孔程度采取回填黏土或低标号混凝土等措施　处理；￣Ｈ－ｆＬ口塌孑Ｌ，则采取布置插筋、拉筋和架设钢木　梁等措施，保证槽口的稳定。　２．８　２漂石、孤石钻进　（１）槽内爆破：在防渗墙造孑Ｌ中遇漂卵石、孤石时，　可采用ＳＭ一４００型全液压工程钻机跟管钻进，在槽内下　置定位器进行钻孔，钻到规定深度后，提出钻具，在漂　卵石、孤石部位下置爆破筒，提起套管，引爆。爆破后　漂卵石、孤石被破碎，加快了钻进速度。爆破简内装药　落冲砸基岩时容易溜钻，嵌岩很困难，施工中采取了以　下措施进行处理：先施工端孔，用冲击钻机钻进，穿过　覆盖层至基岩陡坡段，然后在孔内下置定位器和爆破筒，　量按岩石段长２－－３ｋｇ／ｍ，如系多个爆破筒，则安设毫秒　雷管分段爆破，以避免危及槽孔安全。该方法节省钻孔　将爆破筒定位于陡坡斜面上，经爆破后，使陡坡斜面产　生台阶或凹坑，然后在台阶或凹坑上下置定位管和定位　工程量，爆破效果也好，但应注意槽孔安全。　（２）聚能爆破：在漂卵石、孤石表面下置聚能爆破筒　进行爆破，爆破筒聚能穴锥角为５５。～６Ｏ。，装药量控制　在３－－６ｋｇ，最大为８ｋｇ。在二期槽孔内则采用减震爆破　筒，即在爆破筒外面加设一个屏蔽简，以减轻冲击波对　已浇筑墙体的作用。槽内聚能爆破方法简便易行，与防　渗墙施工干扰很小，该工程在孔深３０ｍ以下碰到孤石时　采用了多次聚能爆破处理。　器（套简钻头），用ＳＭ一４００型全液压钻机钻爆破孔，下　置爆破筒，提升定位管和定位器进行爆破，爆破后用冲　击钻头进行冲击破碎，直至终孔。　３结束语　溪洛渡水电站上游围堰防渗墙施工中，选取了相适　宜的施工工艺，保证了施工质量，满足了进度要求。通　（３）钻头镶嵌耐磨耐冲击高强合金块：用耐磨耐冲击　高强合金块作钻头或重锤的冲击底刃，可增强破岩效果，　过采取一系列施工技术措施，解决了各项难题，保证了’　大坝基坑的抽水，可供其他类似工程参考。　・３２・