摘 要：枕頭壩水電站二期上下游圍堰防滲墻修建于地質(zhì)條件復(fù)雜且有夾砂層、覆蓋層深厚的河道上，如何有效保證防滲墻的質(zhì)量，是施工技術(shù)研究重點(diǎn)。通過(guò)分析和研究防滲墻的受力特性、深厚覆蓋層的地質(zhì)特性，從防滲墻造孔成槽、泥漿固壁施工技術(shù)、槽段連接等重、難點(diǎn)技術(shù)上，合理優(yōu)化施工方案，保證防滲墻的成墻質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：防滲墻;施工方案;成墻質(zhì)量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.080

1 前言

隨著水電施工技術(shù)的發(fā)展，在深厚覆蓋層上建壩已經(jīng)非常普遍。就滲流方面考慮，由于覆蓋層地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，滲透系數(shù)比較大，因此深厚覆蓋層成為整個(gè)大壩工程的主要滲流通道。對(duì)此控制壩基的滲漏成為首要問(wèn)題。當(dāng)前，對(duì)于深厚覆蓋層有效的防滲設(shè)施主要有兩種方法分別是水平防滲和垂直防滲，水平防滲的措施為鋪設(shè)復(fù)合土工膜或設(shè)置上游水平鋪蓋，垂直防滲問(wèn)題通?？紤]采用防滲墻形式。其中防滲墻造孔成槽、泥漿固壁、槽段連接等施工技術(shù)是影響防滲墻質(zhì)量的重要因素。

2 工程概況

枕頭壩水電站坐落于四川省樂(lè)山市金口河區(qū)，為大渡河干流水電遞級(jí)規(guī)劃的第19個(gè)梯級(jí)電站。大壩壩址位于大沙壩～月兒壩河段，距離成都市約260km，大壩控制流域面積為73057km2，多年平均流量1360m3/s。電站開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，且兼顧下游用水，堤壩式開發(fā)，廠房是河床式。大壩最大壩高86.5m，正常蓄水位624m，電站裝機(jī)容量720MW，多年平均發(fā)電總量為32.90億kW·h[1]。

枕頭壩一級(jí)水電站二期圍堰由上下游圍堰、縱向混凝土圍堰組成。上下游橫向圍堰采用土石圍堰，土工膜心墻作為堰體防滲，混凝土防滲墻為堰基防滲。圍堰防滲墻軸線總長(zhǎng)393m，總計(jì)17240㎡，上游圍堰防滲墻最大槽深58.3m，一般槽深41m，下游圍堰防滲墻最大槽深52m，一般槽深47m?；炷练罎B墻墻厚1m，入巖深1m。

3 覆蓋層地質(zhì)特性

圍堰地基主要由河床含漂砂礫石層組成，平均厚35～50m。地基表層有大孤石分布，主要分布在靠近岸坡處，最大孤石塊徑達(dá)5.0m以上。河床砂卵礫石層中，漂石塊徑大小為20～70cm，卵礫石成分復(fù)雜，且一般粒徑為4～9cm，主要由白云巖、砂巖、玄武巖及灰?guī)r組成，磨圓度中等～較差，呈次圓狀。局部段由中粗砂及少量細(xì)砂充填，見有草綠色、灰色中粗砂或細(xì)紗層3層比較連續(xù)的砂層分布。覆蓋層上部結(jié)構(gòu)中等密實(shí)，下部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)密實(shí)狀態(tài)，分析統(tǒng)計(jì)河床砂卵礫石層，發(fā)現(xiàn)卵礫石約占總量的70%～90%，砂粒約占30%～10%[2-3]。

圍堰下伏地層巖性為玄武巖，頂面高程548～533m，裂隙中等～較發(fā)育，一般狀態(tài)為弱風(fēng)化層，基巖表面呈中等透水性，巖性總體堅(jiān)硬。與兩岸相接的堰基巖性仍為玄武巖，且堰肩巖體水平向滲透性較大，因受裂隙及風(fēng)化卸荷的影響，并且地下水位低平。下游圍堰600m高程以下全部為覆蓋層，覆蓋層物質(zhì)組成主要為碎塊石及階地砂卵礫石層構(gòu)成，粘土含量較少，透水性較強(qiáng)[2-3]。

4 槽孔建造

（1）槽段劃分。槽孔劃分成Ⅰ序槽和Ⅱ序槽，兩序間隔施工。Ⅰ序、Ⅱ序槽長(zhǎng)為5m，槽內(nèi)分為3個(gè)主孔、2個(gè)副孔。上游圍堰分為16個(gè)Ⅰ序槽段和15個(gè)Ⅱ序槽段施工，下游圍堰分為23個(gè)Ⅰ序槽段和22個(gè)Ⅱ序槽段。

（2）造孔成槽方法。防滲墻成槽施工方法采用保定ZZ-5型沖擊鉆機(jī)，先將槽段內(nèi)的主孔沖擊鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)深度后，再鉆、劈副孔。因覆蓋層中有砂層分布，正常鉆進(jìn)時(shí)多投粘土、多抽漿、勤放、少放鋼繩。

（3）造孔質(zhì)量控制。嚴(yán)格控制槽段主孔的偏斜率，保證主孔偏斜率在3.0‰內(nèi)。造孔過(guò)程控制原則為勤測(cè)斜、勤補(bǔ)鉆機(jī)、勤記錄，發(fā)現(xiàn)孔斜超出標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)采取措施糾偏，根據(jù)具體情況選用的糾偏措施為清掃鉆孔、回填塊石、下放糾偏儀器、爆破清除等?？仔辈课坏募m偏合格標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到要求，在主孔不合格的狀態(tài)下不能施工副孔，副孔的孔斜率不得大于4‰，其中含漂石塊球體的情況，副孔孔斜率控制在5‰內(nèi)，槽孔孔壁平整無(wú)梅花孔、探頭石、波浪形小墻等。

5 清孔驗(yàn)收

為了保證清孔質(zhì)量滿足要求，采取常規(guī)的抽筒換漿法清孔，在換漿時(shí)及時(shí)補(bǔ)充新漿，確保孔壁不塌陷、掉塊。清孔換漿滿足技術(shù)要求：泥漿比重<1.10g/cm3，粘度<35s，含砂量<5%。泥漿取樣位置距孔底0.5～1.0m。Ⅱ序槽清孔換漿前，首先使用刷子鉆頭清除接頭孔壁上的泥皮。清孔合格后4h內(nèi)澆筑混凝土。

6 槽段連接

防滲墻段連接采用鉆鑿套接法，這種接頭方法簡(jiǎn)便，適合枕頭壩圍堰覆蓋層的地質(zhì)特性。施工方法是在一序槽混凝土終凝24h內(nèi)，將鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)原孔位下鉆，鉆至原孔深，一二期槽孔套接孔的兩次孔位中心線的任意偏差值保證搭接墻厚95%的要求。經(jīng)驗(yàn)收合格，施工二序槽，最終連通成墻。

7 水下澆筑混凝土

根據(jù)覆蓋層地質(zhì)特點(diǎn)以及滿足圍堰堰體沉降變形，防滲墻混凝土主要物理性能指標(biāo)為入槽坍落度18～22cm，坍落度保持15cm以上的時(shí)間不小于1h，擴(kuò)散度34～40cm?；炷脸跄龝r(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h。

防滲墻混凝土澆筑采用水下直升導(dǎo)管法。槽孔清孔驗(yàn)收后，下設(shè)2套φ250mm鋼制導(dǎo)管，導(dǎo)管為螺紋連接。導(dǎo)管安裝采用鉆機(jī)，2套導(dǎo)管間距不得大于3.5m，一期槽孔兩端的導(dǎo)管中心距槽孔邊緣不大于1.5m，二期槽孔兩端的導(dǎo)管中心距孔端不大于1.0m。采用球塞式隔水栓，導(dǎo)管距孔底的距離大于球賽的直徑。首罐料澆筑時(shí)，先在澆筑漏斗內(nèi)注入適量的水泥砂漿，并準(zhǔn)備足夠的砼，以使導(dǎo)管內(nèi)砼面上升速度不小于2m/h，導(dǎo)管埋深不小于1m，不大于6m，每30min測(cè)量一次砼面，每2h測(cè)定一次導(dǎo)管內(nèi)砼面，使砼面均勻上升，高差控制在0.5m內(nèi);砼終澆高程，高出設(shè)計(jì)頂面高程0.5m以上。

8 特殊地質(zhì)部位采取的措施

上、下游圍堰防滲墻槽段下部基巖鉆孔取芯和基巖壓水試驗(yàn)，取芯為防滲墻以下3m。上游圍堰防滲墻取芯巖性為灰色玄武巖，弱風(fēng)化，陡傾裂隙比較發(fā)育，巖芯較破碎，鉆孔滲水量為160L/s，鉆孔附近有明顯破碎帶，因此上游防滲墻下部基巖存在滲水通道。下游防滲墻取芯巖性為灰白色花崗巖，弱風(fēng)化，裂隙屬?gòu)埿粤严吨械劝l(fā)育，巖芯完整性較差，多呈短柱樁，孔滲水量為0.2L/s，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)分析下游防滲墻墻底存在裂隙滲漏區(qū)域。針對(duì)裂隙滲漏區(qū)域的處理方案，進(jìn)行精確勘察，并進(jìn)行專家頭腦風(fēng)暴，最終決定在上下游圍堰防滲墻下增加帷幕灌漿處理以確保防滲效果。帷幕灌漿上下游鉆孔總量為3519.3m，上下游同時(shí)施工，按照分序加密的原則，分二序施工，灌漿段深入基巖約8m，灌漿后基巖滲透系數(shù)小于5Lu。

帷幕灌漿施工完成后，發(fā)現(xiàn)17#～21#帷幕灌漿孔下的基巖相當(dāng)破碎，存在滲漏現(xiàn)象。經(jīng)補(bǔ)充勘察，基巖存在大的貫穿性孔洞，雖然灌注了砂漿或混凝土，但在水頭差作用下水泥顆粒在砂漿或混凝土未初凝前被帶走，留下砂石骨料。經(jīng)研究，采用輔助措施化學(xué)灌漿方法進(jìn)行快速堵漏處理，灌漿材料選用油溶性聚氨酯灌漿材料9105、水溶性LW+HW聚氨酯漿液。灌后滲漏水現(xiàn)象消失。

9 防滲墻質(zhì)量檢測(cè)

枕頭壩一級(jí)水電站上下游圍堰防滲墻質(zhì)量檢測(cè)由第三方進(jìn)行，綜合物探檢測(cè)方法主要有鉆孔取芯、孔內(nèi)攝像、聲波CT等方法對(duì)防滲墻深度、缺陷、均勻性及滲透性等檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)論為，防滲墻墻體質(zhì)量較好，滲透系數(shù)為4.96×10-8～10.01×10-8cm/s。攝像成果表明混凝土局部存在不密實(shí)、小蜂窩的現(xiàn)象，但整體滿足設(shè)計(jì)要求。

10 結(jié)語(yǔ)

枕頭壩水電站二期上下游圍堰防滲墻是在深厚覆蓋層進(jìn)行的，覆蓋層地質(zhì)特性復(fù)雜且有夾砂層，為了保證防滲墻質(zhì)量、工程進(jìn)度，施工中探索了一套適合該區(qū)域防滲墻施工工藝。但在施工過(guò)程中，特殊地質(zhì)部位發(fā)生滲漏現(xiàn)象，施工過(guò)程中采取了增設(shè)帷幕灌漿、化學(xué)灌漿的方法有效的解決了滲漏問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)指出，深厚覆蓋層修建防滲墻的施工技術(shù)仍需繼續(xù)積累經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐曉峰，王濤旭，姚新月.枕頭壩一級(jí)水電站二期上游圍堰基礎(chǔ)滲漏通道堵漏處理[J].水利水電施工，2013-06-15.

[2]劉道文，崔鵬飛，張林.枕頭壩二期圍堰防滲墻施工工藝和質(zhì)量控制[J].人民長(zhǎng)江，2012-07-28.

[3]劉儒.枕頭壩一級(jí)水電站二期圍堰設(shè)計(jì)及優(yōu)化[J].四川水利，2015-02-15.

作者簡(jiǎn)介：姜妮（1983-），女，陜西綏德人，研究生，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：水工結(jié)構(gòu)分析及數(shù)值仿真。