混凝土防渗墙在围堰施工中的应用

混凝土防渗墙在围堰施工中的应用

高领帅

青岛水工建设科技服务有限公司山东青岛266000

摘要：防渗工程作为水利水电工程建设重中之重，必须得到各相关部门充分论证和施工单位严谨的质量保证体系，万一出现渗漏，其后果是极为严重的，不仅影响工程的安全实用性，也对人民的生命以及财产安全产生直接的危害。因此，各参建方必须落实项目质量责任，保证工程质量。通过对混凝土防渗墙技术在围堰施工中的分析研究，为后续类似工程施工应用提供借鉴。

关键词：混凝土防渗墙；围堰；应用

1、工程概况

1.1概述

某水电站是澜沧江上游河段一库七级开发方案中最下游一级电站，上接大华桥水电站，下邻功果桥水电站。某水电站为一等工程，开发任务以发电为主，正常蓄水位1408.0m高程，相应库容6.60亿m3；死水位1398.0m高程，相应库容5.01亿m3。电站装机容量1400MW（4*350MW），多年平均发电量65.56亿kW·h，保证出力424.2MW。电站枢纽建筑物主要由砾质土心墙堆石坝、左岸溢洪道、冲沙兼放空洞、引水系统、发电厂房和灌溉取水口等建筑物组成，其中拦河大坝为砾质土心墙堆石坝，坝顶高程1414.80m，最大坝高131.30m，坝顶轴线长576.68m，坝顶宽12m。

1.2围堰设计

上游围堰为三级建筑物，按20年一遇洪水流量7180m3/s设计，堰前水位1357.99m，堰顶高程1360.00m，最大堰高65.00m，堰顶宽15.0m，堰顶轴线长338.57m。堰顶高程1360m，最大堰高65m，堰顶宽15m，堰顶轴线长338.57m。堰体1316m高程以上采用土工膜心墙防渗，防渗体顶高程1359.5m；1316m高程以下堰体及基础采用C20混凝土防渗墙+墙下单排帷幕灌浆防渗，帷幕灌浆界线为10Lu线，灌浆孔间距1.5m。

2、防渗墙施工参数

上下游围堰基岩为弱风化砂板岩，岩层陡立，河床覆盖层为冲积砂卵石，含漂石、孤石，厚度在5~15m。围堰防渗墙要求深入基岩1.0m，采用C20混凝土防渗，防渗墙厚80cm，其中上游围堰防渗墙轴线长156.50m，最大墙深36.15m；下游围堰防渗墙轴线长68.80m，最大墙深31.13m。

3、施工方案

该工程地质条件相对较为复杂，且地层渗透性强（透水率为3~30Lu），根据分析防渗墙槽位地质条件，在防渗墙中心线部位进行生产性试验，取得造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数，选定如下混凝土防渗墙施工方案：

1）造孔：修筑导向槽“钻劈法”成孔；

2）固壁：采用试验选定的黏土、膨润土配合比泥浆护壁；

3）清孔：采用“泵吸法”结合“抽筒法”置换新鲜黏土泥浆清孔；

4）浇筑：采用“直升导管法”连续浇筑水下混凝土；

5）墙体连接：采用“接头管”法和“套打一钻法”进行槽段连接。

4、施工工艺流程

防渗墙施工试验工艺流程如图1所示

图1防渗墙施工试验工艺流程图

5、质量检查

5.1槽孔终孔质量检查

5.1.1槽孔的位置和厚度

检验成墙的中心线始终以放样的中心轴线为基线，上下游允许误差不得大于3cm。槽孔的厚度决定于钻头的直径，钻头的直径必须保证大于墙体厚度，检测槽孔厚度时利用钻头在任一槽孔内任一位置均可自由放下并可在槽内横向自由移动；接头孔套接厚度要求为两次孔位中心在任一深度的偏差值，不得大于设计墙厚的1/3（23.3cm）。

5.1.2孔斜的质量检查

孔斜率不大于0.4%，遇有含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率控制在0.6%以内，钻孔偏斜采用重锤法检查。

5.1.3孔深验收和基岩鉴定

槽孔进入基岩面的嵌入深度应符合施工图纸规定，槽孔施工时依据地质资料和施工实际，采用“冲击钻取样鉴定法”鉴定基岩，在冲击钻取样鉴定法难以确定基岩面时，就采用“岩心钻取芯鉴定法”鉴定基岩。根据要求嵌入基岩深度和确定的岩面高程来确定终孔深度，孔深确定后，采用钢丝测绳直接测量孔深。

5.2浇筑混凝土前清孔质量检查

1）泥浆性能指标

槽孔清孔换浆结束后1h，距孔底0.5～1m位置泥浆取样达到下列标准：泥浆密度不大于1.28g/cm3，泥浆黏度不大于35s，泥浆含砂量不大于8%的标准。

2）淤积厚度孔底淤积厚度不大于10cm，采用测饼和测针进行测量。

3）接头刷洗二期槽孔清孔换浆结束前，用刷子钻头分段刷洗槽段接头混凝土孔壁的泥皮，以达到刷子钻头上不再带有泥屑及槽底淤积层厚不再增加为准。

5.3墙体质量检查

防渗墙墙体应均匀完整，不得有混浆、夹泥、断墙、孔洞等。在混凝土浇筑时，在槽口入口随机取样，检验混凝土的物理力学性能指标。混凝土终浇顶面高程高于设计墙顶0.5m，混凝土强度满足要求后，进行钻孔取芯检查（检查墙体连续性和完整性）、钻孔注水（检查混凝土抗渗性能）、芯样物理力学性能试验等，检查孔尽量布置在墙段接缝位置，深度接近防渗墙底部。

6、成果分析及评价

经检查孔钻孔取芯及注水试验检测：芯样连续、完整，表面较光滑，表面只存在少量气孔，无夹泥、混泥现象，芯样采取率91.6%，墙段连接紧密、泥皮薄。

上、下游围堰混凝土防渗墙共布置了5个检查孔，注水试验结果最大渗透系数为5.44×10-8cm/s，最小渗透系数为7.91×10-8cm/s，平均渗透系数为6.58×10-8cm/s，渗透系数均小于1.0×10-7cm/s，表明被检查槽段防渗质量合格。在上游围堰防渗墙进行墙体开挖质量检查，从外观上看，墙面平整、接头连接完整，满足质量要求。

7、施工应用分析

1）进行预灌处理后的槽孔，冲击钻施工工效大大提高，根据施工工效统计，预灌后冲击钻造孔平均工效为2.28m2/d，预灌前冲击钻造孔工效1.63m2/d，故进行预灌处理是十分必要的。预灌处理深度根据提供防渗墙结构设计图纸及地质资料确定。

2）为保证施工顺利进行，施工前要做好防漏浆材料的储备。

3）为保证混凝土嵌入基岩，防止出现倒悬防渗墙，一定要做好地质补勘及基岩鉴定。

4）槽孔侧壁坍塌主要原因是钻机的动荷载和泥浆质量，尤其对于密实度较差的围堰填筑砂卵石，在长期动荷载作用下极易坍塌。所以在施工过程中，要注意保持钻机工况良好，减少振动。对泥浆及时进行补充和更换，保证孔内泥浆质量。

结语

某水电站上、下游围堰防渗工程通过对原始纪录、试块试验报告、检查孔取芯、注水试验等资料的整理分析，防渗施工各项成果均满足设计要求。实践应用表明，混凝土防渗墙是围堰在松散透水地基中进行垂直防渗处理的主要措施之一。

参考文献

[1]宋焱军.混凝土防渗墙在土石坝加固方案中的探研与分析[J].水利科技与经济,2018,24(05):73-76.

[2]王小彬.防渗墙水下混凝土成墙技术探析[J].山西水利,2017(09):5-6+9.