試論水庫電站大壩中混凝土防滲墻的施工技術(shù)

　　摘要:大壩混凝土防滲墻為隱蔽工程,施工質(zhì)量要求比較嚴(yán)格。本文通過介紹防滲墻施工方法及技術(shù)說明為了提高施工質(zhì)量,應(yīng)要求承建單位加強(qiáng)內(nèi)部管理和人員培訓(xùn),提高施工工藝水平,防止或減少類似質(zhì)量事故發(fā)生,確保工程質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞:水庫大壩，防滲墻設(shè)計(jì)施工，施工技術(shù)，質(zhì)量控制

　　1工程概況

　　該水庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇洪水設(shè)計(jì),500年一遇洪水校核,設(shè)計(jì)洪水位166.80m,校核洪水位167.20m,興利水位165.00m,死水位154.00m,總庫容2997.1萬m3,興利庫容2234.7萬m3,其中發(fā)電庫容890.6萬m3。大壩壩頂總長773m,分主壩和副壩兩段。主壩為均質(zhì)土壩,壩頂總長460m,壩頂高程168.40m,最大壩高22.0m,壩頂寬8.0m。副壩為均質(zhì)土壩,長313m,最大壩高7.30m,壩頂寬8.0

　　m,壩頂高程168.40m。主、副壩壩頂上游側(cè)設(shè)高1.2m、厚0.6m的漿砌細(xì)料石防浪墻,墻頂高程169.60m。溢洪道位于大壩右端,為正槽開敞式,共5孔,每孔凈寬7.5m,設(shè)置7.5m×9.5m平板鋼閘門5扇,堰頂高程157.50m,最大泄量2015m3/s。放水洞位于溢洪道右邊墻內(nèi),為有壓涵管式,進(jìn)口底板高程154.00m,設(shè)計(jì)泄量7.21m3/s。

　　2防滲墻設(shè)計(jì)

　　大河水庫施工時(shí),清基不徹底且未設(shè)截滲槽,主、副壩及左壩肩直接建在厚度1～12.5m的砂礫石層上,壩基、左壩肩滲漏嚴(yán)重。興利水位165.00m時(shí),年滲漏量581.6萬m3,占總庫容的19%。為保證電站的正常運(yùn)行,必須對(duì)壩基和左壩肩進(jìn)行防滲處理。

　　經(jīng)過對(duì)混凝土防滲墻、高壓旋噴板墻和帷幕灌漿三個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,選擇了混凝土防滲墻方案。主、副壩防滲墻沿壩軸線上游0.8m處布置,墻頂高程167.40m,主壩段長543.137m(0+000～0+543.137),副壩段長268.528m(0+543.137～0+811.665),防滲墻厚0.6m。主、副壩段防滲墻頂與防浪墻基礎(chǔ)相接,主壩段防滲墻右端與右岸溢洪道邊墩相接,副壩段防滲墻左端與左岸巖體相接。主壩段防滲墻嵌入強(qiáng)風(fēng)化基巖1.5m,副壩段嵌入強(qiáng)風(fēng)化基巖1.0m。防滲墻采用C15素混凝土,抗?jié)B等級(jí)W6�；炷�土防滲墻最大深度30m,設(shè)計(jì)總成墻面積2.07萬m2。

　　3防滲墻施工

　　3.1施工方法

　　混凝土防滲墻為槽孔形,先施工的槽段為Ⅰ期槽,后施工的槽段為Ⅱ期槽。Ⅰ、Ⅱ期槽的端槽均采取套接形式連接。采取抓斗與鉆劈相結(jié)合的方法施工,泥漿式固壁,自流式灌注混凝土。防滲墻壩體段槽孔采用寬0.6m的抓斗開挖,基巖及端槽開挖采用沖擊鉆。

　　3.2施工技術(shù)及質(zhì)量控制

　　3.2.1施工平臺(tái)

　　防滲墻施工平臺(tái)應(yīng)堅(jiān)實(shí)、平坦,導(dǎo)墻應(yīng)垂直、穩(wěn)固、位置準(zhǔn)確。防滲墻施工平臺(tái)沿壩頂軸線布置,頂高程168.40m。施工平臺(tái)設(shè)計(jì)寬度為14m,其中防滲墻軸線上游寬3m,下游寬11m。防滲墻軸線上游壩頂寬3.2m,滿足防滲墻軸線上游寬3m的要求;防滲墻軸線下游壩頂寬4.8m,不滿足要求,采取填筑的方法形成,以達(dá)到下游寬11m的要求。在填筑過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制填筑的下游邊坡及壓實(shí)質(zhì)量,確保施工平臺(tái)的穩(wěn)定性,保證防滲墻造孔質(zhì)量。

　　3.2.2先導(dǎo)孔及單孔基巖鑒定

　　為探明塊球體或孤石等對(duì)造孔質(zhì)量的影響,準(zhǔn)確掌握防滲墻底部高程,沿防滲墻中心線每隔6.0～10.0m布置先導(dǎo)孔,鉆取巖芯并描述,為保證防滲墻槽孔深入強(qiáng)風(fēng)化巖層頂板以下1.5m、1.0m,應(yīng)根據(jù)先導(dǎo)孔確定的強(qiáng)風(fēng)化巖層頂板線為基礎(chǔ),要求每一主孔和特殊副孔在將進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層頂板線以上時(shí)開始取樣,進(jìn)行巖樣鑒定,最終確定單孔的強(qiáng)風(fēng)化巖層頂板高程及終孔深度。

　　3.2.3造孔

　　孔口的導(dǎo)墻基礎(chǔ)應(yīng)修筑在穩(wěn)固的地基上,并應(yīng)對(duì)松散地基土進(jìn)行加密處理,深度不小于5m。應(yīng)重點(diǎn)檢查導(dǎo)墻修筑的技術(shù)指標(biāo)有:

　　(1)導(dǎo)墻應(yīng)平行于防滲墻中心線,其允許偏差為±lcm;(2)導(dǎo)墻頂面高程(整體)允許偏差±lcm;(3)導(dǎo)墻頂面高程(單幅)允許偏差±0.5cm;(4)導(dǎo)墻間凈距允許偏差±0.5cm;(5)導(dǎo)墻內(nèi)墻垂直度允許偏差≤0.2%。

　　槽孔壁應(yīng)平整垂直,孔位中心允許偏差不大于3cm,Ⅰ期槽孔孔斜率不大于0.4%;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(shí),其孔斜率亦不得大于0.6%;對(duì)于Ⅰ、Ⅱ期槽孔接頭套接孔的兩次孔位中心任一深度的偏差值應(yīng)不大于20cm,并應(yīng)采取措施保證設(shè)計(jì)厚度。

　　3.2.4槽形

　　單元槽段槽形質(zhì)量控制,主要指標(biāo)包括槽段長度、寬度、深度、孔斜率、套接厚度(Ⅱ期槽)等,其中前三項(xiàng)可直接測量,后兩項(xiàng)可通過測量計(jì)算求出。

　　(1)孔斜率

　　孔斜率是某一孔深處的孔位中心相對(duì)于孔口處的孔位中心偏差值與該處孔深的比值。槽孔孔斜率采用重錘法測量。利用鉆機(jī)鋼絲繩懸吊鉆頭,在自重作用下,沿鉆孔中心線每2m測定鉆頭偏離中心的距離,按下式計(jì)算得某段底部或全孔底部的孔斜值:K=B/H'(H=H')B=[(H'+h)/h]A式中,K為孔斜率;H為實(shí)際孔深;H′為量測孔深;h為桅桿高度;A為鋼絲繩在槽口測定距離;B為被測定處的底部偏斜距離。設(shè)計(jì)要求孔斜率:Ⅰ期槽孔不大于0.4%,其余槽孔孔斜率不大于0.6%。

　　(2)套接厚度

　　套接厚度指Ⅰ、Ⅱ期槽套接孔在某一孔深處兩槽孔相交的公共弦長度。套接厚度計(jì)算方法:以槽孔正孔位為相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)0(0,0),順防滲墻軸線方向?yàn)閄軸,垂直于防滲墻軸線方向?yàn)閅軸建立平面直角坐標(biāo)系。套接孔在兩次施工時(shí)的某段底部或鉆孔底部的孔斜值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)01(X1,Y1),02(x2,y2),則套接孔的中心距為:l=√(x2-x1)2+(y2-y1)2;套接厚度:b=√d2-l2,其中d為鉆頭鉆孔直徑,為60cm。Ⅰ、Ⅱ期槽套接孔的兩次孔位,在任一深度的套接厚度均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求不小于60cm。

　　(3)墻段連接

　　防滲墻單元槽段采取套接形式連接。根據(jù)現(xiàn)有施工設(shè)備,套接孔采用鉆鑿法施工。影響單元槽段套接質(zhì)量的主要因素有:二次造孔和清孔時(shí)的孔形、孔壁刷洗、泥漿性能、清孔質(zhì)量、槽內(nèi)混凝土面的高差、端部澆筑導(dǎo)管埋設(shè)部位、測量誤差等。

　　設(shè)計(jì)要求單元槽段段長控制在5～8m,為了減少墻體連接縫,對(duì)單元槽段長進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整,一般控制在8～10m。

　　3.2.5清孔單元槽段槽形經(jīng)檢查驗(yàn)收合格后方可清孔換漿。清孔換漿采用泵吸法,清除回落在孔底的沉渣,更換新鮮泥漿。其主要目的是使槽內(nèi)泥漿質(zhì)量滿足清孔規(guī)定要求,以保證混凝土澆筑質(zhì)量;檢驗(yàn)槽底淤積厚度不大于允許標(biāo)準(zhǔn)(設(shè)計(jì)要求小于10cm),保證防滲墻與基巖的接觸質(zhì)量。清孔結(jié)束1h后,應(yīng)檢查孔底泥漿淤積厚度、泥漿比重、含砂量及粘度,各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求(淤積厚度小于10cm,孔內(nèi)泥漿比重<1.3、含砂量<10%,粘度<30s)。