米家寨水庫(kù)壩體壩基防滲墻施工方法

1、米家寨水庫(kù)壩體壩基防滲墻施工方法王 建(山西省水利建筑工程局，太原030006)摘要：文中以米家寨水庫(kù)壩體壩基防滲墻工程的施工方法為論述對(duì)象，通過(guò)對(duì)壩體防滲墻挖、澆筑混凝土施工工藝的論述，總結(jié)出了一套在防滲墻施工中切實(shí)可行的施工方法。關(guān)鍵詞：防滲墻;導(dǎo)向槽;接頭孔;隔離球;水下混凝土中圖分類(lèi)號(hào)：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1、工程概述米家寨水庫(kù)壩體壩基防滲處理采用槽板式連體混凝土防滲墻，防滲墻軸線布置在平行壩軸線上游3.0m處。為便于施工，施工平臺(tái)設(shè)在壩高908.0m處，即壩頂下切1.0m?；炷练罎B墻厚0.8m，墻底伸入基巖2m，或根據(jù)施工時(shí)勘探孔實(shí)際勘測(cè)情況確定?；炷练罎B墻與兩壩端帷幕搭接

2、，搭接長(zhǎng)度2.5m。造孔采用“兩鉆劈”法施工。槽孔接頭采用套接一鉆，即相鄰槽孔之間搭接一個(gè)主孔寬度。其主要工程量有：混凝土防滲墻卵石層造孔 9 525.8m； 混凝土防滲墻巖石層造孔 1 204.1m；混凝土防滲墻壩體土層造孔 6 958.0m；混凝土防滲墻澆筑14 150.3m3。2、混凝土防滲墻施工的前期準(zhǔn)備工作2.1壩頂下切工程為滿足混凝土防滲墻施工需要，需將原大壩頂下切1.0m，切至壩高908.0m高程平面，拆除施工可采用1m3挖掘機(jī)挖土，5t自卸汽車(chē)外運(yùn)，壩坡上游迎水面拆除的塊石，可堆放于上游壩坡上以備將來(lái)修復(fù)壩坡時(shí)重復(fù)使用；切除的壩體土用自卸汽車(chē)運(yùn)到壩下游河床兩岸堆放，其中，部分土

3、體還可以用于鋪筑料場(chǎng)和拌和站施工平臺(tái)，壩體下切完工后，利用推土機(jī)整平、壓實(shí)。2.2混凝土防滲墻前期準(zhǔn)備工作 （1）修建泥漿系統(tǒng)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件和工程施工需要，黏土泥漿系統(tǒng)必須滿足兩個(gè)槽段同時(shí)施工的泥漿需求，所以擬在大壩下游挖砌兩個(gè)泥漿儲(chǔ)漿池，每個(gè)儲(chǔ)漿池的儲(chǔ)量為45m3，攪拌站設(shè)于大壩右壩腳河道左岸的空地，選用兩臺(tái)雙軸臥式自制高速泥漿攪拌機(jī)集中制漿，制成后儲(chǔ)存在儲(chǔ)漿池中。儲(chǔ)漿池配備一臺(tái)空壓機(jī)，定期攪動(dòng)泥漿，以防止結(jié)塊和沉淀。配備4臺(tái)250/50型泥漿泵向壩頂槽孔供漿，供漿管路采用3寸鋼管，定時(shí)清洗，以防止管路堵塞。黏土儲(chǔ)料場(chǎng)布置在攪拌機(jī)附近，上料采用滾筒式上料機(jī)上料。拌制泥漿的施工用水用潛水

4、泵從壩前庫(kù)中取水。黏土選用當(dāng)?shù)仞ね粒湮锢碇笜?biāo)必須滿足設(shè)計(jì)要求。（2）施工平臺(tái)施工平臺(tái)包括導(dǎo)向槽的開(kāi)挖和混凝土澆筑，鉆機(jī)平臺(tái)鋪設(shè)，倒渣平臺(tái)，排漿溝等； 修筑導(dǎo)向槽是混凝土防滲墻施工的重要組成部分，它具有如下作用：導(dǎo)向作用。導(dǎo)向槽在沖擊鉆開(kāi)鉆時(shí)的導(dǎo)向作用，使鉆機(jī)鉆頭始終沿導(dǎo)向槽的布置而進(jìn)行鉆進(jìn)。泥漿儲(chǔ)存、液面保持作用。沖擊鉆造孔時(shí)，始終要進(jìn)行泥漿循環(huán)固壁工作，依靠槽孔頂部的導(dǎo)墻，可以較好的儲(chǔ)存泥漿，防止雨水和其他漿液混入槽孔，保證漿液質(zhì)量。導(dǎo)墻還可以起到保持固壁漿液液面的作用，以提示槽孔內(nèi)的泥漿是否滿足固壁的需要。槽孔上部孔壁保護(hù)、外部荷載支撐作用?；炷练罎B墻施工過(guò)程中，槽孔頂部的土體極不穩(wěn)定

5、，在沖擊鉆造孔作業(yè)時(shí)，易損害槽壁，造成坍塌，因此導(dǎo)墻起到擋土墻的作用；在導(dǎo)管澆注混凝土?xí)r槽孔易受外力侵害，而此時(shí)擋土墻便起到了外部支撐荷載的作用。導(dǎo)向槽的開(kāi)挖采用挖掘機(jī)結(jié)合人工進(jìn)行開(kāi)挖，自卸汽車(chē)運(yùn)土至下游棄土場(chǎng)，為保證導(dǎo)向槽的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，導(dǎo)向槽采用混凝土結(jié)構(gòu)導(dǎo)向槽澆筑的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足下列規(guī)定：導(dǎo)向槽應(yīng)平行于防滲墻中心線，其允許偏差為±1cm；導(dǎo)向槽墻頂高程（整體）允許偏差±1cm；導(dǎo)向槽墻頂高程（單幅）允許偏差±0.5cm；，導(dǎo)向槽間凈距允許偏差±0.5cm。鉆機(jī)平臺(tái)采用枕木鋪設(shè)道軌，鉆機(jī)軌道應(yīng)平行于防滲墻的中心線，道軌地基應(yīng)整平壓實(shí)，以免產(chǎn)生不均勻沉

6、陷，軌枕可填充道渣碎石。道軌鋪設(shè)一次為90100m，分段依次進(jìn)行。倒渣平臺(tái)采用現(xiàn)澆混凝土，其下設(shè)置塊石墊層，倒渣平臺(tái)應(yīng)向排渣溝形成坡面，坡比為15，以便于棄渣順坡流入排渣溝。平臺(tái)寬度設(shè)為3m，厚度為45cm。排渣溝采用漿砌塊石砌筑，表面用砂漿抹面，整條排渣溝向排渣方向形成順坡，以便棄漿棄渣排棄。排渣溝定期進(jìn)行清理，保證通暢。排渣溝沿壩軸線每隔90m設(shè)一縱向排渣渠，越過(guò)導(dǎo)墻和施工平臺(tái)用導(dǎo)管順下游壩坡將棄渣送回回漿池。（3）混凝土拌和站混凝土拌和站采用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，砂石料場(chǎng)可利用壩頂棄土鋪筑，用推土機(jī)整平、壓實(shí)，混凝土輸送管道，可沿下游壩坡鋪設(shè)到防滲墻澆筑點(diǎn)。3、防滲墻施工3.1施工工序見(jiàn)圖

7、1沖擊鉆孔孔清孔換漿驗(yàn)收混凝土澆筑樁頭鑿除連施工準(zhǔn)備泥漿制備泥漿回收 圖1 防滲墻施工工序圖3.2施工方法根據(jù)本工程施工條件及工期要求，結(jié)合每道工序綜合考慮，確定從壩左端向右分段施工。（1） 鉆勘測(cè)孔 混凝土防滲墻在前期工程及臨建工程結(jié)束后，首先利用地質(zhì)鉆機(jī)鉆勘測(cè)孔，根據(jù)勘測(cè)實(shí)際工程地質(zhì)情況，確定防滲墻施工參數(shù)。（2）孔位確定首先根據(jù)防滲墻的總長(zhǎng)度及深度考慮劃分槽段。計(jì)劃每8.8m劃為一個(gè)槽孔段，防滲墻軸線總長(zhǎng)276.5m，計(jì)劃劃分34個(gè)槽段，最后一個(gè)槽段長(zhǎng)為12.5m，導(dǎo)向槽做好以后，用隔泥板將每個(gè)槽段分隔開(kāi)，用粘土將導(dǎo)向槽填滿，然后測(cè)定防滲墻軸線，并在導(dǎo)向槽兩端固定記號(hào)，測(cè)定各孔的位置（主

8、孔和副孔），并用紅油漆標(biāo)在導(dǎo)向槽的下游側(cè)，以便以后施工和確定孔位。主、付孔劃分：主孔為序孔，孔徑為0.8m，主孔間距為2.0m，采用沖擊鉆造孔；付孔為序孔，長(zhǎng)度為1.2m，采用劈打成槽。單元槽段劃分：防滲墻是由多個(gè)單元槽段套接而成，一般分兩期，即劃分孔和孔槽段，槽段段長(zhǎng)8.8m，即5個(gè)主孔4個(gè)付孔。（3）泥漿系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)為一獨(dú)立的施工作業(yè)區(qū)，負(fù)責(zé)槽孔鉆進(jìn)所需泥漿。設(shè)一名工區(qū)主任負(fù)責(zé)，三班24h作業(yè)，共需施工人員18人。（4）混凝土拌和站混凝土拌和站采用兩臺(tái)1m3雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制混凝土，采用兩臺(tái)HBT60型混凝土輸送泵輸送混凝土到待澆槽段。混凝土拌和站為一獨(dú)立施工單位，設(shè)一名工區(qū)主任負(fù)責(zé)，

9、三班24h作業(yè)，共需施工人員30人。砂石料場(chǎng)可利用壩頂棄土鋪筑，用推土機(jī)整平、壓實(shí)，混凝土輸送管道，可沿下游壩坡鋪設(shè)到防滲墻澆筑點(diǎn)。（5）造孔因本工程地質(zhì)條件及工程要求的特殊性，結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)，選用CZ22型沖擊鉆鉆進(jìn)成槽的施工工藝，同時(shí)結(jié)合實(shí)際施工情況，采用反循環(huán)泵清渣清淤。采用CZ-22型沖擊鉆機(jī)造孔，每臺(tái)鉆機(jī)配置一個(gè)空心鉆頭和兩個(gè)十字鉆頭，計(jì)劃共選用8臺(tái)造孔，分四個(gè)機(jī)組，分三班分序、分段、同向同時(shí)作業(yè)。首先鋪設(shè)好鉆機(jī)道軌平臺(tái)，再安裝移動(dòng)臺(tái)車(chē)，臺(tái)車(chē)上固定沖擊鉆。造孔前調(diào)整鉆機(jī)，使鉆頭垂直對(duì)準(zhǔn)孔位。整個(gè)防滲墻劃分為34個(gè)槽段，分兩序造孔，單號(hào)槽為序，雙號(hào)槽為序，每個(gè)槽孔劃分為5個(gè)主孔，4

10、個(gè)付孔，施工順序是先序槽孔，相鄰兩個(gè)序槽孔澆注完成后再打序槽孔，同一槽孔內(nèi)先打主孔，后打付孔，最后劈小墻?？撞墼炜捉Y(jié)束后，進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土澆筑12h后，立刻打序和序槽的接頭孔。在造孔過(guò)程中，孔內(nèi)泥漿面始終保持在導(dǎo)墻頂面下30cm50cm,嚴(yán)防坍孔。（6）清孔換漿造孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，采用抽筒抽渣法和反循環(huán)泵吸渣法進(jìn)行清孔換漿，要求槽孔換漿1h后，孔底淤積厚度不大于10cm，孔內(nèi)泥漿密度不大于1.3g/cm3，黏度不大于30s，含砂量不大于10。清孔換漿合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。（7）水下混凝土澆筑其澆筑程序?yàn)椋号渲脤?dǎo)管 安置導(dǎo)管 澆筑。配置導(dǎo)管：本工程選配三套258mm無(wú)縫鋼管作為混凝土

11、澆筑導(dǎo)管，根據(jù)已驗(yàn)收槽孔的孔深確定導(dǎo)管長(zhǎng)度，由專(zhuān)人進(jìn)行配制，統(tǒng)一編號(hào)，分段組裝，以便于指導(dǎo)澆筑混凝土及起撥套管。安裝導(dǎo)管：在已驗(yàn)收的槽孔內(nèi)每間隔2m安置3根導(dǎo)管，使導(dǎo)管下端距孔底20cm，把導(dǎo)管固定在槽孔口，上部安置接料漏斗，并將隔離球放入導(dǎo)管內(nèi)。導(dǎo)管連接與密封必須可靠，一般在導(dǎo)管頂部設(shè)置數(shù)節(jié)長(zhǎng)度為0.31.0m的短管。澆筑：應(yīng)先注入水泥砂漿，隨即澆入足夠量的混凝土，確保擠出隔離球，并埋住導(dǎo)管底部。澆筑應(yīng)連續(xù)作業(yè)，導(dǎo)管埋入混凝土深度不得小于1m，且不宜大于6m。同一槽孔內(nèi)混凝土面應(yīng)均勻上升，上升速度不得小于2m/h，同一上升面各點(diǎn)高差控制在0.5m以?xún)?nèi)。在澆筑過(guò)程中，設(shè)專(zhuān)人記錄，且在澆筑全過(guò)程

12、中，至少每隔30min測(cè)量一次槽孔內(nèi)混凝土深度，繪制出混凝土面上升曲線圖，以便于指導(dǎo)整個(gè)混凝土澆筑施工及導(dǎo)管拆卸，校對(duì)混凝土澆筑方量，檢驗(yàn)混凝土澆筑質(zhì)量。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)分析原因，及時(shí)處理。當(dāng)混凝土面上升距孔口10m左右，因沉積泥漿含砂量大，稠度增加，壓差減小，增加澆筑困難，可增用6BS砂漿泵抽排泥漿，以便于澆筑順利進(jìn)行，混凝土終澆頂面應(yīng)高于導(dǎo)向槽底部50cm，待成墻后人工鑿除樁頭，鑿至設(shè)計(jì)墻頂高程908m。防滲墻混凝土澆筑采用集中拌制，混凝土輸送泵管道輸送，直升導(dǎo)管法澆筑?；炷敛捎昧鲬B(tài)混凝土，標(biāo)號(hào)為C10，入孔坍落度為1822cm，擴(kuò)散度應(yīng)為3440cm，坍落度保證15cm以上的時(shí)間應(yīng)不小

13、于1h；初凝時(shí)間應(yīng)不小于6h，終凝時(shí)間不宜大于24h，混凝土的密度不宜小于210 g/cm3。（8） 接頭處理 接頭孔處理是整個(gè)施工的核心，直接關(guān)系到施工質(zhì)量。序槽孔混凝土澆筑完12小時(shí)后，立刻在其兩端主孔位置各重鉆一孔，即劈打序槽和序槽的接頭孔，序槽孔清孔換漿結(jié)束前，應(yīng)清除接頭混凝土孔壁上的泥漿。用鋼絲刷鉆頭進(jìn)行分段刷洗，刷至鋼絲刷鉆頭基本不帶泥屑，孔底淤積不再增加，方可進(jìn)行混凝土澆筑。4、混凝土防滲墻質(zhì)量控制質(zhì)量控制重在管理，需建立健全質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)和管理制度，責(zé)任明確，同時(shí)各施工工序嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格按照國(guó)家施工規(guī)范進(jìn)行施工質(zhì)量控制。1）導(dǎo)向槽的墻面與軸線距離的允許偏差為10mm，頂面應(yīng)水平。

14、2）每次造孔前必須修正鉆頭的鋼絲繩，水平方向使其準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)軸線，垂直方向?qū)?zhǔn)所打孔的孔位中心，且每進(jìn)尺0.5m后檢查校正一次。3）造孔使用泥漿的質(zhì)量對(duì)成孔成槽非常重要，施工進(jìn)程中應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的以下標(biāo)準(zhǔn)：密度（1.11.2）g/m3，粘度（1825），含砂量<5 %。造孔過(guò)程中，泥漿液面應(yīng)始終保持在導(dǎo)向槽頂面以下50cm以?xún)?nèi)。4）鉆進(jìn)中應(yīng)堅(jiān)持勤松繩，打緊繩的原則，防止斜孔。5）槽孔成型后，經(jīng)驗(yàn)收合格，需進(jìn)行清孔換漿，清孔后淤積厚度應(yīng)小于20cm，換漿標(biāo)準(zhǔn)要達(dá)到泥漿規(guī)定的比重、黏度、含砂量。6）進(jìn)行澆筑時(shí)，要嚴(yán)格控制槽孔內(nèi)混凝土上升速度不小于2m/h，三根導(dǎo)管下的混凝土面相差不大于0.5m，

15、導(dǎo)管埋入混凝土中應(yīng)在16m。7）要嚴(yán)格控制混凝土拌和系統(tǒng)的進(jìn)料和攪拌情況，保證澆筑混凝土的坍落度。8）混凝土澆筑必須連續(xù)，一次澆完。9）兩相鄰槽孔的接頭孔在后一深度的偏差不應(yīng)大于墻厚的1/3。5、混凝土防滲墻施工特殊問(wèn)題處理1) 導(dǎo)墻嚴(yán)重變形或底部坍塌時(shí)，破壞部位應(yīng)重新修筑導(dǎo)墻或采取其它安全施工措施。2) 地層嚴(yán)重漏漿，應(yīng)迅速填入堵漏材料，必要時(shí)可回填槽孔。3) 混凝土澆筑過(guò)程中導(dǎo)管堵塞，拔脫或漏漿需要重新下設(shè)時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管全部拔出沖洗，并重新下設(shè)，用小抽筒抽凈導(dǎo)管內(nèi)泥漿繼續(xù)澆筑，繼續(xù)澆筑前必須核對(duì)混凝土面高程及導(dǎo)管長(zhǎng)度，確認(rèn)導(dǎo)管的安全插入深度。4) 在混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量事故時(shí)，若地層可灌

16、性較好，可在需要處理的墻段上游面進(jìn)行灌漿。6、結(jié)語(yǔ)本施工方法為米家寨水庫(kù)大壩防滲墻施工的基本施工工藝，只有嚴(yán)格按照該程序施工，按有關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，才能確保工程質(zhì)量。目前該工程已全部完工，充分說(shuō)明該施工方案是可行，為我們今后的類(lèi)似防滲墻施工積累了經(jīng)驗(yàn)。作者簡(jiǎn)介：王建，男，1975年生，1997年畢業(yè)于山西省水利學(xué)校水利工程建筑專(zhuān)業(yè)，助理工程師。收稿日期：2008-02-18Construction Method of Anti-seepage Wall in Mijiazhai Reservoirs Dam Body and Dam FoundationWANG JianAbstract: Taking the construction method of anti-seepage wall in Mijiazhai Reservoirs dam body and dam foundation as a discussion object, the paper in