水库闸坝防渗墙工程施工难点的解析

刘荣强

摘要：该水电站闸坝防渗墙地质条件复杂，河床覆盖层深厚，岩性复杂，卵漂（块）（碎）石、砂质粉土密布且局部存在透镜体，施工中遇到了泥浆漏失严重、掉（卡）钻频繁、孔斜难于控制、施工场地狭窄等诸多难题。本文结合某水库实例对水库闸坝防渗墙工程施工难点进行分析，从而保证了工程的顺利完成。

关键词：水电站;闸坝防渗墙;难点;对策

1工程基本情况

某水电站是中下游河段梯级开发的最后一级梯级电站，为第五个梯级电站，其装机容量是330MW，兼具防洪功能、发电功能以及拦沙功能。拦河闸坝是依靠泄洪闸、左右岸挡水坝以及冲砂闸构成的，再者当中冲沙闸与泄洪闸位于主河槽，而左右岸挡水坝属于混凝土重力坝，其中右岸、左岸挡水坝的长度分别是65m、45.9m，坝顶高程为1799.5m，枢纽坝顶有185.9m长，最大坝高为32m。在河床覆盖层上进行闸坝建基，对于两岸坝肩，则借助水泥灌浆帷幕进行防渗。同时，分别在右岸坝肩与拦河闸坝位置设立两道防渗墙，此防渗墙深入砂质粉土5m，最大深度为44.7m，最大成槽深度大概是58m，两岸侧嵌入基岩大概为1m。

2 工程地质条件

河谷段基岩高程1707.3至1747.99m，河床第四系覆盖层比较厚，岩性的繁杂程度高，通过一系列勘探后，其最大厚度值为109.2m（ZK15孔揭露）。从构造上看，由上至下分别是：

崩坡积（Q4col+dl）碎石土层，其厚度值处于2m至18.6m的范围内。

河床冲洪积（Q4al+pl）漂（块）卵（碎）石层，该层中多为漂块卵碎石，亦涵盖了泥质粉砂透镜体。其厚度值处于9至40.7m的范围内，其间布满砂砾。局部含块石的体积较大，其结构均匀，多为中密。

冲湖积（Q4al+l）砂质粉土层，该层的厚度最大值为66.3m，其厚度多处于6.2m至48.49m的范围内，结构密实度高，为中密，粉砂的含量偏多，局部因为粉砂的集中程度高而产生了透镜体。

冲洪积（Q4al+pl）卵（碎）砂砾层，该层内有些许卵（碎）石，但以砂砾居多，基本都分布在古河道河槽中，其厚度值处于11至15.3m的范围内。局部砂砾的均匀度较差，结构密实度高，然而没有胶结。

冲洪积（Q4al+pl）卵（碎）石层位于古河道两岸，其主要分布了卵（碎）石，其厚度值大约处于9至20m的范围内，结构中密密实。

基岩，属于二叠系下统甲黄沟群（P1jh）深灰色黑云母石英片岩。

闸址地下水多是第四系基岩裂隙水与孔隙性潜水，右岸堆积台地区地下水位高程处于1777.3至1781m的范围内，左坝头地下水位高程处于1779至1781m的范围内，右坝头地下水位高程处于1781至1797m的范围内。

3工程难点分析

3.1塌孔、漏浆频繁

3.1.1经过对塌孔、漏浆的分析概括后发现，塌孔、漏浆问题频繁发生，主要包括下列几种状况：

a.孔底漏浆。因防渗墙河床段属于悬挂式，所以大部分情况下孔底漏浆问题是在河床段发生的。

b.孔壁漏浆。防渗墙施工过程中多处于厚度值大的覆盖层，地质环境的繁杂程度高，砂质粉土与卵漂（块）（碎）石分布集中。施工阶段产生的正常扰动必然会影响到孔壁的稳定性，由此出现孔壁漏浆的问题。

c.孤石漏浆。该问题多出现于重凿处理探头石、孤石、打小墙的过程中，通常出现漏浆时会贯穿渗漏通道。

3.1.2漏浆、塌孔的处理

a少量漏浆时，在提高泥浆稠度的同时向孔内加入黏土、膨润土、水泥、锯末、秸秆等。黏土、膨润土、水泥可直接撒于孔内，不必整袋投入;纖维材料尽可能事先与其他材料混合。b大量漏浆时，采取直接填堵，即先投放袋装黏土，然后用装载机快速向孔内投放直径30cm左右的碎石、黏土堵漏，同时大强度补浆，直至浆面回升至导墙内，泥浆不够或流量不足时应同时补水;若无明显效果或土、石材料不够，可浇筑混凝土堵漏。

3.1.3预防塌孔、漏浆

在进行防渗墙施工时经常会发生塌孔、漏浆的问题，对施工进度产生了极大的不利影响。同时，施工时会消耗掉许多锯末、泥浆、块石、粘土等堵漏材料，单单是1812.5m、EL1805.5m这两个施工平台中的8个槽孔在施工时就出现了75次漏浆、塌孔问题，处理时共耗费了2200m3粘土、400m3砂石料、3150m3泥浆、200t膨润土、6t水泥、5.5t锯末。在这当中，34#槽孔与32#槽孔在1770至1770.5m高程位置产生了贯穿的渗漏通道，120s中槽内浆液降低了大概20m，导致两槽孔出现大范围坍塌。

为保证工期，降低施工费用，造孔过程中采取以下方法进行预防：

a施工过程中缩短槽孔长度。通过对地质状况的了解，将槽孔长度由7.3m改为6.5m，尽量减少造孔过程中槽壁的临空面，缩短施工时间，保证槽段安全。

b钻进时在保证分阶段加膨润土浆的情况下，向孔内加黏土、碎石，同时要求在施工容易漏浆部位采用小冲程缓慢钻进，尽可能将孔内的黏土、碎石挤入孔壁，并保证孔底泥浆有较高的粘度，这样既能密实孔壁，堵塞渗漏通道，又可在发生漏浆时自行堵漏。

c对于经常使用的堵漏材料如黏土、膨润土、锯末、碎石、水泥等必须保持足够的储量，以备使用。

3.2孔斜的控制难度大

此工程的覆盖层厚、结构松散度高、均一性不良，地层中分布了大量坚硬块体，比方说漂（块）卵（碎）石等，很难控制孔斜。一旦槽孔施工时出现孔斜问题必然会引起较严重后果。鉴于此，可采取如下方式对孔斜予以管控。

3.2.1更改钻头形状扩孔

在开展冲击（反循环）钻机施工工作的过程中，一方面要做好相关测量工作，对孔形的基本状况进行全方位地了解。一旦觉察到偏斜问题，可考虑将耐磨块焊接在与孔斜的相反方向的位置予以修孔，抑或是将一圈钢筋焊接至钻头位置实施扩孔处理。

3.2.2回填石料修孔

冲击（反循环）钻机造孔过程中倘若出现孔斜问题，应选用10至25cm石料回填到偏斜段顶部，再次对此段实施造孔。同时，还需增加测斜密度，对修孔工作加以把关。

3.2.3对探头石进行定向、定位聚能爆破处理

钻孔时一旦碰见探头石孔斜容易超标的问题，应当进行定向、定位聚能爆破处理，将探头石炸掉之后钻进去。

3.3掉（卡）钻、埋钻频繁

本工程采用了通用的“绳套法”、“移位法”或将两种方法相结合的方式进行卡埋钻处理，同时在施工中积极采取预防措施，如经常检查钻头梁子和大绳，密切关注孔内情况，防止人为情况的掉（卡）钻、埋钻事故;遇到掉（卡）钻、埋钻事故时，针对具体情况，及时反冲、移位或用专用工具（如边铲、加重杆、抽筒）处理等。本工程在掉（卡）钻、埋钻事故多发的情况下，处理及时、方法得当，所有掉（卡）钻、埋钻事故都得到了及时、成功处理。

3.4施工场地窄小

右岸防渗墙33号槽孔分别处于1812.5、1805.5这两个平台上，考虑到施工场地面积小，再加上相邻I期的34槽与32槽都处在施工紧张的发展时期，因此施工方迫切需要找到一种能够迅速提供33号槽的安全工作面的有效方式。通过项目部的深层次探讨，最后得出两套方案可供选择，其一为开挖回填，其二为设置混凝土挡土墙。待进一步研究后，再加上顾虑到施工工期与场地等因素，最终确定选用第二个方案。一系列实践结果显示，这种选择是明智的，既减少了工程费用，又缩短了工期。

4结语

水电站闸坝防渗墙工程安全顺利完成，成功解决了大面积漏浆、塌孔及频繁掉钻、卡钻、埋钻等，为类似复杂条件下的防渗墙施工积累了经验。

（作者单位：浙江省正邦水电建设有限公司）