抓斗法連續(xù)防滲墻施工技術(shù)在江雄水庫工程中的應(yīng)用

趙 慧

（長春市水利勘測設(shè)計研究院 吉林 長春 130062）

1 工程概況

江雄水庫位于西藏山南地區(qū)貢嘎縣境內(nèi)，距貢嘎縣城33km，在朗杰雄曲上游江雄雄曲上。壩址處海撥3790m，壩址以上流域面積154.17km2，水庫設(shè)計壩高33.66m，壩頂全長691.5 m，總庫容1169.19萬m3，是以灌溉為主的中型水庫。

壩基工程地質(zhì)條件按其成因年代、類型、巖性特征自上而下可劃分為四種工程地質(zhì)單元體。

(1)Q4砂礫卵石層。含漂石、巨石，灰色～灰黃色，呈松散狀，分布于河床漫灘，厚度14m～20m。滲透系數(shù) k=1.10×10-2cm/s～4.05×10-2cm/s，屬強(qiáng)透水。

(2)Q3-2砂礫卵石。含漂石，灰黃，呈中密狀，分布于兩岸二級階地，厚度10.2m～23.0m。滲透系數(shù) k=1.10×10-2cm/s～4.05×10-2cm/s，屬強(qiáng)透水。

(3)Q3-1含粘質(zhì)土礫，灰黃～桔黃色，泥質(zhì)半膠結(jié)，中密～密實狀，厚度13.5m～21.0 m。滲透系數(shù) k=1.64×10-3cm/s～1.83×10-2cm/s，屬中等透水。

(4)Q2粘質(zhì)土含礫，黃色～桔黃色，泥質(zhì)膠結(jié)，密實，厚度16.0m～35.5m；滲透系數(shù)k=5.60×10-5cm/s，屬弱透水。

由于壩基工程地質(zhì)單元體層位復(fù)雜，透水率大，防滲墻施工工程量大，施工質(zhì)量要求高。設(shè)計工程量19859m2，實際完成工程量19760.84m2。

2 防滲墻施工原理及方法

防滲墻的施工即利用各種挖槽機(jī)械，借助于泥漿的護(hù)壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內(nèi)澆注適當(dāng)?shù)牟牧隙纬梢坏谰哂蟹罎B(水)、擋土和承重功能的連續(xù)的地下墻體。江雄水庫大壩基礎(chǔ)防滲工程采用液壓抓斗成槽，澆筑塑性砼而形成一道地下連續(xù)防滲墻。

2.1 防滲墻主要設(shè)計技術(shù)參數(shù)

設(shè)計墻厚0.6m，墻深5.0m～42.0m(根據(jù)Q2層深度決定)，槽孔寬6.8 m。墻體材料采用C10混凝土，抗?jié)B標(biāo)號為W6，入槽坍落度18.0cm～22.0cm，擴(kuò)散度34.0cm～40.0cm；滲透系數(shù)≤1.21×10-7cm/s；彈性模量＜1.4×104MPa。

2.2 主要施工機(jī)械設(shè)備

GB24全液壓抓斗1臺；HC-60液壓半導(dǎo)桿抓斗 1臺；JS500砼攪拌機(jī) 4臺；PLD120、LCS800SQ-Ⅲ配料機(jī)各 1臺；ZL-50E裝載機(jī)2臺；神鋼7035履帶吊機(jī)1臺；PC220-6(1 m3)挖掘機(jī) 1 臺；HT-30 高壓旋噴臺車1臺；鉆機(jī)3臺；200KW、75KW柴油發(fā)電機(jī)組各1臺。

2.3 工程施工方法

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程

在挖槽前，沿防滲墻縱軸線設(shè)置混凝土導(dǎo)墻，以控制軸線，存儲泥漿和穩(wěn)定上部土體。在導(dǎo)墻頂面劃分槽段，標(biāo)定槽段號及標(biāo)高，液壓抓斗和砼澆筑系統(tǒng)分別布置在導(dǎo)墻的上、下游側(cè)。

(1)施工順序

防滲墻造孔采用兩期槽孔施工，一、二期槽孔間隔布置，先施工一期槽孔，后施工兩個槽孔之間的二期槽孔，從而連接成地下連續(xù)墻。

(2)確定槽孔寬度和槽孔分段長度

槽孔寬度按墻厚600mm進(jìn)行設(shè)計。槽孔分段以確保槽孔孔壁穩(wěn)定，一、二期槽孔長度均為6.8m，抓斗最大開度2.4m，齒寬0.6m，即分為三抓。

(3)一期槽孔成槽工藝流程

抓鑿一、二抓→抓鑿三抓→清孔換漿(二期槽刷壁)→聯(lián)合驗槽→下導(dǎo)管澆筑砼。

(4)墻體連接

墻體連接采用切槽式平接接頭，一期槽孔砼澆筑完成24h～36h后，把墻體砼切去10cm～15cm，形成平接接頭。為了保證墻體連接質(zhì)量，在接縫上游側(cè)再用高壓旋噴樁加固、補強(qiáng)接頭，高壓旋噴樁柱直徑為800mm。

(5)泥漿固壁

由于砂卵石地層的松散且具有強(qiáng)透水性，為防止孔壁坍塌，確保固壁效果和清孔換漿質(zhì)量，泥漿應(yīng)具有良好的物理性能、流動性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。施工中采用當(dāng)?shù)卣惩良硬糠峙驖櫷?，粘土粘粒含量大?0%，塑性指數(shù)大于20。泥漿在集中制漿系統(tǒng)配制，并通過專用管路送至泥漿中轉(zhuǎn)站，再由中轉(zhuǎn)站分送各施工槽孔。護(hù)壁泥漿參考性能指標(biāo)：比重1.2g/cm3～1.4g/cm3；粘度30s～35s；膠體率大于97%；失水量小于10ml/30min。

(6)終孔及清孔

槽孔需經(jīng)孔位、孔深、槽孔長度及孔斜等全面檢查驗收，驗收合格后方可進(jìn)行清孔換漿。清孔換漿結(jié)束后，應(yīng)達(dá)到如下要求：孔內(nèi)泥漿比重＜1.10g/cm3，粘度 30s，含砂量＜3%，30min內(nèi)失水量＜30ml。清孔換漿經(jīng)各方聯(lián)合驗收合格后可進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。

二期槽孔換漿結(jié)束前，為保證砼防滲墻各段接頭的連接質(zhì)量，需要用專制鋼絲接頭刷刷洗兩端一期槽孔混凝土孔壁上的泥皮，以接頭刷上基本不帶泥屑為合格標(biāo)準(zhǔn)。

(7)混凝土澆筑

混凝土拌合采用錐形反轉(zhuǎn)出料混凝土拌合機(jī)，控制坍落度在18cm～22cm，擴(kuò)散度在34cm～40cm之內(nèi)。澆筑采用直升導(dǎo)管法雙管澆筑，導(dǎo)管內(nèi)徑200mm，間距3.5m，導(dǎo)管距槽孔端間距1.65m。澆筑中混凝土應(yīng)均勻上升，高差控制在0.5m內(nèi)，上升速度不大于2m/h。導(dǎo)管埋深1m～6m，且每隔30min測量一次槽孔內(nèi)混凝土面高度。

3 工程施工效果

防滲墻施工過程中，對施工原材料、機(jī)口砼進(jìn)行了抽樣送檢，檢測成果均滿足設(shè)計要求。其中，機(jī)口砼檢測成果如表1、表2。

表1 機(jī)口砼檢測成果表

表2 8d強(qiáng)度試驗數(shù)據(jù)檢驗與評

防滲墻施工完成后，分別對對墻體接縫及墻體進(jìn)行了開挖檢查和抽芯檢查，其中，開挖檢查8處，抽芯檢查2個鉆孔，抽芯深度分別為37.7m和39.5m(墻深分別為38.8m、39.4m)。從開挖出露的墻體接縫來看，接縫平整、密實，無夾泥現(xiàn)象，接縫質(zhì)量優(yōu)良。取芯砼外觀良好，芯樣完整，密實，呈長柱狀，無蜂窩，最長芯樣達(dá)2.1m(取樣位置分別為32.4m～34.5m)。另采用壓水試驗進(jìn)行檢查，每鉆進(jìn)5m作一段試驗,試驗成果均小于1.21×10-7cm/s,滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

高原地區(qū)氣壓低、缺氧，地質(zhì)條件相對復(fù)雜。抓斗法造地下連續(xù)防滲墻技術(shù)在西藏高原地區(qū)江雄水庫工程砂礫卵石層中成墻19760.84m2，墻深5m～42m，通過對砼防滲墻的開挖檢查和抽芯檢查，施工質(zhì)量均滿足設(shè)計要求，因此，抓斗施工技術(shù)在低壓、缺氧的高原地區(qū)的應(yīng)用是成功的，能適用高原地區(qū)復(fù)雜的砂卵石地層。陜西水利