梅州凱達(dá)水電站二期圍堰防滲墻施工及質(zhì)量控制

鐘明山

【摘 要】本文主要介紹梅州市凱達(dá)水電站圍堰砼防滲墻施工過程及質(zhì)量控制，為其它類似工程的圍堰防滲工作提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】圍堰；防滲墻；施工

1.工程概況

梅州凱達(dá)水電站是一座以發(fā)電為主，兼顧灌溉的低水頭徑流式水電站樞紐工程。二期導(dǎo)流主要任務(wù)是在2008年1月至2009年2月期間，完成主廠房、右岸4孔攔河水閘交通橋以下部位所有砼澆筑及右岸土壩等項(xiàng)目施工。因此防滲墻的成功與否直接影響到整個(gè)二期工程能否按期完工的關(guān)鍵。

二期圍堰地下連續(xù)墻為二期施工上、下游圍堰的防滲措施，其中上、下游連續(xù)墻的長度分別約為280m和260m，墻厚為800mm，上游頂高程21.21m，底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-2.14m，平均墻深約22m，下游防滲墻頂高程19.60m底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-2.14m，平均墻深約20.5m，設(shè)計(jì)要求墻體進(jìn)入不透水層1m，墻體采用水下C25素混凝土構(gòu)成。為方便施工，我部擬將連續(xù)墻進(jìn)行分段分序施工，按5m一個(gè)槽段進(jìn)行劃分，上游53個(gè)槽段，下游53個(gè)槽段，共106個(gè)槽段，連續(xù)墻總長540m。

2.施工技術(shù)方案

2.1 施工流程

本工程的地下連續(xù)墻的施工工藝流程如圖所示。

2.2 成槽

（1）成槽的順序：本工程槽段形式均為一字形。施工時(shí)采用跳段開挖的方法，先施工1、3、5……槽段（稱為一期槽段），后施工2、4、6……槽段（稱為二期槽段）。

（2）成槽的方法：

①成槽采用“抓沖結(jié)合”的方法。根據(jù)本工程地層地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，土層、砂層、強(qiáng)風(fēng)化層采用液壓抓斗成槽；部分強(qiáng)風(fēng)化巖、全風(fēng)化巖、二期槽段接頭管位置及較大卵石、孤石采用沖樁機(jī)成槽。

②導(dǎo)向孔施工。為保證一期槽段位置的準(zhǔn)確和成槽垂直度，在使用液壓抓斗成槽前先在槽段兩端各施工一個(gè)直徑為800mm的導(dǎo)向孔。

③達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，再用特制方錘在槽內(nèi)上下來回多次切削修整，使槽壁垂直平整。成槽過程中根據(jù)不同地層變化及時(shí)提取巖樣。

（3）成槽的檢驗(yàn)：槽段開挖完畢，清槽結(jié)束，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員驗(yàn)收合格后，方可吊放接頭管、澆注水下砼。

（4）單元槽段內(nèi)抓斗開挖的順序?yàn)椋?/p>

2.3 槽段接頭處清刷

本工序?yàn)獒槍Χ诓鄱问┕?。清刷混凝土接頭面的工作應(yīng)在清槽換漿前進(jìn)行，用特制的鋼絲刷緊靠接頭面上下移動(dòng)清刷，直到鋼絲刷不帶泥屑為止。由于接頭面是保證連續(xù)墻接頭質(zhì)量的關(guān)鍵，需配專人監(jiān)督實(shí)行。

2.4 清槽

第一階段：成槽過程中清渣

（1）在成槽過程中清渣，用泥漿循環(huán)法，將輸漿管通向孔底泵進(jìn)新泥漿，使已沖開的泥渣上??；

（2）在成槽過程中，對于含砂率大，沉渣厚的槽孔需采用空氣吸泥法進(jìn)行清底，從皮管內(nèi)壓入空氣通向槽底的吸泥裝置，泥砂吸上，并同時(shí)補(bǔ)充新鮮泥漿，保持所要求泥漿液面標(biāo)高的相對穩(wěn)定和槽壁穩(wěn)定；

第二階段：最終清孔

最后清孔時(shí)，采用空氣吸泥反循環(huán)清槽，與第一階段（2）相同，確保清槽后槽底沉渣厚度滿足要求?？諝馕喾ㄊ怯?寸管從管下壓入6-8kg/cm2空氣，使管內(nèi)產(chǎn)生真空差吸取泥渣。操作是沿槽段管口在槽底緩慢移動(dòng)，抽吸槽底沉渣，而在面上不間斷地補(bǔ)充新泥漿，控制槽內(nèi)的泥漿液面不低于導(dǎo)墻頂?shù)?.5m，清槽后，泥漿符合控制指標(biāo)，才能安放接頭管。

在清槽后及灌注混凝土前，槽底沉碴厚度不大于100mm。清槽后，槽底以上0.2～1m處的泥漿比重應(yīng)小于1.2，含砂率不大于8%，粘度不大于28s。

2.5 灌注水下混凝土

澆注水下砼是連續(xù)墻施工控制質(zhì)量的一道關(guān)鍵工序。地下連續(xù)墻混凝土按水下混凝土的要求配制以及澆注。澆注混凝土前須清孔，置換泥漿和清除沉渣，并應(yīng)將接縫面的泥土雜物清刷干凈。

（1）按照混凝土的設(shè)計(jì)指標(biāo)及施工工藝的要求進(jìn)行混凝土的配合比試驗(yàn)，確定混凝土的配合比，塌落度控制在18～22cm。

（2）接頭管吊裝位后，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員對該槽段進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收，然后報(bào)監(jiān)理工程師進(jìn)行最終驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后及時(shí)灌注水下混凝土。

（3）一個(gè)槽段內(nèi)一般同時(shí)使用兩根導(dǎo)管灌注，其間距不大于3m，導(dǎo)管距槽段接頭端不大于1.5m。兩根導(dǎo)管同時(shí)開塞灌注混凝土，并保證兩導(dǎo)管處的混凝土表面高差不大于0.3m。澆注導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為1.5～6m。

（4）每一槽段灌注混凝土前，混凝土漏斗及集料斗內(nèi)應(yīng)準(zhǔn)備好足夠的預(yù)備混凝土，以便確保開塞后能達(dá)到0.3～0.5m的埋管深度，并連續(xù)澆灌。

（5）隔水栓用預(yù)制混凝土塞，開始灌注時(shí)，隔水栓吊放的位置應(yīng)臨近泥漿面，導(dǎo)管底端到孔底的距離應(yīng)以能順利排出隔水栓為準(zhǔn)，一般為0.3～0.5m。

2.6 槽段接頭施工

圓弧形砼接頭是本工程連續(xù)墻的連接方式，即通過在一期槽段施工時(shí)形成凹弧接口面。接頭管在吊裝之前上黃油，接頭管安裝時(shí)使用吊機(jī)吊放，吊放時(shí)應(yīng)緊貼槽壁對準(zhǔn)位置垂直、緩慢沉放，不得碰撞槽壁和強(qiáng)行入槽。起拔時(shí)使用吊機(jī)和拔管器。

本連續(xù)墻墻體無配筋要求，接頭管不能借助鋼筋網(wǎng)來穩(wěn)定，當(dāng)接頭管放置符合要求后，接頭管與導(dǎo)墻上設(shè)置的型鋼架固定。

一期單元槽段清槽完成后于槽段的端部用起重機(jī)放入接頭管。在開始灌注的混凝土初凝后（3～4小時(shí)），開始拔提接頭管。此后約每隔20～30min提拔一次，每次上拔50mm-100mm左右。接頭管不宜停在初凝的混凝土內(nèi)0.5h以上，應(yīng)在混凝土澆筑結(jié)束后4～5小時(shí)以內(nèi)將接頭管全部拔出。其施工過程如圖所示。

3.技術(shù)措施

3.1 連續(xù)墻的成孔和清孔應(yīng)符合的要求

a、導(dǎo)墻中心與槽段中心的偏差不得超出規(guī)范的要求，保證成槽位置的準(zhǔn)確。

b、制作護(hù)壁和排碴用的泥漿：循環(huán)泥漿比重應(yīng)控制在1.1～1.3；施工過程中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿比重和粘度。

c、成槽的垂直度：施工時(shí)要經(jīng)常檢查抓斗的垂直度，并隨時(shí)調(diào)整，尤其是地面至地下10m左右的初始挖槽精度，對以后的整個(gè)槽壁精度影響很大，必須慢速均勻掘進(jìn)。保證成槽垂直度滿足要求。

3.2 防止槽壁坍方的措施

根據(jù)土質(zhì)選擇泥漿配合比，保證泥漿在安全液位以上并無地下水流動(dòng)，在施工期間如發(fā)現(xiàn)有漏漿或跑漿現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)堵漏和補(bǔ)漿；減少地面荷載；防止附近的車輛和機(jī)械對地層產(chǎn)生振動(dòng)。

當(dāng)挖槽出現(xiàn)坍塌跡象時(shí)，迅速補(bǔ)漿以提高泥漿液面和回填黃泥，待所填的回填土穩(wěn)定后再重新開挖。

3.3 混凝土澆注

a、 水下混凝土必須具有良好的和易性，其配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定，坍落度宜為18～22cm（以孔口檢驗(yàn)的指標(biāo)為準(zhǔn)）。

b、 水下混凝土的澆灌：接頭管安放完畢后，應(yīng)及時(shí)灌注水下混凝土，其間歇時(shí)間不得超過4小時(shí)，灌注前應(yīng)復(fù)測沉碴厚度。導(dǎo)管的埋管深度保持1.5～6m，不得大于6m，并不得小于1m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管底端提出混凝土面；監(jiān)理人員及施工技術(shù)人員隨時(shí)監(jiān)測檢查砼澆灌量及撥管高度的情況，如發(fā)現(xiàn)有提管過快立即叫停，重新插管到1m以下，然后才重新澆灌。每槽段的留置試塊不得少于一組。

c、在灌注混凝土過程中，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管漏水、堵塞或混凝土內(nèi)混入泥漿，應(yīng)立即停灌并進(jìn)行處理。

4.質(zhì)量控制

（1） 質(zhì)檢人員應(yīng)對槽孔建造、泥漿配制及使用、清孔換漿、混凝土澆筑等質(zhì)量進(jìn)行檢查與控制。監(jiān)理人員對每個(gè)槽段終孔驗(yàn)收后，進(jìn)行泥漿比重及粘度的抽檢，發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求，則不同意其開倉澆灌砼。立即調(diào)整泥漿各參數(shù)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才開倉。

（2） 槽孔的終孔驗(yàn)收包括下列內(nèi)容：

a.孔位、孔深、孔斜、槽寬；

b.基巖巖樣與槽孔嵌入基巖深度；剛?cè)霂r時(shí)測量一次槽孔深度，最終按超抓20cm（1200cm）來控制終孔深度；

c.一、二期槽孔間接頭的套接厚度。

（3） 槽孔的清孔驗(yàn)收包括下列內(nèi)容：

a.孔內(nèi)泥漿性能；

b.孔底淤積厚度；

c.接頭孔壁刷洗質(zhì)量。

（4） 混凝土澆筑驗(yàn)收包括下列內(nèi)容：

a.導(dǎo)管間距；

b.澆筑混凝土面的上升速度及導(dǎo)管埋深；

c.混凝土的終澆高程；

d.混凝土原材料的檢驗(yàn)。

（5）塌孔處理

12月5日上游防滲墻5#1序槽段發(fā)生塌陷事件，經(jīng)現(xiàn)場分析此次塌方有兩個(gè)原因：

A、此處正是交通要道旁，所有砼灌車都是從此處2米遠(yuǎn)的路上經(jīng)過，成孔是有較大的振動(dòng)；

B、泥漿比重不夠、粘性也沒達(dá)到要求，上游水位由于上游電站放水造成水位較高，造成水壓較大，也是造成此處塌孔的原因。

事后，立即采取措施在泥漿池增加膨潤土，增加泥漿比重等措施，防止再出來塌孔。以后基本每個(gè)槽段的泥漿都加入適量的膨潤土來增加泥漿的粘性。

5.總施工工期

連續(xù)墻施工從施工準(zhǔn)備2007年11月22日到整個(gè)施工結(jié)束2008年1月31日歷時(shí)70天。

6.實(shí)施效果

二期圍堰采用混凝土連續(xù)墻作為土石拋填堰體部分的防滲結(jié)構(gòu)，（一期圍堰采用高噴防滲墻，擺噴板墻厚度大于200mm，一序孔與二序孔間距為1500mm，擺噴角度為25 度，上游頂高程20.34m，底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-8.29m，平均墻深約26m，下游防滲墻頂高程19.60m底高程按地質(zhì)情況走向，最底處為-8.42m，平均墻深約25.1m，）達(dá)到了二期工程施工基坑穩(wěn)定防護(hù)、基坑滲水控制的設(shè)計(jì)要求，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全效果比一期圍堰顯著。一期圍堰日抽水量為25000m3（晴天），二期圍堰日抽水量僅為1800m3（晴天），防滲效果顯著。為二期工程的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。