(江西省水利水電建設(shè)有限公司， 江西 南昌 330025)

洞口水庫除險加固工程液壓抓斗混凝土防滲墻施工探討

姚建勛

(江西省水利水電建設(shè)有限公司， 江西 南昌 330025)

本文以洞口水庫除險加固工程為例，結(jié)合工程設(shè)計，從施工程序、施工重點難點、塑性混凝土防滲墻施工過程及質(zhì)量重點等方面，對洞口水庫采用液壓抓斗混凝土防滲墻施工技術(shù)的原理及防滲除險方案進(jìn)行了探討，并結(jié)合具體的施工工藝對該技術(shù)和施工質(zhì)量進(jìn)行了深入探討與總結(jié)。實踐證明，該施工工藝完全符合設(shè)計要求，其他類似工程可以借鑒使用。

液壓抓斗；防滲墻；施工；洞口水庫

1 工程概況

江西省永新縣洞口水庫位于永新縣才豐鄉(xiāng)橫石村，壩址坐落在洞口支流龍安上游，距離永新縣城7km，該中型水庫始建于20世紀(jì)70年代，以灌溉功能為主，兼具防洪泄洪、養(yǎng)殖、發(fā)電和旅游等多種功能。水庫集水面積13.50km2，總庫容1152萬m3。洞口水庫樞紐工程主要包括大壩、溢洪道及壩后涵管等。

該次對樞紐工程進(jìn)行除險加固的主要項目有大壩、溢洪道加固，封堵壩下涵管，新建左岸灌溉發(fā)電隧洞等。工程等別為三等，大壩、溢洪道及灌溉發(fā)電引水系統(tǒng)等主要建筑物為3級建筑物，設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，溢洪道防沖消能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為30年一遇。防汛道路按四級公路設(shè)計。

2 液壓抓斗混凝土防滲墻施工

2.1 施工程序

洞口水庫除險加固工程按照“抓斗法”進(jìn)行壩體混凝土防滲墻抓斗機(jī)的設(shè)置，并按照“泵送泵回”方式進(jìn)行泥漿成槽施工。混凝土澆筑施工過程則按照“水下直升導(dǎo)管”[1]法進(jìn)行操作，而進(jìn)行槽段接頭施工時采用“接頭管”做法。具體施工過程中，以左岸作為起始施工至右岸，如遇壩下涵管，按照規(guī)范要求在倒掛井位置預(yù)留涵管封堵。施工流程如下圖所示。

洞口水庫除險加固工程抓斗成槽混凝土防滲墻施工流程圖

2.2 導(dǎo)墻施工過程

作為控制防滲墻各項指標(biāo)參數(shù)值的基準(zhǔn)，導(dǎo)墻發(fā)揮著槽口土體支護(hù)作用，并承擔(dān)施工基面荷載、固化泥漿液面等功能，因而在導(dǎo)墻施工前先將壩頂下游側(cè)利用開挖料填筑加寬至6m左右，同時滿足下表中各項技術(shù)指標(biāo)要求。

洞口水庫除險加固工程導(dǎo)墻施工各項技術(shù)指標(biāo)表

2.3 泥漿制備與管理

在成槽過程中，泥漿可以起到支撐漿液并保證槽面始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，同時保障泥沙不會發(fā)生沉淀，還有助于防止地下水流入或漿液漏掉，具有冷卻切削刃的潤滑和固壁等有利作用，總之，泥漿的制備與質(zhì)量直接關(guān)系到成槽施工過程的成敗。

2.3.1 泥漿池設(shè)計

泥漿系統(tǒng)采用移動式布置。布置平臺采用壩頂開挖料及壩頂生產(chǎn)營地場地平整開挖料填筑而成。泥漿系統(tǒng)包括新漿池、循環(huán)漿池，以及沉淀池和廢漿池等基本構(gòu)件，且上述構(gòu)件均采取防滲膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行固化與防滲，此外，泥漿池另行啟用編織袋裝土碼筑并填筑防滲膜和黏土進(jìn)行加固防滲，泥漿池修筑根據(jù)成槽施工進(jìn)度沿堤頂間隔進(jìn)行[2]。

2.3.2 制備泥漿

洞口水庫除險加固工程采用WJ-400型號攪拌機(jī)作為制備泥漿的基本設(shè)備，所規(guī)定的泥漿制備次序依次為水、膨潤土、CMC、純堿。在進(jìn)行泥漿制備時，先按規(guī)定配置濃度為98%的CMC溶液并使其靜置5h后，按照規(guī)定的配比依次加入水、膨潤土，并勻速攪拌3min，之后再加入純堿，勻速攪拌10min使之充分混合融化，將混合溶液置入儲漿池存放24h，觀察到溶液中膨潤土顆粒發(fā)生明顯的水化膨脹后即可將溶液通過泵注入循環(huán)池。

2.3.3 泥漿循環(huán)

將泥漿通過泵注入循環(huán)池后，隨即將泥漿在開挖過程中勻速注入開挖槽段，且通過泵吸作用保證泥漿反循環(huán)后再流入槽內(nèi)，利用抽水泵將槽內(nèi)泥漿抽回沉淀池，并作物理處理，之后進(jìn)行混凝土灌注，并保證將混凝土面以上4m范圍內(nèi)的泥漿排入廢漿池，作廢棄處理。

2.3.4 泥漿質(zhì)量的保證

為保證泥漿質(zhì)量，選用符合技術(shù)性能規(guī)范要求的原料，并嚴(yán)格按照規(guī)定的配比進(jìn)行制備。在泥漿制備過程中進(jìn)行兩次定期的質(zhì)量檢驗，新拌和的泥漿放置24h后使用，使用過程中不停勻速攪拌，將置換出的泥漿先進(jìn)行凈化處理，待各項指標(biāo)均達(dá)標(biāo)后，使之與新制備泥漿充分混合并循環(huán)使用，未達(dá)標(biāo)的泥漿裝入泥漿罐車運出并作廢棄處理。

2.4 成槽施工

為保證防滲墻成槽的質(zhì)量，嚴(yán)格控制成槽速度，進(jìn)行槽段劃分，待合理確定成槽機(jī)械后，嚴(yán)格按照成槽工藝進(jìn)行施工，并采取恰當(dāng)措施預(yù)防槽壁坍塌。

洞口水庫除險加固工程成槽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：垂直度≤0.4%；槽深允許誤差+100～-200mm；寬允許誤差0～+50mm。

2.4.1 成槽機(jī)械選擇

結(jié)合洞口水庫除險加固工程實際，選用(BAUER)GB-30型液壓抓斗機(jī)一臺，該設(shè)備為較先進(jìn)的高效率連續(xù)施工成槽機(jī)械。此外為了應(yīng)對大塊孤石及堅硬基巖等特殊工況，配備CZF-1200型沖擊式反循環(huán)鉆機(jī)一臺，其鉆進(jìn)功效保持在0.50～0.80m/h范圍。

2.4.2 成槽工藝

為保證成槽施工工藝與質(zhì)量，采用“跳槽法”，并參照槽段長度與要求確定成槽機(jī)的開口寬度范圍和開閉幅度，以保證成槽機(jī)作業(yè)過程中兩側(cè)受力的均衡和槽壁的垂直度。成槽施工完畢，采用超聲波檢測儀進(jìn)行成槽質(zhì)量的檢驗，待合格后方可進(jìn)行下一環(huán)節(jié)施工。洞口水庫除險加固工程成槽地層為均質(zhì)土層，所以成槽施工中嚴(yán)格控制抓斗垂直度在合理范圍內(nèi)，并仔細(xì)進(jìn)行監(jiān)測觀察，一旦發(fā)現(xiàn)x和y軸所出現(xiàn)的偏差超出允許范圍，立即進(jìn)行糾偏處理。在抓斗貼著基坑側(cè)墻入槽過程中，保證機(jī)械操作平穩(wěn)。

2.5 清底換漿

成槽施工過程結(jié)束后，利用抓斗將槽底沉渣及余漿全部抓起，并利用反循環(huán)泵將剩余沉渣全部吸取，如條件允許則利用刷壁器清除殘渣，待二次清底完成后，利用反循環(huán)泵不斷置換泥漿，并保證槽底及槽底以上0.20～1.00m處泥漿比重符合規(guī)范，且含砂率不超過10%，黏度不超過30S，槽底沉渣的厚度不大于95mm。用刷壁器對槽段接頭混凝土壁進(jìn)行上下刷動，清除混凝土壁上的雜物。

2.6 混凝土灌注

混凝土灌注采用“直升導(dǎo)管法”，在灌注作業(yè)之前，先在0.60～0.70MPa壓力下進(jìn)行導(dǎo)管密封性試驗，為符合工程需要，配備三套導(dǎo)管，兩導(dǎo)管間距不大于2.5m，且導(dǎo)管與槽端距離不超過1.3m?；炷凉嘧⑶斑M(jìn)行反循環(huán)二次清底，清理干凈后設(shè)置擋板在槽口，以防異物落入而影響灌注質(zhì)量。

灌注作業(yè)過程中將充氣球膽作為隔水栓，控制澆筑速度，并保持各導(dǎo)管勻速進(jìn)行灌注作業(yè)，各導(dǎo)管混凝土面之間的距離不超過250mm，如發(fā)生灌注中斷，則中斷時間不能超過38min，考慮到泥漿在重力作用下可能會下沉，則灌注位置應(yīng)超過規(guī)定位置0.30～0.50m。

3 結(jié) 語

洞口水庫除險加固工程采用塑性混凝土可以大大降低水泥用量及其彈性模量，增加了塑性混凝土與周邊介質(zhì)之間彈性模量的相近程度，提高了防滲墻墻體適應(yīng)變形能力，降低了應(yīng)力并增加了其適應(yīng)性。該工程于2016年3月竣工后運行良好，充分驗證了液壓抓斗混凝土防滲墻施工技術(shù)的可行性與合理性。

[1] 宋翼. 液壓抓斗成槽混凝土防滲墻施工技術(shù)在水庫大壩除險加固工程中的分析應(yīng)用[J]. 重慶建筑, 2010, 9(2): 23-26.

[2] 馬健, 武營軍, 丁曄. 液壓抓斗造塑性混凝土防滲墻在梅鋪水庫除險加固中的應(yīng)用[J]. 探礦工程(巖土鉆掘工程), 2010, 37(8): 64-66.

Discussionontheconstructionofhydraulicgrabconcreteanti-seepagewallofDongkouReservoirRiskRemovalandReinforcementProject

YAO Jianxun

(JiangxiWaterConservancyandHydropowerConstructionCo.,Ltd.,Nanchang330025,China)

In the paper, Dongkou Reservoir Risk Removal and Reinforcement Project is adopted as an example. Engineering design is combined for discussing the principle of adopting hydraulic grab concrete anti-seepage wall construction technique in Dongkou Reservoir and seepage risk removal plans from the aspects of construction procedure, construction keys and difficulties, plastic concrete anti-seepage wall construction process, quality keys, etc. Specific construction process is combined for deeply discussing and summarizing the technology and construction quality. Practice has proved that the construction technology fully complies with the design requirements. It can be used for reference in other similar projects.

hydraulic grab; anti-seepage wall; construction; Dongkou Reservoir

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.011.013

TV62

B

1005-4774(2017)011-0055-03