关于CI标砼防渗墙施工

1、绿叶电站ci标砼防渗墙施工摘要：在绿叶电站砼防渗墙施工过程中，遇到了硬度很大的花岗岩孤石、漂石（直径80cm、含量超过50%）和含淤泥较多、很不稳定的粉砂层（孔深 20-29m 左右）等对防渗墙施工及为不利的复杂地质情况。经采用内定向聚能爆破措施，或在漂、孤石比较富集的部位，采取钻孔预爆等措施处理，对遇到的粉砂层由孔内投入粘土和块碎石，反复冲击加固孔壁等措施处理。由孤石、漂石引起的孔故处理施工在地下水位以上部位，采取砼防渗墙超前支护成槽施工方法。砼防渗墙由原来的冲击钻常规成槽、成墙方案改为人工开挖超前支护、冲击钻复合成槽法进行施工。此方法满足施工技术要求，为在典型的孤石、漂石含量大的砼防渗墙施

2、工处理提供了可以借鉴的经验。关键词：大孤石处理、细砂层、人工开挖支护。1.工程概述和地质概况 绿叶水电站位于四川省阿坝州理县境内，为孟屯沟水电梯级四级开发中的第二级电站。该电站为具有日调节水库的引水式电站，工程主要由闸坝枢纽、引水系统、厂区枢纽三大部分组成，总装机容量50mw。厂址区距薛城20km，距理县44km，距汶川47km。汶川理县317国道经过薛城，由薛城经薛孟公路可直达绿叶电站厂区、坝址区，交通较方便。绿叶电站ci标砼防渗墙工程施工自2005年1月15日开钻至2006年4月25日完工，桩号自0+0.00至0+69.00；该工程施工中遇到的地质情况与设计的地质地层有较大的差异，加上防渗

3、墙自身施工的特点，该防渗墙施工难度较大。根据设计资料”库区属薛城卧龙“s”型构造体系中的上孟倒转向斜的北西翼，单斜构造。无大断层通过，地质构造主要表现为节理裂隙：层面裂隙很发育、密集、多闭合、少许分开。坝址岸坡主要由中厚层砂岩夹板岩、千枚岩组成。河床覆盖层主要为：层为第四系全新统现代河流冲洪积层，粒径一般820cm，最大达120200cm，厚1519m；层崩坡积层，粒径一般1520cm，厚015m；层为上更新统冰水堆积层，粒径一般820cm。层为三迭系西康群上统组。”的情况，我部从2005年1月份开始在施工砼防渗墙1、2槽时发现地质资料与设计资料的差异，根据现场施工的原始资料可以看出:此地层较

4、复杂，地层颗粒级配不均匀，漂卵石及孤石含量明显增多，在防渗墙施工中遇到这种漂卵石及孤石含量高达46%以上的情况，且施工20-29m 左右的时候都遇到了细砂层（设计孔深32.8m），它和开挖施工中遇到流沙层相似，使槽孔孔壁无法形成；2005年1月25日，在业主、监理、设计及施工单位参加的月例会上，ci标阐述了砼防渗墙在实际施工过程中遇到的地质地层情况与设计的地质地层不符的情况。2砼防渗墙施工2.1施工布置绿叶电站ci标砼防渗墙施工施工用电由业主在施工现场提供接线点，风、水由本标设置，针对砼防渗墙施工特点、工期和现场建筑物布置情况，结合施工机械性能，制浆站设置在绿叶电站右岸边坡防渗墙轴线上游, 占

5、地面积20*25m2, 浆池结构为浆砌块石，站内布置泥浆搅拌机1台，供浆管路为108mm钢管。砼防渗墙施工用浆由粘土制出合格泥浆后，再抽浆泵通过管路送至槽内，砼防渗墙施工时产生的废水、废浆、钻碴通过沉淀池集中沉淀后排至监理人指定地点或孟屯河内；沉淀池位于倒浆平台的下游，长宽为5*7m，则防渗墙轴线上下游21m内为施工范围（钻机平台宽为9m, 倒浆平台、排污池和沉淀池宽为12m）。2.2 施工设备配备为保证防渗墙施工平均每天按2m2/台计的施工要求，防渗墙钻孔设备选用4台cz-30型冲击钻机，该钻机对本工程地层有较好的适应性，便于操作和维护。制浆设备采用1台sgz-iia型泥浆搅拌机（改装），装

6、载机、吊车、自卸汽车各1台，砼浇筑配备150m直径为22的导管。2.3 施工技术要求2.3.1.施工平台及导向槽修建施工平台修建利用反铲或装载机先将平台铲平，后碾压密实，并将多余的土石方运走；导向槽开挖利用反铲沿防渗墙轴线开挖断面为宽深=2.5m1.5m的深槽，并将导墙基础用反铲来回碾压密实，再布筋立模浇筑导墙，导墙修建必须满足下列技术要求：（1）导墙应平行于防渗墙中心线，其允许偏差为1cm；（2）导墙顶面高程（整体）允许偏差为1cm；（3）导墙顶面高程（单幅）允许偏差为0.5cm；（4）导墙间净距允许偏差为0.5cm；导墙和施工平台均采用c20混凝土。其中钻机施工平台要求平整，待混凝土达到一

7、定强度后，铺设钻机轨道。在各个施工场面挖设排污沟和沉淀池。2.3.2.造孔（1）造孔方法防渗墙成槽施工方法采用“两钻一劈”法，抽桶出渣，墙体连接采用套打一钻法施工。先施工期槽孔，后施工期槽孔，同期槽孔遵循先主孔钻进，后劈打副孔成槽的原则。（2）造孔的技术要求：保证槽孔壁平整垂直，孔位中心允许偏差不大于3cm，孔斜率不大于0.4%；遇含孤石、漂石的地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，其孔斜率不大于0.6%。对于槽孔套接在任意深度的套接厚度不小于设计规定墙厚的2/3；造孔过程中注意槽孔孔斜控制，并根据钻头垂吊法测量孔斜，用定向聚能爆破、打回填等施工措施及时纠偏，以保证孔斜率符合设计要求。槽孔进入基

8、岩的嵌入深度为50cm，并采用抽桶取样方法确定基岩面的分布高程；在造孔施工过程中，孔内泥浆面应始终保持在导墙顶面以下50-100cm内，严防塌孔。 2.3.3.泥浆制备根据工程实际情况和设计要求，本工程拟采用优质的粘土泥浆进行护壁。分散剂采用工业碳酸钠(naco3)；配制泥浆用水采用新鲜洁净的淡水，以免对泥浆性能产生不利影响。2.3.4.清孔槽孔终孔验收合格后，进行清孔换浆工作。（1）清孔验收标准槽孔清孔换浆结束后1小时，应达到下列标准：孔底淤积厚度不大于10cm；泥浆比重1.10g/cm3；泥浆粘度30s；泥浆含砂量5%;期槽在清孔换浆结束之前，用刷子钻头清除二期槽孔端头混凝土孔壁上的泥皮。

9、结束标准为刷子钻头上不再带有泥屑，刷洗过程中，孔底淤积不再增加为准。在清孔验收合格后4h内浇筑混凝土。（2）清孔方法清孔方法采用抽桶出渣的方法。清孔同时，向槽内不断补充新鲜泥浆。清孔时还可以下入钻头不断搅动孔底沉积物，以彻底清除沉碴。2.3.5.墙体混凝土浇筑（1）混凝土配合比及性能：防渗墙混凝土为c20混凝土;（2）对混凝土材料要求：采用普通硅酸盐水泥，其标号不低于p.o 32.5；骨料优先选用天然卵石，砾石且最大粒径40mm，含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%；细骨料应选用细度模数2.43.0范围的中细砂,其含泥量不大于3%，粘粒含量不大于1.0%；外加剂（减水剂、防水剂、加气剂

10、等）的质量和掺量经试验及相关规定确定。（3）混凝土的性能指标满足：入槽塌落度1822cm，保持15cm以上时间应不小于1h；扩散度3440cm；混凝土初凝时间6h，终凝时间24h；胶凝材料用量不少于300kg/m3；混凝土的密度2.1g/cm3。水胶比小于0.65。（4）槽孔清孔验收合格后下设混凝土浇筑导管，混凝土导管为法兰盘连接，管径220mm。（5）混凝土浇筑导管的下设间距、下设深度按照水利水电混凝土防渗墙施工技术规范（sl174-2001）执行。（6）混凝土浇筑方式：采用直升导管法（220mm）浇筑水下混凝土。采用反斗车送砼到槽口储料槽，由分料斗进导管入槽孔或者直接进入分料斗进行浇筑施工

11、。混凝土运输需注意以下几点：浇筑前对车进行常规检修，保证浇筑过程顺利。装料前检查车箱中有无冲洗后的积水，防止污染混凝土。浇筑前对车经过的道路进行整修，保证车平稳运输，防止因道路崎岖过渡颠簸导致混凝土离析。混凝土运至槽口后，设专人指挥倒车、放料，保证混凝土顺利入槽。浇筑结束后，对车进行冲洗维护，保证设备的连续使用。在浇筑过程中，控制各料斗均匀下料，并根据混凝土上升速度起拔导管，导管埋入混凝土的深度宜在1.06.0m之间。混凝土供应强度满足混凝土上升速度不小于2.0m/h的要求。2.3.6.墙段连接本工程墙段连接采用“套打一钻法”。 2.4.施工中遇到的难题及特殊情况处理的方法（1）砼防渗墙在实际

12、施工过程中所遇到的地质情况与设计的地质地层资料有较大的差异，加上防渗墙自身施工的特点及其所限制的施工工艺等，致使ci标砼防渗墙施工难度增大；给我部施工造成较大的困难，加快砼防渗墙施工进度且必须保证砼防渗墙的施工质量的情况下，我部最终在砼防渗墙轴线右岸(桩号0+31.00+69.0) 采用了进行砼防渗墙超前支护成槽施工方法。砼防渗墙由原来的冲击钻常规成槽、成墙方案改为人工开挖超前支护、冲击钻复合成槽法进行施工。以解决砼防渗墙常规的钻劈法施工存在地层较复杂，槽孔易垮塌、漏浆严重、工效低的难题。（1）.1 施工工艺（1）.1.1 施工前期临建施工前期做好试验段的地表排水、槽口防护栏、安设安全警示牌及

13、上下槽孔的爬梯等临建设施。（1）.1.2超前支护成槽施工工艺a浇筑导向槽和施工平台。b衬砌墙开挖 采用人工分层分段间隔开挖，槽孔两边同时开挖，同时衬砌，同时对称支护。c挂网及预埋 挂网的水平纤丝8#200， 竖向纤丝8#200，与四周的预留纤丝牢固连接；预埋钢板固定在纤丝网上，钢板平面紧靠模板内侧。d 立模 保证模板的垂直度，控制槽孔净宽度，并用木板封堵立模的两端，以免砼流出,同时模板的上下部立斜模,保证砼衬砌墙的搭接质量。e 衬砌墙浇筑及拆模 衬砌墙混凝土浇筑采用h2 350b拌和站进行浇筑，浇筑砼完后1天拆模。f 衬砌墙支撑 角钢桁架支撑体系见图1。g 成墙浇筑 开挖成槽后, 采用导管法完

14、成防渗墙的砼浇筑。（1）.1.3超前支护成墙施工工艺a（0+36.50+069）段采用人工开挖方式成槽，导管法成墙，每12m长为一个槽段。b浇筑一期槽时，槽内两端用半圆形模板支护，拆模后对端头进行打毛处理。c砼拌合：采用1套h2 350b拌和站拌砼。d砼入仓：砼通过运输车运至槽边，再通过分料斗、溜筒放入槽内，每个仓号配备3套溜筒。e砼入仓强度控制：砼连续浇筑至防渗墙顶，并高出设计高程0.5m。f砼取样及试验：砼入仓时，在槽口取样，检验砼的各项性能指标。（1）.2 人工支护特殊情况的处理a 对砂层的处理 当衬砌墙开挖过程中遇到砂层时,立即减小单元衬砌槽开挖尺寸,深度0.51m,长度0.51m,开

15、挖厚度可加宽至0.5m左右,并及时对内部回填浆砌石,然后再浇筑衬砌墙。b 对架空层的处理 当衬砌墙开挖过程中遇大的架空层时,处理方式同砂层,必要时可回填流动性好的水泥砂浆。c 当变形观测中发现衬砌墙有变形时,及时加密支撑。d 当开挖过程中遇到暴雨时,人员全部撤离，在槽内采用挖集水坑,用潜水泵排水,待周边排水孔不再排水后12小时再进行作业。e 当下层开挖过程中发现上部衬砌墙移位时,立即增加垂直向支撑,并缩小开挖单元尺寸,减小变形。f 如遇有大探头石,挖出时可能危及更大范围内的开挖时,可把它浇入衬砌里,如有大孤石,直径超过80cm时,可根据石头纹理进行处理，必要时用风钻施工，严禁放炮。（2）漏浆、

16、塌孔处理施工中储备足够的堵漏材料以备用。在造孔过程中，如遇漏浆、塌孔等事故，则采用改善泥浆性能、加大泥浆比重法、向孔内加入粘土、锯末、水泥等措施，确保孔壁稳定和槽孔安全。在槽孔施工中，我部及时组织人员分析事故发生的原因，采取一些方法及时处理，充分保证工程施工的顺利进行；2005年2月10日和2月20日长时间停电，特别是2月20日停电，砼防渗墙施工平台上游泵坑无法抽水，造成施工平台后的地下水位超过砼防渗墙槽内浆面，形成反渗水带走槽内泥浆，致使2号槽出现了不同程度的塌孔，槽内塌孔后测量槽内孔深高程平均8m(原先槽孔主孔全部施工完毕32.8m，副孔平均孔深16m)，塌孔后及时采取措施进行处理，由于停

17、电仅能采取降低平台后地下水位高程，升高槽内浆面及抬高平台（浇高砼平台30cm厚），保证浆液性能指标以满足施工要求，以暂时防止槽孔继续塌孔，但这不是长久之计，为保证槽孔以后继续施工及处理被埋钻头，避免发生槽孔垮塌、机毁人亡重大安全事故，并力争取4月30日渡汛，不得已采取在导向槽塌孔的部位打入螺纹钢对已塌孔的平台下进行浇砼处理。2006年4月14日晚上2：10至2006年4月15日13：00和 2006年4月17日下午18：00至2006年4月21日17：00连续性长时间的停电，防渗墙3#槽在槽孔即将成槽及槽孔都比较深的情况下，无法正常施工，造成黄泥浆沉淀，3#槽是防渗墙合拢槽，地下水的渗漏也比较

18、大，且无法及时补充黄泥浆，致使3#槽发生塌孔。经过监理的现场勘察，上下游均发生塌孔，塌孔方量为48.9m3；经过及时处理，已避免了槽孔继续塌方，将不会影响到槽孔后期的施工，这次塌孔事故使之需重复造孔48.9m3,并在浇筑3#槽时需多回填砼方量27.99m3, 2005年7月7日至2005年7月23日期间，因连续性停电，7#槽已将成槽，槽孔都比较深，黄泥浆沉淀和渗漏而无法补充黄泥浆，使7#槽发生塌孔现象，经过监理的现场勘察，塌孔方量为45m3；需重复造孔45m3,并在浇筑7#槽时需多回填砼方量45m3。（3）掉钻、埋钻处理施工过程中若出现掉钻或埋钻时，将及时组织人员分析事故发生的原因，采取“绳套

19、法”、“打捞法”、或“埋钻移位处理法”等方式进行处理，可充分保证工程施工顺利进行。（4）砂层处理钻进中若遇砂质地层，则需严格控制抽碴次数和时间，加大泥浆比重；或向孔内投入粘土和块碎石，反复冲击加固孔壁。针对绿叶电站ci标防渗墙在实际造孔过程中遇到砂层的情况我部在材料的投入上大大增大，必须在槽孔中加入大量的黄泥和石渣，用黄泥和石渣置换部份细砂层，备好足够的漏浆材料，控制好抽碴次数，并用冲击钻把黄泥、石渣和细砂层冲击挤压密实，形成孔壁。（5）漂、孤石处理在造孔过程中，如遇漂石、孤石以及风化岩块等，影响钻进工效时，则在确保孔壁安全的前提下，采用孔内定向聚能爆破措施，或在漂、孤石比较富集的部位，采取钻

20、孔预爆等措施来提高钻进工效。我部在1、2#槽孔造孔过程中遇到漂石、孤石等严重的影响了钻进工效，我部在确保孔壁安全的前提下，采用孔内定向聚能爆破措施，或在漂、孤石比较富集的部位，采取钻孔预爆等措施来提高钻进工效。（6）浇筑事故处理在浇筑过程中如出现浇筑事故，则优先考虑选用：清除孔内混凝土，重新浇筑混凝土的方法；如清除困难则在上游侧补一道防渗墙，并要保证新墙与旧墙的可靠连接，或用灌浆、高喷等方法处理。无论采用何种处理措施，都需取得监理人的同意，并确保墙体的质量。2.5.防渗墙质量检查防渗墙施工槽段验收采用“三检制”进行验收，即：槽段施工完毕后机组首先进行“自检”，然后由技术人员进行“复检”，复检合

21、格后，再由项目部终检人员进行终检，合格后再通知业主、设代、监理人四方会同进行“会检”。（1）成槽质量检查成槽质量检查采用“重锤法”检测，可测量槽孔孔形、孔斜等参数，且快捷方便，简单易行。（2）清孔质量检查清孔质量检查使用泥浆测量仪器检测泥浆比重、粘度、含砂量、孔底淤积厚度等指标。（3）混凝土浇筑质量检查主要包括混凝土原材料质量的抽样检查；浇筑导管间距；浇筑混凝土面上升速度和导管埋深；混凝土终浇高程；混凝土出机口和现场取样的物理力学性能检验。按相应技术规范和设计规定进行。（4）防渗墙成墙质量检查防渗墙成墙28d后进行墙体质量检查，检查孔数按槽数的5%计。就本标工程来讲，防渗墙检查孔的布置与取点由

22、设计和业主选定，检查孔都布置在接头孔部位。3施工成果及单元评定情况 砼防渗墙接头孔涉及到的混凝土防渗能力、抗压能力以及套接厚度是至关重要的，钻孔取芯法是使用岩心钻机在混凝土防渗墙上获取试样，通过对ci标砼防渗墙试样的检查试验了解到混凝土墙体的情况无断层；深度且都达到了设计要求。ci标砼防渗墙施工按照施工次序及施工部位共分为9个单元工程。针对施工现场的情况，防渗墙在施工过程中1个槽孔划分为一个单元，在施工过程中严格按照施工工序和技术要求进行，主动接受业主、监理和质检部门的监督检查，主要工序按照“三检制”的程序进行检查验收，合格后方可进行下一道工序的施工，各项技术参数均满足设计和规范要求。且9个单元工程全部合格，优良率达到100%。上述情况说明：a.根据砼防渗墙施工