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摘要：防渗墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇筑适当的材料而形成一道具有防渗功能的地下连续墙体。其工艺方法有多种多样，抓斗防渗墙就是其中一种，某水库采取此技术取得良好效果，本文重点对其技术进行分析介绍。
关键词：水库；防渗墙；抓斗；施工技术
一、工程概况
某水库总库容204.7万m3，坝高为14.96m，坝顶高程为69.0m。水库设计标准为50年一遭，校核标准为100年一遭，设计洪水位为66.65m，校核洪水位为67.51m。该水库是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养鱼等综合利用的小⑴型水库。水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水隧洞及电站等组成。溢洪道位于右坝头，进口底高程为61.6m，溢洪道坐落在强透水的砂砾石上，因溢洪道基础无防渗设施，经过多年的运行，渗漏水严重，影响水库的安全运行和效益的正常发挥，需进行溢洪道基础的防渗处理。
二、施工方案的確定
对溢洪道基础防渗加固处理方案有水平防渗和垂直防渗两个大方案可进行比选，经分析论证，最后选用了垂直防渗这个大方案，根据这个大方案，又对高压喷射灌浆、帷幕灌浆和混凝土防渗墙等子方案作了进一步技术、经济比较，认为混凝土防渗墙与高压喷射灌浆和帷幕灌浆相比，混凝土防渗墙较为可靠，且混凝土防渗墙经过几十年的发展，施工技术较为成熟，质量较易保证。由于该工程的运行水头属于低水头，经分析计算比较，确定采用厚度为30cm的薄型混凝土防渗墙。混凝土设计指标为：抗压强度R28≥5.0MPa，抗拉强度R28≥0.5MPa，弹性模量Ec≤12500MPa，抗渗标号为W4。墙体嵌入基岩的深度主要根据地质条件、渗透稳定及结构要求确定。该工程设计墙体深入弱风化基岩深度为1.0m。
三、防渗墙施工技术
（一）槽段划分
槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段之间接头数目，提高墙体的整体性。但是受坝基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据本工程坝体及坝基地质条件和防渗墙深度情况，本工程分两序槽施工，Ⅰ序槽长9米，Ⅱ序槽长9米，Ⅰ、Ⅱ期槽间隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，再施工Ⅱ期槽孔，用油漆在导墙顶部两侧标记出槽段号及每一槽孔编号。
（二）设备机具选型
根据本工程特点，防渗墙厚30cm，最大深度约33m左右，坝体地层自上而下为人工填土、粘土层。为保证成槽质量及墙体垂直度，防渗墙造槽采用液压抓斗机直接进行施工。根据以上施工方法确定防渗墙施工主要机具为：
1、宝峨GB-26型液压抓斗，基本性能参数如下：斗体厚300mm，开斗宽度2800mm，开斗高度7000mm，斗容1.0m3，斗重10.2t。
2、YJB-1200液压拔管机，基本性能参数如下：液压系统工作压力25Mpa；最大工作压力30Mpa；正常起拔力3600kN；垂直提升速度不小于580mm/min；油缸行程750mm，拔管直径300～1200mm。
3、砼拌制采用两套JS500强制拌合机拌制，混凝土运输采用HB-60输送泵。辅助设备配25t汽车吊1辆，CZ-30装载机1辆以及电子配料机、砼浇筑平台等。
（三）成孔
1、造孔方法
采用“钻劈法”施工时，使用冲击式钻机钻主孔和劈副孔，十字钻头打小墙，用正循环护壁、捞渣筒或反循环砂石泵抽渣清槽；采用“两钻一抓法”施工时，使用冲击式钻机钻主孔，采用液压抓斗抓副孔配合成槽。
2、槽孔深度
每个主孔快接近底线时应采集取岩样由地质监理人进行鉴定，确定是否达到要求的入岩深度。槽孔的入岩深度为进入基岩1m。
3、泥浆漏失处理
成槽施工过程中，孔内泥浆浆面保持在导墙面以下30～50cm左右，发现泥浆漏失应立即采取堵漏措施并补浆，如补浆不能满足造孔施工，可用一般粘土重新回填槽孔，直到槽孔内的浆液基本不再下降为止，而后重新造孔。
4、终孔验收
主副孔造孔全部完成，经自检合格后报监理工程师进行孔位、孔斜、孔形和孔深验收。如有不合格的进行返工处理。终孔验收标准：孔位中心偏差不大于3cm；槽孔孔壁应平整垂直，不得有小墙，孔斜率一般不得大于0.4%，特殊情况下不大于0.6%；入岩深度满足设计要求；接头孔孔位中心任一宽度的偏差值不大于规定墙厚的1/3。
（四）接头施工
液压抓斗成槽混凝土防渗墙接头应保持一定的整体性、抗渗性。由于本工程防渗墙墙体深度较深（最深30多米），为确保防渗墙的质量，本工程采用冲凿接头法的圆弧接头施工工艺，具体施工方法为：
在Ⅰ序槽浇混凝土后端孔位置采用冲击钻钻凿混凝土至Ⅱ序槽槽底高程。Ⅱ序槽段接头孔须在I序槽混凝土初凝后，方可进行施工。为确保Ⅰ、Ⅱ序槽的套接厚度能满足设计要求，端孔及接头孔施工必须严格控制其垂直度，钻进过程每进尺2m必须检测孔斜率一次，且接头孔对位必须与端孔重合，以确保接头任一深度套接墙厚不少于40cm。Ⅱ序槽浇混凝土前用钢丝刷接头锤将接头洗刷干净，确保接头处混凝土连接密实，无夹泥。
（五）清槽
在成槽过程中，为了把沉积在槽底的沉渣清出，需要对槽底进行清渣以提高地下防渗墙的承载力和抗渗能力，提高成槽质量。在清孔过程中，不断向槽内泵送优质泥浆，以保持液面稳定，防止塌孔。由于本工程的槽孔较深，清槽采用气举排渣的清槽方法。
清槽时要做到内泥浆必须高于地下水位1.0m以上，并且不低于导墙顶面0.3m；清槽应不断置换泥浆。清槽后，槽底以上0.2～1.0m处的泥浆比重应达到相关技术指标要求。施工时设专人进行检测控制，检测仪器采用比重计、含砂率筒及粘度计；清槽后及灌注混凝土前，会同监理及有关单位检查槽底沉渣厚度。 （六）槽孔浇筑
采用泥浆下直升导管法浇筑，浇筑必须连续进行，不得中断，否则会导致断墙及夹泥现名胜的发生，甚至于整个槽孔的报废。
1、导管及接头管的下设
在一期槽孔浇筑时，为保证一期槽孔与二期槽孔的搭接厚度，在一期槽孔两边要下设接头管，下设过程中根据孔深合理配制接头管，确保接头管下至孔底。浇筑导管要严格按照规范及设计要求的位置下设，在确保浇筑质量。孔口应由专人负责，合理配制长短节，保证一期槽孔浇筑导管距离接头管中心为1.0～1.5m，二期槽孔浇筑导管中心距离一期槽端0.5～1.0m，两导管间距≤3.5m。导管底部距槽孔底端≤25cm，孔底高差>25mm导管应下设在该导管控制范围的最低处。
2、开浇阶段
本阶段采用满管法，即导管内先放入隔离球，然后通过溜槽将砼流入导管内，砼压着隔离球下沉至孔底，使砼与泥浆隔开来，待导管内充满砼以后，上提导管20～25cm，使隔离球脱离导管底部，导管内砼流入槽孔埋住导管底口。此阶段要求保证砼的供应强度，以防止埋不住导管口，形成导管内进浆、混浆现象。
3、正常浇筑阶段
本阶段必须保证砼连续供应，同时保证砼和易性，防止堵管事故的发生，同时还应保证砼供应强度，确保砼面上升速度>2m/h。孔口人员应控制砼面高差，按规范要求量测砼面，确保砼面均匀上升，高差≤50cm，要求孔口人员要根据浇筑的砼方量及砼面上升速度来判断孔内情况。
4、终浇阶段
本阶段应勤测砼面，以指导砼料的浇筑。由于导管内外压差减小，而孔内泥浆比重、含砂量增大，砼不能正常擴散，这时需要给料，要求砼供应强度略微降低，时同确保砼的和易性、扩散度、塌落度满足设计要求，必要情况下，用水管冲刷槽内泥浆，以降低槽内泥解剖学比重，减小管内压力。
（七）墙体质量检测
1、开挖检查
随机抽样结合重点抽样开挖防渗墙一侧至检测位置进行直观检查，同时可进行混凝土强度、接缝渗透试验。
2、取芯检查
在防渗墙顶部钻取混凝土芯样，并进行检测试验。
3、围井检查
在已完成的防渗墙边上做围井试验，测定混凝土墙体与接缝渗透性。
4、注水检查
根据设计和现场监理工程师的要求，沿墙体轴线钻检查孔进行注水试验检查防渗墙的抗渗性能。
结束语
本水库除险加固塑性混凝土防渗墙施工在2013年全部结束，根据在防渗墙连接处进行取芯检验和注水抽样检查，均能达到设计和施工规范要求。同时，设计单位对该水库的蓄水安全鉴定，全面分析了坝体浸润线变化和坝后地下水渗出距离和大小的情况，该塑性混凝土防渗墙能够较好地起到防渗效果。
参考文献：
[1]陈士全.薄型液压抓斗防渗墙在考村水库中的应用[J].水利科技与经济，2011年12期.
[2]张国宇.钻抓法成槽在防渗墙施工中的应用[J].水利水电技术，2013年11期.
关键词：水库；防渗墙；抓斗；施工技术
一、工程概况
某水库总库容204.7万m3，坝高为14.96m，坝顶高程为69.0m。水库设计标准为50年一遭，校核标准为100年一遭，设计洪水位为66.65m，校核洪水位为67.51m。该水库是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养鱼等综合利用的小⑴型水库。水库枢纽工程由拦河坝、溢洪道、输水隧洞及电站等组成。溢洪道位于右坝头，进口底高程为61.6m，溢洪道坐落在强透水的砂砾石上，因溢洪道基础无防渗设施，经过多年的运行，渗漏水严重，影响水库的安全运行和效益的正常发挥，需进行溢洪道基础的防渗处理。
二、施工方案的確定
对溢洪道基础防渗加固处理方案有水平防渗和垂直防渗两个大方案可进行比选，经分析论证，最后选用了垂直防渗这个大方案，根据这个大方案，又对高压喷射灌浆、帷幕灌浆和混凝土防渗墙等子方案作了进一步技术、经济比较，认为混凝土防渗墙与高压喷射灌浆和帷幕灌浆相比，混凝土防渗墙较为可靠，且混凝土防渗墙经过几十年的发展，施工技术较为成熟，质量较易保证。由于该工程的运行水头属于低水头，经分析计算比较，确定采用厚度为30cm的薄型混凝土防渗墙。混凝土设计指标为：抗压强度R28≥5.0MPa，抗拉强度R28≥0.5MPa，弹性模量Ec≤12500MPa，抗渗标号为W4。墙体嵌入基岩的深度主要根据地质条件、渗透稳定及结构要求确定。该工程设计墙体深入弱风化基岩深度为1.0m。
三、防渗墙施工技术
（一）槽段划分
槽段的长度宜尽量加长，以减少槽段之间接头数目，提高墙体的整体性。但是受坝基地质条件限制及成槽深度等因素影响，槽段又不宜过长。根据本工程坝体及坝基地质条件和防渗墙深度情况，本工程分两序槽施工，Ⅰ序槽长9米，Ⅱ序槽长9米，Ⅰ、Ⅱ期槽间隔布置，先施工Ⅰ期槽孔，再施工Ⅱ期槽孔，用油漆在导墙顶部两侧标记出槽段号及每一槽孔编号。
（二）设备机具选型
根据本工程特点，防渗墙厚30cm，最大深度约33m左右，坝体地层自上而下为人工填土、粘土层。为保证成槽质量及墙体垂直度，防渗墙造槽采用液压抓斗机直接进行施工。根据以上施工方法确定防渗墙施工主要机具为：
1、宝峨GB-26型液压抓斗，基本性能参数如下：斗体厚300mm，开斗宽度2800mm，开斗高度7000mm，斗容1.0m3，斗重10.2t。
2、YJB-1200液压拔管机，基本性能参数如下：液压系统工作压力25Mpa；最大工作压力30Mpa；正常起拔力3600kN；垂直提升速度不小于580mm/min；油缸行程750mm，拔管直径300～1200mm。
3、砼拌制采用两套JS500强制拌合机拌制，混凝土运输采用HB-60输送泵。辅助设备配25t汽车吊1辆，CZ-30装载机1辆以及电子配料机、砼浇筑平台等。
（三）成孔
1、造孔方法
采用“钻劈法”施工时，使用冲击式钻机钻主孔和劈副孔，十字钻头打小墙，用正循环护壁、捞渣筒或反循环砂石泵抽渣清槽；采用“两钻一抓法”施工时，使用冲击式钻机钻主孔，采用液压抓斗抓副孔配合成槽。
2、槽孔深度
每个主孔快接近底线时应采集取岩样由地质监理人进行鉴定，确定是否达到要求的入岩深度。槽孔的入岩深度为进入基岩1m。
3、泥浆漏失处理
成槽施工过程中，孔内泥浆浆面保持在导墙面以下30～50cm左右，发现泥浆漏失应立即采取堵漏措施并补浆，如补浆不能满足造孔施工，可用一般粘土重新回填槽孔，直到槽孔内的浆液基本不再下降为止，而后重新造孔。
4、终孔验收
主副孔造孔全部完成，经自检合格后报监理工程师进行孔位、孔斜、孔形和孔深验收。如有不合格的进行返工处理。终孔验收标准：孔位中心偏差不大于3cm；槽孔孔壁应平整垂直，不得有小墙，孔斜率一般不得大于0.4%，特殊情况下不大于0.6%；入岩深度满足设计要求；接头孔孔位中心任一宽度的偏差值不大于规定墙厚的1/3。
（四）接头施工
液压抓斗成槽混凝土防渗墙接头应保持一定的整体性、抗渗性。由于本工程防渗墙墙体深度较深（最深30多米），为确保防渗墙的质量，本工程采用冲凿接头法的圆弧接头施工工艺，具体施工方法为：
在Ⅰ序槽浇混凝土后端孔位置采用冲击钻钻凿混凝土至Ⅱ序槽槽底高程。Ⅱ序槽段接头孔须在I序槽混凝土初凝后，方可进行施工。为确保Ⅰ、Ⅱ序槽的套接厚度能满足设计要求，端孔及接头孔施工必须严格控制其垂直度，钻进过程每进尺2m必须检测孔斜率一次，且接头孔对位必须与端孔重合，以确保接头任一深度套接墙厚不少于40cm。Ⅱ序槽浇混凝土前用钢丝刷接头锤将接头洗刷干净，确保接头处混凝土连接密实，无夹泥。
（五）清槽
在成槽过程中，为了把沉积在槽底的沉渣清出，需要对槽底进行清渣以提高地下防渗墙的承载力和抗渗能力，提高成槽质量。在清孔过程中，不断向槽内泵送优质泥浆，以保持液面稳定，防止塌孔。由于本工程的槽孔较深，清槽采用气举排渣的清槽方法。
清槽时要做到内泥浆必须高于地下水位1.0m以上，并且不低于导墙顶面0.3m；清槽应不断置换泥浆。清槽后，槽底以上0.2～1.0m处的泥浆比重应达到相关技术指标要求。施工时设专人进行检测控制，检测仪器采用比重计、含砂率筒及粘度计；清槽后及灌注混凝土前，会同监理及有关单位检查槽底沉渣厚度。 （六）槽孔浇筑
采用泥浆下直升导管法浇筑，浇筑必须连续进行，不得中断，否则会导致断墙及夹泥现名胜的发生，甚至于整个槽孔的报废。
1、导管及接头管的下设
在一期槽孔浇筑时，为保证一期槽孔与二期槽孔的搭接厚度，在一期槽孔两边要下设接头管，下设过程中根据孔深合理配制接头管，确保接头管下至孔底。浇筑导管要严格按照规范及设计要求的位置下设，在确保浇筑质量。孔口应由专人负责，合理配制长短节，保证一期槽孔浇筑导管距离接头管中心为1.0～1.5m，二期槽孔浇筑导管中心距离一期槽端0.5～1.0m，两导管间距≤3.5m。导管底部距槽孔底端≤25cm，孔底高差>25mm导管应下设在该导管控制范围的最低处。
2、开浇阶段
本阶段采用满管法，即导管内先放入隔离球，然后通过溜槽将砼流入导管内，砼压着隔离球下沉至孔底，使砼与泥浆隔开来，待导管内充满砼以后，上提导管20～25cm，使隔离球脱离导管底部，导管内砼流入槽孔埋住导管底口。此阶段要求保证砼的供应强度，以防止埋不住导管口，形成导管内进浆、混浆现象。
3、正常浇筑阶段
本阶段必须保证砼连续供应，同时保证砼和易性，防止堵管事故的发生，同时还应保证砼供应强度，确保砼面上升速度>2m/h。孔口人员应控制砼面高差，按规范要求量测砼面，确保砼面均匀上升，高差≤50cm，要求孔口人员要根据浇筑的砼方量及砼面上升速度来判断孔内情况。
4、终浇阶段
本阶段应勤测砼面，以指导砼料的浇筑。由于导管内外压差减小，而孔内泥浆比重、含砂量增大，砼不能正常擴散，这时需要给料，要求砼供应强度略微降低，时同确保砼的和易性、扩散度、塌落度满足设计要求，必要情况下，用水管冲刷槽内泥浆，以降低槽内泥解剖学比重，减小管内压力。
（七）墙体质量检测
1、开挖检查
随机抽样结合重点抽样开挖防渗墙一侧至检测位置进行直观检查，同时可进行混凝土强度、接缝渗透试验。
2、取芯检查
在防渗墙顶部钻取混凝土芯样，并进行检测试验。
3、围井检查
在已完成的防渗墙边上做围井试验，测定混凝土墙体与接缝渗透性。
4、注水检查
根据设计和现场监理工程师的要求，沿墙体轴线钻检查孔进行注水试验检查防渗墙的抗渗性能。
结束语
本水库除险加固塑性混凝土防渗墙施工在2013年全部结束，根据在防渗墙连接处进行取芯检验和注水抽样检查，均能达到设计和施工规范要求。同时，设计单位对该水库的蓄水安全鉴定，全面分析了坝体浸润线变化和坝后地下水渗出距离和大小的情况，该塑性混凝土防渗墙能够较好地起到防渗效果。
参考文献：
[1]陈士全.薄型液压抓斗防渗墙在考村水库中的应用[J].水利科技与经济，2011年12期.
[2]张国宇.钻抓法成槽在防渗墙施工中的应用[J].水利水电技术，2013年11期.