某水电枢纽工程坝基防渗施工组织设计

王浩亮，赵芳萍

（1.中国水电基础局有限公司，天津 301700；2.中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222）

1 工程概况

某水利枢纽工程地处嫩江支流绰尔河流域中游，具有调水、灌溉、发电等多项功能的大型枢纽工程。 总库容19.64亿m3，装机总容量36MW。 枢纽主要建筑物由黏土心墙砂砾石坝、发电系统、溢洪道、副坝及鱼道等组成。 坝顶全长1358m， 坝顶高程381.50m，坝顶宽8m，最大坝高38.40m。坝基防渗形式为“混凝土防渗墙+帷幕灌浆”。

坝基地质条件为：左右两岸基岩裸露，河床部位分布覆盖层厚5～30m，表部0～3m为低液限黏土，其下为4～19m为级配不良砾石层，底部为3～18m的粉土质砾。 下伏基岩为二迭系上统的厚层中砂岩、粉砂岩，局部见少量含砾砂岩。 基岩较破碎，节理裂隙发育，局部全风化厚约3m，强风化厚度0～10m，弱风化带厚40～66m。 基岩上部20～40m为中等透水。

2 防渗墙及帷幕灌浆技术要求

混凝土防渗墙位于主坝坝基部位， 自桩号0+086.20m至桩号1+273.00m，全长1186.8m，素混凝土防渗墙厚0.8m，采用C25FlOOW8二级配混凝土，墙体深入强风化带不小于2.5m。 墙顶以楔形体形式插入砂砾石坝黏土心墙， 混凝土防渗墙与楔形体连接采用预埋连接钢筋并设置键槽。 混凝土防渗墙成墙指标为：28d抗压强度≥11.9MPa；抗渗等级W8，渗透系数K≤n×10-7cm/s （n=1～9）； 弹性模量27GPa≤E≤29GPa。

墙体采用普通混凝土C25F100W8二级配；选用普通硅酸盐水泥（低碱），强度不低于42.5。混凝土墙体材料入孔塌落度为180～220mm， 扩散度为340～400mm，塌落度保持150mm的时间不少于1h。初凝时间＞6h、终凝时间＜24h。 混凝土密度≥2100kg/m3。 水胶比不大于0.6， 混凝土胶凝材料用量≥350kg/m3，砂率不小于40%。 混凝土骨料粒径级配、 水泥和外加剂的品质及用量、水灰比、拌合时间等均须遵照混凝土拌合比试验的优选成果及有关施工规范的规定。

主坝、 溢洪道基础及两岸帷幕灌浆， 自桩号0～119.00m（左岸5Lu控制线与正常蓄水位交点）至桩号1+592.00m（右岸5Lu控制线与正常蓄水位交点）。 帷幕灌浆底线深入5Lu控制线以下5m。 对于防渗墙底嵌入强风化部位的帷幕灌浆孔间距采用1.5m， 防渗墙内预埋灌浆管。 帷幕灌浆盖板混凝土采用C25F200W6二级配，厚0.5m，宽4m。

对浆液制备的要求： 灌浆材料采用普通硅酸盐水泥； 用ZJ-400高速搅拌机搅拌均匀， 搅拌时间≥30s，并与4h内用完；期间浆液温度应保持在5～40 ℃。 防渗墙施工工艺流程如图1。

图1 防渗墙施工工艺流程

3 施工方案布置

3.1 防渗墙施工布置

3.1.1 施工平台及导墙

考虑到本工程防渗墙深度约在5～32m之间，深槽与浅槽孔深差距较大， 按防渗墙深度不同特设置两种规格导墙：矩型导墙和梯型导墙。 其中，防渗墙深度大于等于20m处采用梯型导墙；深度小于20m处采用矩型导墙，如图2。

图2 导墙设计尺寸

施工平台要求适用于重型设备， 高程应略低于导墙墙顶，且能顺畅排水、排浆、排渣。 包括钻机平台、抓斗平台及倒渣平台、排浆沟和施工道路等。

3.1.2 废浆、废渣处理

液压抓斗造孔形成的弃渣直接导入自卸汽车内，统一运至指定弃渣场。

3.1.3 防渗墙施工

地下连续墙施工工序包括：导墙施工、泥浆制备和处理、连续墙的成槽、地下连续墙的接头处理、混凝土浇筑。根据工程基本情况，上部覆盖层采用液压抓斗“纯抓成槽”、底部基岩采用冲击钻机“钻劈法”相结合的工艺，接头采用接头管法，混凝土浇筑采用“泥浆下直升导管法”。

3.1.4 灌浆预埋管下设

按设计方案在防渗墙内预埋灌浆管， 单排预埋管，孔距1.5m。 管体采用φ100×3.2mm普通钢管，采用钢筋定位架固定。 孔口定位架与现浇防渗墙楔形体键槽的插筋提前焊接，固定于导墙。灌浆管底口缠过滤网，防止混凝土进入管内；灌浆管孔口采取必要的保护措施，防止杂物进入管内。

3.1.5 混凝土浇筑

本工程采用泥浆下直升导管法浇筑， 采用两套导管，导管间距不宜大于4.0m。 导管底部距孔底15～25cm，采用压球法开浇。

3.1.6 墙体质量检查

3.1.6.1 墙体材料检查在拌和机口或槽口随机取混凝土样抽查， 钻探取芯进行室内物理力学性质试验等。

3.1.6.2 墙体质量检查

按SL174—2014《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》执行。 防渗墙浇筑成墙28d后，按每15～20个槽孔布置一个检查孔， 孔深小于防渗墙设计深度2.0m，进行取芯钻进并分段进行注水试验。 最后采用水泥浆、按机械压浆封孔法进行封孔。

特殊情况下可采用墙内物探无损检测。

3.2 灌浆施工布置

3.2.1 灌浆施工

3.2.1.1 灌浆方法

孔口封闭、分段、自上而下孔内循环式灌浆，灌浆管埋入基岩深度5Lu线以下5m、连续2段透水率小于3Lu，灌浆深度约为20～40m。

3.2.1.2 灌浆段长

各灌浆孔的孔口灌浆段长2～8m，以5m为主。 第一段长2m，第二段长3m，其下一般段长5m。混凝土盖板的抬动≤0.2mm。

3.2.1.3 浆液配比

浆液配比由稀变浓，逐级改变，开灌水灰比根据灌前压水试验成果进行确定， 当地层透水率q≤5Lu时，采用水灰比为3∶1～1∶1的浆液开灌；当地层透水率5Lu＜q≤10Lu时， 采用水灰比为2∶1～1∶1的浆液开灌；当地层透水率q＞10Lu时， 采用水灰比为1∶1～0.8∶1的浆液开灌。

3.2.1.4 封孔

在某灌浆段规定压力下，当注入率≤1L/min后，继续灌注30min，结束灌浆并采用全孔灌浆封孔法进行封孔。

最后一段灌浆结束，即开始灌入水灰比0.5∶1的浓浆，将孔内稀浆顶出，至孔口返浓浆为止。 在提升灌浆管过程中，严禁用水冲洗灌浆管，严防地面废浆和污水流入孔内，同时，还应不断地向孔内补入0.5∶1的浓浆（或待灌浆管全部提出后再向孔内补入0.5∶1水泥浓浆）。 灌浆结束1h后，对孔口进行人工封填。

3.2.2 灌浆成果检测

灌浆检测采用钻孔取芯、压水试验、声波测试、孔内摄像等多种检测手段。

4 结语

（1）本项目选取黏土心墙砂砾石坝的水利枢纽工程，基础覆盖层厚约5～30m，下伏砂岩岩体破碎，中等透水岩体厚20～40m， 需采取 “防渗墙+帷幕灌浆”这一常见的坝基防渗处理措施。

（2）通过基础防渗施工组织设计，为防渗墙开槽浇筑和帷幕灌浆顺利实施奠定了基础， 并取得预期效果，对其他类似项目具有指导意义。