塔日勒嘎水电站大坝防渗墙冲击成孔及浇筑试验方案

2014-03-23蔡吉伟

东北水利水电 2014年6期

关键词：清孔护壁防渗墙

戴晶，蔡吉伟

（1.丹东市江河流域管理处，辽宁丹东 118000；2.丹东市水利勘测设计研究院，辽宁丹东 118000）

塔日勒嘎水电站大坝防渗墙冲击成孔及浇筑试验方案

戴晶1，蔡吉伟2

（1.丹东市江河流域管理处，辽宁丹东 118000；2.丹东市水利勘测设计研究院，辽宁丹东 118000）

本文结合塔日勒嘎水电站大坝防渗墙冲击成孔及浇筑的试验，结合坝基水文地质及工程地质特点,制定了施工技术试验方案，在施工中加以应用并获得了成功。

防渗墙；冲击钻孔；清孔换浆；塔日勒嘎水电站

1 工程概况

坝址位于乌合沙鲁大桥以上约 600m 处，大坝4725m2，溢洪道 2000m2左右，防渗墙深 11~35 m 、0.8m 厚 C20 混凝土。坝址区河床宽 60～65 m，两岸地形不对称，右岸洪积扇地形开阔，在临河一线形成 24～27m 高的近直立陡坎，洪积扇地形较平坦，略向河床倾斜，其坡度约 10°，地面高程2243～2360m，距河岸宽约 2.5km，扇面小冲沟较发育，洪积扇厚 35～55m，下部掩埋有古河床及阶地；左岸山坡坡度多为 45°～50°，山顶高程为 2742 m，基岩大部裸露，冲沟内及缓坡处多为坡洪积碎石土覆盖，山体雄厚。坝区河水对普通水泥具硫酸盐型弱腐蚀性，地下水对普通水泥具硫酸盐型强腐蚀性。

基岩为第三系渐—中新统中组（E3～N1）b：在坝段区左岸出露，岩性为红棕色、浅灰色砂岩、粉砂岩互层夹粉砂质泥岩及少量泥质粉砂岩，岩性相变复杂，总厚度 1000～1500m。

第四系地层主要为上更新统洪积（Qp3l）含土碎石、冲积（Qa3l）含泥漂卵石夹砂砾石层，分布于右岸洪积扇及其之下的掩埋阶地与古河床；全新统冲积（Qp4l）含漂石砂卵砾石层、坡洪积（Qd4l-pl）碎石土及崩坡积（Qe4ol-dl）碎块石夹土，主要分别分布于现代河床、冲沟内及坡脚。

坝址区基本为一倾向南西的单斜构造，总体走向 N48°～60°W，与河流近于平行，倾向右岸，倾角多为 55°～65°。坝址区断层不发育，仅在左坝肩发现的一条小断层（F201），沿该断层追索，未发现向上游冲沟延伸。坝区节理裂隙较发育，主要有三组：①横河向节理 N4°～10°W,SW∠50°～60°；② 顺河向节理，N80°～88°E,SE∠75°～85°； ③ 斜河向缓倾角节理，N10°～25°E，NW∠25°～30°。

2 施工技术试验方案

根据施工现场的具体情况，大坝截渗选择单孔成桩施工方法，在坝轴线外做3个钻孔进行试验施工。

2.1 试验的前提

在防渗土墙轴线上采用冲击成孔法是目前在漂石层修筑混凝土防渗墙的唯一有效施工方法。确保了施工质量，节约施工成本，经济效益显著。

2.2 试验的目的

结合工程地质资料，在相应的部位进行补探，在补探的基础上进行试验。根据试验进一步确定适合工程地质条件的施工方法、施工工艺。试验内容主要是 3 孔的深度（30m）、漂砾石层、钻进进度、泥浆参数、槽底清渣效果、成孔的取可行性、导管混凝土浇筑等。取得详实资料，以便指导正式施工。

2.3 试验段的选择

在作业区外平行于设计防渗墙可施工地段，布置 3个试验孔，分两序完成。

2.4 技术要求

认真遵守 SL174-96《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》和施工图中规定的技术指标：设计墙厚 0.8m；深度达到设计高程；墙体材料性能指标为 C20 混凝土；入槽坍落度 18～22cm；扩散度 34～40cm；渗透系数小于 10-7cm/s。

从小到大我对我的老师们印象都不是很好，谢师宴我也就是去露个脸而已。可唯独我人生中的第一位班主任马老师，这个我现在连容貌都想不起来的老太太，却让我怀念无比。这或许是因为小学二年级转学之后新班主任给我留下的阴影太深。也可能是因为小学转学前的那段时光太过没心没肺无忧无虑，太过接近“童年”这个词的本质。我想要重拾那段时光，而我却缺少一个能够用来唤起我回忆的人。就像是两个老朋友聚会，开心的话题很少是现在无奈的生活或者未知的未来，在他们的唇齿舌喉间流过，能让人开心的东西一直只有两种——各自的“酒”和共同的“过去”。思来想去，那个人数多到我名字都记不全的班级里，或许我唯一还能找到的人，只剩下马老师了。

2.5 施工

主要施工工序：场地平整→冲击成孔→泥浆固壁→清孔换浆→混凝土浇筑→接缝处理→质量检查。

单孔成桩的施工工艺：先一序孔、后二序孔（同时泥浆护壁）→槽底清理→清槽换浆。

2.5.1 冲击成孔

在试验槽段上，先冲击 1号、3号孔并灌注混凝土，再冲击中间 2 号小墙。孔壁应平整垂直，一次成槽，一次浇筑混凝土。

在漂石层中成孔，为防止孔壁坍塌，必须采用泥浆护壁。为确保护壁效果和清孔换浆质量，泥浆应具备良好的物理性能。试验过程中，采用当地黏土掺和膨润土，并配入 1%的纯碱。其中黏土的黏粒含量大于 50%，塑性指数 20。泥浆集中拌制后，通过管路送到施工槽段进行护壁。护壁泥浆参数指标：比重 1.1g/cm3，黏度 22s，胶体率大于 97%，失水量小于 100ml/30min。拌制泥浆的方法及时间通过试验确定。造孔过程中槽内泥浆位置应控制在距导墙顶面 40cm。对漏失严重的地层，采取预防措施，加大泥浆比重。发现泥浆漏失，立即堵漏和补浆。抓槽深度达到设计后，方可进行清槽换浆。

2.5.3 清孔换浆

冲孔结束后，应对孔质量进行全面检查，包括孔位、孔深等。检查合格后，进行清孔换浆。孔内泥浆比重小于 1.25g/cm3、黏度 20s、含沙量不大于 1%，孔底沉渣厚度不大于 10cm。

二序孔孔清槽换浆前，应清除一序混凝土壁上的残渣和泥皮。方法是采用钢刷子固定在钻斗上进行分段刷洗。刷洗合格标准是：刷子上基本不带泥屑，孔底淤积深度不再增加,清孔合格后，应必须在4h内浇筑混凝土。

2.5.4 混凝土的浇筑

混凝土的拌和：混凝土拌和由拌合站拌和机搅拌，混凝土的配合比通过试验确定。混凝土塌落度应控制在 20cm，扩散度 34～40cm，塌落度保持15cm 以上的时间应不小于 1h；初凝时间应不小于 6h，终凝时间不大于 24h；混凝土密度不小于2100kg/m3。浇筑采用导管进行，导管内径 250 mm，导管距孔端间距 1～1.5m。浇筑时槽内混凝土应均匀上升，高差控制在 0.5m 以内，上升速度一般为 2～3m/h。导管底部埋深不小于 1m，每隔30min 测量一次槽段内混凝土面高度。混凝土骨料采用机械碎石，粒径应 12mm，砂料拟采用天然中、粗砂。

混凝土的运输：水平运输采用混凝土运输专用车 3 台，垂直运输采用吊车吊料斗进行，用吊车直接对浇筑漏斗，减少成品料中间输送环节，保证浇筑连续性，并配备备用电源，以防停电影响施工。

2.5.5 特殊情况的处理

在冲击成孔时，地层中若有大的块石、孤石、探头石，采用冲击钻冲击破碎，如有槽壁发生大的坍塌，可及时采用优质黏土进行回填、捣实，再进行冲击。