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大坝防渗墙施工工艺
大坝防渗墙施工工艺 1工程主坝病险概况 上阳水库位于樟树市清丰山溪水系芗水支流的上阳溪，地处店下镇谢家村， 距樟树市区19km，库区流域中心地理位置为东经115°39′，北纬27°56′，坝址以上 控制流域面积18.8km2,总库容2126万m3，设计灌溉面积1.7万亩，是一座以灌溉 为主，兼顾防洪、养殖等综合利用的中型水利枢纽工程。水库于1971年由清江县 水利电力局设计，江西省水利厅审批，同年11月动工兴建，1972年4月基本建成 受益，1987年至1990年对水库进行了加固扩建，形成现有规模。水库枢纽工程等 级为Ⅲ等，主要永久性建筑物为3级，水库枢纽工程主要建筑物有主坝、副坝、 溢洪道、主坝坝下输水涵管、副坝坝下输水涵管等。水库运行多年来未发现大的 库岸崩塌现象。库内森林茂密，植被良好，河流固体径流少，水库淤积问题不大。为保障水库的长治久安，决定对水库主坝进行混凝土防渗墙、高喷及帷幕灌浆加 固。
2主坝加固主要内容 2.1混凝土防渗墙 主坝坝体防渗采用钻抓法造塑性砼防渗墙，起止桩号为0+000.0~0+702.5m， 全长702.5m，砼防渗墙轴线位于坝轴线上游1.5m上游处，墙体有效厚度为0.4m， 防渗墙顶高程59.53m，导槽顶高程61.00m，桩号0+000.0~0+112.0m段墙底伸入强 风化基岩层1.0m，桩号0+112.0~0+590.0m墙底伸入全风化基岩层1.0m，桩号 0+590.0~0+702.5m墙底伸入壤土层1.0m，防渗墙造孔斜率≤3/1000，设计渗透系 数小于1.0×10-6cm/s，抗压强度R28≥3.0MPa,弹性模量E28≤1000MPa。
2.2灌浆 高压旋喷灌浆起止桩号为0+000~0+112.0m，全长112.0m，呈一排布置， 孔距1.6m，高压旋喷灌浆顶部伸入强风化基岩面以上1.0m，底部伸入强风化基岩 面以下1.0m，孔位偏差≤5cm，孔斜率≤1%，入岩深度≥1.0m，浆压0.2MPa~1.0MPa， 流量60L/min~80L/min，进浆密度≥1.5g/cm3，回浆密度≥1.3g/cm3。
3加固的施工方法 3.1液压抓斗造砼防渗墙防渗墙施工前先委托有关单位进行了防渗墙先导孔钻探工作，先导孔钻孔 柱状图数据与实际施工钻探地质情况相符。上阳水库除险加固工程主坝采用抓斗 法造砼防渗墙进行处理。处理范围为桩号0+000.0～0+702.5，全长702.5m，砼防 渗墙墙顶高程为59.53m、防渗墙轴线离坝轴线上游1.5m，墙厚0.40m。（1）布置 施工平台：原大坝坝顶宽度达不到7m，无法满足抓斗施工所需10m宽施工平台的 要求。施工时将原坝顶降低，开挖的部分土方直接堆放至下游做路肩培土，加大 坝顶的宽度，使大坝坝顶拓宽到10m，以利施工。（2）修筑导向槽：沿防渗墙 轴线方向设置导向槽。导向槽两侧墙体拟采用倒L型断面，现浇C20砼构筑。（3） 抓斗成槽及清孔换浆：成槽采用“三抓法”施工方案，即采用SG-22型液压抓斗机 先抓取槽段两侧的主孔，再抓中间的副孔成槽。槽段划分：大坝槽段划分为Ⅰ、 Ⅱ序槽段，其中Ⅰ序槽段长6.5m，Ⅱ序槽段长6.5m。先施工Ⅰ序槽段，再施工Ⅱ 序槽段。造孔成槽：槽段造孔成槽采用“三抓法”，在导向槽上放样标识孔位，将 抓斗对正孔位后进行垂直造孔。先施工槽段两端的主孔，主孔完成后再抓中间留 下的副孔。主副孔完工即该施工槽段完工，经监理确定岩层岩性，并最终确定该 施工槽段成槽深度。清孔换浆：槽段终孔验收合格后进行清孔，清孔采用抓斗抓 取淤泥，利用下设潜水排污泵抽浆，并及时用新鲜泥浆补充。清孔换浆结束后， 进行槽段砼浇筑。泥浆护壁：护壁泥浆在造孔过程中起固壁、悬浮、携渣、冷却 钻具和润滑的作用，成墙后还可以增加墙体的抗渗性能，泥浆采用膨润土拌制。
新制泥浆经过24h膨化后，利用供浆管输送至孔槽内使用，成槽及槽段砼浇筑过 程中回收的泥浆，经净化后可重复使用。槽孔孔口泥浆面在成槽过程中保持在导 向槽顶面以下30cm～50cm范围内。（4）防渗墙体砼浇筑：砼防渗墙是在泥浆下 浇筑砼，采用直升导管法（每个槽段中安装2根导管）进行墙体砼浇注，砼竖向 顺导管下落，利用导管隔离泥浆，使泥浆不与砼接触，导管内砼依靠自重压挤下 部管口的砼，并在已灌入的砼内流运，扩散上升，最后置换出泥浆，保证砼的整 体性。（5）槽段接头处理：相邻槽段的衔接部分即为接头，采用硬型钢管隔离 砼，使一期砼成弧形，当施工二期槽段时用砼钢刷刷洗一期槽段浇筑的砼弧形表 面，以保证接头质量。
3.2高喷灌浆施工方法 3.2.1施工程序 主要施工程序为：准备工作→钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→冲洗→ 移动机具。3.2.2施工方法 （1）高喷灌浆的形式、施工轴线位置和施工技术参数及质量要求。形式：
高压旋喷，灌浆采用三重管法。施工轴线位置：旋喷轴线位于砼防渗墙轴线上游 侧0.5m处，孔距1.6m。施工技术参数：高压水P=60MPa；
压缩气P=0.5MPa～ 0.7MPa；
浆压P=1.0MPa；
提升速度V=7cm/min；
碎石层5cm/min～10cm/min；
旋 转速度V=8r/min；
水泥浆液的水灰比1.0～1.5。（2）施工工艺在施工前，按设计 图纸要求进行高喷模拟试验，以确定施工技术参数，并报监理工程师批准。钻机 就位及钻孔：灌浆钻机安放在已放样的孔位上，钻头对准孔位的中心，钻架校正 水平，钻杆保持垂直。钻孔深度以伸入含砾粘土或基岩不小于0.5m，并通过现场 取芯判别，且经现场监理工程师认可。钻孔作业时经常量测钻机竖直度以确保钻 孔竖直度，发现偏斜及时给予纠正。为防止塌孔，钻孔时采用泥浆护壁。制备浆 液：泥浆搅拌机制备泥浆，泥浆比重不小于1.5，搅拌时间不短于2分钟。泥浆随 拌随用。插管及喷灌作业：钻孔完成后，喷机就位，校正机架水平和灌浆管的垂 直度。灌注管插入高喷孔之前，采用中等压力试喷，检查喷射及灌浆系统是否畅 通，然后用卷扬机将灌注管插入钻孔地基设计深度。根据设计要求和技术参数， 开动高压泵、空压机、泥浆泵进行喷射灌浆作业，按设计的提升速度提升喷灌管。
喷灌中，随时检测或观察泥浆比重、提升速度、浆压、气压和设备的工作状态等， 出现问题及时采取针对性的措施进行处理，直到满足设计要求。移动机架和冲洗 管路：高压喷射灌浆完成一个孔后，机架移至新的钻孔位置，插管进行新的钻孔 喷灌施工。若新的灌浆孔尚在钻进，不能连续进行喷灌作业，则喷灌管道及设备 必须及时冲洗干净，防止余浆会硬化堵管。
3.2.3特殊情况处理 （1）钻孔在钻进过程中如遇漏浆严重，立即停止钻进并及时连续灌入泥 浆。（2）在高喷过程中，如遇孔口不返浆，并且浆液面不断下沉，应在原高程 处静喷，同时加入少量中粗砂于孔中，而且在该孔的坝脚附近内巡视检查是否出 现冒浆，如出现冒浆，必须在冒浆处加压铺盖或停止喷灌，待初凝后重新造孔， 进行第二次喷射灌浆，直至达到封堵渗漏通道为止。（3）如遇停电、机械事故 造成停喷后，继续喷射时，浆喷杆下插不小于20cm，以保证板墙在高度上的连 续性。
3.2.4质量控制措施 （1）精确测量放样定位，孔位误差不大于5cm，定位的钢筋或木桩要牢固，以免移动。（2）灌浆用的水泥要保持新鲜，受潮结块者不得使用；
水泥出 库使用前应对质量作出鉴定，合格后方可使用。（3）搅拌浆液时，对各种材料 准确计量，保证做到迅速、均匀、有效地搅拌。（4）喷射注浆，应自下而上连 续进行，不得中断。一旦需中断卸管或其它因故中断，应尽快恢复灌浆，并要重 新复喷，搭接长度不小于20cm，以保证墙体的整体性。（5）冒浆处理：在旋喷 过程中，往往有一定数量的土料，随着一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。冒 浆量应控制在注浆量的20%以内，超过或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应 措施。（6）通过试验确定施工参数后，各参数不得自行变更，如遇特殊坝基需 要更改施工参数，必须事前经过监理工程师同意，并报设计部门认可。（7）详 细记录每孔施工的施工时间、孔位偏差、注浆时间、提升速度等各项施工参数及 施工中出现的意外情况及处理措施等。
4结语 加固施工完毕后，上饶市水利工程质量检测站对帷幕灌浆体钻孔7个，按 25段进行压水试验，透水率为3.7Lu～9.7Lu，满足设计要求。另对防渗墙0+038 及0+169桩号防渗墙槽段搭接部位开挖检查，结果表明：墙体呈青灰色、成色均 匀、墙体垂直、搭接紧密无夹泥，墙体外观质量及外观尺寸均符合设计要求。采 取的砼芯样连续完整，骨料分布均匀，见少量气孔，未见明显缺陷，实测墙体渗 透系数均满足设计要求。
作者:吴争荣 单位:赣西土木工程勘测设计院
