雙塔堡水庫(kù)壩體防滲墻入巖深度控制要點(diǎn)

王 平 李曉東

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局雙塔灌區(qū)管理處，甘肅 酒泉 736100)

雙塔堡水庫(kù)壩體防滲墻入巖深度控制要點(diǎn)

王 平 李曉東

(甘肅省疏勒河流域水資源管理局雙塔灌區(qū)管理處，甘肅 酒泉 736100)

雙塔堡水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程建設(shè)過(guò)程中,壩體防滲墻質(zhì)量控制是重點(diǎn)，本文詳細(xì)介紹了壩體防滲墻入巖深度控制方法及控制要點(diǎn)，供類似工程施工參考。

雙塔堡水庫(kù)；防滲墻；入巖深度；控制要點(diǎn)

1 工程概況

1.1 工程現(xiàn)狀

雙塔堡水庫(kù)位于酒泉市瓜州縣城以東約48km的疏勒河中游河段上，始建于1958年，1960年3月蓄水。主要建筑物包括：主壩,1號(hào)、2號(hào)副壩，輸水洞，正常溢洪道，非常溢洪道，泄水渠，輸水渠等。1978—1984年、1996—1998年、2002—2005年分別進(jìn)行了除險(xiǎn)加固。

除險(xiǎn)加固工程主要內(nèi)容包括：主壩和副壩壩體內(nèi)增設(shè)混凝土防滲墻和壩基帷幕灌漿；拆除下游壩坡原干砌石，采用夯填砂礫石進(jìn)行培厚及干砌石鋪設(shè)；上游壩坡1327.00m高程以上漿砌石護(hù)坡拆除，改用現(xiàn)澆C25混凝土板護(hù)砌；加寬壩頂2m，設(shè)瀝青混凝土路面；新建“L”形混凝土防浪墻；新建2號(hào)溢洪道，采用閘門控制；改造主壩觀測(cè)設(shè)施，增設(shè)副壩觀測(cè)設(shè)施；更換正常溢洪道工作閘門啟閉機(jī)的電器控制柜、輸水洞事故門導(dǎo)軌；完善庫(kù)區(qū)搶險(xiǎn)道路3km；新建3座公路橋；增設(shè)庫(kù)區(qū)安全防護(hù)圍欄。

1.2 工程地質(zhì)

雙塔堡水庫(kù)位于疏勒河中游“U”形河谷上游低中山丘陵區(qū)，為河谷盆地型水庫(kù)。主壩區(qū)河谷寬約1.10km，谷底寬約0.70km，水庫(kù)壩址地處疏勒河中下游的基巖剝蝕丘陵與洪積傾斜平原交接地帶，主壩置于疏勒河主河槽中，河槽底寬315～327m，兩岸為低緩的丘陵，左岸地勢(shì)相對(duì)較高，右岸低緩且埡口地形較多，各埡口段相連形成1號(hào)、2號(hào)副壩區(qū)。工程區(qū)內(nèi)前震旦系片麻狀花崗巖為樞紐區(qū)分布的主要巖性；新近系上新統(tǒng)疏勒河組土黃—磚紅色砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)砂巖主要分布于庫(kù)區(qū)北岸，下伏于戈壁灘之下；第四系各種成因的堆積層巖性主要有洪積砂礫碎石土、洪積含礫粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土等，廣泛分布走廊地帶，三者呈不整合接觸。

2 混凝土防滲墻施工設(shè)備選擇

壩體、壩基滲漏是水庫(kù)常見的除險(xiǎn)加固項(xiàng)目。壩體、壩基防滲處理是除險(xiǎn)加固工程整體成敗的關(guān)鍵。其中，防滲處理中應(yīng)用最多和效果最好的為防滲墻及帷幕灌漿兩種方式。在混凝土防滲墻施工中成槽施工是混凝土防滲墻成敗的關(guān)鍵，見巖和入巖深度是重中之重。

2.1 成槽機(jī)械設(shè)備選擇

根據(jù)雙塔堡水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)和實(shí)際情況，成槽機(jī)械選擇BAUER GB34型液壓抓斗和SG60A型液壓抓斗，鉆機(jī)選擇為CZ-30型沖擊鉆機(jī)。

2.2 成槽機(jī)械設(shè)備主要性能參數(shù)

SG系列和GB系列液壓抓斗配合沖擊鉆機(jī)是廣泛用于基坑圍護(hù)、堤體防滲等形成地下連續(xù)墻的專用設(shè)備。主要性能參數(shù)見表1、表2。

表1 SG60A型、BAUER GB34型液壓抓斗主要性能參數(shù)

續(xù)表

表2 CZ沖擊鉆機(jī)主要性能參數(shù)

2.3 成槽機(jī)械設(shè)備特點(diǎn)

SG系列液壓抓斗具有較強(qiáng)的施工機(jī)械化程度，便捷的整機(jī)移位方式，安全舒適的操作環(huán)境，作業(yè)穩(wěn)定性高，斗體復(fù)位方便、快捷，開挖的墻體垂直度較高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，成槽速度快。

BAUER GB34型液壓抓斗成槽精度高，抓得準(zhǔn)，垂直度好；挖掘速度快，抓得快，提升速度快，閉斗速度快，遇到堅(jiān)硬的地層可以沖擊；燃油消耗低，抓得省，鋼絲繩消耗低，柴油消耗低，設(shè)備故障率低。

CZ沖擊鉆機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、地層適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，鉆頭磨損后可補(bǔ)焊修理，特別適應(yīng)于砂卵石層、風(fēng)化巖層、卵石、漂石及基巖等。

3 混凝土防滲墻施工指標(biāo)及判別

3.1 混凝土防滲墻的類型及設(shè)計(jì)參數(shù)

雙塔堡水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻為嵌固式槽孔型防滲墻，設(shè)計(jì)采用強(qiáng)度為1～5MPa塑性混凝土，按照設(shè)計(jì)要求，防滲墻入巖深度為0.50～0.80m。為保證入巖深度，以抓斗抓不動(dòng)為入巖起始面，然后改用沖擊鉆進(jìn)行造孔。

3.2 混凝土防滲墻入巖深度判別

抓斗只能抓土層、砂礫石層和強(qiáng)風(fēng)化巖層，對(duì)弱風(fēng)化層和完整巖石無(wú)能為力，因此，抓斗抓到抓不動(dòng)時(shí)，就表示已經(jīng)見巖了，可根據(jù)抓出的巖石樣本進(jìn)行判定，量取槽深，作為判別入巖深度的依據(jù)。

見巖后，采用鉆機(jī)和抓斗配合成槽，先用鉆機(jī)鉆進(jìn)，后用抓斗抓取，屬于鉆挖成槽防滲墻。雙塔堡水庫(kù)壩基巖性為前震旦系片麻狀花崗巖，屬于硬質(zhì)巖。見巖后，鉆機(jī)鉆進(jìn)速度比較快，每小時(shí)可達(dá)30～35cm，而后逐漸減少，到每小時(shí)10～20cm時(shí)，趨于穩(wěn)定，這與巖石風(fēng)化程度有很大關(guān)系，上層巖石風(fēng)化程度大，鉆進(jìn)速度快，下層巖石比較完整，鉆進(jìn)速度慢且穩(wěn)定。這時(shí)利用抓斗抓取剩余巖石，量取深度，就能判別入巖深度。

4 混凝土防滲墻入巖深度控制要點(diǎn)

4.1 孔型控制

孔型控制是防滲墻入巖深度控制的關(guān)鍵一步，主要控制深度、厚度和孔斜。

4.1.1 孔斜控制

按照設(shè)計(jì)要求，孔斜率不大于0.40%；遇有含孤石、漂石的地層及基巖面傾斜度較大時(shí)，其孔斜率控制在0.60%以內(nèi)；孔斜測(cè)量采用重錘法進(jìn)行，主要利用鉆頭或抓斗斗體，采用相似三角形法進(jìn)行計(jì)算。

將抓斗的斗體或沖擊鉆頭放置于孔口導(dǎo)墻下，穩(wěn)定后，通過(guò)架立于導(dǎo)墻上的十字鋼筋，設(shè)置一個(gè)相對(duì)基點(diǎn)，然后緩慢下放斗體或鉆具，每下放2～6m測(cè)量1次，若量測(cè)為2cm，即孔口偏差為2cm。

施工過(guò)程中應(yīng)全程進(jìn)行孔斜控制，及時(shí)進(jìn)行孔斜測(cè)量，當(dāng)遇地層變化時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)測(cè)量頻次，出現(xiàn)偏斜時(shí)及時(shí)糾偏，終孔驗(yàn)收時(shí)應(yīng)測(cè)量孔斜。

4.1.2 位置和厚度控制

開工前，在槽孔兩端設(shè)置測(cè)量標(biāo)樁，根據(jù)標(biāo)樁確定槽孔中心線并且始終用該中心線校核、檢驗(yàn)所成墻體中心線的誤差，孔位誤差不大于3cm。一、二期槽孔套接孔的孔位中心線在任一深度的偏差值應(yīng)能保證搭接墻厚要求，不得大于墻厚的1/3，槽寬不小于設(shè)計(jì)墻厚，施工中根據(jù)抓斗和鉆頭尺寸檢測(cè)(鉆頭直徑和斗體厚度不小于78cm，槽孔寬度不小于80cm)，采用在導(dǎo)墻上標(biāo)記油漆的方式控制抓槽長(zhǎng)度。

4.1.3 孔深及入巖深度控制

孔深測(cè)定采用專用測(cè)繩進(jìn)行，使用前要對(duì)測(cè)繩進(jìn)行檢查校準(zhǔn)，測(cè)繩下面放置一個(gè)測(cè)針，測(cè)繩每隔1m設(shè)置一個(gè)刻度。測(cè)量時(shí)，將測(cè)針下放至孔底，并慢慢提升至測(cè)繩順直，此時(shí)測(cè)取的數(shù)值即為終孔孔深。測(cè)量終孔孔深減去見巖孔深就是入巖深度。

4.1.4 孔底基巖鑒定

孔底基巖鑒定十分重要，只有準(zhǔn)確地鑒定基巖面，才能保證混凝土防滲墻確實(shí)嵌入基巖。

4.2 清孔換漿控制

清孔換漿工序?qū)Ψ罎B墻入巖深度有直接影響，清孔不徹底，會(huì)造成孔底淤積過(guò)多，厚度達(dá)到一定程度后，入巖深度就得不到保證，因此，清孔換漿是保證入巖深度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

清孔方法有抽筒出渣法、泵吸排渣法、抓斗撈取法和氣舉排渣法。該工程采用氣舉排渣法進(jìn)行清孔，同時(shí)不斷地向槽內(nèi)補(bǔ)充新鮮泥漿，以改善泥漿性能及有利于混凝土澆筑。如果單元槽段內(nèi)各孔孔深不同，清孔應(yīng)先淺后深。

清孔換漿結(jié)束1h后，在槽孔底部0.50m部位取樣進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)槽孔內(nèi)淤積厚度不大于10cm、泥漿密度不大于1.15g/cm3、泥漿黏度在32～50s之間和含砂量不大于4%時(shí)，即可結(jié)束清孔換漿工作。否則，繼續(xù)清孔，至達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 導(dǎo)管下設(shè)控制

導(dǎo)管的下設(shè)雖然對(duì)已完成的槽孔入巖深度沒(méi)有大的影響，但導(dǎo)管底部下設(shè)的位置卻非常重要，它直接關(guān)系到入巖混凝土澆筑質(zhì)量。導(dǎo)管下設(shè)按配管圖依次進(jìn)行，每個(gè)槽段布設(shè)2根導(dǎo)管，一期槽端距離導(dǎo)管不大于1.50m，二期槽不大于1m，導(dǎo)管中心距不大于4m，導(dǎo)管底端距孔底一般為10～25cm，當(dāng)孔底高差大于25cm時(shí)，導(dǎo)管中心置放在該導(dǎo)管控制范圍內(nèi)的最深處。

4.4 混凝土澆筑控制

混凝土澆筑是保證防滲墻入巖深度的最后一關(guān)，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對(duì)成墻質(zhì)量至關(guān)重要，一旦失敗，整個(gè)墻段將全部報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)和時(shí)間的損失是很大的，因此，應(yīng)當(dāng)十分重視，周密組織，細(xì)心準(zhǔn)備，把握好每一個(gè)環(huán)節(jié)，做到萬(wàn)無(wú)一失。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)以上各個(gè)過(guò)程嚴(yán)格控制，混凝土防滲墻才能準(zhǔn)確深入巖石，且保證入巖深度達(dá)到80cm以上，這是混凝土防滲墻成敗的關(guān)鍵一步，也是整個(gè)除險(xiǎn)加固工程成功的重要環(huán)節(jié)。

Control Points of Rock Penetration Depth of Cut-off Wall in the Dam of Shuangtabao Reservoir

WANG Ping, LI Xiaodong

(ShuangtaIrrigationDistrictManagementOfficeofGansuShuleRiverAdministrationofWaterResources,Jiuquan736100,China)

In the reinforcement construction process of Shuangtabao reservoir, the quality control of dam cut-off wall is the key point. This article elaborates on the control methods and control points of rock penetration depth of dam cut-off wall and aims to provide for similar projects for construction reference.

Shuangtabao Reservoir; Cut-off Wall; Rock Penetration Depth; Key Control Points

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.02.005

TV640.31

B

1673-8241(2017)02- 0031- 03