溪洛渡水电站上游围堰防渗墙施工的质量控制

向 飞

(四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水电站上游围堰防渗墙施工的质量控制

向 飞

(四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川成都 610072)

溪洛渡水电站上游围堰防渗墙工程施工工期紧迫、工程量大、任务重，防渗墙内大孤石含量多、直径大、架空现象严重，施工难度大。通过事前对困难的仔细分析和充分估计，采取了钻孔预爆、预灌浓浆、加膨润土拌和系统改造等系列技术措施，同时在事中精细施工、严格控制，事后及时总结，在参建各方的共同努力下保质、保量、按期完成了上游围堰防渗墙工程施工。

围堰;防渗墙;质量控制;质量检查;溪洛渡水电站

1 前 言

溪洛渡水电站上游围堰为碎石土斜心墙土石围堰，最大堰高78.0m，堰顶宽度10.5m。迎水堰面坡度1∶2.5，背水堰面坡度1∶1.75。堰体防渗采用碎石土斜心墙;堰基覆盖层防渗采用塑性混凝土防渗墙。防渗墙施工平台高程384.00m，混凝土防渗墙最大深度 52.0m、厚度 1.0m，防渗轴线长度为120.23m，防渗面积为4 296.12m2。基岩防渗采用帷幕灌浆。

2 工程地质条件

上游围堰基础覆盖层一般厚17～22m，局部可达25m，结构比较复杂，均一性较差，据对坝区钻孔揭露的资料分析，由下至上大致可分为三层。

(1)第①层:含砂块碎石层，厚度变化较大，一般厚2～7m。块碎石成分为玄武岩，个别为砂岩，呈棱角状。块石粒径一般10～30cm，碎石粒径一般4～6cm。砂为灰色中砂。该层透水性较强，抽、注水试验测得 K=10－1～10－2cm/s。

(2)第②层:砂卵石夹孤块石层，粒径极不均匀，呈层状分布，可分多个小层，架空现象比较明显，厚度变化大，一般厚7～12m。砂卵石成分比较杂，有玄武岩和砂岩、灰岩等;孤块石主要为两岸山体崩塌的玄武岩。卵石粒径一般3～6cm，砾石粒径一般0.2～0.5cm及1～2cm，砂为中砂，孤石粒径一般50～100cm，个别可达300cm，块石粒径一般 10～30cm。在粗颗粒分布地段抽、注水试验无法进行，估计渗透系数可达100～10－1cm/s;细颗粒分布地段的抽、注水试验测得 K=10－2～10－3cm/s。

(3)第③层:块碎石夹漂卵石，粒径不均匀，混杂分布，结构松散，架空明显，厚度变化大，一般厚1～5m。块碎石成分全部为玄武岩，漂卵石成分比较复杂，有砂岩、石英岩、灰岩、玄武岩等。块石粒径一般15～30cm，碎石粒径一般6～9cm，少量2～5cm，漂(孤)石粒径一般30～100cm ，个别可达300cm，卵石粒径一般3～7cm，部分1～2cm。抽水试验测得 K=10－1～10－2cm/s，属透水层。

由于厂房进水口和导流洞进口开挖时大量石渣滚入金沙江内，使原围堰部位的覆盖层分布、厚度和结构发生了明显的变化，靠近两侧岸边石渣厚度较大，且以大孤石为主，架空严重。

3 工程设计指标

上游围堰防渗墙墙厚为1.0m，防渗墙嵌入基岩深度不小于0.5m，防渗墙混凝土浇筑至孔口，高程为384.0m;防渗墙槽孔孔斜率一般情况按小于0.4%控制，遇孤石地段按小于0.6%控制。

上游围堰防渗墙墙体浇筑材料为塑性混凝土，塑性混凝土性能控制指标见表1。

4 组织机构和相关制度的建立

围堰防渗墙工程开工前，溪洛渡监理部专门组织成立了大坝项目部围堰防渗墙施工监理组，监理部实验室、测量、安全、合同等部门配合工作。在防渗工程开工前，监理工程师及时编制了防渗墙施工监理细则，明确了质量控制目标、内容、标准、措施和方法，以保证防渗墙工程施工监理的顺利进行。

表1 防渗墙混凝土性能指标

同时监理工程师督促承包人完善了质量控制组织机构、建立了质量“三检制”等相关的质量控制制度，并按准入制度配置了相应合格的质量管理、控制人员。

在施工过程中监理工程师根据需要牵头成立了由四方(业主、设计、施工、监理)代表参加的工作领导小组，在现场召开“日碰头”会议及时解决、协调施工中存在的问题。

5 对施工前准备工作的控制

5.1 施工技术准备

(1)根据施工现场的条件和塑性混凝土防渗墙的技术要求，督促承包人完成施工组织设计、施工方案的编制，监理工程师及时完成审查工作，重点审查了现场混凝土的配合比试验，黏土、膨润土的掺和方法、施工工艺、施工设备等内容。其中确定防渗墙施工程序为:钻进主孔→劈打副孔→清孔→下设预埋灌浆管→混凝土浇筑。墙段连接采用“接头管法”。

(2)检查落实了能满足工程实际需要的造孔设备、塑性混凝土浇筑的施工设备，尤其是对塑性混凝土拌和系统中膨润土掺加设备的改造和混凝土运输设备作为重点检查予以落实。

(3)根据试验室提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复核试验和材料的检测试验，对塑性混凝土重点检测了黏土和膨润土的黏土含量与塑性指标。

(4)选择在防渗墙中心线上具有典型代表性的部位进行生产性试验，确定造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等施工工艺和参数。

5.2 施工现场准备

监理工程师督促承包人按在投标文件中承诺的要求及时进行施工用水、用电、用气的布置。

督促承包人做好设备组织调配工作、施工平台的建造工作，以及导向槽、膨润土制浆系统、废浆处理池的设置等准备工作。

6 防渗墙施工过程的质量控制

监理工程师对防渗墙施工过程采取巡视结合旁站的监理方式，主要控制的内容如下:

(1)预灌浓浆处理。上游围堰防渗墙施工前对已勘明存在较大渗漏通道的部位采用预灌浓浆的方法堵塞渗漏通道，防止混凝土防渗墙施工时槽内泥浆大量漏失，确保冲击钻机等设备的施工安全和正常作业。根据审批的施工方案，监理工程师重点从施工程序、浆液配方等方面进行控制。①预灌浓浆的施工程序为:灌浆分两序进行，先施工一序孔，后施工二序孔，逐序加密;自下而上分段灌浆。②浆液配方为水泥∶膨润土∶水=1∶2∶2，如果吸浆量较大，可加入适量的速凝剂，并且配合间歇灌浆、降压、限流等措施，在严重漏失地带，选用灌注砂浆或膏状浆液。

上游围堰防渗墙施工共进行了27个孔的预灌浓浆，灌浆深度一般为30m，灌入水泥85 268.0kg、膨润土167 173.3 kg。

(2)大孤石钻孔预爆。防渗墙施工前在进行预灌浓浆钻孔时先对碰到的大孤石进行预爆破。利用SM－400全液压钻机进行孔内小孔径钻孔爆破，效果好，不危及槽孔安全，但钻孔要占用直线工期。经过试验，孔深超过30m对槽孔安全影响小。监理工程师同意对孔深超过30m以下碰到的大孤石，采用定向聚能爆破处理。上游围堰防渗墙施工共进行了316次孔内爆破，耗炸药量为1 944kg。

(3)防渗墙先导孔。为了减少围堰填筑与防渗墙施工的干扰，上游围堰防渗轴线上移55m(设计变更)后，地质条件发生了变化，为了准确确定基岩面，监理工程师按设计要求督促承包人在防渗墙施工时对地质情况先进行勘探，沿混凝土防渗墙轴线每隔10m左右布设一个先导孔。为减少工期，先导孔结合一期槽主孔施工进行，在每个一期槽的主孔中确定一个为先导孔，先利用冲击钻机钻进到设计基岩面以上0.5m左右，然后用SM－400全液压钻机下设地质套管，再用XY－2型地质钻机在套管内钻进取芯。监理工程师组织设计、业主、施工承包人地质工程师对取出的芯样进行分析直至满足先导孔深度要求。对两岸基岩面坡度较陡部位进行了先导孔加密施工，确保防渗墙每个部位都嵌入基岩。

(4)基岩鉴定。监理工程师督促承包人参考设计图纸以及先导孔详细资料中的入岩深度，在接近基岩面时开始进行基岩取样，每钻进20cm取样一次，当岩层风化程度变化剧烈、地质条件明显异常时，加密取样，并要求所有岩芯样编号装箱保存。根据承包人填写的基岩鉴定申请表，监理工程师组织业主、设计、施工承包人地质工程师进行基岩鉴定。对所有的防渗墙主孔及两个相邻主孔基岩面高差超过1.0m的副孔，均进行基岩取样鉴定来确定防渗墙终孔深度。原则上按嵌入基岩不小于0.5m进行控制，保证了防渗墙底部嵌入基岩深度不小于0.5m的设计要求。

(5)防渗墙槽孔施工质量控制。防渗墙成槽施工采用“钻劈法”，槽孔分为一、二期槽，其中一期槽为二主一副，二期槽为三主二副。造孔采用CZ－30型或ZZ－5型冲击钻机。监理工程师主要控制项目为终孔验收和清孔验收，即检查验收孔位、孔深、孔斜、槽宽、嵌岩深度、相邻槽孔套接、孔内的泥浆性能、孔底淤积厚度等。

监理工程师严格要求承包人执行内部三检验收制度，即班组自检、作业队复监、质量部终检，检查合格后通知监理工程师检查验收。

槽孔的终孔验收:①孔位验收。分左、右孔位和前、后孔位，检查左、右孔位时对准第一根钢轨所标槽孔数，检查前、后孔位时测量第一根钢轨与悬吊钻头的钢丝绳中心的距离。实测偏差范围为0.4～2.8cm，符合规范允许偏差±3cm的要求。②用测针检查孔深并在悬吊钻头的钢丝绳上标出总长，在槽底任意位置对测针检查的孔深进行复核。③孔斜检查:在槽孔口放一副十字架，用悬吊钻头的钢丝绳每2m(或5m)测1点，记录钢绳纵横方向偏差，用相似三角形的原理计算出孔底偏差值，再计算出孔斜。每个槽孔测量5～10个测点位。据统计，孔斜值范围0.8‰ ～4.9‰，满足规范要求。④槽宽检查。采用抽样原则，下放直径为100cm的钻头，如能顺利放下钻头至孔底，表明槽宽满足设计要求，无小墙和梅花形孔。共检查38个孔位，槽宽均满足设计要求且无小墙和梅花形孔。⑤嵌岩深度。槽孔嵌岩深度根据检查实测孔深与基岩鉴定时孔深的差值测定，经检查嵌岩深度的范围为0.8～1.4m，满足嵌入基岩深度不小于0.5m的设计要求。⑥一、二期槽孔套孔的两次孔位偏差，根据套接孔前后两次的孔位、孔斜资料计算，一、二期槽孔套孔两次孔位偏差均小于15cm，满足设计要求。

槽孔的清孔验收:①接头孔壁采用钻头带钢丝刷刷洗，至刷子钻头基本不带泥屑、孔底淤积厚度不再增加为止。②孔内的泥浆性能:用泥浆取样器采取泥浆，用比重秤测比重ρ，用漏斗粘度计测粘度，用含沙量计测含沙量。实测所有槽段1.02g/cm3≤ρ≤1.1g/cm3，粘度的范围为 18 ～21s，含沙量范围为0.5%～1.8%，均满足规范要求。③孔底淤积厚度用测针、测饼联合测量。实测共96点，测值范围为4～8.5cm，满足规范的要求。

(6)浇筑过程的质量控制。终孔、清孔验收合格后4h内浇筑混凝土。混凝土浇筑前，对槽内导管之间的间距、导管距槽孔两端的距离、帷幕灌浆管的埋设进行检查并对原材料、塑性混凝土拌和系统、运输设备等的准备情况再次检查，达到浇筑条件后才允许承包商进行开盘浇筑，确保混凝土连续浇筑。在混凝土浇筑过程中，监理工程师进行旁站监理，对“三口”(拌和站出料口、自卸车卸料口、分料斗下料口)严格进行控制。重点检查混凝土的坍落度、扩散度、配合比、导管的埋深、混凝土上升速度、槽内混凝土面的高差，对以上检查项目不符合规范的立即督促承包人进行调整，保证混凝土浇筑的连续性。浇筑过程中在机口或槽孔口入口处随机取样，检验混凝土的物理力学性能指标。

混凝土试验统计结果表明，混凝土入槽坍落度范围为18～24cm，入槽扩散度为34～44cm，抗压强度为5.2～10.6MPa。

7 防渗墙施工中特殊情况的处理

7.1 漏浆、塌孔处理

要求承包人在造孔前准备好堵漏材料，在造孔过程中如遇少量漏浆，要求承包人采取加大泥浆比重、投堵漏剂等处理措施;如遇大量漏浆，要求承包人单孔采用回填黏土钻进处理，槽孔则采用投锯末、水泥、稻草或高水速凝材料等进行堵漏处理，并改冲击反循环钻进为冲击钻挤实钻进，确保孔壁、槽壁安全。钻进时，督促承包人要加强对泥浆损失的测估，改变钻进工艺，尤其是在槽孔的副孔钻劈时，应尽量避免因漏浆而引发塌孔事故。由于上游围堰防渗墙施工先进行了预爆和预灌浓浆处理，在进行防渗墙造孔时，漏浆、塌孔情况较少。

7.2 孔斜的处理

冲击钻机施工中要求承包人勤测量，及时掌握孔形情况，如发现偏斜时:①回填石料修孔。可要求承包人用10～25cm石料回填至偏斜段顶部，重新对该段造孔，进行修孔，并加大造孔过程中的测斜密度，严格控制孔斜。②改变钻头规格、形状，扩大钻头直径，扩孔改变孔斜，或在孔斜的相反方向加焊耐磨块进行修孔。③定位、定向聚能爆破处理探头石。造孔过程中遇到探头石极易发生孔斜，此时应督促承包人采用定位、定向聚能爆破炸掉探头石后继续钻进。

8 防渗墙质量检查

在满足龄期要求后，督促承包人进行防渗墙墙体钻孔取芯及注水试验，监理工程师现场旁站监督。注水试验结果统计见表2。

塑性混凝土取样21组，抗压强度均满足设计要求。塑性混凝土28d强度检测结果见表3。

表2 防渗墙注水试验结果统计

表3 塑性混凝土28d强度检测结果

9 质量评价

监理工程师对防渗墙施工质量严格按照事前、事中、事后全过程进行控制管理，督促承包人在施工过程中严格按照批准的施工组织设计施工(包括施工方案、施工工艺、施工程序)，过程控制中的原材料(包括业主供应材料)取样频率和结果均满足合同及规范要求;防渗墙入岩深度、墙体厚度、斜度、槽底淤积、槽孔套接、混凝土浇筑工艺及成墙效果质量均满足设计规范要求，质量等级评定为优良。

10 结束语

溪洛渡水电站上游围堰防渗工程施工工期紧迫、工程量大、任务重，防渗墙内大孤石含量多、直径大、架空现象严重，且遭遇2008年严寒等恶劣天气，施工难度大。通过事前对困难的仔细分析和充分估计，采取了钻孔预爆、预灌浓浆、加膨润土拌和系统改造等系列技术措施，在事中精细施工、严格控制，事后及时总结，在参建各方的共同努力下保质、保量、按期完成了上游围堰防渗墙工程施工。基坑抽水结果表明，上游围堰防渗墙和墙下帷幕灌浆工程未发现漏水点，围堰渗漏量远低于设计要求，围堰防渗工程效果好，为大坝基坑开挖和混凝土浇筑施工创造了良好的施工条件。

TV543.82

B

1003－9805(2012)增刊－0068－04

2012－08－15

向 飞(1976－)，男，成都温江人，工程师，主要从事工程监理工作。