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摘要：广西百色市澄碧河水库除险加固在原混凝土心墙轴线下游侧4m的位置新建一道混凝土防渗墙，设计要求防渗墙深入地形落差较大坝肩基岩。由于二期槽孔造孔和清孔采用常规“钻抓法”和“气举法”清孔，有较大的技术难度且功效低。项目借鉴以往施工经验，经过现场试验后，采用抓斗“纯抓法”和“重凿法”及“气举法清渣”相结合的工艺，很好解决这一施工技术难题。
关键词：澄碧河水库；防渗墙陡坡基岩段；造孔成槽；施工技术研究
1工程概况
广西百色市澄碧河水库位于右江支流澄碧河的下游，具有发电、防洪、养鱼、供水等综合利用功能，总库容11.21亿m3为大（1）型水利枢纽工程。由大坝、溢洪道、引水发电管、坝后电站等建筑物组成。大坝为混凝土心墙与粘土心墙结合的土坝，坝顶高程190.40m，最大坝高70.40m，坝顶长425.0m。初设阶段工程地质勘察原混凝土心墙连续性较差，局部存在波速较低的部位，混凝土心墙内存在横向和纵向裂缝。设计初设建议在原混凝土心墙轴线下游侧4m的位置新建一道混凝土防渗墙。设计混凝土防渗墙墙厚0.8m，墙顶高程188.20m，墙底部嵌入基岩不小于0.5m。设计最大墙深约75.2m，勘探孔揭示最大墙深74.5m，防渗墙轴线长390m。
工程地质：据初设地勘和防渗墙施工前先导孔施工资料，在建坝施工中河床第四纪砂砾石覆盖层绝大部分被清除，除局部位置外，坝基截水槽均挖至新鲜基岩。坝肩段坝肩地形较陡，强风化层较厚，坝基（肩）强风化带岩体透水率在3.5～10.9 Lu间，平均透水率q为7.5 Lu。局部地段受裂隙以及断层的影响，透水率达10～43 Lu，具中等透水性。坝址区弱风化岩体透水率大部分在10Lu以下，为弱透水。
混凝土心墙下部的粘土心墙土以砾质粘土、粘土为主，分布在高程150m以下，干密度1.64g/cm3，渗透系数为2.0×10-5cm/s级别，不满足规范要求。
坝壳料填土均以中等透水性为主，局部为弱～微透水性。高程150m以下的坝壳料主要为褐黄色～黄色含碎石粘土，压实度为85.7%-96.7%。高程150m以上的坝壳料，以含碎石粘土为主，局部为粘土，压实度为91.4%～96.2%。坝壳料填土压实度稍差，达不到规范要求。坝体填土物质以砾质粘土、粘土为主，不存在液化的可能性。
2施工条件
广西百色市澄碧河水库为国家级水利风景区，库水为百色市右江区供水水源地，对施工环保要求较高；降坝后坝顶施工面狭窄。
3施工方案确定
3.1造孔工艺选择
传统冲击钻机造孔工艺，在施工中抽取浆渣会对坝顶和护坡及水源造成较大污染，因此传统造孔设备在本工程施工难度很大，而是选择较先进的抓斗施工机械。
3.2拟定施工方案
项目根据本工程地质条件、现场施工条件及工期等要求，拟定混凝土防渗墙总体施工方案如下：1防渗墙采用“纯抓法”快速成槽，即：基岩以上部分采用液压抓斗SG40A/SG46抓取，底部基岩采用利勃海尔钢丝绳抓斗配重锤钻凿。2采用优质膨润土泥浆护壁，确保孔壁稳定；3“气举法”清孔；4泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土；5采用BG420/100型液压拔管机进行“接头管法”墙段连接，节约混凝土及接头钻凿工时，并可以最大限度地保证接缝质量；6预埋管采用特制钢桁架定位下设。
4 陡坡基岩段抓斗成槽施工
4.1陡坡基岩段成槽遇到的问题
⑴基岩鉴定深度差大：根据二期槽孔F-52-A抓鉴定确定的基岩面28.89m和已施工的一期槽孔F-51-C抓基岩面32.1m，可知一、二期槽孔斜坡基岩面落差3.2m。见图1槽孔底线落差剖面图
⑵接头死角：由于用液压抓斗SG46施工，若按设计技术要求沿原坡度入岩0.5m，在斜坡低端会形成死角，抓斗无法抓取。采用重凿破碎，存在出渣难题。经过充分试验，我们利用了气举法清渣配合的方法，解决了问题。见图2设计槽孔底线接头死角示意图。
图1槽孔底线落差剖面图 图2设计槽孔底线接头死角示意图
4.2造孔方案调整
⑴工艺比较
①以往类似情况采用“钻凿法”工法可处理类似状况，但本工程水库是国家级水利风景区，库水又是水源地，对施工环保要求高，采用钻凿法施工难度很大，排渣成本很高。②工程成槽采用部分基岩及其以上坝体土采用液压抓斗抓取，底部基岩采用钢丝绳抓斗配重锤钻凿，采用“气举法”和泥浆净化装置（ZX-200）反循环处理系统，净化后泥浆返回槽孔内。实现了泥浆重复利用及出渣问题，不仅节约了成本，也保护了环境。现代机械设备使用同时满足了施工和环保要求。
⑵实际造孔方案
①槽孔F-52-A抓造孔，采用金泰SG46液压抓斗抓取上部粘土层和部分基岩，直到抓不动为止；
下部抓不动的基岩部分采用HS855HD钢丝绳抓斗携带重锤破碎结合 “气举法”清渣的工艺成槽。
图3重锤
②施工程序：为满足设计0.5m入岩和台阶高差要求，又不增加基岩造孔工程量，采用HS855HD钢丝绳抓斗携带重锤顺接头孔边侧分层破碎至接头孔深度，宽度为0.8m。
每次重凿0.3m-0.4m进尺后，用6.2m3开山牌螺杆压缩机（型号LG-6.2/8G；排气量是6.2m3/min，排气压力是0.8Mpa，电机功率：37kw）“气举法”清除重凿岩渣，再进行下层基岩破碎，再“气举法”清渣，直至终孔深度。最后形成的端孔部位宽度1.6m，同时满足钢丝刷刷洗混凝土接头和下设导管宽度要求，亦满足死角设计要求。见图4“气举法”清渣示意图，图5实际造孔施工剖面图。
5结语
绝大多数混凝土防渗墙坝肩段槽孔施工都会遇到陡坡基岩段造孔难问题，以往采用“钻凿法”工艺均可以解决类似造孔问题。但受施工场地、环境保护等要求限制，施工难度大。加之传统设备施工成本相对偏高，造孔工效没有抓斗设备高，而采用现代先进抓斗和泥浆净化装置机械结合施工，在类似地层和环境中发挥出了它先进的优点。
本工程采用液压抓斗“纯抓法”和钢丝绳携带重锤“重凿法”及“气举法”清渣相结合工艺，解决了类似陡坡基岩段死角引起工艺上施工困难的技术问题，仅供参考。
论文作者:嵇红光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/5
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