米家寨水库坝体坝基防渗墙施工方法

1、米家寨水库坝体坝基防渗墙施工方法王 建(山西省水利建筑工程局，太原030006)摘要：文中以米家寨水库坝体坝基防渗墙工程的施工方法为论述对象，通过对坝体防渗墙挖、浇筑混凝土施工工艺的论述，总结出了一套在防渗墙施工中切实可行的施工方法。关键词：防渗墙;导向槽;接头孔;隔离球;水下混凝土中图分类号：TV543 文献标识码：B1、工程概述米家寨水库坝体坝基防渗处理采用槽板式连体混凝土防渗墙，防渗墙轴线布置在平行坝轴线上游3.0m处。为便于施工，施工平台设在坝高908.0m处，即坝顶下切1.0m。混凝土防渗墙厚0.8m，墙底伸入基岩2m，或根据施工时勘探孔实际勘测情况确定。混凝土防渗墙与两坝端帷幕搭接

2、，搭接长度2.5m。造孔采用“两钻劈”法施工。槽孔接头采用套接一钻，即相邻槽孔之间搭接一个主孔宽度。其主要工程量有：混凝土防渗墙卵石层造孔 9 525.8m； 混凝土防渗墙岩石层造孔 1 204.1m；混凝土防渗墙坝体土层造孔 6 958.0m；混凝土防渗墙浇筑14 150.3m3。2、混凝土防渗墙施工的前期准备工作2.1坝顶下切工程为满足混凝土防渗墙施工需要，需将原大坝顶下切1.0m，切至坝高908.0m高程平面，拆除施工可采用1m3挖掘机挖土，5t自卸汽车外运，坝坡上游迎水面拆除的块石，可堆放于上游坝坡上以备将来修复坝坡时重复使用；切除的坝体土用自卸汽车运到坝下游河床两岸堆放，其中，部分土

3、体还可以用于铺筑料场和拌和站施工平台，坝体下切完工后，利用推土机整平、压实。2.2混凝土防渗墙前期准备工作 （1）修建泥浆系统根据工程现场场地条件和工程施工需要，黏土泥浆系统必须满足两个槽段同时施工的泥浆需求，所以拟在大坝下游挖砌两个泥浆储浆池，每个储浆池的储量为45m3，搅拌站设于大坝右坝脚河道左岸的空地，选用两台双轴卧式自制高速泥浆搅拌机集中制浆，制成后储存在储浆池中。储浆池配备一台空压机，定期搅动泥浆，以防止结块和沉淀。配备4台250/50型泥浆泵向坝顶槽孔供浆，供浆管路采用3寸钢管，定时清洗，以防止管路堵塞。黏土储料场布置在搅拌机附近，上料采用滚筒式上料机上料。拌制泥浆的施工用水用潜水

4、泵从坝前库中取水。黏土选用当地黏土，其物理指标必须满足设计要求。（2）施工平台施工平台包括导向槽的开挖和混凝土浇筑，钻机平台铺设，倒渣平台，排浆沟等； 修筑导向槽是混凝土防渗墙施工的重要组成部分，它具有如下作用：导向作用。导向槽在冲击钻开钻时的导向作用，使钻机钻头始终沿导向槽的布置而进行钻进。泥浆储存、液面保持作用。冲击钻造孔时，始终要进行泥浆循环固壁工作，依靠槽孔顶部的导墙，可以较好的储存泥浆，防止雨水和其他浆液混入槽孔，保证浆液质量。导墙还可以起到保持固壁浆液液面的作用，以提示槽孔内的泥浆是否满足固壁的需要。槽孔上部孔壁保护、外部荷载支撑作用。混凝土防渗墙施工过程中，槽孔顶部的土体极不稳定

5、，在冲击钻造孔作业时，易损害槽壁，造成坍塌，因此导墙起到挡土墙的作用；在导管浇注混凝土时槽孔易受外力侵害，而此时挡土墙便起到了外部支撑荷载的作用。导向槽的开挖采用挖掘机结合人工进行开挖，自卸汽车运土至下游弃土场，为保证导向槽的强度和稳定性，导向槽采用混凝土结构导向槽浇筑的技术指标应满足下列规定：导向槽应平行于防渗墙中心线，其允许偏差为±1cm；导向槽墙顶高程（整体）允许偏差±1cm；导向槽墙顶高程（单幅）允许偏差±0.5cm；，导向槽间净距允许偏差±0.5cm。钻机平台采用枕木铺设道轨，钻机轨道应平行于防渗墙的中心线，道轨地基应整平压实，以免产生不均匀沉

6、陷，轨枕可填充道渣碎石。道轨铺设一次为90100m，分段依次进行。倒渣平台采用现浇混凝土，其下设置块石垫层，倒渣平台应向排渣沟形成坡面，坡比为15，以便于弃渣顺坡流入排渣沟。平台宽度设为3m，厚度为45cm。排渣沟采用浆砌块石砌筑，表面用砂浆抹面，整条排渣沟向排渣方向形成顺坡，以便弃浆弃渣排弃。排渣沟定期进行清理，保证通畅。排渣沟沿坝轴线每隔90m设一纵向排渣渠，越过导墙和施工平台用导管顺下游坝坡将弃渣送回回浆池。（3）混凝土拌和站混凝土拌和站采用双卧轴强制式搅拌机，砂石料场可利用坝顶弃土铺筑，用推土机整平、压实，混凝土输送管道，可沿下游坝坡铺设到防渗墙浇筑点。3、防渗墙施工3.1施工工序见图

7、1冲击钻孔孔清孔换浆验收混凝土浇筑桩头凿除连施工准备泥浆制备泥浆回收 图1 防渗墙施工工序图3.2施工方法根据本工程施工条件及工期要求，结合每道工序综合考虑，确定从坝左端向右分段施工。（1） 钻勘测孔 混凝土防渗墙在前期工程及临建工程结束后，首先利用地质钻机钻勘测孔，根据勘测实际工程地质情况，确定防渗墙施工参数。（2）孔位确定首先根据防渗墙的总长度及深度考虑划分槽段。计划每8.8m划为一个槽孔段，防渗墙轴线总长276.5m，计划划分34个槽段，最后一个槽段长为12.5m，导向槽做好以后，用隔泥板将每个槽段分隔开，用粘土将导向槽填满，然后测定防渗墙轴线，并在导向槽两端固定记号，测定各孔的位置（主

8、孔和副孔），并用红油漆标在导向槽的下游侧，以便以后施工和确定孔位。主、付孔划分：主孔为序孔，孔径为0.8m，主孔间距为2.0m，采用冲击钻造孔；付孔为序孔，长度为1.2m，采用劈打成槽。单元槽段划分：防渗墙是由多个单元槽段套接而成，一般分两期，即划分孔和孔槽段，槽段段长8.8m，即5个主孔4个付孔。（3）泥浆系统泥浆系统为一独立的施工作业区，负责槽孔钻进所需泥浆。设一名工区主任负责，三班24h作业，共需施工人员18人。（4）混凝土拌和站混凝土拌和站采用两台1m3双卧轴强制式搅拌机拌制混凝土，采用两台HBT60型混凝土输送泵输送混凝土到待浇槽段。混凝土拌和站为一独立施工单位，设一名工区主任负责，

9、三班24h作业，共需施工人员30人。砂石料场可利用坝顶弃土铺筑，用推土机整平、压实，混凝土输送管道，可沿下游坝坡铺设到防渗墙浇筑点。（5）造孔因本工程地质条件及工程要求的特殊性，结合以往的施工经验，选用CZ22型冲击钻钻进成槽的施工工艺，同时结合实际施工情况，采用反循环泵清渣清淤。采用CZ-22型冲击钻机造孔，每台钻机配置一个空心钻头和两个十字钻头，计划共选用8台造孔，分四个机组，分三班分序、分段、同向同时作业。首先铺设好钻机道轨平台，再安装移动台车，台车上固定冲击钻。造孔前调整钻机，使钻头垂直对准孔位。整个防渗墙划分为34个槽段，分两序造孔，单号槽为序，双号槽为序，每个槽孔划分为5个主孔，4

10、个付孔，施工顺序是先序槽孔，相邻两个序槽孔浇注完成后再打序槽孔，同一槽孔内先打主孔，后打付孔，最后劈小墙。孔槽造孔结束后，进行混凝土浇筑，混凝土浇筑12h后，立刻打序和序槽的接头孔。在造孔过程中，孔内泥浆面始终保持在导墙顶面下30cm50cm,严防坍孔。（6）清孔换浆造孔达到设计要求后，采用抽筒抽渣法和反循环泵吸渣法进行清孔换浆，要求槽孔换浆1h后，孔底淤积厚度不大于10cm，孔内泥浆密度不大于1.3g/cm3，黏度不大于30s，含砂量不大于10。清孔换浆合格后，方可进行混凝土浇筑。（7）水下混凝土浇筑其浇筑程序为：配置导管 安置导管 浇筑。配置导管：本工程选配三套258mm无缝钢管作为混凝土

11、浇筑导管，根据已验收槽孔的孔深确定导管长度，由专人进行配制，统一编号，分段组装，以便于指导浇筑混凝土及起拨套管。安装导管：在已验收的槽孔内每间隔2m安置3根导管，使导管下端距孔底20cm，把导管固定在槽孔口，上部安置接料漏斗，并将隔离球放入导管内。导管连接与密封必须可靠，一般在导管顶部设置数节长度为0.31.0m的短管。浇筑：应先注入水泥砂浆，随即浇入足够量的混凝土，确保挤出隔离球，并埋住导管底部。浇筑应连续作业，导管埋入混凝土深度不得小于1m，且不宜大于6m。同一槽孔内混凝土面应均匀上升，上升速度不得小于2m/h，同一上升面各点高差控制在0.5m以内。在浇筑过程中，设专人记录，且在浇筑全过程

12、中，至少每隔30min测量一次槽孔内混凝土深度，绘制出混凝土面上升曲线图，以便于指导整个混凝土浇筑施工及导管拆卸，校对混凝土浇筑方量，检验混凝土浇筑质量。如发现问题，及时分析原因，及时处理。当混凝土面上升距孔口10m左右，因沉积泥浆含砂量大，稠度增加，压差减小，增加浇筑困难，可增用6BS砂浆泵抽排泥浆，以便于浇筑顺利进行，混凝土终浇顶面应高于导向槽底部50cm，待成墙后人工凿除桩头，凿至设计墙顶高程908m。防渗墙混凝土浇筑采用集中拌制，混凝土输送泵管道输送，直升导管法浇筑。混凝土采用流态混凝土，标号为C10，入孔坍落度为1822cm，扩散度应为3440cm，坍落度保证15cm以上的时间应不小

13、于1h；初凝时间应不小于6h，终凝时间不宜大于24h，混凝土的密度不宜小于210 g/cm3。（8） 接头处理 接头孔处理是整个施工的核心，直接关系到施工质量。序槽孔混凝土浇筑完12小时后，立刻在其两端主孔位置各重钻一孔，即劈打序槽和序槽的接头孔，序槽孔清孔换浆结束前，应清除接头混凝土孔壁上的泥浆。用钢丝刷钻头进行分段刷洗，刷至钢丝刷钻头基本不带泥屑，孔底淤积不再增加，方可进行混凝土浇筑。4、混凝土防渗墙质量控制质量控制重在管理，需建立健全质量管理机构和管理制度，责任明确，同时各施工工序严格把关，严格按照国家施工规范进行施工质量控制。1）导向槽的墙面与轴线距离的允许偏差为10mm，顶面应水平。

14、2）每次造孔前必须修正钻头的钢丝绳，水平方向使其准确对准轴线，垂直方向对准所打孔的孔位中心，且每进尺0.5m后检查校正一次。3）造孔使用泥浆的质量对成孔成槽非常重要，施工进程中应严格控制泥浆的以下标准：密度（1.11.2）g/m3，粘度（1825），含砂量<5 %。造孔过程中，泥浆液面应始终保持在导向槽顶面以下50cm以内。4）钻进中应坚持勤松绳，打紧绳的原则，防止斜孔。5）槽孔成型后，经验收合格，需进行清孔换浆，清孔后淤积厚度应小于20cm，换浆标准要达到泥浆规定的比重、黏度、含砂量。6）进行浇筑时，要严格控制槽孔内混凝土上升速度不小于2m/h，三根导管下的混凝土面相差不大于0.5m，

15、导管埋入混凝土中应在16m。7）要严格控制混凝土拌和系统的进料和搅拌情况，保证浇筑混凝土的坍落度。8）混凝土浇筑必须连续，一次浇完。9）两相邻槽孔的接头孔在后一深度的偏差不应大于墙厚的1/3。5、混凝土防渗墙施工特殊问题处理1) 导墙严重变形或底部坍塌时，破坏部位应重新修筑导墙或采取其它安全施工措施。2) 地层严重漏浆，应迅速填入堵漏材料，必要时可回填槽孔。3) 混凝土浇筑过程中导管堵塞，拔脱或漏浆需要重新下设时，应将导管全部拔出冲洗，并重新下设，用小抽筒抽净导管内泥浆继续浇筑，继续浇筑前必须核对混凝土面高程及导管长度，确认导管的安全插入深度。4) 在混凝土浇筑过程中发生质量事故时，若地层可灌

16、性较好，可在需要处理的墙段上游面进行灌浆。6、结语本施工方法为米家寨水库大坝防渗墙施工的基本施工工艺，只有严格按照该程序施工，按有关质量标准进行控制，才能确保工程质量。目前该工程已全部完工，充分说明该施工方案是可行，为我们今后的类似防渗墙施工积累了经验。作者简介：王建，男，1975年生，1997年毕业于山西省水利学校水利工程建筑专业，助理工程师。收稿日期：2008-02-18Construction Method of Anti-seepage Wall in Mijiazhai Reservoirs Dam Body and Dam FoundationWANG JianAbstract: Taking the construction method of anti-seepage wall in Mijiazhai Reservoirs dam body and dam foundation as a discussion object, the paper in