基于东坑水库大坝混凝土防渗墙施工组织设计

王有庆

(中国水利水电第八工程局有限公司，长沙 410001)

基于东坑水库大坝混凝土防渗墙施工组织设计

王有庆

(中国水利水电第八工程局有限公司，长沙 410001)

东坑水库大坝始建于20世纪60年代，常年失修造成大坝坝基渗漏严重，大坝无法正常运行。现对大坝工程进行除险加固处理，处理方案是在大坝中间设一道垂直混凝土防渗墙。

东坑水库;大坝;混凝土防渗墙;施工组织设计

1 概述

1.1 工程概况

东坑水库座落于茶陵县小田乡东坑村，修建于20世纪60年代。坝基渗水较严重，现进行除险加固处理，对大坝进行增设混凝土垂直防渗墙处理。防渗墙中线距坝轴线上游1.5 m。墙顶设计高程136.0 m，墙脚深入强风化基岩0.5 m，与坝基坝肩帷幕灌浆形成连续封闭的防渗截水墙。防渗墙轴线总长202 m，墙厚0.6 m，混凝土工程量约2 125 m3。

1.2 防渗墙的工程地质条件

大坝防渗心墙工程地质情况经现场对136 m高程以上坝体进行探挖，得出结论是：大坝左坝段136 m高程以上为黏土心墙堆石坝，右坝段全部及左坝段136 m高程以下为黏土心墙土坝。心墙土料以红黄色、黄色黏土为主，局部含砾石及小块石，见多层含植物根系的灰黑色淤泥质黏土，土质较均匀，含风化块石。坝基左岸以石英砂岩为主，局部夹有薄层页岩;中间岩石上部以泥质页岩为主，其次为粉砂质页岩夹砂岩，右岸为页岩夹砂岩。坝基接触面处理不好，渗水较严重。

1.3 工程施工主要特点

1)工程总量不是很大，但工期非常紧。

2)防渗墙位置在大坝原心墙内，土质较均匀，较易成槽。

3)本工程缺乏地质勘探资料，对基岩埋深等情况仅是推测，可能存在设计数据与实际施工反映不符的情况。

1.4 加快防渗墙施工的针对性措施

该水库需临时蓄水保春耕灌溉，要求防渗墙工程必须在春耕蓄水前完工。由于工程总量不是很大，工期紧，设备投入过分加大会明显增加施工成本，于是设备投入方面应适度。另外，为了加快施工进度，将左岸6 m和右岸约28 m长的两段用反铲挖机挖槽，然后灌注高流态混凝土。中间段采用工效较快的CZ-8D型钢绳冲击钻冲钻成槽。

2 施工准备

2.1 施工交通

本工程对外交通条件较好，有公路直达右岸坝顶，然后右岸坝顶的上游侧修一施工便道的136 m施工平台。

2.2 防渗墙施工平台

2.2.1 施工平台设计

施工平台为原土坝心墙开挖至高程137.0 m的平台。其中，防渗墙下游侧6 m宽范围内设钻机平台，平台地面铺道渣后垫枕木，枕木上铺钻机轨道。钻机平台设向外0.2%横坡。防渗墙上游侧4 m宽范围内设倒渣平台(该平台功能包含：倒浆、倒渣、焊钻头、下导管、处理孔内事故等的工作平台，保护地面不被水侵蚀及进入槽段的施工道路)，平台用15 cm厚C15混凝土硬化，顶面向上游侧设2%的横坡，以便将施工废水排走。

2.2.2 导墙设计

导墙为矩形断面，钢筋混凝土结构，导墙高度1.8 m，宽度0.5 m，墙顶高于施工平台0.1 m，以防止异物流灌入钻孔槽段。导墙槽口宽度为0.8 m，比防渗墙宽度大0.2 m，以适应冲击钻孔的需要。

导墙的温度沉降缝按每段≥20.0 m的要求进行划分。为避免造成导墙坍陷事故，纵向主筋必须在各段之间连接起来，成为整体，不应随分缝而断开。

2.2.3 平台施工

2.2.3.1 基底清理

用挖掘机或推土机将现已开挖的平台修整平整，平台地面高程137.0 m。平台应保证平整，不积水。

2.2.3.2 钢筋混凝土导墙施工

施工前，先进行放样并用小型反铲挖机挖槽，然后安装钢筋、现立模板并浇筑混凝土。

混凝土由布置在溢洪道上的临时搅拌站拌制，HBT60混凝土输送泵送入仓，用φ50振捣器振捣密实，终凝后洒水养护≥7 d。

2.3 施工供水

防渗墙施工主要用水为泥浆制备及冲浆用水。分别从左、右岸水池，直接接管至施工点。

2.4 施工供电

从现有630 kVA变压器低压侧的配电房接线至各施工作业。另外配备1台200 kVA的柴油发电机，作为防渗墙混凝土浇筑时的停电备用电源。

2.5 泥浆制备

由于本工程防渗墙布设原土坝的黏土心墙内，除基岩外全为黏土结构，钻进过程中自动造浆。

2.6 混凝土制备

在溢洪道上游平台布置混凝土搅拌站，安装1台0.5 m3的强制式搅拌机和1台0.35 m3滚筒式搅拌机。浇筑混凝土时，两台搅拌机同时拌料，经输送泵送混凝土到浇筑槽段口。

2.7 排污系统

在防渗墙上游侧通长布置倒渣平台和排浆沟布置，造孔时的废渣经冲浆后由运输设备弃至指定位置，废浆则沿排浆沟汇集至设置于防渗墙上游的沉淀池内，废水经沉淀净化后排入水库内流向下游，沉淀物则定期由挖装设备清理并运至指定弃放位置。

3 混凝土防渗墙施工方法

3.1 施工方法简述

防渗墙以CZ-8D型冲击钻机钻为主造孔，直升导管浇筑水下混凝土成墙，墙段连接采用钻凿法。

3.2 施工顺序与槽段划分

防渗墙拟按照先中间段(桩号约0+80 m)后向左右两岸的顺序施工，采用两序间隔法，先施工一期槽段，后施工二期槽段。

槽段划分要根据地质情况和连续墙槽壁稳定的情况以及造孔难易程度与混凝土浇筑强度来确定单元槽段的长度，本项目防渗墙槽段长度按5.7 m来划分，个别槽段可现场适当调整。

3.3 泥浆制备

用槽段内的心墙黏土制浆。由于本工程防渗墙布设原土坝的黏土心墙内，除基岩外全为黏土结构，利用钻机造孔成槽过程中冲击黏土搅拌自动造浆。

3.4 造孔

3.4.1 造孔方式

采用钢绳冲击钻机，钻劈法造孔成槽。采用CZ-8D型冲击型钻机配“十”字钻头为主进行作业。施工时先钻主孔、后劈打副孔。

成槽施工时，孔内泥浆面保持在导墙面以下30～50 cm左右，发现泥浆漏失应立即采取堵漏措施并补浆。

钻头直径不小于设计墙厚，槽孔深必须满足规定的要求。

3.4.2 清孔与换浆

终孔验收后，采用抽砂筒法进行清孔，对于2期槽孔，在清孔换浆结束前，用钢丝刷子钻头对接头孔孔壁分段反复上下提拉刷洗，清除孔壁上的泥皮和残渣。刷洗和检查同时进行，直至钢丝刷上不再带有泥屑，孔底淤积不再增加，方可认为刷洗合格。

清孔质量标准：清孔换浆1 h后，孔底淤积≤10 cm，泥浆密度≤1.3 g/cm3、黏度≤30 s、含砂量≤10%。

3.4.3 特殊情况的处理

1)导墙变形、槽口坍塌，应根据具体情况，移开造孔设备，回填槽孔，拆除旧有的导墙，加固槽口土体。如果是槽孔下部坍塌，则先掏出坍塌物，坍塌部位回填黏土、小块石、片石等，上部则回填低标号混凝土(或向槽孔内加入水泥、水玻璃等)，凝固后重新开孔造槽。

2)槽孔孔斜严重超标，回填后重新钻孔。

3)地层严重漏浆，应立即停钻，迅速填入堵漏材料，必要时回填槽孔。

3.5 水下混凝土浇筑

3.5.1 混凝土的生产与运输

混凝土由布置于溢洪道上的混凝土搅拌站提供，采用HBT60型混凝土输送泵直接在搅拌机出口溜槽下接料，泵送到导管受料口。

拌制好的混凝土按规定频次检测其性状，防渗墙水下混凝土的性能指标应满足：入槽坍落度18～22 cm，扩散度34～40 cm，坍落度保持15 cm的时间≥1 h，初凝时间≥6 h，终凝时间≤24 h。

3.5.2 泥浆下的混凝土浇筑

混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法，导管采用φ250的圆形螺旋快速接头，上端接漏斗，由钻机悬吊，可作上下垂直移动，导管安装应垂直，连接牢固，密封性能良好。在清孔合格后4 h内开盘浇筑，如超过4 h，重新检查达到合格后方可开浇。开浇前，导管内置入可浮起的橡皮隔离塞，开浇时先注入水泥砂浆，随即浇入足够的混凝土，撞挤出塞球并埋住导管底端。浇筑施工中，严格遵守以下规定：

1)每个槽段布置两根导管，导管之间距离为3 m，导管距混凝土槽段两端距离1.5 m，导管埋入混凝土深度≥1.0 m，也≤6 m;开浇时导管底口距孔底应控制在15～55 cm，当槽底面高差＞25 cm时，导管应布置在其控制范围的最低处。

2)混凝土面上升速度≥2 m/h。

3)混凝土面均匀上升，高差控制在0.5 m以下。

4)槽孔设置盖板，防止混凝土散落在槽孔内。

5)不合格的混凝土不得使用。

6)每隔30 min测量1次槽孔内混凝土面的深度，每隔2 h测量1次导管内混凝土面深度。

7)及时作好导管布置安装记录和混凝土浇筑指示图，以核对浇筑方量，指导浇筑施工。

8)终浇时，应确保混凝土顶面高出50 cm以上。

9)在浇筑过程中发生事故时，要及时采取适当措施处理。

3.6 墙段连接

各期槽段间的连接采用钻凿法，施工接头时，应在槽孔混凝土浇筑完成后24 h开始。为便于开孔，可提前预留一个2～3 m深的导向坑。钻孔时要抓紧时间，加快进度。

3.7 工程质量保证措施

3.7.1 质量检查机构

项目部在技术负责人的领导下，设质量专员负责质量工作，作业队设兼职质量员(施工员兼任)，工地试验室按规定对原材料和中间产品、成品进行专业检查检测。

3.7.2 加强施工质量管理

在施工过程中坚持10项管理制度，即：①岗位责任制度;②施工复测制度;③技术交底制度;④开、竣工报告制度;⑤材料检验制度;⑥试验抽样制度;⑦隐蔽工程检查制度;⑧工程负责人质量评定奖惩制度;⑨工程自检互检制度;⑩工程质量事故处理制度，严把“四关”即：图纸关、测量关、材料检验及试验关、过程工序质量关。

3.7.3 加强过程质量控制

按照程序文件中的有关过程控制程序进行质量控制，根据设计及规范与招标文件《技术规范》要求、工艺标准和验收标准，对各分项、分部工程进行延续性检验与评价。施工中对隐蔽工程和每道工序严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，加强与业主、监理、设计单位的联系，在施工技术方面取得广泛的合作与支持，并及时解决施工中遇到的技术难题和问题。加强对造孔、水下混凝土浇筑等关键工序的质量控制。

4 施工进度计划

本项目工程总量不是很大，但工期紧，过分加大设备投入会明显增加施工成本，于是设备投入要适度，结合实际情况制定本防渗墙施工进度计划。

施工准备7 d，防渗墙造孔78 d，拆除施工平台移交工作面2 d，工期为87 d。

施工关键线路：开工→施工平台→混凝土导墙→造孔→混凝土浇筑前槽段验收→水下混凝土浇筑→施工平台拆除→移交工作面。

主要施工强度指标：防渗墙造孔为1 277 m2/mo;水下混凝土浇筑为766 m3/mo。

5 主要资源配置

5.1 人员配置

根据施工强度和任务，高峰期拟配置现场劳动力77人。

5

.2主要施工设备配置

主要施工设备配置见表1。

表1 防渗墙工程主要施工设备配置计划表 台

6 结束语

该大坝工程经过设置的垂直混凝土防渗墙处理，各项检测指标均符合要求，达到了止漏除险加固的效果。

［1］DL/T5100-1999水工混凝土外加剂技术规程［S］.北京：中国水利水电出版社，2005：45-46.

［2］SDJ207-82水工混凝土施工规范［S］.北京：中国水利水电出版社，2007：108-109.

［3］中国长江三峡工程开发总公司，中国葛洲坝水利水电工程集团公司.DL/T5144-2001水工混凝土施工规范［S］.北京：中国电力出版社，2001.

Construction Organization and Design of Concrete Diaphragm Wall of Dongkeng Reservoir Dam

WANG You-qing
(No.8 Water Conservancy＆Hydropower Engineering Bureau Limited Company of China，Changsha 410001，China)

The Dongkeng reservoir dam started to be built in the 1960’s.Dam foundation is in a state of serious leakage due to out of repair in past few years，which causes the dam not to operate normally.Its dam foundation is being repaired by strengthening or removing the dangerous parts，and a scheme is produced to set a vertical concrete diaphragm wall in the middle of dam for strengthening.

Dongkeng reservoir;dam;concrete diaphragm wall;construction organization and design

TV512

B

1007-7596(2011)06-0037-03

2011-08-16

王有庆(1974-)，男，湖南长沙人，工程师，研究方向为水利水电工程项目施工管理和公路工程项目施工管理。