嵌巖混凝土防滲墻施工應用

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0引言

在總結江西省玉山縣七一水庫、豐城市潘橋水庫等水庫大壩和堤防防滲加固工程中混凝土防滲墻施工經驗的基礎上，針對混凝土防滲墻造槽施工和控制松散地層槽孔壁坍塌等問題，形成了嵌巖混凝土防滲墻液壓抓斗純抓法造槽施工技術。應用本項造槽新技術完成了江西省峽江水利樞紐工程庫區樟山防護區樟山堤與隴洲防護區隴洲堤防滲加固處理混凝土防滲墻工程、江西省上高縣保豐水庫擴建工程主壩和1#、2#、3#、6#、7#副壩的壩體混凝土防滲墻工程的造槽施工，取得了較好的成效，施工質量滿足設計和規范要求。

1技術原理

1.1工藝原理

嵌巖混凝土防滲墻液壓抓斗純抓法造槽施工技術的工藝原理是混凝土防滲墻造槽分兩期槽段跳槽段施工，先施工Ⅰ期（單號）槽段，后施工Ⅱ期（雙號）槽段；每期槽段采用液壓抓斗三抓純抓法造槽，膨潤土泥漿固壁，泵吸法清孔換漿施工[1]。

1.2關鍵技術原理

嵌巖混凝土防滲墻液壓抓斗純抓法造槽施工技術的關鍵為液壓抓斗純抓法入巖造槽與自動糾偏及松散地層槽孔壁坍塌控制技術，其技術應用的基本原理如下：（1）液壓抓斗沖擊入巖造槽技術應用的基本原理是選用具有液壓抓斗斗體自重較大（9～30t）、閉合力大（800～1200kN）和主卷揚機配置了自由脫鉤功能裝置的液壓抓斗純抓法造槽，由液壓抓斗直接抓取槽孔內的土體及其下部的中風化帶以上的巖體成槽，簡化了嵌巖槽的造槽施工工藝；如遇較硬的風化巖體，可再使用液壓抓斗主卷揚機特有的自由脫鉤功能，對較硬的風化巖體進行自由脫鉤沖擊破碎，從而完成較硬風化巖體嵌巖槽的造槽。（2）槽孔自動糾偏技術應用的基本原理是在液壓抓斗機的抓斗斗體上安裝了一個用于監測槽孔孔壁垂直度的電腦測斜儀（測量精度≤0.01°）和液壓糾偏裝置（國內領先水平），在抓槽過程中實時自動監測造槽孔江西水利科技JIANGXIHYDRAULICSCIENCE&TECHNOLOGY第48卷第5期2022年10月Vol.48No.5Oct.2022壁的垂直度，操作人員可以根據抓斗的偏斜度，實時對槽孔孔壁垂直度進行自動糾偏操作。（3）松散地層槽孔壁坍塌控制技術是在進行松散填筑土層、砂質地層、砂卵石地層等槽孔壁易坍塌的松散地層造槽時，為了有效控制槽孔壁的坍塌，采取了濃泥漿固壁（泥漿密度≥1.30g/cm3）[2]、抓斗抓槽時慢速下落輕放、抓斗上提出渣時慢速提升（目的是有效降低抓槽時對槽孔壁的擾動，防止槽孔壁坍塌）、抓斗上提出渣時應及時向槽孔內補足泥漿，使槽孔內的泥漿始終保持在正常抓槽時的高度等有效控制槽孔壁坍塌的操作工藝技術，使控制松散地層造槽時的槽孔壁坍塌得到了有效控制。

2施工工藝流程及操作要點

2.1施工工藝流程

2.1.1施工工藝流程

嵌巖混凝土防滲墻液壓抓斗純抓法造槽施工技術的施工工藝流程見圖1。

2.1.2每期槽段的抓槽順序

每期槽段的抓槽順序見圖2。

2.2施工操作要點

（1）施工準備階段的主要工作內容

施工準備階段的主要工作內容為熟悉設計文件和合同文件要求，熟悉施工環境，進行施工圖審查，參加設計交底會議，編制造槽施工方案，建立施工測量控制網，確定項目劃分方案，進行混凝土防滲墻地層復核勘探和施工臨時道路及施工排水系統施工，對施工作業人員進行技術、質量、安全、環境保護與文明施工技術交底，確定混凝土防滲墻的底線高程等。

（2）Ⅰ期槽段造槽施工

造槽采用液壓抓斗三抓純抓法抓槽，膨潤土泥漿固壁，泵吸法清孔換漿施工。在松散填筑土層、砂質地層、砂卵石地層等槽孔壁易坍塌的松散地層造槽時，施工操作要點見關鍵技術原理第3點；在較硬的風化巖體中造槽時，采用主卷揚機自由脫鉤沖擊破碎風化巖體，進行嵌巖槽的造槽。抓槽施工過程中，槽孔內泥漿面應保持在導墻頂面以下30～50cm。對漏失地層，應采取預防措施。在抓槽施工之前就應做好對漏失地層堵漏的準備，儲備好如粘土球、鋸末、水泥等各種不同的堵漏材料和足夠的泥漿。一旦發現泥漿漏失，應立即堵漏補漿[3]。根據駕駛室內的彩色電腦自動測斜控制系統顯示屏顯示的抓斗偏斜度，實時糾偏，與槽孔孔壁應保持平整垂直，壩體土層孔斜率不得大于0.4％，含孤石、漂石地層以及基巖面傾斜度較大等特殊情況，孔斜率應控制在0.6％以內。（3）清孔換漿清孔換漿采用泵吸法，清孔換漿結束后lh，應達到 下列清孔驗收質量標準：①孔底淤積厚度≤10cm；②當使用粘土泥漿時，孔內泥漿的密度≤1.30g/cm3，粘度≤35s（500/700mL），含砂量≤8％；當使用膨潤土泥漿時，孔內泥漿的密度≤1.15g/cm3，粘度32～50s（馬外觀質量漏斗），含砂量≤4％。（4）Ⅱ期槽段造槽施工與清孔換漿Ⅱ期槽段的造槽施工與清孔換漿除按照（2）~（3）的規定施工外，Ⅱ期槽段清孔換漿結束前，應清除接頭混凝土孔壁上的泥皮。清除接頭混凝土孔壁上的泥皮宜用鋼絲刷子鉆頭進行分段刷洗，刷洗的合格標準是刷子鉆頭上基本不帶泥屑和孔底淤積不再增加。

3質量控制

3.1質量控制的主要依據

施工質量控制的主要依據為《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》（SL174-2014）、《水利水電工程施工質量檢驗與評定規程》（SL176-2007）、《水利水電工程單元工程施工質量驗收評定標準—地基處理與基礎工程》（SL633-2012），以及設計要求、施工質量保證措施和施工質量檢測計劃等。

3.2施工質量控制標準

工序質量控制重點項目是槽孔的入巖深度、垂直度、清孔換漿1h后孔底淤積厚度。工序質量控制的關鍵點是保證槽孔的垂直度與入巖深度要符合設計要求。工序質量控制標準見表1。峽江水利樞紐工程庫區隴洲防護區位于峽江水利樞紐工程贛江左岸，距壩址上游16km處，隴洲堤起點位于上隴洲村西部的低山丘崗，經上、下隴洲，并利用現有贛江堤防，終點與同南河右堤相接，堤線全長4.47km。2015年11月，贛江發生罕見冬汛，水位猛漲，峽江水利樞紐庫區隴洲防護區隴洲堤1＋680～3＋600段出現了堤基滲漏險情，為了確保2016年汛期該堤段能夠安全度汛，該滲漏險情段的防滲加固處理工程列為應急防汛工程。隴洲防護區隴洲堤防滲加固處理混凝土防滲墻工程位于隴洲堤3+606.70～1+826.70和1+826.70～堤變0+000.00樁號堤段。混凝土防滲墻布置在堤頂，其軸線位置位于堤軸線上游側1.0m處，防滲墻墻體厚度30cm、墻底伸入強風化基巖1.0m、墻體混凝土抗壓強度R28≥10.0MPa、墻體混凝土抗滲系數為K≤1×10-6cm/s、墻體允許滲透坡度J≥50。

4.2施工效果

隴洲堤防滲加固處理混凝土防滲墻工程施工中應用的嵌巖混凝土防滲墻液壓抓斗純抓法造槽施工技術，加快了施工速度，使該工程達到了江西省防汛抗旱指揮部辦公室要求的在2016年3月底前完工的要求，及時消除了峽江水利樞紐庫區隴洲防護區隴洲堤1＋680～3＋600段在2015年11月贛江發生罕見冬汛時出現的堤基滲漏險情，經受住了5個汛期的高水位洪水考驗。

5結語

液壓抓斗純抓法造槽技術有效控制了松散地層造槽時的槽孔壁坍塌、造槽速度快、槽孔垂直度測量與糾偏方法先進、嵌巖槽造槽工藝簡單、槽孔壁穩定性能好。該技術適用于土質地層、砂質地層、砂卵石地層、弱風化（中等風化）帶以上巖層的土壩壩體及基礎防滲工程、堤身及堤基防滲工程、圍堰防滲工程的造槽施工，具有較好的推廣應用前景。

參考文獻：

[1]黃偉軍，王元旦.液壓抓斗純抓法造槽建造混凝土防滲墻施工工藝在紫云山水庫加固工程中的應用[J].湖南水利水電，2014，194（6）：11-14.

作者:劉初 黃小華 陳惠忠單位:江西省水利科學院 江西省水利水電建設集團有限公司