水電站上游圍堰防滲墻設(shè)計(jì)與實(shí)施

孫建剛

摘要：在圍堰工程開展期間，防滲墻是非常重要的一方面，而且是確保大壩主體施工作業(yè)有效實(shí)施的關(guān)鍵所在，使用合理的施工方式是促使防滲墻施工作業(yè)良好開展的依據(jù)。水電站上游圍堰防滲墻施工中應(yīng)用科學(xué)的施工方式能夠?qū)崿F(xiàn)各項(xiàng)目標(biāo)，未來值得推廣和進(jìn)一步應(yīng)用。文章內(nèi)主要論述了某項(xiàng)水電站上游圍堰防滲墻設(shè)計(jì)以及實(shí)施要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水電站;上游圍堰防滲墻設(shè)計(jì);實(shí)施要點(diǎn)

水電站河床地質(zhì)條件十分復(fù)雜，水電站中的圍堰主要是應(yīng)用灌漿防滲施工技術(shù)，產(chǎn)生的效果不佳，對(duì)此，圍堰防滲技術(shù)是創(chuàng)建水電站的一項(xiàng)難題。通過相關(guān)探究表明，圍堰防滲墻產(chǎn)生的防滲效果良好。文章內(nèi)以水電站防滲墻施工舉例說明，提出了完善策略。

1、工程案例

某項(xiàng)水電站大壩上游圍堰是和壩體結(jié)合到一起的土石圍堰，堰頂高程是656m，圍堰上部主要是使用土工膜斜墻防滲，下部和堰基防滲使用C20混凝土防滲墻，墻體厚度為80cm，防滲墻深入基巖0.5m，設(shè)計(jì)工程量是4580㎡，樁號(hào)為0+102.97～0+268.51，最大深度大約是48.0m，防滲墻成墻面積為4334㎡。

2、工程地質(zhì)條件

上游圍堰左岸為3～6m的坡積物以及崩塌堆積物分布，成分是碎石、碎石夾粉土，下伏全風(fēng)化花崗巖的底界垂直深度大約是10m左右，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖的底界深度大約為20～30m，結(jié)構(gòu)松散，下伏花崗巖風(fēng)化輕微，全風(fēng)化巖體分布高程620m，厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10m，強(qiáng)風(fēng)化巖體底界垂直深度為0～20m。河床主流線附近沖積層厚度為8～9m，向朝著兩側(cè)逐漸變薄，并且有著二元結(jié)構(gòu)。

3、水電站上游圍堰防滲墻設(shè)計(jì)與實(shí)施

其一，整體施工方案的制定。上游圍堰防滲墻鉆機(jī)施工平臺(tái)設(shè)置到施工軸線的上游側(cè)，倒渣以及抓斗平臺(tái)設(shè)置于防滲墻施工軸線下游側(cè)，從堰體和堰基地質(zhì)情況以及墻體深度和具體工期要求來看，混凝土防滲墻一般是以沖擊鉆機(jī)鉆劈方式為主成槽，黏土與膨潤(rùn)土相互混合泥漿護(hù)壁，接頭管法采取墻段相互連接，泥漿下直升導(dǎo)管澆筑混凝土成墻，防滲墻成槽之前，展開圍堰填筑層的預(yù)灌濃漿處理作業(yè)。

其二，進(jìn)行預(yù)灌濃漿施工作業(yè)。結(jié)合基本試驗(yàn)作業(yè)來看，為了避免防滲墻造孔期間出現(xiàn)泥漿大面積漏失和槽孔塌陷現(xiàn)象的形成，確保抓斗可以有效地進(jìn)行抓槽，加快防滲墻施工進(jìn)度，滿足標(biāo)準(zhǔn)工期要求，就需要做好堰體填筑層等大孔隙地層的預(yù)灌濃漿處理作業(yè)，將滲透通道堵塞。①布孔形式。按照以往施工經(jīng)驗(yàn)和前期防滲墻試驗(yàn)施工情況，考慮全線布孔，雙排進(jìn)行布設(shè)，上游圍堰防滲墻預(yù)灌濃漿總孔數(shù)。預(yù)灌濃漿孔位布置圖如下所示。

②預(yù)灌深度。按照防滲墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙和地質(zhì)資料對(duì)預(yù)灌處理深度進(jìn)行有效的確定，超出30m的深槽位置預(yù)灌處理深度大約是25m，淺槽位置的預(yù)灌處理深度是地下水位之下或者是強(qiáng)風(fēng)化基巖石表層。③采取的施工工藝。鉆孔和灌漿方法：一般是采用潛孔鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)鉆孔，鉆孔直徑表現(xiàn)為φ146～φ168，當(dāng)鉆進(jìn)預(yù)定深度以后，需要應(yīng)用自下而上孔口封閉純壓灌漿法分段展開灌漿作業(yè)。將鉆孔護(hù)壁套管當(dāng)成一項(xiàng)注漿管，完成一段以后起拔一至三根，然后封閉孔口灌注下一段，一直到全孔結(jié)束為止。④灌漿壓力及段長(zhǎng)：灌漿壓力主要是采用0～1.0MPa，段長(zhǎng)以套管長(zhǎng)度為單位，大約表現(xiàn)為1.5m、3m和4.5m。其中，遵循的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)孔內(nèi)漿液灌注量達(dá)到1000kg/m時(shí)，或者是灌漿壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了1.0MPa時(shí)，即結(jié)束灌漿。

其三，基巖鑒定。當(dāng)前階段，結(jié)合實(shí)際情況，依照防滲墻造孔工藝特點(diǎn)，防滲墻孔底基巖鑒定以可以采取抽筒抽砂取樣和地質(zhì)鉆孔取芯相結(jié)合的方法進(jìn)行。一般情況下每隔20m施工先導(dǎo)孔，槽段沖擊鉆機(jī)主孔造孔過程中，和基巖面相接近的情況時(shí)，利用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔取芯勘探，需要施工、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、業(yè)主四方相互合作完成基巖鑒定工作，確定基巖面。針對(duì)具體的勘探孔布孔具體位置來講，則是由設(shè)計(jì)地質(zhì)工程師依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況加以確定。在防滲墻軸線上，上游圍堰鉆孔取芯選定7個(gè)部位。防滲墻設(shè)計(jì)嵌入基巖0.5m，開展槽孔施工時(shí)，以抽筒抽出的地層鉆渣含巖成分以及鉆孔取芯成果確定巖面。槽孔主副孔均進(jìn)行基巖鑒定，小墻部位深度依據(jù)相關(guān)要求確定。

其四，槽孔終孔檢驗(yàn)及清孔驗(yàn)收。完成槽孔終孔后，動(dòng)態(tài)性的檢驗(yàn)槽孔各部位深度和孔斜檢驗(yàn)，孔斜利用重錘法進(jìn)行檢測(cè)，孔斜合格標(biāo)準(zhǔn)完全遵循標(biāo)準(zhǔn)的施工規(guī)范。槽孔清孔使用抽筒法和氣舉反循環(huán)清孔法全面結(jié)合。

4、圍堰防滲墻技術(shù)的具體施工原則

4.1建立穩(wěn)定的圍堰防滲墻構(gòu)筑物

在一項(xiàng)水利水電工程建設(shè)中，圍堰防滲墻是一項(xiàng)工程的開端，因此圍堰防滲墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是特別重要的，甚至?xí)苯佑绊懙秸麄€(gè)水利水電工程的建設(shè)。在圍堰開始的建造階段，需要結(jié)合圍堰建設(shè)地區(qū)的具體情況選擇合理的建設(shè)方式，例如，通過建設(shè)地區(qū)的實(shí)地考察確定選擇橫向或者縱向圍堰以及其他類型的圍堰防滲墻方式，需要依照因地制宜的原則進(jìn)行圍堰的建造。另外，所選取的建造原材料需要符合土質(zhì)以及水流的特點(diǎn)，在大多數(shù)情況之下，需要結(jié)合具體的情況選取所用的材料，通過這種方式避免圍堰防滲墻在使用期間不會(huì)發(fā)生質(zhì)量問題，從而保障水利水電工程的順利開展。

4.2在圍堰防滲墻設(shè)計(jì)中做好設(shè)備管理工作

在水利水電工程中選用設(shè)備的同時(shí)，必須根據(jù)水利水電工程特點(diǎn)和設(shè)備特點(diǎn)設(shè)計(jì)和選用施工工藝，有條件時(shí)，可以結(jié)合水利水電工程進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，這樣才能保證設(shè)備發(fā)揮良好效果。在上游圍堰防滲墻深槽段施工中所采用的定位鉆孔爆破、清孔換漿方法、槽孔精度檢測(cè)、灌漿管埋設(shè)等新工藝，這對(duì)其它工程也有借鑒意義。

4.3圍堰建設(shè)工作需要綜合考慮建設(shè)地區(qū)

在進(jìn)行圍堰防滲墻建設(shè)的過程中，需要綜合考慮水流的具體流向以及地質(zhì)條件的影響，因此，在圍堰施工中需處理好圍堰防滲墻主體與水流的關(guān)系、圍堰與土質(zhì)壓力以及水流沖擊的影響等相關(guān)問題。在進(jìn)行圍堰防滲墻設(shè)計(jì)的過程中，考慮到當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)以及水流的流向以及其他作用力的影響因素，進(jìn)行實(shí)地勘察并且進(jìn)行精確地測(cè)量，從而進(jìn)行科學(xué)化的圍堰防滲墻設(shè)計(jì)。

5、防滲墻技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1防滲墻施工時(shí)采用導(dǎo)流管降低水位

在防滲墻施工期間，采用導(dǎo)流管降低水位根據(jù)上游圍堰施工進(jìn)度情況，圍堰施工工作面被導(dǎo)流明渠占用，為了能夠保證上游圍堰防滲墻的正常施工，導(dǎo)流明渠需要改道，因上游圍堰上游側(cè)一直保持高水位形成滲流，再加之防滲墻槽段施工進(jìn)行，導(dǎo)致滲水集中到SQ-16槽段處原有的明渠中，測(cè)得平均滲流量約1.0m3/s。為了確保上游圍堰的正常施工，導(dǎo)流采用敷設(shè)導(dǎo)流管進(jìn)行引排，進(jìn)而在進(jìn)行上游圍堰上部結(jié)構(gòu)時(shí)進(jìn)行封堵。

5.2水利水電工程施工中防治圍堰滲漏、水流沖擊的措施以及接頭處理的方法

在水利水電工程當(dāng)中，圍堰防滲墻所起的主要作用就是截水，所以，如果想要進(jìn)行圍堰建設(shè)，首先就需要進(jìn)行防滲漏處理，然而由于水利水電工程自身有著非常特殊的性質(zhì)，因此在進(jìn)行圍堰工程的施工過程中，還需要特別注意圍堰工程自身的防沖擊的性能，還包括接頭處理的質(zhì)量等等，這些都是圍堰防滲墻防止?jié)B漏以及防止沖擊的有效措施。為了提高圍堰的防滲漏性能，在進(jìn)行圍堰工程的施工中，還需要進(jìn)行防滲漏的檢測(cè)，并且，還需要在圍堰施工中確保圍堰具有良好的側(cè)向剛度以及抗擊水流沖擊的性能，在處理接頭的時(shí)候需要依照嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，并且在驗(yàn)收圍堰工程時(shí)，也需要按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從而可以保證圍堰自身具有一定的防滲漏以及防沖刷的能力。

5.3水利水電工程中進(jìn)行圍堰施工的具體操作流程

在水利水電工程中進(jìn)行圍堰施工時(shí)，需要依據(jù)具體的水利工程實(shí)際情況進(jìn)行確定，然而，其主要的流程包括測(cè)量防線。護(hù)坡木樁的設(shè)置、準(zhǔn)備人工堆碼袋裝黏土、設(shè)置彩條布、鋼板樁的設(shè)置等等。首先進(jìn)行測(cè)量防線，依據(jù)工程具體的情況設(shè)立對(duì)應(yīng)的工程控制點(diǎn)，設(shè)置施工標(biāo)志來測(cè)定圍堰體的軸線，另外還需要依據(jù)不同的控制點(diǎn)來確定圍堰體的外廓。在一般情況下，圍堰體會(huì)建設(shè)在淤泥之中，因此會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)圍堰體滑坡的情況。為了保證圍堰體自身的穩(wěn)定性，會(huì)在圍堰體的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)設(shè)置一定數(shù)量的護(hù)坡木樁，在安裝木樁時(shí)，可以采取人工進(jìn)行打樁，與此同時(shí)，也可以進(jìn)行機(jī)械施工，護(hù)坡木樁的深度需要根據(jù)具體的工程情況以及淤泥層的厚度進(jìn)行確定。另外，為了確保圍堰體的穩(wěn)定性，還需要采取人工堆碼的方式將袋裝黏土進(jìn)行堆碼，在內(nèi)側(cè)坡設(shè)置鋼板樁打入土中合理的深度，并且需要將袋裝黏土填充到鋼板樁之間。

6、結(jié)語

在水利水電工程中圍堰技術(shù)有著特別廣泛的應(yīng)用，通過圍堰防滲墻可以有效地提高水利水電工程的質(zhì)量，避免施工質(zhì)量問題的出現(xiàn)，確保水利水電工程的作用得以充分地發(fā)揮。在當(dāng)前階段，需要合理地利用圍堰防滲墻技術(shù)進(jìn)行水利工程建設(shè)，以此不斷地提高建設(shè)質(zhì)量，從而進(jìn)一步推進(jìn)水利水電工程的建設(shè)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小明.宗格魯水電站二期上游圍堰防滲高噴灌漿技術(shù)[J].湖南水利水電，2020（06）：19-21.

[2]王凡.層析成像技術(shù)在某電站圍堰防滲墻施工檢測(cè)中的應(yīng)用[J].紅水河，2019，38（02）：17-20.

[3]黃雷，王永明，梁現(xiàn)培，董聯(lián)杰.白鶴灘水電站上游圍堰防滲墻設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2019（02）：119-122.