河口村水库上游围堰塑性混凝土防渗墙施工综述

□建剑波（河南省河口村水库工程建设管理局）

□任 博（中国水利水电基础局有限公司）

□杨志豪（河南省洛阳水文水资源勘测局）

□孙丹丹（河南省白龟山水库管理局）

1.工程概况

河口村水库位于济源市克井镇境内，黄河一级支流沁河最后一段峡谷出口处，距下游五龙口水文站约9km。水库控制流域面积9223km2，占沁河流域面积68.2%，占黄河三花间流域面积的22.2%。设计防洪标准为500年一遇，校核标准为2000年一遇。水库坝型为混凝土面板堆石坝，大坝全长530.0m，坝顶宽9.0m，最大坝高122.5m，坝顶高程288.5m，总库容3.17 亿m3，是大(2)型水利工程。水库的开发任务以防洪、供水为主，兼顾灌溉、发电、改善河道基流等综合利用。

工程总投资27.75 亿元，计划总工期60 个月。主要建筑物包括：由混凝土面板堆石坝、泄洪洞、溢洪道及引水发电系统组成。

2.上游围堰防渗墙布置

上游围堰布置在主坝轴线上游约300m 处，河床宽约150m，河床面高程在176～180m 之间。河床覆盖层最大厚度约40m，岩性为（alQ4）含漂石砂卵石层夹粘性土、粘性土夹层及砂层透镜体。上游围堰堰基主要持力层为砂卵石层，由于其结构复杂且不均一，局部具架空结构，其透水性强，抗渗能力差，存在渗透变形问题，为确保大坝基坑开挖，需对上游围堰基础进行有效的防渗处理。

根据围堰处的地质覆盖层勘探资料，设计单位经过综合比较，选用了塑性混凝土防渗墙防渗，围堰全长163m，其中防渗墙长141m，防渗墙厚0.6m，与两岸基岩连接常用现浇墙，防渗墙最深36m，塑性混凝土防渗墙渗透系数K=1×10-7cm/s，抗压强度R28=2.0MPa，弹性模量E=500MPa，防渗墙墙顶高出现有河床1.0m，防渗墙基础插入基岩0.5m。

根据整个工期安排，上游围堰防渗墙需要在一个非汛期完成。

3.主要施工过程及方法

防渗墙从2011年5月下旬开始施工，由于开工时间较晚，而且需在汛前完成，在场地狭窄、工期紧、任务重的情况下，施工单位通过科学管理，精心组织，合理安排，资源调配，加大投入，从搭建施工平台、钻孔、混凝土浇筑至防渗墙施工结束，历时两个月的时间，基本上在汛期前完成防渗墙3446.38m2。

3.1 钻进方法

结合地层、施工强度、设备能力等综合考虑，本工程防渗墙采用CZ-22 冲击钻机“钻劈法”成槽，膨润土泥浆护壁，抽筒法清孔换浆，泥浆下直升导管浇筑混凝土。Ⅰ期槽的1、3、5、7 号主孔采用冲击钻机钻孔形成，先施工主孔，后用钻头钻劈副孔，及时用抽筒打捞主孔内的回填，然后继续劈副孔、打捞回填，直至设计孔深。副孔劈完后，再用钻头在主孔与副孔之间找小墙，直至槽段内的每一个地方的槽孔厚度符合设计要求。Ⅱ期槽段在两侧的Ⅰ期槽浇筑成墙完成后进行，1、9 号孔（即一期槽的1、7号孔）为接头孔，在一期浇筑后，混凝土达到终凝后开始用冲击钻机钻进接头孔，其它主孔和副孔施工和Ⅰ期槽施工方法一样。

3.2 孔型控制

一是各单孔中心线位置在设计防渗墙中心线上、下游方向的误差＜3cm。

二是钻劈法施工时孔斜率＜4‰；遇含孤石地层及基岩陡坡等特殊情况，应控制在6‰以内。接头套接孔的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。

3.3 基岩鉴定

根据地质剖面图和设计预计孔深及观察连续不断抽出的钻渣，取样保存,结合该孔左右槽孔的深度,填写防渗墙基岩鉴定表,描述该地层地质情况,并请地质工程师判定，确定基岩面。

3.4 终孔

成槽后，作业班组长初检，值班技术员复检，复检合格后值班技术员填写检查记录表，并提交值班监理审查后，通知建管、设计、监理、施工等四方进行终孔联合验收。主要检查：槽孔孔位偏差、槽宽、孔深、孔斜率、一二期槽接头孔套接厚度等。

3.5 清孔换浆

槽孔采用“抽筒法”进行清孔换浆。清孔结束1h 后，一边用测针测孔底淤积厚度，一边对孔底泥浆粘度、密度、含砂量三项指标进行检测。槽孔内淤积厚度≯10cm，使用膨润土时，孔内泥浆密度≯1.15g/cm3；泥浆粘度18～35s（苏氏）；含砂量≯6%。

3.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑导管采用快速丝扣连接的Φ250 的钢管连接。一期槽端导管距孔端1～1.5m，二期槽端导管距孔端1.0m，导管底口距槽底距离控制在15～25cm 范围内。混凝土浇筑采用压球满管法开浇，导管内隔浆球放好以后，漏斗内置入砂浆盖板，密封严实，然后给漏斗放满砂浆。混凝土浇筑必须连续进行，混凝土面上升速度不低于2m/h。

4.施工难点

上游围堰防渗范围内，地层属砂卵石层，存在部分孤石，钻进过程中孔斜偏差难以保证，遇孤石层时，要及时进行孔斜测量，发现超标情况，及时回填砂卵石进行重新钻孔，钻孔过程中孔口采用自制纠偏架将钢丝绳强行向孔斜相反方向压紧。

5.防渗墙体质量控制及检测

5.1 施工过程质量控制

施工过程中施工单位建立完善了质量保证体系，对每道工序严格执行“三检”制度；监理单位严把原材料入场检验关，严格履行监理职责；同时，对重要隐蔽和关键部位单元工程进行联合验收，而且对重要工序实现扩大化四方联合验收制。通过参建各方共同努力，上游围堰防渗墙共划分单元工程26 个，全部合格，其中优良单元工程24 个，优良率92.3%。

5.2 注水试验

根据注水试验规程(YS5214-2000 J102-2001)，对防渗墙体钻孔、注水试验,采用计算公式：K=qln(2L/d)/2πLHc 计算渗透系数。调整后设计渗透系数K=n×10-7（n=1～5）。

经计算WYJ-01 号检查孔渗透系数最大值K=4.86×10-7；WYJ-02 号检查孔渗透系数为1.59×10-7；均符合墙体渗透系数指标。

5.3 墙体无损检测

为进一步检测防渗墙体连续性和接头孔的连接质量及完整性，河口村水库工程上游围堰防渗墙采用SIR-3000 地质雷达检测。通过对防渗墙检测结果表明，探测范围内没有明显的异常或缺陷，墙体连续性较好。

6.结语

上游围堰防渗墙施工结束后，为后期大坝围堰填筑打下了坚实基础，同时为整个大坝基坑开挖赢得了时间，经大坝基坑开挖后，上游围堰防渗墙效果显著，基坑内无明显渗水，完全满足施工要求。