面板堆石坝深覆盖层河床混凝土防渗墙施工

摘要：面板堆石坝处于砂砾卵石深覆盖层特殊地质河床段，堆石坝河床段止水以混凝土防渗墙为主，防渗墙施工是大坝止水结构的主要部位。

关键词：面板堆石坝；深覆盖层；混凝土；防渗墙； 一、工程概况

临海市方溪水库位于浙江省临海市括苍镇境内。是一座以供水为主，结合防洪，兼顾灌溉、发电等综合利用的水利工程，多年平均径流量为1.08亿m3，水库正常蓄水位112.0m，水库总库容7205万m3，正常库容6101万m3，供水调节库容5898万m3，防洪库容1432万m3，多年平均供水量6776万m3，电站装机3750kW，最大坝高80m，总填筑方量260万m3。主要由混凝土面板堆石坝、岸边溢洪道、发电引水系统及发电厂房等组成。 方溪水库工程坝基为第四系全新统冲洪积(al-plQ4)砂砾卵石层，在堆石坝趾板线附近分布厚度达20m以上，为深覆盖层地质。根据设计要求，防渗墙深入弱风化岩面1.0m，C30W8F50混凝土，墙厚1.0m，槽段长8m，共21个槽段分两期施工。

二、工程特点分析

方溪水库工程面板堆石坝上游防渗系统为：深覆盖层河床段以混凝土防渗墙结合帷幕灌浆止水；堆石坝左右岸坡通过混凝土趾板结合帷幕灌浆止水。

方溪水库面板堆石坝坐落在第四系全新统冲洪积(al-plQ4)砂砾卵石层上，局部为孤石与漂石，无法直接接触基岩，相比堆石坝直接坐落在岩基上以混凝土趾板结合灌浆施工，防渗墙结构在防渗效果上较差，施工难度大，质量控制要求高；面板堆石坝最大坝高80m，填筑方量260万方，主要承压力集中在河床段，加之原始河床地质曾被破坏，防渗墙或因受堆石坝挤压而发生形变，影响止水效果；方溪水库工程砂砾卵石层深覆盖层厚度高达20余米，且砂砾卵石强度高，给防渗墙造孔和浇筑带来极大难度。

防渗墙施工中重点管控：造孔深度深入到弱风化岩面不低于1m，造孔尺寸不低于设计要求；严加管理防渗墙浇筑过程，防止混凝土出现浇筑断层、塌孔等质量问题。 三、混凝土防渗墙施工准备 1、导向槽及施工平台施工

导向槽施工是地下连续墙施工的先行环节，其主要作用为成槽导向，控制标高，槽段定位，防止槽口坍塌及承重的作用，导墙断面形式采用钢筋混凝土倒“L”型断面。具有必要的强度、刚度和精度，满足挖槽机械和接头管起拔设备的施工荷载要求。 为便于施工，防渗墙导向槽两侧施工部位浇筑混凝土施工平台。 2、造孔设备就位

在导向槽及施工平台完成后，即可安排造孔机械。根据地层特点，造孔设备选用CZ-8D型冲击钻机配以空心钻头和十字钻头相结合造孔，设备对本工程的地层特点有较好的适应性，便于操作、维护和工期管理，投入3个机组共6台CZ-8D型冲击钻机。 3、泥浆系统

护壁泥浆生产循环系统的质量控制是槽壁稳定、冲孔速度、钻头磨损及砂砾石层成槽的必备条件。采用优质膨润土、结合粘土为辅的泥浆制备材料。质量控制主要指标为：比重1.1～1.3，粘度18～25S，含砂率≤5%，胶体率95%，必要时，加适量的添加剂。

泥浆的拌制通过试验确定，并按批准或指示的配合比配制泥浆，计量误差值不大于5%。泥浆搅制系统布置在防渗墙轴线的上游侧，泥浆搅拌站布置1m3泥浆搅拌机6台，贮浆池容量100m3。泥浆通过Ф150mm管线输送到贮浆池，再由贮浆池分送各施工槽孔。泥浆必须经过制浆池、沉淀池及储存池三级处理，泥浆制作场地以利于施工方便为原则。 3、施工供电、供水

根据用电总功率配置相应电力，确保造孔机全负荷作业时所需容量，在留有一定储备情况下，至少配置单台造孔机功率的柴油发电机，确保浇筑混凝土连续作业。 布置离心水泵从河道中取水，抽水量满足施工需要，水泵用一备一。 4、混凝土供应

包括混凝土拌合系统、运输设备、浇筑设备等，设备使用完好，数量配置满足混凝土连续浇筑强度需要。 四、混凝土防渗墙施工 1、防渗墙施工流程

2、槽孔划分

防渗墙槽段长度为8m，具体槽段长度划分将根据施工情况进行调整，分为I期和II期施工，先施工I期槽段，待I期槽段达到设计要求后可根据施工安排施工II期槽段。 3、造孔

造孔是防渗墙施工主要环节，本工程由于地质原因，多为砂砾卵石、孤石与漂石，成孔极其困难，对钻机及钻头损耗大，耗时长，用耐磨耐冲击高强合金块实心钻头，现场伴有焊接设备随时对钻头磨耗修复。 （1）造孔方法

防渗墙造孔采用“钻劈法”施工，即先钻进主孔，再劈打副孔。副孔间隔长度一般为1.6m～2.4m。同一槽孔遵循先主孔钻进，后劈副孔成槽的原则，在主孔未终孔时，不得施工副孔。造孔施工中，保证泥浆的性能满足要求，同时保持槽孔内泥浆面不低于导向槽顶面以下0.3～0.5m。 （2）清孔换浆

采用对槽孔孔底泥浆和沉淀物进行置换清除，置换采用抽桶结合泥浆泵方式、槽孔口补浆的方法。清孔换浆结束后1h，槽底沉淀物厚度不得大于10cm。

（3）槽孔验收

造孔中由项目管理人员根据出渣的岩质进行判断，未入岩打出的石渣与河床表层的砂砾卵石相近，入岩后打出的石渣与当地勘探的岩质相近且较为新鲜，收集洗净后装袋标号留样，待专业地质工程师判定。达到深度后由监理工程师采用“重锤法”测量槽孔孔斜、孔形、孔径；用测绳或钻头验收孔深；用经纬仪检查孔位偏差。 入岩判定是防渗墙施工的关键。 （4）清孔验收

孔底淤积厚度不大于10cm（1h后），泥浆密度不大于1.3g/cm3，泥浆粘度小于30s，含砂量小于10%。清孔完成后进行自检，合格后由监理工程师进行槽孔终孔验收。 （5）造孔质量保证

防渗墙槽孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm、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；调整钻机底座水平，对正孔位，采用小冲程（500～800mm）、高频次（40次/min）、勤放少放钢绳的钻进方法，造孔过程中用重锤法检查，严格控制孔斜率；造孔过程中一但出现塌孔、漏浆，采用加大泥浆密度，向孔内加入黏土、锯末、水泥、水玻璃等堵漏材料，避免槽内浆面大幅度降落，确保孔壁稳定和槽孔安全。造孔过程中如遇有大孤石、木头、建筑物等异常现象时，做好详细记录，并提出有效处理措施及时报请监理工程师审批。 4、钢筋笼制作、吊装

制作：防渗墙钢筋笼宽度7.8m，厚度0.8m，先将横筋排列整齐，再将主筋依次穿入（主筋间隔错位搭接），采用间隔点焊就位。钢筋笼保护层用100×100×100mm厚垫块按竖向间距3～5m布置在钢筋笼主筋内外侧（每层布置2～3块）。钢筋笼加工时按设计的位置预留3个水下砼灌注导管孔，并做好标记。

吊装：钢筋笼的端部设4个吊点，吊环采用20圆钢制作，中间部位设置两个吊点，焊在钢桁架竖筋上，同时起吊钢筋笼的头部及中部。起吊钢筋笼采用25t汽车吊整片吊装，起吊时应特别注意防止钢筋笼的扭曲，尽量较少钢筋笼与孔壁碰撞。 5、混凝土施工 （1）混凝土拌制

采用混凝土拌和系统拌制，混凝土的坍落度能够保证始终均匀，拌和好的混凝土物理特性指标控制如下：

入槽坍落度18～22cm；坍落度保持15cm以上时间应不小于1h；初凝时间不小于6h；终凝时间不大于24h；水胶比小于0.60。 （2）埋设混凝土导管

导管直径不低于25cm，单根导管长度2～3m，8m槽段安装3根，导管间距不大于3m，距离防渗墙端部不大于1.5m；导管埋入混凝土深度控制在2～6m；导管底中距槽底距离应控制在30cm范围内。

（3）混凝土的运输和浇筑

防渗墙混凝土由混凝土罐车运输至防渗墙混凝土浇筑的分料仓，再由分料仓进入各套导管的漏斗，通过导管灌入混凝土。防渗墙混凝土采用泥浆下直升导管法浇筑，利用压球满管法开浇，自低至高处逐管进行，导管使用前要进行密封承压试验。

在开浇时先浇入3m3砂浆以隔离泥浆，随后浇筑经计算不低于首次灌注所需相应数量的混凝土，确保浇筑后混凝土面处于导管2m及以上。在浇筑过程中，控制各漏斗均匀下料，并根据混凝土上升速度起拔导管，混凝土面上升速度不小于2m/h，导管提升利用钻机自身卷扬控制。混凝土浇筑时，在槽孔入口处随机取样，用于检验混凝土的物理力学性能指标。混凝土浇筑是施工重点，施工员全程跟踪计算浇筑混凝土数量并掌握槽孔内混凝土浇筑状况，做好详实记录。 （4）检查孔施工

防渗墙成墙28d以后进行检查孔施工，为保证防渗墙施工工期，检查孔施工与防渗墙施工可穿插进行，即在每个槽孔防渗墙完成28天后若布置有检查孔，地质钻机进行检查孔取芯，孔径为φ130mm。每孔均做压（注）水试验，检查孔封孔方法为机械压浆封孔法，封孔材料为水泥砂浆。

6、骑缝孔及防渗墙头部施工

骑缝孔在I期和II期防渗墙施工完成后进行，根据设计要求孔径21.9cm，孔深8m，必须在防渗墙施工完成后28天后施工。

防渗墙头部施工结合大坝填筑进度，结合连接板同步施工，以确保工程整体防渗效果。 五、总结

面板堆石坝混凝土防渗墙施工难点主要在造孔环节，重点控制入岩深度、成孔尺寸以及清孔程度，尤其入岩深度判定直接关系工程整体防渗效果。其次混凝土浇筑过程，施工中始终保持混凝土浇筑连续，重点控制首次浇筑混凝土数量，通过计算控制混凝土导管提升速度。 由于方溪水库工程河床深覆盖层的特殊性，为减小防渗墙因受堆石坝侧向挤压力导致墙身发生形变消减防渗效果，可选择在不影响工程整体进度，待堆石坝填筑接近尾声时施工。