水电站大坝围堰防渗墙特殊部位施工技术

水电站大坝围堰防渗墙特殊部位施工技术
发表时间：2019-06-25T11:44:22.913Z 来源：《基层建设》2019年第7期作者：赵阳[导读] 摘要：本文结合某水电站大坝围堰的施工特点和技术要求。

中国水利水电第六工程局有限公司辽宁沈阳 110000 摘要：本文结合某水电站大坝围堰的施工特点和技术要求。

主要介绍上、下游围堰防渗墙导墙下部覆盖层加固、巨漂孤石、倒悬体、超高陡坡地层的施工技术。

关键词：水电站；导墙；超高陡坡；加固；施工技术引言
某水电站位于四川省阿坝州马尔康市、金川县交界处，总投资366.14亿元。

电站以发电为主，水库正常蓄水位2500m，总库容28.97亿m3，装机容量2000MW，多年平均发电量77.07亿kW•h。

枢纽工程由砾石土心墙堆石坝、右岸洞式溢洪道、深孔泄洪洞、放空洞、左岸竖泄洪洞、左岸地下引水发电系统等建筑物组成。

电站大坝施工导流采用全年断流围堰、隧洞导流方式。

大坝上、下游围堰为3级建筑物，采用复合土工膜心墙土石围堰，堰顶高程分别为2308.000，2265.000m，堰顶长度分别为214，157m，堰顶宽度12m，最大堰高分别为56，20m，
堰基采用C20混凝土防渗墙及墙下帷幕防渗。

防渗墙厚度1.0m，入岩深度1.0m。

1围堰防渗墙地质情况上游围堰河床覆盖层厚30.16～53.14m，由漂卵砾石、砂卵砾石组成，由下至上分为3层：第①层漂卵砾石层，分布于河床下部，厚8.4～10.5m，埋深45～48m，该层主要由花岗岩、变质砂岩的次圆状、扁圆状漂卵砾石等粗颗粒构成，孤漂石含量较多，充填灰～灰黄色中细砂或中粗砂，含泥。

第②层砂卵砾石层，位于河床中部，厚21.1～27.5m，顶面埋深16.8～34.8m，以卵砾石为主，充填较多含泥中粗砂。

第③层漂卵砾石层，冲积漂卵砾石层位于河床上部，厚度为16.8～29.5m，层中夹较多孤石，由孤漂石卵砾石等粗颗粒形成骨架，充填中粗或中细碎屑砂。

下游围堰河床覆盖层厚27.7～60m，深槽偏右岸，由漂卵砾石、砂卵砾石组成，该部位河床含砾细砂层透镜体厚3.73m，顶板埋深19.8m；右岸分布倒石堆，分布高程达2350.000m，结构松散，架空严重，前缘与冲积层交错堆积，左岸基岩裸露，基岩岩性为二云二长花岗岩和黑云母钾长花岗岩，岩体较坚硬完整。

右岸堰肩为块碎石层，结构松散，稳定性较差，透水性强。

2施工难点水电站防渗墙工程存在的难点主要表现为：①地层含密集巨漂孤石群，孤石与下伏基岩岩性相同，入岩控制难以保证，造孔难度大，成槽周期长，对槽段安全性造成极大影响；②谷坡陡峻，施工中揭示岸坡段存在超高陡坎（已探明陡坎在35～40m），防渗墙嵌岩难度大，河床深切部位及水下填筑无法碾压部位施工周期长，施工中漏浆塌孔严重；③岸坡段存在超厚倒悬体，在造孔过程中查明倒悬体厚度达到17m，施工中需击穿倒悬体。

3施工措施针对防渗墙的施工难度，为确保防渗墙施工安全、进度及成槽质量，首先沿防渗墙轴线采用阿特拉斯A66CB多功能岩土钻机跟管钻机和XY-2地质钻机取芯钻对地层进行预探和补勘，并对地层中大部分巨漂孤石进行预爆裂解，再对深切河床部位的防渗墙导墙下部覆盖层采用超前钢管灌注桩进行加固处理；在防渗墙造孔过程中结合孔内钻孔爆破和定向聚能爆破的方法进一步对地层中出现的巨漂孤石、倒悬体、超高陡坎进行处理。

4施工方法 4.1先导孔、预爆孔及钢管灌注桩施工方法 1）为更好了解地质情况，在防渗墙轴线上每个槽段进行一个先导孔施工，参照设计提供的地下基岩高程，采用冲击钻机钻凿至设计基岩面后再采用地质钻机进行取芯复勘。

因地层含密集巨漂孤石群，巨漂孤石与下伏基岩岩性相同，很容易对防渗墙下的基岩做出误判，因此施工时先导孔的取芯深度为入岩15m，以避免巨漂孤石判为基岩的可能。

2）因工期紧，地层大孤石、漂石分布密集，为确保防渗墙施工进度，沿防渗墙轴线每2m布设一个预爆孔，采用阿特拉斯A66CB多功能岩土钻机跟管钻进和XY-2地质钻机取芯钻进，对发现的大孤石、漂石采用预爆处理。

3）因地层在预爆后会发生松动，造孔时易漏浆，另河床深切部位（最深达70m）及水下填筑无法碾压部位，施工周期长，施工中易漏浆塌孔。

为确保防渗墙导墙的安全和减少塌槽风险，在防渗墙轴线上、下游导墙中心各布设了1排间距为1.5m、深度为13m 的钢管灌注桩，通过灌注水泥浓浆和钢管支撑的复合作用对地层和导墙进行加固。

4.2孤石巨漂地层施工方法 4.2.1施工流程
防渗墙轴线测量放样→布置补勘孔→补勘孔钻进（140mm套管跟管钻进）→根据勘探情况遇大孤石、漂石的补勘孔作为预爆孔→加密布置预爆孔→加密预爆孔钻进（140mm套管跟管钻进）→在预爆孔140mm套管内下设90mmPVC管→拔出140mm套管→装药→连线→起爆。

4.2.2预爆孔布置原则及方式
为保证预爆效果，预爆孔布置原则为：预爆孔必须准确探明大孤石、漂石的具体位置、大小，若遇有特大孤石、倒悬体等特殊部位则根据现场实际情况进行加密布置。

4.2.3预爆孔布孔方式
上、下游围堰防渗墙预爆孔间距为2.0m，在遇有特大孤石、倒悬体等特殊部位时根据实际情况适当加密孔排距。

4.2.4装药
本工程采用手工装药，药卷采用32mm乳化炸药。

预爆孔内由竹片配合普通导爆索加工成药串起爆，炸药采用32mm乳化炸药连续不耦合装药（采用3节32mm型乳化炸药装药），特大孤石、漂石及倒悬体部位加强装药（采用4节32mm型乳化炸药装药），起爆药包和起爆管放在孔底炮孔中间。

4.2.5爆破参数
爆破参数的确定对爆破效果将产生直接影响，它受钻孔设备能力、爆后块度要求和环境要求等因素的限定。

施工中按下列参数进行爆破。

孔径：D=140mm；孔深：原则上钻穿第1层漂卵石层；炮孔堵塞长：L=1.0～1.5m；装药密度：2.4kg/m；单孔装药量：根据孤石大小及孔深确定。

5墙体质量检查
5.1防渗墙嵌岩深度检查
各槽段在主孔施工过程中均严格按照相关要求进行基岩取样鉴定工作，针对该工程地质情况复杂、下伏基岩与孤石存在岩性相同且难以准确判断的特点，为更准确地探明下伏基岩埋深位置，对所有一期槽3号孔钻孔取芯，具体方式为先采用冲击钻机钻到疑似基岩深度或设计推测基岩线附近时，再采用地质钻机进行取芯，取芯长度≥15m，个别地方根据实际情况加深，对相邻部位基岩埋深相差较大和存在陡坎的部位加密先导孔取芯孔位布置并结合副孔施工时取样鉴定，确保防渗墙嵌岩深度。

已完成浇筑的56个槽段中墙体嵌岩最大深度为2.5m，最小深度为1m，均满足设计要求。

5.2墙体钻孔注水试验
上、下游围堰防渗墙注水试验检查孔施工9孔，总孔深252m。

检查孔注水试验48段，合格47段，渗透系数最大4.40×10－6cm/s，最小6.68×10－9cm/s，合格率97.9%。

S-J-6检查孔有1段不满足设计要求，该段位置在0.0～5.0m，且位于上游右堰端头2280.000m，对工程整体防渗效果影响甚微，后期对该段进行补强灌浆处理，二次注水检查合格。

6结语
施工中采用预探、预爆、钢管灌注桩加固并结合后期钻进过程中的孔内钻孔爆破和孔内定向聚能爆破方式，解决了施工中的难题，确保了槽段安全，保证了防渗墙成槽质量，缩短了建设工期，为以后类似防渗墙施工提供了工程实例，并具有较好的参考和借鉴作用。

参考文献：
［1］高钟璞．大坝基础防渗墙［M］．北京：中国电力出版社，2000．。