彭荷花

（婁底市水利水電工程建設(shè)有限責(zé)任公司 婁底市 417000）

1 施工概況

燕霄水庫(kù)位于婁底市雙峰縣測(cè)水一級(jí)支流金田河上游，是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、養(yǎng)魚(yú)、季節(jié)性發(fā)電及季節(jié)性供水等綜合利用的中型水利工程。大壩原設(shè)計(jì)為粘土心墻壩，最大壩高44.2 m，壩頂軸長(zhǎng)208 m，壩頂寬度5.0 m。大壩運(yùn)行40余年，壩體、壩基滲漏嚴(yán)重，左、右壩肩均存在不同程度的繞壩滲漏等，險(xiǎn)情、隱患不斷，本次大壩加固設(shè)計(jì)為塑性混凝土防滲墻與帷幕灌漿相結(jié)合的綜合防滲。塑性混凝土防滲墻總面積6 339 m2，墻厚0.60 m，最大深度約45.0 m。

2 防滲墻施工

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）首先完成壩頂施工平臺(tái)、導(dǎo)墻、泥漿系統(tǒng)、混凝土系統(tǒng)、交通、水、電等工作。

（2）主要施工機(jī)具的選擇。根據(jù)安全評(píng)價(jià)階段鉆探成果和土工試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)顯示燕霄水庫(kù)大壩是均質(zhì)壩，以粘土為主，壩體填筑土料以礫質(zhì)粘土、礫質(zhì)粉質(zhì)粘土、礫質(zhì)砂質(zhì)粘土為主，局部為粉礫，整體礫碎石含量大，土料質(zhì)量差，碾壓密實(shí)性與均勻性均較差。根據(jù)公司的設(shè)備技術(shù)力量，本工程采用鉆劈法施工可以滿足施工質(zhì)量要求，故擬選用的主要施工機(jī)具為：CZ系列沖擊鉆機(jī)；ZX-200泥漿凈化裝置；JS500型強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)；GJ-1500型泥漿攪拌機(jī)；HBT30A混凝土泵及3PN泥漿泵；雙反弧鉆頭。

（3）塑性混凝土配合比設(shè)計(jì)。

因本工程規(guī)模不是很大，而且不具備較好的試驗(yàn)條件，故采用了工程類比法設(shè)計(jì)塑性混凝土的配合比，以節(jié)省配合比的設(shè)計(jì)工程量。根據(jù)本防滲墻工程的基本情況，包括工程性質(zhì)（永久工程）、工程規(guī)模（壩高、墻高、作用水頭、圍土類型），防滲墻的作用水頭和滲流比降、原材料供應(yīng)及物理特性，以及設(shè)計(jì)圖紙?zhí)岢龅乃苄曰炷量箟簭?qiáng)度、滲透系數(shù)等，參考類似工程的配合比初選了3個(gè)配合比，并做了進(jìn)一步的試驗(yàn)研究加以確定。施工期間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)初選參考配合比以水泥量、粘土用量、砂率和水膠比進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化。最終確定的配合比見(jiàn)附表。

附表 混凝土施工配合比 kg/m3

2.2 槽段劃分

原設(shè)計(jì)槽段劃分一、二序槽孔長(zhǎng)度皆為6.6 m，每個(gè)槽孔由4個(gè)主孔和3個(gè)副孔組成，主孔長(zhǎng)0.6 m，副孔長(zhǎng)1.4 m。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)大壩上部多為松散的塊石、礫石土堆積體，坍塌嚴(yán)重，為確?？妆诎踩肮こ踢M(jìn)度與質(zhì)量要求，同時(shí)由于改用雙反弧法連接，鑒于此原因一、二序槽孔長(zhǎng)度均調(diào)整為5.4 m，每個(gè)槽孔主孔長(zhǎng)不變，副孔長(zhǎng)改為1 m長(zhǎng)，且個(gè)別孔段根據(jù)實(shí)際情況有所調(diào)整。

2.3 護(hù) 壁

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，護(hù)壁采用的是膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁。制漿設(shè)備系統(tǒng)為：泥漿池容量為40 m3，泥漿拌和機(jī)2臺(tái)，容量分別為0.3 m3和0.4 m3。泥漿配合比為每m3泥漿：水為1 000 kg，膨潤(rùn)土為100 kg，Na2CO3為3 kg。采用泥漿比重秤，粘度計(jì)、馬氏漏斗進(jìn)行泥漿三項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)。根據(jù)不同地質(zhì)條件及時(shí)調(diào)整泥漿配合比，泥漿比重為（1.1～1.2）g/cm3。

2.4 成槽工藝

采用鉆劈法施工，即沖擊鉆機(jī)鉆主孔，然后劈副孔，掃小墻最終成槽。每?jī)膳_(tái)鉆機(jī)為一個(gè)施工機(jī)組，共同完成一個(gè)槽孔，考慮本工程必須在汛期來(lái)臨前完成塑性混凝土防滲墻的施工任務(wù)，施工強(qiáng)度高、工期緊。在保證質(zhì)量的前提下，確保工期已成為本工程施工的關(guān)鍵，故共投入8臺(tái)沖擊鉆機(jī)即4個(gè)施工機(jī)組同時(shí)進(jìn)行施工。

設(shè)計(jì)防滲墻下端深入基巖0.5 m，當(dāng)沖擊鉆機(jī)鉆進(jìn)距設(shè)計(jì)墻底基巖面高程（0.5～1.0）m左右時(shí)，為正確確定基巖面位置，機(jī)組至少每（40～50）cm取樣一次，自設(shè)計(jì)基巖面高程起每（10～20）cm取樣一次。取樣方法為沖擊鉆機(jī)抽筒取樣，每次取樣用清水沖洗干凈，裝入巖樣袋，填寫巖樣標(biāo)簽，標(biāo)明槽號(hào)、孔號(hào)、取樣深度、取樣人等，按順序放入巖樣箱。

2.5 終孔及清孔驗(yàn)收

（1）終孔檢查與驗(yàn)收。防滲墻成槽以后，槽孔質(zhì)量檢測(cè)項(xiàng)目包括槽孔孔位偏差、槽寬、孔深、孔斜率。實(shí)測(cè)孔斜率為 0～0.2%。

（2）清孔檢查與驗(yàn)收。終孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行清孔換漿，清孔結(jié)束1 h后進(jìn)行檢查驗(yàn)收，實(shí)測(cè)各單孔的孔底淤積厚度為（0～5）cm，同時(shí)用泥漿取樣器采取距離孔底1 m處泥漿樣品，然后由試驗(yàn)人員檢測(cè)粘度、密度、含砂量三項(xiàng)指標(biāo)。實(shí)測(cè)槽內(nèi)泥漿密度為（1.04～1.08）g/cm3，馬氏漏斗粘度（18～22）s，含砂量為 1%～5%。 清孔檢驗(yàn)合格后4 h內(nèi)開(kāi)始澆筑混凝土，進(jìn)入澆筑混凝土工序。

2.6 墻段連接

（1）墻段連接方案選擇。因?yàn)槌刹酃に嚨淖兓?，同時(shí)因?yàn)榻宇^管法需要有專門的拔管設(shè)備，施工工藝較為復(fù)雜，故在不增加鉆鑿工程量的情況下改用雙反弧接頭法。雙反弧接頭法是一種適用于沖擊鉆機(jī)造孔的墻段連接技術(shù)。它與接頭管法相比，操作簡(jiǎn)單易行，風(fēng)險(xiǎn)小，且與澆筑施工沒(méi)有干擾；與鉆鑿法相比，不用重復(fù)鉆鑿接頭孔，省工時(shí)，省材料，且墻段連接質(zhì)量好。雙反弧接頭法墻段連接的布置形式如附圖所示。

附圖 雙反弧墻段連接布置形式

（2）雙反弧接頭法施工。在按一般要求完成常規(guī)墻段槽孔，相鄰的兩個(gè)常規(guī)槽孔間留下一個(gè)接頭孔（直徑為主孔直徑或略大于主孔直徑）的位置，然后進(jìn)行接頭孔的施工。造孔施工一般分三步進(jìn)行。第一步是用圓形沖擊鉆頭打中心導(dǎo)孔，導(dǎo)孔的直徑等于或略大于設(shè)計(jì)墻厚。第二步是用特制的雙反弧沖擊鉆頭擴(kuò)孔 〔擴(kuò)孔鉆進(jìn)事先必須嚴(yán)格孔斜率（不得超過(guò)0.2%），孔徑不得過(guò)大或過(guò)小〕，同時(shí)形成左右兩側(cè)的反弧面。第三步是用帶活動(dòng)弧板的液壓雙反弧鉆具將附著在混凝土端面上的泥皮和殘土清理干凈。

2.7 灌漿管的預(yù)埋

預(yù)埋灌漿管采用Ф110mm鋼管，每2.5m一根灌漿管，采用定位架作導(dǎo)向固定，定位架在垂直方向的間距為8 m，底部距槽底（2～3）m，灌漿管在槽口固定在導(dǎo)墻上。灌漿管下設(shè)時(shí)采用絲扣連接，灌漿管底口纏過(guò)濾網(wǎng)防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)，槽孔的不同斷面、不同深度不允許出現(xiàn)明顯扭曲。下設(shè)時(shí)對(duì)準(zhǔn)槽孔徐徐下放，禁止猛蹾猛放。下設(shè)完畢后，將灌漿管上口固定在槽口導(dǎo)墻上。

2.8 混凝土澆筑

混凝土澆筑前擬定澆筑方案，其內(nèi)容主要有：繪制槽孔縱剖面圖；計(jì)劃澆筑方量、供應(yīng)強(qiáng)度、澆筑高程；導(dǎo)管等澆筑機(jī)具及埋設(shè)間的布置與組合；澆筑方法、開(kāi)澆順序與主要技術(shù)措施等。根據(jù)方案檢查拌和站儲(chǔ)備的材料是否足夠使用，配備好澆筑器具、配制導(dǎo)管等；膨潤(rùn)土用濕摻法摻入混凝土，拌和用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，攪拌時(shí)觀察和檢測(cè)熟料的稠度、均勻性和和易性，合格后才放入儲(chǔ)料斗。

混凝土澆筑采用泥漿下直升導(dǎo)管法。導(dǎo)管下設(shè)及導(dǎo)管起拔均按設(shè)計(jì)要求控制。壓球法開(kāi)澆，以減小開(kāi)澆時(shí)混凝土快速下落與泥漿的絮凝反應(yīng)。澆筑過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，混凝土面上升速度不低于2 m/h。施工過(guò)程中導(dǎo)管埋深不小于2 m，不大于6 m。槽孔內(nèi)混凝土面高差不大于（0.3～0.5）m。

2.9 施工特殊情況及處理

由于工程地質(zhì)和壩體填筑料的特殊性，在施工過(guò)程中遇到導(dǎo)墻嚴(yán)重變形，地層嚴(yán)重漏漿，槽孔塌方，孔位傾斜，混凝土澆筑過(guò)程堵管、拔脫等問(wèn)題，嚴(yán)重影響工程施工安全。這些問(wèn)題采取的處理方法如下：

（1）導(dǎo)墻地基變形或底部坍塌問(wèn)題的處理辦法。對(duì)導(dǎo)墻進(jìn)行對(duì)撐加固，改善導(dǎo)槽內(nèi)固壁泥漿的性能，并對(duì)變形槽孔進(jìn)行分段施工。

（2）由于大壩原夯填土密實(shí)度不夠，土質(zhì)松散，土層間存在著較多的滲透通道和洞穴造成泥漿漏漿和土方塌方的處理辦法。當(dāng)漏漿量較小時(shí)，采用加大泥漿濃度，并不斷補(bǔ)充槽孔內(nèi)流失泥漿和強(qiáng)行進(jìn)行下挖，最終成槽澆筑；當(dāng)漏漿量較大時(shí)，立即停止下挖，回填粘土搗實(shí)堵漏，待泥漿面不再下沉后繼續(xù)施工。

（3）大壩土體不均勻造成孔位傾斜的處理辦法。造槽機(jī)施工中通過(guò)電子對(duì)中儀器調(diào)整孔位偏差。當(dāng)偏差過(guò)大無(wú)法靠機(jī)械自身調(diào)偏時(shí)，立即停止施工，并往孔內(nèi)回填粘土或水泥土搗實(shí)，之后再?gòu)纳喜柯{(diào)整。

（4）由于混凝土澆筑時(shí)間間隔較長(zhǎng)等原因造成堵管的處理辦法?；炷翝仓^(guò)程中堵管時(shí)可上下反復(fù)抽動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管埋深允許的高度內(nèi)抽動(dòng)導(dǎo)管，利用混凝土自重壓力，使混凝土流出；當(dāng)此種方法無(wú)效時(shí)，可重新布設(shè)一套導(dǎo)管，導(dǎo)管底口插入混凝土內(nèi)，為防止泥漿混入混凝土，用小抽筒抽吸導(dǎo)管內(nèi)的泥漿直至抽出混凝土為止，此時(shí)泥漿已抽吸干凈，重新澆筑混凝土，然后把堵管的導(dǎo)管抽離槽孔。

3 防滲墻成墻檢測(cè)結(jié)果

成墻28天后采用鉆孔常水頭注水試驗(yàn)與鉆芯法分別對(duì)防滲墻的防滲系數(shù)和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)，防滲系數(shù)共抽取芯樣4孔17段，抗壓強(qiáng)度在4孔中共取芯樣12組，均符合設(shè)計(jì)要求。至今，水庫(kù)大壩經(jīng)受了兩次高水位蓄水的考驗(yàn)，壩后均看不到明顯的漏水。工程已通過(guò)省水利廳組織的驗(yàn)收，交付使用。

4 結(jié)語(yǔ)

塑性混凝土是水泥用量較低，并摻加較多的膨潤(rùn)土、黏土等材料的大流動(dòng)性混凝土，它具有低強(qiáng)度、低彈模和大應(yīng)變等特性。適用于土石壩及堤防地基的防滲處理。本工程的施工方法適用于土石壩體或堤防地基含較多礫石、砂質(zhì)粘土、塊石堆積體的地層。