雙塔水庫(kù)輸水洞防滲墻施工塌孔事故處理分析

王國(guó)輝

(張掖市金水水利水電監(jiān)理有限責(zé)任公司，甘肅 張掖 734000)

雙塔水庫(kù)輸水洞防滲墻施工塌孔事故處理分析

王國(guó)輝

(張掖市金水水利水電監(jiān)理有限責(zé)任公司，甘肅 張掖 734000)

雙塔水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程1號(hào)副壩混凝土防滲墻施工，是此次除險(xiǎn)加固工程的關(guān)鍵分部工程。在工程實(shí)施前，壩體主河道段存在三個(gè)滲漏點(diǎn)，在防滲墻施工過(guò)程中，嚴(yán)把工程程序驗(yàn)收關(guān)，尤其在壩體最大滲流點(diǎn)的老輸水洞部位防滲墻施工中，成功處置了塌孔事故，為同類防滲墻工程施工提供了參考。

縮短槽孔法；老輸水洞；防滲墻施工；塌孔處理

1 工程概況

雙塔水庫(kù)位于甘肅省酒泉市瓜州縣城以東約48km的疏勒河中游，主要樞紐建筑物有主壩、1號(hào)副壩、2號(hào)副壩，輸水洞、1號(hào)溢洪道(原稱正常溢洪道)、2號(hào)溢洪道(原稱非常溢洪道)、泄洪渠、輸水渠等。主壩為黏土心墻砂礫石壩，壩頂長(zhǎng)1040m、寬8m，最大壩高26.8m，壩基防滲型式為黏土截水槽及混凝土防滲墻。雙塔水庫(kù)是一座以灌溉為主，兼顧城鄉(xiāng)和生態(tài)用水、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用的大(2)型水庫(kù)。雙塔水庫(kù)正常高水位為1330.30m，應(yīng)急處理前限制水位不得超過(guò)1329.80m，兩水位間庫(kù)容為1300萬(wàn)m3。原設(shè)計(jì)庫(kù)容2.4億m3。

該水庫(kù)始建于1958年，1960年3月建成蓄水。曾先后進(jìn)行三次除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)、施工。雙塔水庫(kù)主壩雖經(jīng)三次加固處理，但在2013年9月27日，當(dāng)庫(kù)水位達(dá)到1330.21m時(shí)，卻出現(xiàn)了多處滲漏點(diǎn)，目前采用降低水位的運(yùn)行方式。由于雙塔水庫(kù)降低水位運(yùn)行，嚴(yán)重制約了水庫(kù)效益的發(fā)揮，因此，此次對(duì)壩體再次進(jìn)行除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)、施工。1號(hào)副壩工程的主要建設(shè)內(nèi)容是：對(duì)1號(hào)副壩進(jìn)行加固處理，加寬壩頂，培厚壩體；完善防滲體系，壩體增設(shè)混凝土防滲墻，壩基進(jìn)行帷幕灌漿，修復(fù)上游護(hù)坡，增設(shè)壩后反濾體和排水溝等。

2 老輸水洞情況簡(jiǎn)介

老輸水洞位于1號(hào)副壩主河道0+240～0+262處，始建于1958年，在1984年的第二次除險(xiǎn)加固時(shí)予以廢除，新建輸水洞位于主壩右壩肩處，老輸水洞用混凝土填塞。

3 混凝土防滲墻設(shè)計(jì)

此次除險(xiǎn)加固工程混凝土防滲墻設(shè)計(jì)：防滲墻采用柔性材料，28天抗壓強(qiáng)度為1～5MPa，彈性模量小于1000MPa，混凝土滲透系數(shù)不大于1×10-7cm/s，抗凍等級(jí)F200；樁號(hào)0+175～0+334段采用C10抗硫酸鹽塑性混凝土，其余壩段為C10普通硅酸鹽塑性混凝土，墻體寬度60cm，入巖深度1.0m，設(shè)計(jì)采用塑性混凝土防滲墻結(jié)合墻下帷幕灌漿的防滲體系。此次設(shè)計(jì)加強(qiáng)了對(duì)原輸水洞部位的防滲處理，在0+240～0+262段下游增設(shè)了副帷幕灌漿。

4 防滲墻先導(dǎo)孔勘探及施工方案

為了復(fù)核1號(hào)副壩地質(zhì)情況，2016年3月工程主體開工后，根據(jù)規(guī)范要求，建設(shè)項(xiàng)目部及監(jiān)理部立即安排地質(zhì)勘察承建單位對(duì)1號(hào)副壩的地質(zhì)情況進(jìn)行了復(fù)勘，重點(diǎn)對(duì)原輸水洞部位做了詳細(xì)的復(fù)勘，全壩段共布設(shè)先導(dǎo)孔12個(gè)，其中在老輸水洞部位布設(shè)了2個(gè)先導(dǎo)孔。復(fù)勘成果表明：原老輸水洞洞頂為圓拱形，洞頂及側(cè)墻均采用鋼筋混凝土澆筑，兩側(cè)墻寬度在1～2m左右，高度在2m左右。輸水洞封堵施工時(shí)只封堵了洞內(nèi)，對(duì)洞外沒有采取防滲處理等措施，由于水庫(kù)已帶病運(yùn)行多年，原輸水洞部位滲漏主要集中在輸水洞和壩體、輸水洞和基巖的結(jié)合部位，該處巖石裂隙比較發(fā)育，滲漏嚴(yán)重，壩基滲水均排入下游的老輸水渠。

2016年4月24日，結(jié)合輸水洞的現(xiàn)狀滲漏情況，監(jiān)理部組織了由業(yè)主代表、設(shè)計(jì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、地質(zhì)代表及施工單位參加的防滲墻施工專題會(huì)議，共同對(duì)主壩及副壩防滲墻的入巖標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確定，同時(shí)對(duì)1號(hào)副壩老輸水洞防滲墻施工方案進(jìn)行了討論。決定采用抓斗和沖擊鉆機(jī)結(jié)合的施工方法，將1號(hào)副壩樁號(hào)0+244.32～0+251.82段混凝土防滲墻貫穿原輸水洞后深入基巖，將滲漏通道徹底切斷，并確保防滲墻入巖深度不小于1m。

5 防滲墻設(shè)計(jì)配合比

1號(hào)副壩總長(zhǎng)度662m，壩頂高程1332.80m，設(shè)計(jì)防滲墻頂部高程1332.30m，樁號(hào)0+422.83～0+458.71段為1號(hào)溢洪道，該溢洪道兩側(cè)墻均為漿砌塊石結(jié)構(gòu)，考慮到防滲墻與漿砌石的連接難度，決定兩側(cè)采用高壓旋噴進(jìn)行防滲墻連接施工，樁號(hào)0+514.60～0+539.60段為此次新建的2號(hào)溢洪道。整個(gè)壩段共布設(shè)84個(gè)槽孔，最大槽孔寬度8.07m，最小槽孔寬度2.53m，絕大部分槽孔寬度為7.50m，老輸水洞位于樁號(hào)0+244.32～0+251.82處，中心樁號(hào)0+248.07，對(duì)應(yīng)防滲墻35號(hào)槽孔，槽孔寬度7.50m(見下圖)。

防滲墻施工采用抓斗機(jī)和沖擊鉆機(jī)鉆孔成槽、膨潤(rùn)土泥漿護(hù)壁、泥漿下直升導(dǎo)管法澆筑混凝土的施工方案。導(dǎo)向槽采用C20混凝土澆筑，平均口寬68cm，深度1.40m，導(dǎo)向槽側(cè)墻厚度50cm，為保證防滲墻施工中抓斗及沖擊鉆的正常作業(yè)，根據(jù)《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術(shù)規(guī)范》(SL 174—2014)的規(guī)定，導(dǎo)向槽采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樁號(hào)0+175～0+334段防滲墻軸線在原壩體壤土心墻上，其余壩段無(wú)心墻。

1號(hào)副壩防滲墻施工示意圖(單位：m)

塑性混凝土技術(shù)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度R28=1～5MPa；彈性模量E28≤1000MPa；滲透系數(shù)K28≤1×10-7cm/s；滲透比降J>80；初凝時(shí)間不小于6h，終凝時(shí)間不大于24h；混凝土密度不小于2100kg/m2；泌水率為2h<4%。

混凝土采用一級(jí)配，為水下自密實(shí)大流動(dòng)性混凝土(水下導(dǎo)管自下而上澆筑法)；坍落度180～220mm；擴(kuò)散度340～400mm；坍落度保持在150mm以上的時(shí)間應(yīng)不小于1h；黏土粉采用干摻法施工。

水泥采用P.MSR 42.5中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥；細(xì)骨料采用天然砂，粗骨料為粒徑5～20mm的卵石，均由雙塔水庫(kù)附近石料廠生產(chǎn)；黏土粉為附近公司產(chǎn)品；外加劑為FL-HPC型聚羧酸高性能減水劑；拌和用水為水庫(kù)水。

配合比在防滲墻施工前40天委托具有甲級(jí)資質(zhì)的單位設(shè)計(jì)，經(jīng)多方案比較推薦的設(shè)計(jì)配合比見表1。

表1 推薦施工配合比

6 塌孔處理措施

6.1 塌孔發(fā)生過(guò)程

根據(jù)防滲墻施工技術(shù)要求，施工單位先期上報(bào)了防滲墻施工專項(xiàng)施工方案，監(jiān)理單位認(rèn)真進(jìn)行了審核并批復(fù)了意見，在進(jìn)行防滲墻生產(chǎn)性試驗(yàn)后，2016年5月22日，1號(hào)副壩防滲墻施工正式開始。6月9日，老輸水洞處防滲墻35號(hào)槽孔在開挖到15m深度時(shí)發(fā)生塌孔，固壁泥漿在5min內(nèi)流失殆盡。

6.2 處理方案

為保證施工安全，決定在回填35號(hào)槽孔后，先進(jìn)行左右兩側(cè)37號(hào)、33號(hào)槽孔的施工，在33號(hào)槽孔完成后按“趕羊法”逐漸靠近35號(hào)槽孔，初步?jīng)Q定采取縮短槽孔的方案。

該槽孔防滲墻澆筑至老輸水洞洞頂，后期采取加密灌漿，若在抓斗機(jī)開抓成槽過(guò)程中仍有塌孔形象，可對(duì)導(dǎo)墻(導(dǎo)向槽)兩側(cè)的鋼筋混凝土進(jìn)行固壁后再開抓，并將該槽孔寬度由7.5m縮短至2.8m(抓斗機(jī)的斗寬)，將原長(zhǎng)度為7.5m的35號(hào)槽孔，分為長(zhǎng)度2.8m的35號(hào)槽孔和長(zhǎng)度4.7m的35-1號(hào)槽孔進(jìn)行施工。

6.3 實(shí)施過(guò)程

6月16日，開始對(duì)縮短長(zhǎng)度的35號(hào)槽孔進(jìn)行施工，槽孔寬度2.8m，在成槽過(guò)程中仍有漏漿現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)回填約15m3黏土后，成槽工作順利完成。經(jīng)基巖面確定，終孔深度20.74m(設(shè)計(jì)深度21.79m)，經(jīng)清孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行了混凝土澆筑。

6月18日，35號(hào)槽孔剩余二抓4.7m長(zhǎng)度的35-1號(hào)槽孔成槽施工開始進(jìn)行。為保證老輸水洞的滲漏封堵效果， 1號(hào)副壩老輸水洞防滲墻按照設(shè)計(jì)深度入巖，剩余4.7m長(zhǎng)度的防滲墻按照設(shè)計(jì)貫穿洞頂并深入基巖1m，同時(shí)，沖擊鉆自一抓開始逐步向二抓靠近，若二抓在沖擊過(guò)程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，可用黏土回填擠密后再開抓。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)全過(guò)程跟蹤指揮，成功成槽并入巖。至此，1號(hào)副壩老輸水洞混凝土防滲墻施工圓滿結(jié)束。35號(hào)槽孔的最終成果見表2。

表2 1號(hào)副壩混凝土防滲墻35號(hào)槽孔成果 單位：mm

6.4 實(shí)施效果

1號(hào)副壩混凝土防滲墻施工結(jié)束后，經(jīng)2016年7月8日—10月15日的帷幕灌漿施工，主河道三個(gè)滲流點(diǎn)全部封閉，原來(lái)最大滲流部位的老輸水洞下游滲流全部截?cái)?，無(wú)新滲流通道，達(dá)到了預(yù)期目的，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，防滲墻抗壓、抗?jié)B參數(shù)全部符合規(guī)范要求。

7 結(jié) 語(yǔ)

混凝土防滲墻施工，巖面鑒定是成槽驗(yàn)收的關(guān)鍵，1號(hào)副壩老輸水洞處混凝土防滲墻施工中，在出現(xiàn)塌孔事故的特殊情況下，本著“質(zhì)量?jī)?yōu)先”的原則，采用縮短槽孔長(zhǎng)度的施工方法，設(shè)法使防滲墻按照設(shè)計(jì)及既定方案成功入巖，確保了防滲墻的防滲效果，為同類工程的防滲墻施工提供了有益的參考。

Analysis on Hole Collapse Accident Treatment of Shuangta Reservoir Water Conveying Tunnel Cutoff Wall Construction

WANG Guohui

(ZhangyeJinshuiWaterConservancyandHydropowerSupervisionCo.,Ltd.,Zhangye734000,China)

Construction of No.1 auxiliary dam concrete cutoff wall in Shuangta Reservoir Reinforcement Project is a key sub-project of the reinforcement project. The dam main river section has three leakage points before project implementation. Project procedure acceptance should be strictly controlled during cutoff wall construction process, especially in the cutoff wall construction of the old water conveying tunnel with the largest leakage point of the dam. The hole collapse accident is handled successfully, thereby providing reference for similar cutoff wall engineering construction.

slotted hole shortening method; old water conveying tunnel; cutoff wall construction; hole collapse treatment

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.07.002

TV543

A

1673-8241(2017)07- 0004- 03