摘 要：針對壩體垂直防滲墻施工中出現(xiàn)的造孔孔斜、地層嚴重漏漿、孔底清碴、接頭連接等技術難題，采用施工新技術、新工藝，提出相應的解決對策、方案，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益?！ ?
關鍵詞：混凝土防滲墻；新技術；新工藝
1 前言
黃壁莊水庫是滹沱河中下游重要的控制性大型水利樞紐工程，總庫容12．1億m3。距離石家莊市30km，地理位置十分重要，該庫存在著防洪標準偏低，副壩滲漏嚴重等重大問題，早在上世紀80年代初就被列入全國首批43座重點病險庫之一，特別是經(jīng)過“96．8”洪水以后暴露出的問題更加明顯，它直接威脅天津市、華北油田以及京廣鐵路的安全。黃壁莊水庫副壩穿過古賢三聯(lián)單溝，經(jīng)古運糧河、永樂溝、計三渠至馬山全長6907．3m，壩頂主高程129．2m，頂寬6m。副壩壩基座落在砂卵石、砂礫石基礎上，地質(zhì)情況相當復雜。黃壁莊水庫采用壩頂組合垂直防滲方案，防滲墻厚0．8m，嵌入基巖1～3m，墻頂高程為125．5m，中心位于壩軸線2．9m，施工垂直精度要求3／1000?，F(xiàn)把樁號A4＋700～A5＋700段高精度防滲墻施工技術介紹如下。
2 施工技術難題和對策
2．1 技術難題
在此段混凝土防滲墻施工中遇到的技術難題主要有：1精度要求高，造孔過程中垂直度難于控制；2地質(zhì)情況復雜，存在嚴重漏漿現(xiàn)象，部分壩基巖石內(nèi)存有發(fā)育溶洞，存在槽段和壩體塌壩風險；3清碴不徹底，墻底淤積太厚；4接頭孔刷洗不到位，墻身夾泥，接頭滲漏水嚴重；5斷樁使墻體穩(wěn)定性、防滲透性降低。
上述技術問題不能妥善解決，將嚴重影響混凝土防滲墻工程質(zhì)量，如遇特大洪水將可能形成潰壩風險，九江大堤潰壩就存在內(nèi)部防滲墻質(zhì)量差問題。為此必須有相應的對策才能保證混凝土防滲墻質(zhì)量。
2．2 解決對策
2．2．1 精度保證
當前由于成槽機械精度不高，穩(wěn)定液品質(zhì)差，常有塌孔、沉碴堆積、成槽形狀不規(guī)則。在現(xiàn)有的機械技術條件下，為有效保證防滲墻精度，一方面用鉆劈法，改進鉆具，用CZ－30、CZ－22型沖鉆機（或沖擊反循環(huán)鉆機）直接成槽；另一方面采用兩鉆一抓法，即采用沖擊鉆機施工主孔（或?qū)Э祝?，用抓斗抓取副孔（或?qū)Э字g土體），然后再用鉆機施工卵石層和基巖層并成槽。開槽精度控制在1／2000內(nèi)，抓斗采用全自動電腦控制液壓6500型（帶自動糾偏系統(tǒng)），同時施工中采用多種監(jiān)測手段，有效保證了槽段幾何尺寸和垂直度。在造孔中采用高質(zhì)量的膨潤土泥漿固壁，泥漿粘度按30～60s控制，比重控制在1．09～1．2g／ cm3，保證槽壁的穩(wěn)定性和成型性。
2．2．2 防塌堵漏措施
由于壩體地質(zhì)條件復雜，存在多處嚴重漏失地層、強滲漏帶以及基巖內(nèi)溶洞發(fā)育等不良地層，為解決復雜漏失地層造孔難題，發(fā)明了“大口徑護壁管防塌堵漏灌漿新技術”（此項技術已獲國家專利），主要設備有：大口徑護壁管（Φ550、Φ505mm），2×100t自動液壓拔管機，專用鉆具及抽砂工具等配套設備。主要施工方法：用鉆機施工至漏失地層上1～2m時（此段深度一般控制在43m，48～51m），停止鉆進并下入護壁管，然后把管外壁用粘土封填，使管內(nèi)外隔離，用專用鉆具在管內(nèi)打插漏失層，填入填灌材料（砂、碎石、絮凝混凝土、絮凝砂漿、黃豆砂漿等），針對不同漏失地層及時調(diào)整填灌材料。此項技術對處理基巖內(nèi)溶洞特別有效，解決了副壩嚴重漏漿段造孔難題，有效避免了槽段或壩體塌壩風險。此項技術填補了國內(nèi)在處理嚴重漏失地層、強滲漏帶，貫通溶洞方面的技術空白。
2．2．3 孔底落淤
采用反循環(huán)與抽砂筒法相結合的施工方法進行孔底清淤，對孔底細砂成份采用膠凝材料（如水泥、膨潤土等）膠結清除。施工時將膠凝材料系于鉆頭底部，放至孔底后進行鉆打，經(jīng)過一定時間膠結材料把細砂膠結在一起，用抽砂筒進行抽砂，使細砂成份被抽出，保證1h內(nèi)孔底落淤淤積厚度在10cm以內(nèi)，保證了混凝土與基巖有效連接?！ ?
2．2．4 接頭連接技術
在有效控制接頭孔垂直度的前提下，采用“接頭管法新工藝”，該工藝是在一期槽段混凝土澆筑前，將直徑（Φ800mm） 與墻厚度相同的接頭管置入接頭孔位置，待混凝土澆筑完畢達到一定強度后，用2×308t自動液壓拔管機拔出接頭管，形成接頭孔。接頭管新工藝節(jié)約了接頭孔部位的混凝土原材料，不需要再對接頭孔混凝土進行二次鉆鑿，即可直接形成接頭孔，這種工藝可以顯著提高防滲墻接頭孔的施工工效，大幅度降低施工成本，且施工質(zhì)量可靠，是一種施工快捷、高效、節(jié)能、低耗的施工工藝。在此段防滲墻施工中已成功使用數(shù)次，先后試驗成功了30m、40m拔管深度，取得了成功經(jīng)驗。在二期槽段澆筑混凝土前用多極刷子鉆頭對孔壁連接位置進行長時間的刷洗，直到刷子鉆頭上不帶泥屑為止，由于接頭孔使用了接頭管新技術，孔壁較規(guī)則，刷洗質(zhì)量保證，一期槽段與二期槽混凝土能緊密連接，保證了墻體有良好的抗?jié)B性。
2．2．5 澆筑質(zhì)量控制
嚴格按規(guī)范要求下設導管，在澆筑過程中控制下料速度和各導管的下料量，使槽段內(nèi)混凝土上升速度和高度基本一致，避免局部混凝土夾泥；必須控制導管拆卸速度和埋設深度，避免導管提脫，防止墻體混凝土出現(xiàn)骨料集中和斷樁現(xiàn)象。在澆筑中改變傳統(tǒng)的鉆機提升導管法，研制了1．5t電動卷揚門架機提升導管，使導管能夠平穩(wěn)升降，有效避免了導管提脫?！ ?
2．2．6 質(zhì)量檢測
混凝土防滲墻在施工完一段時間后，用鉆孔取芯法、CT檢查，發(fā)現(xiàn)防滲墻混凝土骨科分布均勻，未見蜂窩麻面，孔底落淤一般在8cm以內(nèi)，接頭混凝土連接緊密，沒有夾泥現(xiàn)象，特別是在接頭管施工范圍內(nèi)接頭連接沒有明顯接縫。通過注水試驗檢查，滲透系數(shù)均小于1×107cm／s。說明采用上述施工方法對混凝土防滲施工質(zhì)量是有保證的?！ ?
3 采用新工藝和新技術的經(jīng)濟分析
3．1 “大口徑護壁管防塌堵漏灌漿新技術”經(jīng)濟效益分析
在黃壁莊水庫除險加固工程副壩防滲墻工程施工中，先后出現(xiàn)4次塌坑，1次塌壩，造成直接經(jīng)濟損失約3000萬元。在樁號A5＋300～A5＋450之間嚴重漏漿段采用此項新技術，成功地完成了防滲墻造孔及混凝土澆筑，未出現(xiàn)一次塌坑和塌壩，節(jié)約了巨額資金；而且提前半年完成施工任務，得到了工程建設局的嘉漿和表揚?！ ?
3．2 使用接頭管新工藝經(jīng)濟效益分析
采用接頭管施工的接頭孔約2500m，節(jié)約混凝土2000m3，直接效益約100多萬元，再加上清運廢碴、粘土及泥漿消耗等附屬項目產(chǎn)生的間接效益，經(jīng)濟效益將突破150萬元?！ ?
4 結語
黃壁莊水庫除險加固工程副壩防滲墻施工中使用的新技術、新工藝，解決了當今國內(nèi)在復雜地層中混凝土防滲墻施工的部分技術難題，提高了混凝土防滲墻施工的技術含量，為國家節(jié)約了巨額資金，取得了可觀的經(jīng)濟和社會效益。
關鍵詞：混凝土防滲墻；新技術；新工藝
1 前言
黃壁莊水庫是滹沱河中下游重要的控制性大型水利樞紐工程，總庫容12．1億m3。距離石家莊市30km，地理位置十分重要，該庫存在著防洪標準偏低，副壩滲漏嚴重等重大問題，早在上世紀80年代初就被列入全國首批43座重點病險庫之一，特別是經(jīng)過“96．8”洪水以后暴露出的問題更加明顯，它直接威脅天津市、華北油田以及京廣鐵路的安全。黃壁莊水庫副壩穿過古賢三聯(lián)單溝，經(jīng)古運糧河、永樂溝、計三渠至馬山全長6907．3m，壩頂主高程129．2m，頂寬6m。副壩壩基座落在砂卵石、砂礫石基礎上，地質(zhì)情況相當復雜。黃壁莊水庫采用壩頂組合垂直防滲方案，防滲墻厚0．8m，嵌入基巖1～3m，墻頂高程為125．5m，中心位于壩軸線2．9m，施工垂直精度要求3／1000?，F(xiàn)把樁號A4＋700～A5＋700段高精度防滲墻施工技術介紹如下。
2 施工技術難題和對策
2．1 技術難題
在此段混凝土防滲墻施工中遇到的技術難題主要有：1精度要求高，造孔過程中垂直度難于控制；2地質(zhì)情況復雜，存在嚴重漏漿現(xiàn)象，部分壩基巖石內(nèi)存有發(fā)育溶洞，存在槽段和壩體塌壩風險；3清碴不徹底，墻底淤積太厚；4接頭孔刷洗不到位，墻身夾泥，接頭滲漏水嚴重；5斷樁使墻體穩(wěn)定性、防滲透性降低。
上述技術問題不能妥善解決，將嚴重影響混凝土防滲墻工程質(zhì)量，如遇特大洪水將可能形成潰壩風險，九江大堤潰壩就存在內(nèi)部防滲墻質(zhì)量差問題。為此必須有相應的對策才能保證混凝土防滲墻質(zhì)量。
2．2 解決對策
2．2．1 精度保證
當前由于成槽機械精度不高，穩(wěn)定液品質(zhì)差，常有塌孔、沉碴堆積、成槽形狀不規(guī)則。在現(xiàn)有的機械技術條件下，為有效保證防滲墻精度，一方面用鉆劈法，改進鉆具，用CZ－30、CZ－22型沖鉆機（或沖擊反循環(huán)鉆機）直接成槽；另一方面采用兩鉆一抓法，即采用沖擊鉆機施工主孔（或?qū)Э祝?，用抓斗抓取副孔（或?qū)Э字g土體），然后再用鉆機施工卵石層和基巖層并成槽。開槽精度控制在1／2000內(nèi)，抓斗采用全自動電腦控制液壓6500型（帶自動糾偏系統(tǒng)），同時施工中采用多種監(jiān)測手段，有效保證了槽段幾何尺寸和垂直度。在造孔中采用高質(zhì)量的膨潤土泥漿固壁，泥漿粘度按30～60s控制，比重控制在1．09～1．2g／ cm3，保證槽壁的穩(wěn)定性和成型性。
2．2．2 防塌堵漏措施
由于壩體地質(zhì)條件復雜，存在多處嚴重漏失地層、強滲漏帶以及基巖內(nèi)溶洞發(fā)育等不良地層，為解決復雜漏失地層造孔難題，發(fā)明了“大口徑護壁管防塌堵漏灌漿新技術”（此項技術已獲國家專利），主要設備有：大口徑護壁管（Φ550、Φ505mm），2×100t自動液壓拔管機，專用鉆具及抽砂工具等配套設備。主要施工方法：用鉆機施工至漏失地層上1～2m時（此段深度一般控制在43m，48～51m），停止鉆進并下入護壁管，然后把管外壁用粘土封填，使管內(nèi)外隔離，用專用鉆具在管內(nèi)打插漏失層，填入填灌材料（砂、碎石、絮凝混凝土、絮凝砂漿、黃豆砂漿等），針對不同漏失地層及時調(diào)整填灌材料。此項技術對處理基巖內(nèi)溶洞特別有效，解決了副壩嚴重漏漿段造孔難題，有效避免了槽段或壩體塌壩風險。此項技術填補了國內(nèi)在處理嚴重漏失地層、強滲漏帶，貫通溶洞方面的技術空白。
2．2．3 孔底落淤
采用反循環(huán)與抽砂筒法相結合的施工方法進行孔底清淤，對孔底細砂成份采用膠凝材料（如水泥、膨潤土等）膠結清除。施工時將膠凝材料系于鉆頭底部，放至孔底后進行鉆打，經(jīng)過一定時間膠結材料把細砂膠結在一起，用抽砂筒進行抽砂，使細砂成份被抽出，保證1h內(nèi)孔底落淤淤積厚度在10cm以內(nèi)，保證了混凝土與基巖有效連接?！ ?
2．2．4 接頭連接技術
在有效控制接頭孔垂直度的前提下，采用“接頭管法新工藝”，該工藝是在一期槽段混凝土澆筑前，將直徑（Φ800mm） 與墻厚度相同的接頭管置入接頭孔位置，待混凝土澆筑完畢達到一定強度后，用2×308t自動液壓拔管機拔出接頭管，形成接頭孔。接頭管新工藝節(jié)約了接頭孔部位的混凝土原材料，不需要再對接頭孔混凝土進行二次鉆鑿，即可直接形成接頭孔，這種工藝可以顯著提高防滲墻接頭孔的施工工效，大幅度降低施工成本，且施工質(zhì)量可靠，是一種施工快捷、高效、節(jié)能、低耗的施工工藝。在此段防滲墻施工中已成功使用數(shù)次，先后試驗成功了30m、40m拔管深度，取得了成功經(jīng)驗。在二期槽段澆筑混凝土前用多極刷子鉆頭對孔壁連接位置進行長時間的刷洗，直到刷子鉆頭上不帶泥屑為止，由于接頭孔使用了接頭管新技術，孔壁較規(guī)則，刷洗質(zhì)量保證，一期槽段與二期槽混凝土能緊密連接，保證了墻體有良好的抗?jié)B性。
2．2．5 澆筑質(zhì)量控制
嚴格按規(guī)范要求下設導管，在澆筑過程中控制下料速度和各導管的下料量，使槽段內(nèi)混凝土上升速度和高度基本一致，避免局部混凝土夾泥；必須控制導管拆卸速度和埋設深度，避免導管提脫，防止墻體混凝土出現(xiàn)骨料集中和斷樁現(xiàn)象。在澆筑中改變傳統(tǒng)的鉆機提升導管法，研制了1．5t電動卷揚門架機提升導管，使導管能夠平穩(wěn)升降，有效避免了導管提脫?！ ?
2．2．6 質(zhì)量檢測
混凝土防滲墻在施工完一段時間后，用鉆孔取芯法、CT檢查，發(fā)現(xiàn)防滲墻混凝土骨科分布均勻，未見蜂窩麻面，孔底落淤一般在8cm以內(nèi)，接頭混凝土連接緊密，沒有夾泥現(xiàn)象，特別是在接頭管施工范圍內(nèi)接頭連接沒有明顯接縫。通過注水試驗檢查，滲透系數(shù)均小于1×107cm／s。說明采用上述施工方法對混凝土防滲施工質(zhì)量是有保證的?！ ?
3 采用新工藝和新技術的經(jīng)濟分析
3．1 “大口徑護壁管防塌堵漏灌漿新技術”經(jīng)濟效益分析
在黃壁莊水庫除險加固工程副壩防滲墻工程施工中，先后出現(xiàn)4次塌坑，1次塌壩，造成直接經(jīng)濟損失約3000萬元。在樁號A5＋300～A5＋450之間嚴重漏漿段采用此項新技術，成功地完成了防滲墻造孔及混凝土澆筑，未出現(xiàn)一次塌坑和塌壩，節(jié)約了巨額資金；而且提前半年完成施工任務，得到了工程建設局的嘉漿和表揚?！ ?
3．2 使用接頭管新工藝經(jīng)濟效益分析
采用接頭管施工的接頭孔約2500m，節(jié)約混凝土2000m3，直接效益約100多萬元，再加上清運廢碴、粘土及泥漿消耗等附屬項目產(chǎn)生的間接效益，經(jīng)濟效益將突破150萬元?！ ?
4 結語
黃壁莊水庫除險加固工程副壩防滲墻施工中使用的新技術、新工藝，解決了當今國內(nèi)在復雜地層中混凝土防滲墻施工的部分技術難題，提高了混凝土防滲墻施工的技術含量，為國家節(jié)約了巨額資金，取得了可觀的經(jīng)濟和社會效益。
