某水電樞紐工程壩基防滲施工組織設計

王浩亮，趙芳萍

（1.中國水電基礎局有限公司，天津 301700；2.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津 300222）

1 工程概況

某水利樞紐工程地處嫩江支流綽爾河流域中游，具有調水、灌溉、發電等多項功能的大型樞紐工程。 總庫容19.64億m3，裝機總容量36MW。 樞紐主要建筑物由黏土心墻砂礫石壩、發電系統、溢洪道、副壩及魚道等組成。 壩頂全長1358m， 壩頂高程381.50m，壩頂寬8m，最大壩高38.40m。壩基防滲形式為“混凝土防滲墻+帷幕灌漿”。

壩基地質條件為：左右兩岸基巖裸露，河床部位分布覆蓋層厚5～30m，表部0～3m為低液限黏土，其下為4～19m為級配不良礫石層，底部為3～18m的粉土質礫。 下伏基巖為二迭系上統的厚層中砂巖、粉砂巖，局部見少量含礫砂巖。 基巖較破碎，節理裂隙發育，局部全風化厚約3m，強風化厚度0～10m，弱風化帶厚40～66m。 基巖上部20～40m為中等透水。

2 防滲墻及帷幕灌漿技術要求

混凝土防滲墻位于主壩壩基部位， 自樁號0+086.20m至樁號1+273.00m，全長1186.8m，素混凝土防滲墻厚0.8m，采用C25FlOOW8二級配混凝土，墻體深入強風化帶不小于2.5m。 墻頂以楔形體形式插入砂礫石壩黏土心墻， 混凝土防滲墻與楔形體連接采用預埋連接鋼筋并設置鍵槽。 混凝土防滲墻成墻指標為：28d抗壓強度≥11.9MPa；抗滲等級W8，滲透系數K≤n×10-7cm/s （n=1～9）； 彈性模量27GPa≤E≤29GPa。

墻體采用普通混凝土C25F100W8二級配；選用普通硅酸鹽水泥（低堿），強度不低于42.5?；炷翂w材料入孔塌落度為180～220mm， 擴散度為340～400mm，塌落度保持150mm的時間不少于1h。初凝時間＞6h、終凝時間＜24h。 混凝土密度≥2100kg/m3。 水膠比不大于0.6， 混凝土膠凝材料用量≥350kg/m3，砂率不小于40%。 混凝土骨料粒徑級配、 水泥和外加劑的品質及用量、水灰比、拌合時間等均須遵照混凝土拌合比試驗的優選成果及有關施工規范的規定。

主壩、 溢洪道基礎及兩岸帷幕灌漿， 自樁號0～119.00m（左岸5Lu控制線與正常蓄水位交點）至樁號1+592.00m（右岸5Lu控制線與正常蓄水位交點）。 帷幕灌漿底線深入5Lu控制線以下5m。 對于防滲墻底嵌入強風化部位的帷幕灌漿孔間距采用1.5m， 防滲墻內預埋灌漿管。 帷幕灌漿蓋板混凝土采用C25F200W6二級配，厚0.5m，寬4m。

對漿液制備的要求： 灌漿材料采用普通硅酸鹽水泥； 用ZJ-400高速攪拌機攪拌均勻， 攪拌時間≥30s，并與4h內用完；期間漿液溫度應保持在5～40 ℃。 防滲墻施工工藝流程如圖1。

圖1 防滲墻施工工藝流程

3 施工方案布置

3.1 防滲墻施工布置

3.1.1 施工平臺及導墻

考慮到本工程防滲墻深度約在5～32m之間，深槽與淺槽孔深差距較大， 按防滲墻深度不同特設置兩種規格導墻：矩型導墻和梯型導墻。 其中，防滲墻深度大于等于20m處采用梯型導墻；深度小于20m處采用矩型導墻，如圖2。

圖2 導墻設計尺寸

施工平臺要求適用于重型設備， 高程應略低于導墻墻頂，且能順暢排水、排漿、排渣。 包括鉆機平臺、抓斗平臺及倒渣平臺、排漿溝和施工道路等。

3.1.2 廢漿、廢渣處理

液壓抓斗造孔形成的棄渣直接導入自卸汽車內，統一運至指定棄渣場。

3.1.3 防滲墻施工

地下連續墻施工工序包括：導墻施工、泥漿制備和處理、連續墻的成槽、地下連續墻的接頭處理、混凝土澆筑。根據工程基本情況，上部覆蓋層采用液壓抓斗“純抓成槽”、底部基巖采用沖擊鉆機“鉆劈法”相結合的工藝，接頭采用接頭管法，混凝土澆筑采用“泥漿下直升導管法”。

3.1.4 灌漿預埋管下設

按設計方案在防滲墻內預埋灌漿管， 單排預埋管，孔距1.5m。 管體采用φ100×3.2mm普通鋼管，采用鋼筋定位架固定。 孔口定位架與現澆防滲墻楔形體鍵槽的插筋提前焊接，固定于導墻。灌漿管底口纏過濾網，防止混凝土進入管內；灌漿管孔口采取必要的保護措施，防止雜物進入管內。

3.1.5 混凝土澆筑

本工程采用泥漿下直升導管法澆筑， 采用兩套導管，導管間距不宜大于4.0m。 導管底部距孔底15～25cm，采用壓球法開澆。

3.1.6 墻體質量檢查

3.1.6.1 墻體材料檢查在拌和機口或槽口隨機取混凝土樣抽查， 鉆探取芯進行室內物理力學性質試驗等。

3.1.6.2 墻體質量檢查

按SL174—2014《水利水電工程混凝土防滲墻施工技術規范》執行。 防滲墻澆筑成墻28d后，按每15～20個槽孔布置一個檢查孔， 孔深小于防滲墻設計深度2.0m，進行取芯鉆進并分段進行注水試驗。 最后采用水泥漿、按機械壓漿封孔法進行封孔。

特殊情況下可采用墻內物探無損檢測。

3.2 灌漿施工布置

3.2.1 灌漿施工

3.2.1.1 灌漿方法

孔口封閉、分段、自上而下孔內循環式灌漿，灌漿管埋入基巖深度5Lu線以下5m、連續2段透水率小于3Lu，灌漿深度約為20～40m。

3.2.1.2 灌漿段長

各灌漿孔的孔口灌漿段長2～8m，以5m為主。 第一段長2m，第二段長3m，其下一般段長5m?；炷辽w板的抬動≤0.2mm。

3.2.1.3 漿液配比

漿液配比由稀變濃，逐級改變，開灌水灰比根據灌前壓水試驗成果進行確定， 當地層透水率q≤5Lu時，采用水灰比為3∶1～1∶1的漿液開灌；當地層透水率5Lu＜q≤10Lu時， 采用水灰比為2∶1～1∶1的漿液開灌；當地層透水率q＞10Lu時， 采用水灰比為1∶1～0.8∶1的漿液開灌。

3.2.1.4 封孔

在某灌漿段規定壓力下，當注入率≤1L/min后，繼續灌注30min，結束灌漿并采用全孔灌漿封孔法進行封孔。

最后一段灌漿結束，即開始灌入水灰比0.5∶1的濃漿，將孔內稀漿頂出，至孔口返濃漿為止。 在提升灌漿管過程中，嚴禁用水沖洗灌漿管，嚴防地面廢漿和污水流入孔內，同時，還應不斷地向孔內補入0.5∶1的濃漿（或待灌漿管全部提出后再向孔內補入0.5∶1水泥濃漿）。 灌漿結束1h后，對孔口進行人工封填。

3.2.2 灌漿成果檢測

灌漿檢測采用鉆孔取芯、壓水試驗、聲波測試、孔內攝像等多種檢測手段。

4 結語

（1）本項目選取黏土心墻砂礫石壩的水利樞紐工程，基礎覆蓋層厚約5～30m，下伏砂巖巖體破碎，中等透水巖體厚20～40m， 需采取 “防滲墻+帷幕灌漿”這一常見的壩基防滲處理措施。

（2）通過基礎防滲施工組織設計，為防滲墻開槽澆筑和帷幕灌漿順利實施奠定了基礎， 并取得預期效果，對其他類似項目具有指導意義。