富海文

（浙江省水利水電工程局，310020，杭州）

吳家園水庫位于浙江省內(nèi)藻溪支流西溪上，壩址距溫州市蒼南縣城12 km，控制流域面積 32.6 km2，總庫容2178萬m3。地理位置重要，直接關(guān)系下游蒼南縣城30萬人的安全，同時(shí)還承擔(dān)著對藻溪、靈溪等城鎮(zhèn)的供水任務(wù)。在40多年的運(yùn)行過程中，雖然經(jīng)過加固、保壩，但效果并不顯著，經(jīng)過安全鑒定，吳家園水庫攔河壩存在填筑質(zhì)量差，防滲體系不完善，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定不滿足規(guī)范要求等情況，急需對攔河壩壩體進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

一、防滲墻施工情況簡介

吳家園水庫攔河壩為黏土心墻土石壩，外部為砂礫石壩殼，壩頂高程49.60m，最大壩高32.49 m，壩頂長232.6m，頂寬4.5m（改建后為6.0m）。據(jù)水庫老職工介紹，在興建后期，由于趕搶施工進(jìn)度，壩體上部填筑質(zhì)量較差（原壩體填筑疏松），地質(zhì)情況相當(dāng)復(fù)雜；此外，前期由于政策處理等原因，工程正式開工已經(jīng)到10月，次年4月中旬即進(jìn)入汛期，施工工期短。

吳家園水庫大壩加固采用單排C10低彈?；炷练罎B墻加固方案，墻體厚度 0.8 m，長度 232.74m，墻底深入壩基弱風(fēng)化基巖內(nèi)1.0m（局部加深），最大墻深67.0m。根據(jù)設(shè)計(jì)長度將防滲墻劃分為29個(gè)槽段，每個(gè)槽段長8 m，計(jì)劃成墻面積10144m2。改建后大壩軸線較原壩向下游移2.15 m，防滲墻中心線位于改建后大壩軸線下游0.1 m，上部新建“L”形混凝土防浪墻。

二、防滲墻施工技術(shù)難題和解決方案

在本工程混凝土防滲墻施工中遇到一些技術(shù)難題，其中主要有：①單排防滲墻對孔位位置及槽孔垂直精度要求高；②地質(zhì)情況復(fù)雜，在鉆打槽孔的過程中，發(fā)現(xiàn)壩頂高程下12 m處有一砂卵石層，存在嚴(yán)重漏漿現(xiàn)象；③槽孔底部浮渣、浮泥淤積嚴(yán)重，接頭孔墻身夾泥難于清洗；④防滲墻與兩岸壩頭連接部位巖體連接，防滲墻基礎(chǔ)與岸墻基礎(chǔ)連接；⑤由于工程原因，需要對壩體的左右岸山體進(jìn)行爆破，爆破產(chǎn)生的震動(dòng)波可能使已成墻的墻體產(chǎn)生裂縫乃至斷樁，影響壩體穩(wěn)定及防滲。

1.孔位及槽孔垂直精度控制

由于本工程地質(zhì)條件主要為心墻黏土地層，在現(xiàn)有的機(jī)械技術(shù)條件下，為有效保證防滲墻精度，需要先控制導(dǎo)向槽的精度。先在左右兩岸設(shè)置半永久性的軸線控制點(diǎn)，按控制點(diǎn)嚴(yán)格控制導(dǎo)向槽位置及澆筑厚度，確保澆筑成槽以后槽寬1.0m且以軸線為中心距上下游各50cm；其次在槽段的下游兩側(cè)的槽板梁上口頂面，設(shè)置單孔中心點(diǎn)，并標(biāo)明單孔的孔號和孔位，在施工槽段兩側(cè)的上游側(cè)設(shè)立防滲墻軸線臨時(shí)基準(zhǔn)樁，用于檢查各孔位置。主要采用鉆劈法（主孔鉆進(jìn)，副孔劈打），采用 10臺(tái)CZ—30型沖擊式鉆機(jī)并配以 1.3～2.5 t的十字沖擊鉆頭和空心長鉆頭造孔。為保證垂直精度（孔斜不大于0.4%），主、副孔鉆進(jìn)主要依靠沖擊鉆的切削作用成孔，開槽精度控制在1∕2000以內(nèi)并用抓斗抓取碎石渣，對于其中的小墻劈打要移到小墻中心，且劈打時(shí)控制沖程，輕打穩(wěn)打，同時(shí)施工中采用多種監(jiān)測手段，有效保證孔位的平直和槽孔垂直度。

2.防塌堵漏措施

原壩體填筑質(zhì)量較差，較為疏松，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工前已有預(yù)計(jì)，故確定在30m高程以上，用十字鉆造孔，禁止使用空心鉆造孔，壓實(shí)上部土體，減少塌孔風(fēng)險(xiǎn)。但在鉆打槽孔時(shí)，發(fā)現(xiàn)壩頂向下12m處存在砂卵石層，這一高程漏漿情況嚴(yán)重，在大壩下游多處出現(xiàn)明顯滲漏點(diǎn)，導(dǎo)致多個(gè)槽段在造孔過程中出現(xiàn)塌孔，且在回填之后繼續(xù)造孔時(shí)又出現(xiàn)塌孔，多槽段出現(xiàn)塌孔導(dǎo)致施工平臺(tái)下陷。為解決這一問題，首先適當(dāng)加大制備的泥漿比重，適量摻入外加劑，并且加入木屑，對集中滲漏通道進(jìn)行堵漏；其次對嚴(yán)重坍塌引起施工平臺(tái)下陷的槽段采用先將坍塌槽段下部用黏土進(jìn)行回填，上部約4m用素混凝土澆筑回填，填高下陷的平臺(tái)，待上部混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行造孔。

3.槽底浮渣浮泥與防滲墻接頭處理

采用泵吸式反循環(huán)與抽砂筒法相結(jié)合的施工方法進(jìn)行孔底清淤，在臨澆筑前，進(jìn)行清孔換漿，降低泥漿中的含泥量，同時(shí)合理安排清孔及澆筑時(shí)間，盡量縮短終孔驗(yàn)收和澆筑的時(shí)間間隔，減少泥渣的沉淀，保證1小時(shí)內(nèi)孔底落淤厚度在10cm以內(nèi)，表現(xiàn)為清孔驗(yàn)收時(shí)抽取的泥漿含泥沙量少于5%，即可保證在澆筑時(shí)混凝土與基巖有效連接。

在有接頭孔混凝土澆筑過后24小時(shí)，基本凝結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度并保證垂直度的前提下，采用鉆機(jī)鉆打接頭孔。在二期槽段澆筑混凝土前用多極刷子鉆頭對孔壁連接位置進(jìn)行長時(shí)間的刷洗，直到刷子鉆頭上不帶泥屑為止，保證刷洗質(zhì)量，并使得一期槽段與二期槽段混凝土緊密連接，保證了墻體有連續(xù)穩(wěn)定的抗?jié)B性。此后的雙孔超聲波探查結(jié)果顯示被測槽段間均質(zhì)性、密實(shí)性好，無明顯夾泥層。

4.墻岸連接

為了確保壩體兩岸壩頭連接部位巖體、防滲墻基礎(chǔ)以及岸墻基礎(chǔ)的緊密連接，防止在兩壩頭處出現(xiàn)繞壩滲流，需對防滲墻、岸墻及連接部位巖體進(jìn)行防滲處理。本工程采用開挖連接處、再輔以C20混凝土回填，并且采用帷幕灌漿來進(jìn)行處理。最窄處不小于2.4 m，長度左岸岸墻為4.5 m，右岸岸墻為5.83m。與新建混凝土防滲墻的連接處采用鑿凹槽、設(shè)垂直止水銅片并用二期混凝土連接。底部建基面和山體連接處采用人工開挖至弱風(fēng)化巖，在底面和側(cè)面巖體再鑿出止水槽，經(jīng)設(shè)計(jì)地質(zhì)工程師現(xiàn)場地質(zhì)驗(yàn)收合格后再進(jìn)行混凝土岸墻澆筑。岸墻一次性澆筑完成，中間未留設(shè)施工縫。采用一臺(tái)“JS750”人工智能、自動(dòng)計(jì)量的攪拌機(jī)拌制混凝土，拖拉機(jī)運(yùn)輸車將混凝土運(yùn)送到倉面，二次人工攪拌入倉，用振動(dòng)棒振搗密實(shí)。

為了確?；炷梁痛髩巫笥野稁r基接觸良好，對左右岸的可能滲漏點(diǎn)利用帷幕灌漿進(jìn)行封堵，共布置50孔（右岸 20孔，左岸 30孔），采用單排分三序進(jìn)行，孔距2.0m，左岸帷幕延伸到正常蓄水位+0.5 m與相對隔水層線相交處，右岸帷幕延伸到溢洪道與左岸帷幕相連接，灌漿壓力0.3 MPa，造孔采用鉆機(jī)造孔。對固結(jié)灌漿和帷幕灌漿的檢查孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，結(jié)果表明灌漿后各孔段在規(guī)定水壓力下的透水率均滿足設(shè)計(jì)透水率標(biāo)準(zhǔn)。

5.爆破控制

大壩右岸溢洪道改建需要對溢洪道右側(cè)山體進(jìn)行爆破，大壩左岸上游離大壩50m處進(jìn)行石料的開采爆破。為了防止地震波可能會(huì)對已澆筑成墻的防滲墻體的破壞，組織有關(guān)人員、專家進(jìn)行安全評估，并要求施工單位在靠近大壩一側(cè)進(jìn)行爆破時(shí)采用淺孔小炮的爆破方式。加強(qiáng)對墻體及帷幕灌漿的檢查，利用超聲波對墻體進(jìn)行探查。超聲波探查采用RS-ST01C非金屬聲波儀對4個(gè)槽段6個(gè)檢測孔進(jìn)行了雙孔超聲波探查。

結(jié)果顯示混凝土波速正常，均質(zhì)性、密實(shí)性好，槽段與槽段間無明顯夾泥層。

三、經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)

在吳家園水庫除險(xiǎn)加固壩體防滲墻工程的施工中，由于前期地質(zhì)勘探工作不細(xì)，對攔河壩壩體地質(zhì)情況估計(jì)不足，在鉆打防滲墻槽孔時(shí)，出現(xiàn)2次大規(guī)模的塌孔，導(dǎo)致整槽段坍塌，施工平臺(tái)下陷，壩體橫向劈裂，不但嚴(yán)重影響了工期，而且造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，本次工程重新對壩體進(jìn)行地質(zhì)勘探，做了地質(zhì)勘探補(bǔ)充報(bào)告，完整地描述了地質(zhì)狀況，并且增強(qiáng)施工人員的防塌意識，增加泥漿泵，提高泥漿的補(bǔ)充速度，對于儲(chǔ)備數(shù)量不足的黏土抓緊備料，并在發(fā)生塌孔時(shí)迅速進(jìn)行回填。減少坍塌的可能性，保證防滲墻施工按時(shí)順利地完成。

此外，在防滲墻混凝土配合比確定的過程中，碰到了在復(fù)雜土質(zhì)條件下確定合適的抗壓強(qiáng)度、彈模指標(biāo)等問題。為此，要求施工方試驗(yàn)室對防滲墻塑性混凝土配合比進(jìn)行試驗(yàn)以達(dá)到設(shè)計(jì)提出的小于等于4800mPa的要求，并出具試驗(yàn)報(bào)告。根據(jù)防滲墻混凝土應(yīng)具有良好的和易性、黏聚性及較大擴(kuò)散性的施工特點(diǎn)，以滿足混凝土自密實(shí)要求。需確定以下參數(shù)：①水膠比是決定混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B性及耐久性的重要參數(shù)，故選用0.55、0.59、0.62三種水膠比進(jìn)行對比試驗(yàn)；②在混凝土中摻入膨潤土可以有效降低模強(qiáng)比，提高抗?jié)B性，并保證混凝土具有良好的和易性，故選取20%、25%、30%進(jìn)行對比試驗(yàn)；③砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的比表面積發(fā)生明顯變化，將對混凝土拌合物的流動(dòng)性、黏聚性產(chǎn)生顯著的影響，綜合考慮所用砂的粗細(xì)及石子粒級，選用46%、47%、48%三種砂率進(jìn)行比較試驗(yàn)；④混凝土單位用水量的多少是控制混凝土拌合物流動(dòng)度大小的主要參數(shù)，本次試驗(yàn)混凝土單位用水量應(yīng)為拌合物坍落度180～220mm、擴(kuò)散度340～400mm時(shí)的用水量。經(jīng)試驗(yàn)得出，水膠比在0.55～0.62之間、摻入膨潤土量在20%時(shí)、砂率在46%～48%之間、用水量在 220～235 kg/m3之間均能滿足設(shè)計(jì)要求。防滲墻試塊及鉆孔取芯試驗(yàn)結(jié)果表明，防滲墻抗?jié)B滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)W8，彈模滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，抗壓強(qiáng)度達(dá)到C10混凝土標(biāo)準(zhǔn)。

四、結(jié) 語

吳家園水庫除險(xiǎn)加固工程的重點(diǎn)是攔河壩防滲系統(tǒng)的施工，而攔河壩防滲系統(tǒng)施工的重點(diǎn)又是防滲墻施工，防滲墻的施工質(zhì)量關(guān)系到整體工程加固的效果。雖然遇到了一些問題，但是在現(xiàn)場代建、監(jiān)理和施工人員的共同努力下，解決了在復(fù)雜壩體地質(zhì)條件下進(jìn)行防滲墻施工的難點(diǎn)，保證了防滲墻的成墻質(zhì)量，確保本次除險(xiǎn)加固達(dá)到既定的目標(biāo)。

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