贵州省黄平县谷陇片区水务站
【摘 要】本文主要针对水库坝基砼防渗墙施工技术措施、大坝基础设计与布置、墙下帷幕灌浆及工艺做了一些简要的分析。
【关键词】水库坝基；防渗墙施工；工艺
前言
该水库的主要建筑物为沥青砼心墙砂砾石坝，左岸开敞式溢洪道及右岸输水兼导流隧洞组成。水库库容为1090×104m3，最大坝高50.9m坝段全长312m，以灌溉、供水、防洪为主。
二、大坝基础设计与布置
（一）坝址地质条件
水库坝址两岸岩石较破碎，岩坡较陡，呈“U”型河谷，河谷底宽200m，两岸及河床覆盖层下基岩主要为砂岩，泥质砂岩，粉砂质泥岩及砂砾岩组成。裂隙发育。坝址区水文地质条件较简单，气候干操，河流季节性强，冬季河床无水。两岸基岩无裂隙水出露，但由于裂隙发育，坝基及两岸边坡上部透水率较大，存在强透水带，15m深的范围内左岸透水率为5～62Lu．右岸透水率为5～32Lu，坝基透水率为5～59Lu。河床第四纪覆盖层厚度为10～40．0m，岩性为含漂块石的砂卵砾石层，以>20mm的颗粒直径为主，是强透水层。
（二）坝基设计情况
水库大坝设计为三级建筑物，坝体座落在第四纪覆盖层上。对于覆盖层的处理，根据砂卵砾石层厚度，设计选用塑性砼防渗墙，其砼强度标号为150号，抗渗标号为S8、防渗墙厚80cm、墙底砼嵌入基岩0．5～1．0m，最大墙深40．5m，墙顶高程1048．5m墙顶上部为1．5m高的心墙基座、基座上部为沥青砼心墙，墙体底部基岩设单排帷幕灌浆，构成一个整体与两岸边坡灌浆帷幕相连接，形成防渗体系。
三、砼防渗墙施工
（一）施工设备选择
根据砼防渗墙深度、厚度、岩性及工程特征情况。具体选用CZ一22型、CZ一30型冲击钻9台进行造主孔,意大利产CH一60型液压抓斗1台进行抓副孔,选择小型拌和机拌制砼以确保拌制的质量和充足的数量。选择“卡玛斯”翻斗车3台运送浇灌混凝土。
（二）施工工艺流程
施工采用“两钻一抓”法成槽工艺和直升导管法灌筑混凝土。工艺流程见图1。
（三）槽孔建造
（1）槽段划分
依据地质条件，机具性能、造孔方法以及浇筑导管布置原则等把防渗墙划分为24个槽段，左右两岸各1个槽段采用人工开挖。槽段段长划分为8．Om、6．0m。
（2）造孔
主孔采用常规的冲击钻造孔，用泥浆固壁，在造孔过程中随时监测孔形，偏斜及岩样变化情况，孔斜率≯3%，浆液液面始终保持在导向槽顶面以下0．3～0．5m之间，以防孔壁坍塌。为了减少槽孔临空时间，保证孔壁的稳定，使整个槽段的主孔钻至设计要求深度后再抓副孔。
（3）副孔抓造成槽
副孔采用“两钻一抓法”，其工艺为某一槽段先钻完主孔后，再用液压抓斗抓取副孔，副孔长度为主孔直径的1．5倍，为1．2m。副孔完成后再对其底部的基岩进行灌浆处理。
（4）泥浆控制
为保证复杂条件下的顺利成槽，泥浆控制十分重要。泥浆制备根据工程的特点采用粘土中掺入10％的润土。按配合比进行拌制使泥浆性能指标均一，满足成槽条件的要求。 槽内泥浆的控制通常护壁泥浆质量控制的浆液比重为1．2～1．3、漏斗粘度为20～25S和含砂量<3％。
（四）清孔及水下砼浇筑
（1）清孔
清孔采用泥浆罩换法，把比重为1．1～1．2的泥浆用泵注入槽段内，用液压抓斗自槽孔底部把岩屑及沉淀的泥砂挖出，结合抽砂筒清孔，使槽内泥浆及孔底淤积厚度符合规范及设计要求后即可进行下一道工序施工。
（五）质量检查
质量检查为施工过程质量检查及坝后观测孔中水位观测效果检查。砼防渗墙施工经过严格的工序管理及质量控制使得防渗墙22个槽段各项技术指标均符合规范及设计要求，经工程验收领导小组对砼防渗墙进行质量评定，评定为优质工程。经过1年多的水库蓄水运行(蓄水高程为1166．Om)，坝后水位变化不大，在0．5m以内波动，砼防渗墙防渗效果明显。
四、砼防渗墙下帷幕灌浆
（一）防渗墙下帷幕灌浆方案
设计要求对覆盖层下基岩进行帷幕灌浆处理，灌浆深度≮25m，具体深度根据帷幕灌浆先导孔压水试验值确定。由于是在防渗墙下进行灌浆，形成与墙体为一体的防渗体系，且工期要求较紧，是施工的较大难点，因此对灌浆方案必须进行论证。
①为砼防渗墙施工完后在顶部穿墙造孔对下部基岩进行灌浆。在防渗墙轴线上布置1排帷幕灌浆孔孔距2m，穿墙最大深度40．5m，伸入基岩最小深度20m，最大深度30m，总孔深≮60．5m，分序灌浆限定压力，以达到防止基岩透水及提高坝基渗透稳定的目的。
②为在砼防渗墙槽段造孔完成后，浇筑砼之前按一定的孔距下入套管，把套管一起浇筑在砼防渗墙中，直接通过套管对墙下基岩进行造孔灌浆。
③在砼防渗墙槽段主孔造孔完后。在主孔中下入套管，通过套管对下部基岩进行造孔灌浆。主孔基岩灌浆结束后，利用液压抓斗挖取副孔中的覆盖层，当满足砼防渗墙伸入基岩0．5～1．Om深度后下入套管，用粘土在套管周围回填一定厚度，用于封闭套管脚，即可通过套管对下部基岩进行造孔灌浆。
（二）墙下帷幕灌浆施工情况
帷幕灌浆设备采用SGZ一Ⅱ型回转钻3台，灌浆孔的布置采用单排孔，孔距2m，个别部位耗浆量过大时加密灌浆，孔距lm，孔深具体根据先导孔压水试验的透水率值确定，要求连续2段(每段5m)透水率值<5Lu时可终孔，一般孔深为25m。钻进方法采用在导向槽口安置钻机，槽孔主、副孔内下设直径Φ108mm钢质套管，套管下部周围用粘土封堵。选取Φ76-91mm金刚石或硬质合金钻头水循环回转钻进。钻进冲洗采用压力水循环冲洗裂隙，冲洗压力为灌浆压力的80%。直至回水清净为止。灌浆方法采用自上而下分段卡塞循环式灌浆方法，分工序进行施工，逐渐加密的原则，浆液采用稳定性水泥浆液进行灌注，主要由水泥、膨润土、高效塑化剂和水制成。灌浆采用1：l的稳定性浆液开灌，尽快达到设计规定压力。在规定的压力下单位注入率≯0．4L／min时，继续灌注60min即可结束灌浆，然后进行封孔，采用O．5：1的浓浆在1. 2MPa的表压下灌注30min，待封孔结束后拔出套管即完成了单孔灌浆工作，此次帷幕灌浆共完成1 13个孔，从灌浆检查孔资料表明，透水率值<-7．5Lu。符合设计要求。
五、几点结论
水库通过全断面的坝基防渗处理，经一年多的蓄水运行，蓄水高程1160m，坝前水头20m，在蓄水过程中坝后通过水位观测孔测得水位变化幅度不大，在0．2～0．5m之间，说明坝基处理取得了明显的防渗效果，为今后水库正常运行提供了安全保障，对施工工期也有保证作用。
（一）对于第四纪覆盖层下的基岩渗漏问题，可采用通过砼防渗墙槽段的主、付孔中下入套管法，用粘土回填封堵套管外管脚进行基岩灌浆处理方案。此方案的实施仅用9个月的时间就完成砼防渗墙及墙下帷幕灌浆工作，保证了工期及质量、安全可靠，为水库坝基处理的提供最佳方案。
（二）对于20m深的砼防渗墙，槽段间的接头孔采用。预埋砼管”法进行处理，可以提高工效，降低成本。对于较深的砼防渗墙，预埋管下入有一定困难，可做进一步试验，相信一定可成功。
论文作者:张再江
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：防渗墙论文; 基岩论文; 坝基论文; 套管论文; 透水论文; 泥浆论文; 帷幕论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;