郑周
中国电建集团中国水利水电第十六工程局有限公司 福建省福州市 350001
摘要:广东梅州抽水蓄能电站下水库单薄分水岭及副坝新建一道防渗墙，总长561.5m，最大深度65m。单薄分水岭个别槽段2个主孔孔底高差超过10m（坡度陡于1:1），按照传统“三钻二抓”施工方法，机械（主要指冲击钻）在钻进中易出现大的偏孔，孔斜变化大，槽孔不易成槽，施工难度大。在满足设计和质量安全的前提下在副孔中间采用冲击钻加密钻孔、“钻劈法”成槽等施工措施，既保证了施工质量又加快了施工进度。
关键词: 防渗墙；施工方法；陡坡槽段；成槽开挖；混凝土
引言
陡坡槽段是地下连续墙施工中的一种特殊槽段，主要指槽孔下基岩起伏大，基岩成坡状（坡度陡于1:1），机械（主要指冲击钻）在钻进中易出现大的偏孔，孔斜变化大，槽孔不易成槽，施工难度较普通槽孔难度大的槽段。
本项目单薄分水岭个别槽段2个主孔孔底高差超过10m，按照上述传统防渗墙施工中成槽开挖及水下混凝土浇筑方法，对防渗墙施工质量保障不足。在满足设计和质量安全的前提下考虑通过调整、改进施工方案，使得施工更为便利、快速。
1. 工程概况
1.1 概况
本项目为广东梅州抽水蓄能电站下水库工程，工程位于广东省梅州市五华县。防渗墙主要分布在单薄分水岭及副坝，总长561.5m，最大深度65m。防渗墙施工槽段划分为Ⅰ期槽、Ⅱ期槽，槽长为7.0m（部分槽段根据现场情况适当调整），每个槽段分为三个主孔和两个副孔，主孔为0.8m，副孔为2.3m；
防渗墙成槽开挖：采用金泰SG50重型液压抓斗与CZ-6A型冲击钻机联合施工的“三钻二抓”法。即主孔由冲击钻机钻凿成孔，副孔强风化以上由抓斗直接抓取成孔。防渗墙典型槽段划分见图1。
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图1 防渗墙典型槽段图（单位：m）
混凝土防渗墙：采用80cm厚度的C20W8F100混凝土防渗墙，墙底进入弱风化基岩50cm。
1.2 工程地质
防渗墙所在副坝区内残坡积物厚4m～5m；基岩为中粒黑云母花岗岩，岩体风化强烈，全风化、强风化带下限埋深分别为23m、32m。下伏弱风化及其以下岩石质量指标RQD在40%左右，岩体声波纵波波速(Vp)一般为4600m/s～5400m/s，ZK4 钻孔一带，推测为岩脉通过部位，宽15m～20m，岩体破碎，声波纵波波速(Vp)为2000m/s 左右。
防渗墙所在单薄分水岭区内岩性主要为中粒黑云母花岗岩，推测贯穿山脊的岩脉发育，地表大多全风化基岩出露，全风化下限埋深一般在20m～60m；分水岭内、外坡常年泉点出露高程多低于水库正常蓄水位。
2. 方案制定背景
陡坡槽段是地下连续墙施工中的一种特殊槽段，主要指槽孔下基岩起伏大，基岩成坡状（坡度陡于1:1），机械（主要指冲击钻）在钻进中易出现大的偏孔，孔斜变化大，槽孔不易成槽，施工难度较普通槽孔难度大的槽段。
本项目单薄分水岭个别槽段2个主孔孔底高差超过10m，按照上述传统原防渗墙施工中成槽开挖及水下混凝土浇筑方法，对防渗墙施工质量保障不足。在满足设计和质量安全的前提下考虑通过调整、改进施工方案，使得施工更为便利、快速。
3. 防渗墙陡坡槽段成槽开挖及浇筑方案调整改进
3.1 防渗墙陡坡段一期槽成槽开挖
（1）依照防渗墙中心线地质剖面图，当主孔孔深接近预计基岩面时，即应开始取样，然后根据岩样的性质确定基岩面；
（2）副孔采用抓斗施工至强风化岩层时，在副孔中间采用冲击钻加密钻孔施工弱风化岩层（根据冲击钻取样情况，强弱风化界线经四方现场共同确定）；主孔与加密孔之间“小墙”采用“钻劈法”施工，槽孔底部呈台阶状，保证防渗墙整体入岩深度达到设计要求，“钻劈法”施工防渗墙典型槽段见图2。本工程采用膨润土泥浆进行护壁，钻孔施工时将拌制好的泥浆注入孔内，配制泥浆浓度应大于4.5%，密度小于1.1g/cm3，漏斗黏度32～50S，塑性指数大于20。
“钻劈法”施工是先用冲击钻连续冲击钻进主孔，再劈打加密孔，泥浆护壁。劈打加密孔时，由于主孔和加密孔之间存在待钻劈的小墙，再利用冲击钻逐一钻进打小墙，最终形成一个设计长度的完整的槽段。施工时先施工一期槽段，再施工二期槽段。一期、二期槽段套接形成连续的地下混凝土防渗墙。工艺流程为：施工准备—钻机就位—对准孔位—主孔钻进—劈打加密孔—劈打小墙—清孔换浆和验收—下导管浇筑。
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图2 “钻劈法”施工防渗墙典型槽段（单位：m）
3.2 防渗墙陡坡段二期槽成槽开挖
二期槽段施工中首先施工接头孔，破除一期槽段扰流混凝土和孔底混凝土，随后再进行3号主孔和加密孔的施工，最后劈裂小墙成槽，施工方法和一期槽相同。
3.3 防渗墙陡坡槽段浇筑导管布置
槽段布设3根浇筑导管，两侧、中间各布置一根导管，安装应满足如下要求：安装时采用吊机吊放，导管间距不得大于3.5m；一期槽孔两端的导管距孔端为1.0—1.5m，二期槽孔两侧导管中心至槽孔端部面的距离应小于0.6m，导管上与导墙进行连接固定。当孔底高差大于25cm时，导管中心应布置在该导管控制范围内的最低处，详见陡坡槽段防渗墙浇筑导管布置图图3。
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图3 陡坡槽段防渗墙浇筑导管布置图（单位：m）
4. 防渗墙混凝土入仓及开浇
4.1 混凝土入仓
混凝土开浇时采用压球法开浇，每个导管均下入隔离塞球。浇筑中首先开仓槽孔最深的三号导管，待混凝土面浇筑到二号导管底部以上1m时开仓二号导管，二号、三号导管同时浇筑，待混凝土面浇筑到一号导管底部以上1m开仓一号导管，一、二、三号导管同时浇筑，并连续上升至高于设计规定的墙顶高程以上0.5m。
4.2 浇筑过程的控制
导管埋入混凝土内的深度保持在1～6m之间，以免泥浆进入导管内。
槽孔内混凝土面应均匀上升，其高差控制在0.5m以内。每5min测量一次混凝土面，每1h测定一次导管内混凝土面，在开浇、后续导管开仓、结尾时适当增加测量次数。严禁不合格的混凝土进入槽孔内。浇筑混凝土时，孔口设置盖板，防止混凝土散落槽孔内。槽孔底部高低不平时，从低处浇起。混凝土浇筑时，在机口或槽孔口入口处随机取样，检验混凝土的物理力学性能指标。
5. 结论
通过上述施工方法后，邀请第三方进行了钻孔录像、钻孔注水试验及单孔声波测试等检测，检测结果为：该槽段混凝土防渗墙整体完整密实，骨浆分布均匀，墙低沉渣厚度约为5cm，接触段以下见弱风化花岗岩，裂隙中可见风化岩；声波波速3910m/s～4550m/s，平均波速4170m/s，未见明显低速异常段；防渗墙混凝土渗透系数均小于1.0×10-7cm/s,满足设计要求。
通过以上结论可知防渗墙陡坡段采用该施工方法可行。
参考文献
[1]中南勘测设计研究院有限公司.广东梅州抽水蓄能电站工程下水库副坝及单薄分水岭基础防渗处理图，2018。
[2]梅良敏 苟永平.大岗上水电站围堰防渗墙工程钻劈法的应用.水利水电地基与基础工程，2015。
作者简介：郑周（1985），男，中级工程师，主要从事水利水电工程施工工作。