李阳明

（四川二滩建设咨询有限公司，四川 成都 610021）

1 工程概况

四川毛滩水电站工程位于夹江县顺河乡境内的青衣江干流上，是千佛岩电站至青衣江汇口河段推荐的两级规划方案中的第一级开发方案。该电站采用河床式长尾水渠开发方式，工程开发任务为发电，兼顾灌溉、防洪、城镇工业、生活及景观用水。远期长征渠修建后，服从长征渠灌溉用水，余水发电。电站为混合式开发，装机容量102 MW，水库总库容3×107m3。

2 地质条件及施工特点

2.1 人工回填层

填筑高程为398.6～391.6 m，其回填料为松散的砂石料筛分弃料。

2.2 第四系松散堆积层

第四系松散堆积层广泛覆盖，据钻探及物探测试资料显示，覆盖层厚度为88.26～104.46 m。其岩性特征见表1，地层透水性如表2所示。

表1 枢纽区地层、岩性特征一览表

表2 （砂卵砾石主要物理特性试验成果汇总表

表2 （砂卵砾石主要物理特性试验成果汇总表

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2.3 下伏基岩

下伏基为上部棕红色粉沙质泥岩，夹黄、灰、褐色页岩，泥灰岩，石膏。下部为紫红色砂岩、粉砂岩、夹泥岩。

2.4 施工特点

第一，在防渗墙施工平台填筑过程中，局部经过当地砂石料筛分，为漂卵石层，呈松散架空状态，强透水性。

第二，EL380.6 m以下，部分位置存在胶结岩，导致冲击钻和抓斗施工功效极低，且钻头磨损和抓斗斗齿损坏严重。

第三，成墙面积49 444 m2，月最高施工强度28 100 m2，创国内相同地质条件下，以冲击钻作业为主、抓斗配合施工的防渗墙强度新纪录。

3 防渗墙施工

该工程在厂房基坑开挖线以外形成类似五边形的封闭轴线上，施工混凝土塑性防渗墙，成槽地层均在砂卵石层中。工程量及施工参数如表3所示。

表3 工程量及施工参数

3.1 施工顺序

本防渗墙分上横、右纵、下横、左纵4个分部工程。根据实际情况，上横、右纵、下横率先开钻，左纵陆续跟进。施工高峰期投入冲击钻机108台，抓斗9台套。

3.2 单元槽段划分

单元槽段的长度应根据实际地质条件并结合该地层所选用的造孔方法确定，共划分205个单元槽段（后为避免出现“三期槽”，调整后总槽段为204个，但工程总量不变）。典型槽孔长度划分如图1所示。

图1 典型槽孔长度划分示如图

3.3 护壁泥浆

采用黏土泥浆和膨润土泥浆。主孔钻进时，主要使用黏土泥浆加黏土进行孔内造浆固壁，抓斗抓副孔以及清孔时，以膨润土泥浆为主，黏土泥浆为辅。

3.3.1 膨润土泥浆

制浆材料采用符合《钻井液用膨润土》SY5060—93规定的Ⅱ级膨润土，如表4所示。

表4 膨润土泥浆配合比/%

泥浆主要性能指标如下：密度＜1.1 g/cm3；黏度32～50 s（马氏漏斗）；含砂率＜4%；pH值7～11。新制膨润土浆需经水膨化24 h后使用。

3.3.2 黏土泥浆

制浆材料采用当地的优质黏土。

表5 膨润土泥浆配合比/%

泥浆主要性能指标如下：密度1.1～1.2 g/cm3；黏度18～25 s（500/700 mL漏斗）；含砂率＜5%；pH值 7～9.

泥浆品质的好坏，直接影响孔壁的稳定，因此要定期对泥浆性能进行测试。

3.4 成槽技术

结合本工程地质条件及工期等要求，混凝土防渗墙采用“三钻两抓法”成槽，方法如下。

因上层结构松散，透水性强，仅靠泥浆无法固壁，需改变土层的松散状态结构，封堵渗漏通道，才能成槽，所以钻进主孔采用“边钻进，边回填”的方法。在钻进过程中，向孔内填入黏土，在钻头反复冲击的作用下，部分泥浆附着在孔壁上，形成致密的泥皮，封堵渗漏通道。

副孔主要采用抓斗抓取的方法。所用抓斗型号为利勃海尔843和金泰SG40A、SG35。当主孔穿过回填层进入原始砂卵石地层后，发挥抓斗的设备技术优势，提高了造孔、成墙效率。遇抓斗不能有效抓取的底层，可采用冲击钻进行钻进。

3.5 成墙材料

防渗墙浇筑采用塑性混凝土。

3.5.1 塑性混凝土配合比

3.5.2 塑性混凝土浇筑

采用泥浆下“直升导管法”浇筑混凝土，塑性砼由2×HLS90拌和楼，可保证混凝土料的供料强度。由砼拌和车运送混凝土至浇筑槽段，经溜槽、导管入槽浇筑。

3.6 槽段连接

鉴于工期极度紧张的特点，本工程防渗墙混凝土接头大部分采用YBJ1200型液压拔管机进行“接头管法”墙段连接，拔管方法为慢速限压拔管法。节约混凝土及接头钻凿工时，可以最大限度地保证套接质量。接头管未下设至底部的部位应采用“钻凿法”施工。

本工程使用“接头管法”工艺共拔管5 082.3 m,节约混凝土2 553.35 m3。不仅节约了混凝土二次浇筑量，降低施工成本，同时还减少了接头孔二次造孔工程量，也为高强度的施工工期节约了宝贵时间。

4 施工中的问题和解决方法

4.1 松散回填层的处理

对该部位采取预灌浆，固结松散的回填层，并对5 m以上位置的主、副孔采取钻机平打法进行开槽，以避免抓斗抓取该位置时，对槽段稳定产生不利影响。

4.2 槽段漏浆、塌槽处理

在防渗墙施工过程中，大部分槽段均发生不同程度的漏浆现象，个别槽段反复漏浆，进而引发大面积塌槽。

对漏浆槽段，采取向槽内回填黏土、锯末、膨润土粉等材料进行堵漏处理，并及时向槽段内补充泥浆，避免出现槽段坍塌。

对出现大面积塌槽的槽段，应采取以下处理方法：对坍塌的区域回填浇筑C15混凝土，以稳固槽段，避免坍塌面积进一步扩大；待浇筑的混凝土初凝后，采用冲击钻机重新造孔。

4.3 胶结岩和孤石处理

胶结岩和孤石的出现严重降低了抓斗的效率。对胶结岩和孤石采取钻机劈打法，选用空心钻头，并加配一个空心钻头供焊接周转。同时，改造抓斗的斗体，将抓斗的斗齿由插销活动式改为焊接固定式斗齿，并储备足够数量的备用斗齿。

4.4 接头管起拔

采用接头管工艺时，对起拔接头时间的确定至关重要。起拔过早，混凝土未初凝，处在流动状态，将造成接头混凝土坍塌，不能形成接头孔，给二期槽刷洗接头孔增加难度，或影响刷洗质量而形成夹泥；起拔过晚，会因为起拔阻力太大，造成起拔困难，甚至“铸管”事故。起拔接头管的阻力包括混凝土成型后对接头管表面的摩擦力、黏着力及接头管自重。具体起拔接头管的时间应根据混凝土的强度、设备的起拔力和导向槽基础的稳固程度，并采取实验来合理确定。一般情况下，应在开浇后2 h活动下接头管，以后每0.5 h活动一次。起拔长度要参考浇筑的速度来确定，起拔时要保证接头管起拔后，接头管下部的混凝土浇筑时间不小于6～8 h。

表6 塑性混凝土配合比kg/m3

4.5 混凝土浇筑堵管的处理

混凝土的浇筑质量是防渗墙施工成败的关键环节，有效地控制混凝土的搅拌质量及按规定掌握导管的埋深，是避免发生堵管的关键措施。

发生堵管时，利用吊车上下反复提升导管进行抖动，疏通导管。如果无效，可在导管埋深允许的高度下提升导管，利用混凝土的压力差，降低混凝土的流出阻力，达到疏通导管的目的。

上述方法无效时，重新下设另一套导管。新下设的导管底部应完全插入混凝土面以下，然后用小抽筒将导管内的泥浆抽吸干净，方可继续进行混凝土的浇筑。

5 质量检查和防渗效果

5.1 质量检查

5.1.1 施工期质量检查

单元槽段质量检查内容包括孔深、孔斜、孔底淤积厚度、槽内泥浆性能指标、接头孔刷洗等。施工过程对所有的单元槽进行了质量检查，合格率为100%.

5.1.2 完工后质量检查

防渗墙作为隐蔽工程，有必要对其砼浇筑质量做无损检测，进行防渗墙完整性、均质性和缺陷检测。根据现场实际，采用了钻芯取样检测和物探检测。

钻芯取样检测：在防渗墙轴线布置10个钻芯取样检查孔，其中右纵4个，上横、下横、左纵各2个。通过钻芯取样获得的芯样比较完整。

物探检测：布置40个CT检测孔点，采用跨孔声波和单孔声波对墙体质量进行全面检测。结果表明，整个墙体混凝土均匀密实、连接性好、墙体质量良好。

5.2 防渗效果

厂房基坑于2010年10月1日开始开挖，2010年11月12日挖至设计高程，防渗墙无明显渗水点，防渗透效果良好。

6 结束语

综上所述，毛滩电站厂房小基坑围堰防渗墙工程采用“三钻两抓法”和“接头管法”施工工艺是合理的，有效地解决了砂卵石底层完成高强度施工的难题，并实现了提前12 d完工。