Shouda 功果桥水电站围堰防渗墙及帷幕灌浆施工技术浅谈.doc

1、Shouda 功果桥水电站围堰防渗墙及帷幕灌浆施工技术浅谈摘要： 一般而言，围堰河床覆盖层多以冲积含漂石卵、砂砾石为主，地质结构复杂，透水性强，不可预见性因素多，且对于围堰工程是在枯水期内施工，工期紧张，防渗墙的施工尤为关键，防渗墙体的施工质量直接影响围堰的长期安全使用。本文章中针对功果桥水电站上下游围堰防渗墙及接底帷幕灌浆施工和质量控制方面进行了介绍，如何克服难点，在工艺、工序上控制防渗墙及帷幕灌浆施工质量，按期、优质完成围堰防渗墙施工任务，是本文章的重点。 关键词：围堰防渗墙 施工 中图分类号：TE42 文献标识码：A 1、工程概况 功果桥水电站位于云南省云龙县境内，是澜沧江中下游河段梯级

2、开发的最上游一级电站。电站枢纽工程为大（2）型工程，以发电为，正常蓄水位 1307.0m，相应库容 3.16 亿 m3，调节库容 0.49 亿 m3，为日调节水库。总装机容量 900MW（4 台 225MW 机组） ，年发电量 40.41 亿 Wh。 上、下游土石过水围堰均为级建筑物，其中上游围堰最大堰高30.1m，堰顶高程为 1262.5m，堰体顶部宽度 10.0m，设计洪水下围堰最大单宽流量 30.0m3sm，防渗墙施工平台 EL1250.5m。下游围堰最大堰高 12.7m，堰顶高程为 EL1252.0m，堰顶宽度为 10m，设计洪水下围堰最大单宽流量 31.0 m3 / sm，防渗墙施工

3、平台 EL1243m。围堰防渗墙施工平台高程以下采用混凝土防渗墙防渗，防渗墙为 C20 混凝土，墙厚 80cm。 2、施工程序 (1）上、下围堰施工程序：大江截流闭气料填筑防渗墙平台以下砂砾石料填筑防渗墙平台以下迎水面石渣料填筑防渗墙施工迎水面块石及钢筋笼护坡施工防渗墙平台以上石渣料填筑上游围堰背水面胶凝砂砾石施工面板垫层及砼施工。 (2)防渗墙施工程序：平台砌筑建造导墙铺设钻机道轨安装钻机、抓斗就位防渗墙造孔施工泥浆储存及输送基岩鉴定、终孔验收清孔换浆及验收下设导管及墙内预埋灌浆管浇筑混凝土防渗墙质量检查。 3、现场生产性试验 为了验证拟定施工设备的适应性、施工方案的合理性、槽孔划分方案的可

4、行性、泥浆护壁效果、混凝土施工性能、墙体连接工艺的可行性等有关施工参数，为防渗墙正式施工进行技术储备，经申报监理人批准后，在防渗墙轴线的合适位置进行现场生产性试验。 本工程生产性试验在下游围堰左堰肩进行，试验槽段分为两个期槽和一个期槽，期槽长为 7.4m，期槽长为 7.4m。 防渗墙现场生产性试验内容包括以下部分： 泥浆配合比试验； 混凝土配合比试验； 造孔设备的实际工效试验； 浇筑工艺试验； 接头工艺试验； 钻孔预爆试验及聚能爆破（根据先导孔成果资料确定是否进行） ； 基岩顶面起伏形态及嵌岩工艺试验。 试验结果将报送监理人及业主，如试验中发现拟定施工设备、工艺参数与实际情况有出入，则在申报监

5、理人同意的的情况下进行适当调整，确保防渗墙正式开工以后，施工能优质、高效地进行。 4、施工方法 4.1 防渗墙施工 防渗墙施工采用冲击钻机“钻劈法”造孔成槽，膨润土和粘土混合泥浆护壁， “抽筒法”清孔， “泥浆下直升导管法”浇筑混凝土，接头“接头管法”进行连接的施工方法。 1)槽段划分：上、下游围堰防渗墙期槽段长度为 3.60m，期槽段长度为 6.0m，对于浅孔槽段，其长度适当的进行了加长。 上游围堰防渗墙最终实际轴线起止桩号为别为0+017.540m、0+153.000m，轴线长度为 135.46m，总共划分并施工了 30个槽段。 下游围堰防渗墙最终实际轴线起止桩号为别为0+004.000m

6、、0+146.900m，轴线长度为 142.90m，总共划分并施工了 30个槽段。 2)成槽施工：防渗墙成槽采用“钻劈法”施工，采用 CZ-30 型冲击钻机造孔成槽。当钻孔施工遇到粒径较大的孤石、块石、探头石时，采用了定向聚能预爆的方法进行解爆。 3)护壁泥浆：为了确保成槽时的孔壁稳定，以及混凝土的浇筑质量，采用膨润土、粘土制备的混合泥浆进行护壁。 膨润土、粘土混合泥浆配合比 4）基岩鉴定及复勘孔施工：按防渗墙施工要求，对每个主孔进行了基岩面鉴定工作。基岩鉴定采用了两种方法：第一种为冲击钻取样鉴定法，第二种为岩芯钻机取芯鉴定法，其中第一种为主，第二种为辅。 5）终孔及清孔验收：采用“抽筒法”清

7、孔。 6）接头管下设：期槽孔清孔完毕验收合格后，下设接头管。 7）混凝土浇筑导管下设：浇筑导管采用内径 219mm 的钢管，相邻两根导管间距不大于 3.5m，导管下设至距孔底 20cm 左右。 8）墙体混凝土浇筑：混凝土水平运输采用混凝土搅拌运输车，混凝土运至现场后，卸到储料仓内，再通过溜槽进入混凝土导管中。 9）槽段（墙段）连接：墙段连接采用“接头管法”和“套打一钻法”进行连接。 4.2 灌浆施工 灌浆工程主要包括防渗墙接底帷幕灌浆和堰头帷幕灌浆。接底帷幕灌浆主要目的是，处理防渗墙墙底一定深度范围内基岩的防渗缺陷。 孔位布置：接底帷幕灌浆沿防渗墙轴线单排布置，孔距为 2.0m，灌浆孔在防渗墙

8、混凝土施工时按设计要求埋设预埋管。 钻孔分段及钻孔：每孔均分为一段进行钻孔，段长 5.0m。钻孔设备采用 XY-2 型岩心钻机，利用已埋设的预埋管，直接下设钻具到孔底基岩面上直接开始钻进作业。 钻孔冲洗及压水试验：钻孔结束后立即进行了钻孔冲洗和压力水进行裂隙冲洗。压水试验，先导孔采用 5 点法进行压水，其它孔全部采用简易压水。 制浆、灌浆设备：采用移动式泥浆搅拌机制浆，三柱塞灌浆泵进行灌浆，自动灌浆记录仪记录。 灌浆方法：帷幕灌浆按两序孔施工，灌浆方法采用孔口卡塞、孔内下设射浆管循环灌浆法。 灌浆分段及灌浆压力：每孔灌浆均分为 1 段，段长 5.0m，灌浆压力为 1.50MPa。 浆液配合比：

9、帷幕灌浆开灌比级为 0.8：1，灌浆结束前可变至0.6：1，浆液配比见下表 ： 浆液配合比表 灌浆孔封孔：帷幕灌浆封孔采用“压力灌浆封孔法” 。封孔浆液水灰比为 0.6:1。 5 质量控制 5.1 混凝土防渗墙施工质量控制 （1）造孔质量控制 在每个槽孔开孔前，确保冲击钻机保持平稳，并对准各孔孔位，孔位在防渗墙中心线上的偏差不大于 3cm。 造孔中及时检测钻孔垂直度，孔斜采用重锤法测定，用相似三角形法计算孔斜率，本工程孔斜要求为：接头孔要求小于 0.4%，其它孔正常情况下要求小于 0.4%，但遇到特殊情况时可适当放宽到 0.8%。 槽孔宽度设计为 80cm，钻头直径要求不小于 83cm。 （2

10、）新制泥浆质量控制 泥浆三项性能指标分别用比重秤、粘度计、含砂量测定器测量，新制泥浆的控制指标为：泥浆密度：1.101.20 g/c m3 ，泥浆粘度：1825s，泥浆含砂量：10%。 在施工期间，现场值班技术员每天对新制的泥浆性能进行检测，质检工程师对新制泥浆进行不定期抽检，保证了泥浆的性能指标。 （3）终孔及清孔质量控制 在造孔完毕清孔结束后，会同验收小组对各槽孔孔深、孔形等进行验收。 清孔结束后，对槽孔内的泥浆和孔底淤积厚度进行验收，验收的标准为：泥浆密度：1.25 g/c m3 ，泥浆粘度：40s ，泥浆含砂量：10% ，孔底淤积厚度：10cm 。 （4）混凝土浇筑质量控制 导管下设：

11、槽孔下设两套或三套导管，导管间距控制在 4.0m 以内，期槽孔距两孔端 1.01.5m，期槽孔 1.0m。 混凝土浇筑 在浇筑过程中，设专人测量槽孔内砼面的深度，导管埋深在1.06.0m 范围内，当浇筑顺畅时，导管可适当埋深到 8.0m。砼平均上升速度为2.0m/h，各套导管均匀进料，保证相邻控制点砼面高差不超过 0.5m，使砼面均匀上升。 在整个浇筑过程中，通过实时描绘砼浇筑指示图，实时填写砼面测量记录、拆管记录，保证了对砼浇筑连续准确监控。 混凝土检测 浇筑过程中应定时和不定时相结合测定混凝土的性能，包括坍落度和扩散度，坍落度要求为 2024cm，扩散度要求为 3440cm。同时按照要求对

12、混凝土进行取样送检，混凝土 28d 后检测结果要求为：抗压20MPa，抗渗为W6。 （5）接头孔连接质量控制 接头孔连接部位是防渗墙防渗质量最薄弱的环节。其质量要求包括套接厚度及刷洗质量。套接厚度要求为：两次孔位中心在任一深度的偏差值，不得大于设计墙厚的 1/3（23.3cm） ；刷洗质量要求为：期槽段刷洗完毕后要求刷子钻头均不带泥屑，孔底淤积厚度不再增加。 5.2 灌浆施工质量控制 墙底帷幕质量检查主要以施工工序质量检查为主，施工工序质量检查的项目应符合相关技术规范。 6 质量控制指标与质量评价 6.1 控制指标 （1）防渗墙混凝土强度：C20、抗渗为W6 ，渗透系数不大于510-7 cm/

13、s （2）帷幕灌浆： 透水率小于 5LU。 6.2 质量评价 （1）围堰接底帷幕灌浆检查孔压水试验： 上、下游围堰接底帷幕灌浆检查孔压水试验共做了 8 段次，其中上游围堰 4 段次，透水率最大值为 4.26 Lu，最小值为 3.81 Lu；下游围堰4 段次，透水率最大值为 4.1 Lu，最小值为 2.6 Lu，检测结果满足设计要求。 （2）防渗墙检查孔注水试验 上、下游围堰防渗墙检查孔注水试验共做了 6 孔 28 段次，其中上游围堰 3 孔 15 段次，透水率系数最大值为 2.27410-7 cm/s，最小值为4.310-9 cm/s；下游围堰 3 孔 13 段次，透水率最大值为 1.2810

14、-7 cm/s，最小值为 1.310-8 cm/s，检测结果均满足设计要求。 （3）混凝土强度及抗渗 防渗墙 C15W6 检测 36 组，最大值为 30.0 MPa，最小值为 20.1 MPa，平均值 23.5 MPa； 防渗墙 C15W6 检测 30 组，最大值为 29.2 MPa，最小值为 20.0 MPa，平均值为 24.6 MPa； 上、下游围堰防渗墙混凝土抗渗取样检测 10 组（上、下游各 5 组） ，均为 W7，满足设计不小于 W6 的要求。 功果桥水电站围堰工程共 794 个单元工程，全部合格，合格率100%，其中优良单元 705 个，优良率 88.8% ，观测设施完好率为 100% 。 6、结语 功果桥水电站上下游围堰完工后，安全运行了 3 年，堰体防渗效果良好，且外观质量完好无损，各项施工质量指标满足设计要求，体型、尺寸符合设计要求，成为土石过流围堰施工的典范。 作者简介：于建海男（1983-）助理工程师中国水电四局第三分局功果桥项目部 苏晓银女（1986-）中国水电四局第三分局功果桥项目部