浅述坝基混凝土防渗墙铣槽机成墙施工工艺

伍玉龙

摘要：琼中抽水蓄能电站位于海南省琼中县境内，电站安装3台单机容量200MW的可逆式水泵水轮发电机组，总装机容量600MW，为二等大(2)型工程。枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房及下水库等4部分组成。其中上水库地处黎母山林场原大丰水库位置，主要建筑物有主坝、副坝1、副坝2和溢洪道。主、副坝均采用碾压式沥青混凝土心墙土石坝，为厚0.4m等厚心墙，当沥青混凝土心墙部位坝基全风化层厚度大于5m时，采用混凝土防渗墙连接，墙底伸入强风化层1.0m，采用普通C25混凝土，防渗等级为W6。本工程防渗墙混凝土厚度为0.8m，其中副坝一防渗墙最大深度约56m。

关键词：坝基；混凝土防渗墙；施工工艺；

一、施工工艺流程

坝基防渗墙液压铣槽机成槽施工工艺流程如下:场地硬化、导墙施工→铣槽机就位、成槽→清孔换浆→清孔验收→混凝土开仓验收→布设导管→水下砼浇筑。

主要施工工艺简述:

(1)采用膨润土泥粉、粘土制浆护壁；

(2)采用德国宝峨公司BC30双轮铣槽机直接铣槽施工；

(3)混凝土搅拌站拌和混凝土；

(4)混凝土输送采用混凝土搅拌车运输混凝土至槽孔口直接放料进行浇筑；

(5)泥浆下直升导管法浇筑混凝土；

(6)35T以上吊车辅助混凝土浇筑。

二、施工分序

混凝土防渗墙施工分两序进行，先施工Ⅰ序槽，再进行Ⅱ序槽施工。

三、主要工序施工方法

3.1导墙施工

(1)导墙施工放样

导墙是防渗墙地表面基准物，导墙平面位置决定防渗墙平面位置，防止槽口坍塌及承重作用。采用全站仪测量放样，轴线确定后采用刚尺量测，轴线与防渗墙轴线平行，其允许偏差为±15mm。导墙内墙面做成竖直，墙顶高程允许偏差±20mm。

(2)导墙槽孔开挖

按已经确定的防渗墙中心轴线尺寸，往槽身两边各放1.5m，并且确定开挖边线，放小坡开挖至设计深度，本工程开挖深度1.5米，一次开挖至少3个槽段长度，然后开始钢筋、模板制安，再浇灌混凝土。

(3)导墙支模

挖机导槽开挖后，人工进行修理，使槽底基本水平，方便模板支撑，模板采用木模，支模间距为30cm，模板支撑、固定选用木方支撑。

(4)导墙结构形式

为使导墙具有足够的刚度、整体性，采用现浇钢筋混凝土结构，其断面尺寸按设计要求和相关规范进行，导墙结构形式采用“U”型，导墙顶面略高于地面15cm。

(5)导墙混凝土浇筑

导墙混凝土浇筑采用混凝土搅拌车运送至墙边对称直卸，人工振动、摸平。

3.2泥浆制作

泥浆池采用铣槽机自配的4个2.5m×8m×1.5m钢制泥浆箱串联组成，平面尺寸为8m×10m。

护壁泥浆生产循环系统质量控制，是关系槽壁稳定、成槽速度、混凝土质量、铣齿磨损及砂砾地层成槽的必备条件。本工程采用优质膨润土泥粉为主、少量的粘土为辅泥浆制备材料，泥浆配比为泥粉:水＝0.8:1。新制膨润土浆液质量控制主要指标为比重＜1.1g/cm3，粘度32~50s，为改善泥浆性能，可掺加适量添加剂，泥浆储存量不得小于120m3，满足施工进度要求。

3.3铣槽机成槽

成槽工序是坝基防渗墙施工关键工序之一，主要工序质量控制包括:铣槽机开槽定位控制、垂直度控制与成槽速度控制等。

(1)铣槽机开槽定位控制

在铣槽机放入导墙前，先将铣槽机铣轮齿最外边对准导墙顶槽段施工放样线，铣轮两侧平行连续墙导墙面，待铣轮垂直放入导墙槽中再用液压固定架固定铣槽机导向架，固定架固定在导墙顶，确保铣刀架上部不产生偏移，开槽定位控制在30mm以内。

(2)垂直度控制及纠偏

操作室电脑控制成槽垂直度，始终保证成槽垂直度，达到孔斜率不大于0.4%要求。遇有含孤石地层及基岩面倾斜度较大等特殊情况时，孔斜率控制在0.6%以内。如有超出垂直度偏差的，回填石渣或C10低标号砼至超出垂直度槽深的上部1.0m，再重新铣槽直至将其修正在连续墙设计垂直度允许范围之内。

(3)成槽速度控制

为保证成槽垂直度，在开槽及铣槽机导向架深度内，控制进尺稍慢，保证开槽垂直度，在进入岩层时为防止同一铣刀范围内岩层高差较大，两边铣轮受力不同容易出现偏斜，尽量控制进尺偏慢，保证成槽垂直度。

防渗墙Ⅰ序槽槽段长为6.6m，采用三刀切削，第一刀和第二刀长度为2.8m，第三刀为1.4m，Ⅱ序槽长度为2.8m，固定不变。

(4)两序槽间接头

槽段间接头拟采用切削相接形式连接，Ⅱ序槽施工时将两侧Ⅰ序槽墙体各切削掉20cm砼，露出粗糙的新鲜砼面，使相邻槽段有效相接。

(6)泥浆性能控制

施工过程中应注意泥浆性能变化，定期进行泥浆检测，主要进行泥浆比重、含砂率与粘度三个指标检测，泥浆比重控制在1.15~1.25g/cm3，含砂率≦8％，粘度30~60s，保证泥浆性能指标符合要求，及时补充符合标准优质泥浆入槽，保证正常施工。

(7)槽深鉴定

当铣槽机铣至设计深度时，应汇同各方单位代表进行现场确认，以便确定终槽深度。

(8)清槽验孔

成槽过程中，为将槽底沉碴清出，需对槽底进行清槽，以提高防渗墙承载力和抗渗能力，提高成墙质量。铣槽完毕后，采用铣槽机反循环系统清除槽底沉碴，并检查成槽情况。清槽过程中，不断向槽内泵送优质泥浆，以保持液面高度，防止塌孔。清槽工作直至达标为止，主要进行槽深、槽底沉渣与泥浆性能(比重、粘度与含砂率)检查，沉渣厚度不大于100mm。

3.4水下混凝土浇筑

根据槽段尺寸布置导管，套管管径为φ250mm，采用法兰连接，安放根据设计规范要求进行，混凝土由搅拌车运至孔口通过漏斗和导管入槽。

(1)防渗墙混凝土浇筑采用泥浆下直升导管法

Ⅰ期槽段布置2根导管，Ⅱ期槽段布置1根导管，两根导管间距不大于3m，导管距槽段端部不大于1.5m。

(2)导管构造和使用

采用直径φ250mm，壁厚4mm无缝钢管，管节间采用法兰盘接头。标准管节长度为2m，并配备若干1.5m、1m及0.5m长度管节。导管按所需长度现场拼接，底管为4m长度管节。

导管使用前进行试拼试压，试压压力为0.6~1.0MPa。

(3)隔水钢板

水下混凝土浇筑采用隔水钢板阻隔混凝土与泥浆，开浇混凝土前，先在储料斗内盖好钢板，注满水泥砂浆或混凝土，并准备好足够数量的后续混凝土，以使首灌混凝土能将导管底端埋住2m。

(4)二次换浆清孔

预埋管和导管就位后，开仓验收合格后及时浇筑水下混凝土，如不合格，则进行二次换浆清槽，待合格后及时浇筑水下混凝土，其间歇时间不超过4h。

(5)水下混凝土浇筑

导管底端到孔底距离0.15~0.25m，为保证导管底端一次性埋入水下混凝土的深度，储料斗储存混凝土流入导管前，应加快放料速度，增加首灌砼量。混凝土浇筑上升速度按不小于2m/h控制。随着混凝土浇筑面的上升，适时提升和拆卸导管，导管底端埋入混凝土面以下深度一般控制在1~6m。水下混凝土浇筑连续进行，不得中断。间歇时间一般应控制在25min以为，任何情况下不得超过40min。

同一槽段两根导管混凝土浇筑面均匀上升，各导管处混凝土表面高差控制在0.3~0.5m以内。

水下混凝土浇筑过程中，设专人测量导管埋深，填写水下混凝土浇筑记录表。

3.5特殊情况处理

(1)漏浆处理：成槽过程中，对固壁泥浆漏失量及泥浆净化回收量作详细测试和记录，如遇少量漏浆，采用加大泥浆比重，投堵漏剂等处理措施，如遇大量漏浆，采用投锯末、膨胀粉、水泥等堵漏材料或槽底浇筑纯水泥浆处理，适当放缓铣进速度，待固壁泥浆漏失量正常后再恢复正常循环铣进手段，待槽壁稳定后，尽快成槽浇筑。

(2)塌槽处理：槽段出现坍塌时，采用粘土回填槽段至坍塌位置以上1.5m，再用冲击钻机夯实，挤密孔壁。若坍塌较严重，可采用直升导管法回填浇筑低标号混凝土填平，重新成槽，避免因侧壁土体坍塌引起本槽段浇筑混凝土进入相邻未施工的槽段。

(3)浇筑事故处理：优先选用清除孔内混凝土重新浇筑方法；如清除困难，则在上游侧重新贴补一混凝土防渗墙，并保证新墙与旧墙间可靠连接或在墙上游侧用灌浆、高喷等措施补强。无论采用何种处理措施，都需要经各方单位讨论决定，确保墙体质量。

3.6成槽质量控制措施

(1)槽段位置严格进行测量放样，严格按放样位置进行槽段开挖；

(2)槽段开挖、清槽换浆、混凝土浇筑等主要工序必须经三检质量合格后才进行下道工序施工；

(3)成槽施工过程中，始终保持槽内泥浆在导墙下30~50cm以内，时刻观察泥浆液面，防止大漏浆发生，泥浆采用钙基膨润土泥粉，高速搅拌机搅拌，新拌制膨润土泥浆膨化24小时后使用；

(4)成槽施工中遇大块石或漂石或基岩陡坡，采用重锤冲砸，或采用小口径钻孔爆破等技术进行处理，以满足铣槽机成槽铣进要求；

(5)造孔时如出现漏浆坍槽现象，除调整泥浆性能指标，及时补充槽内泥浆外，也可在现场储备足量的粘土、锯末、膨润土、膨胀粉等堵漏材料，根据情况进行处理；

(6)槽段塌方预防措施:严格控制泥浆性能指标确保槽段两侧土层稳定；尽量缩短槽段铣进结束至浇筑混凝土之间的时间间隔。

(78)防渗墙成墙垂直度控制措施

时刻校核桅杆垂直度，铣头中心应与开槽中心吻合；铣削槽孔时，根据地层地质情况，选择合适的铣轮转数和铣削给进力。

四、建议、结束语

防渗墙施工机械选型和施工工艺的改进提高是确保防渗墙工程工期、质量的关键。针对琼中抽水蓄能电站上水库副坝一覆盖层厚度较大、地质条件复杂、深层防渗墙部位采用铣槽机成槽施工方案，成功解决了深层防渗墙质量控制与施工进度难题，对后续类似工程施工有较大指导意义。

参考文献

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