抓斗法连续防渗墙施工技术在江雄水库工程中的应用

赵 慧

（长春市水利勘测设计研究院 吉林 长春 130062）

1 工程概况

江雄水库位于西藏山南地区贡嘎县境内，距贡嘎县城33km，在朗杰雄曲上游江雄雄曲上。坝址处海拨3790m，坝址以上流域面积154.17km2，水库设计坝高33.66m，坝顶全长691.5 m，总库容1169.19万m3，是以灌溉为主的中型水库。

坝基工程地质条件按其成因年代、类型、岩性特征自上而下可划分为四种工程地质单元体。

(1)Q4砂砾卵石层。含漂石、巨石，灰色～灰黄色，呈松散状，分布于河床漫滩，厚度14m～20m。渗透系数 k=1.10×10-2cm/s～4.05×10-2cm/s，属强透水。

(2)Q3-2砂砾卵石。含漂石，灰黄，呈中密状，分布于两岸二级阶地，厚度10.2m～23.0m。渗透系数 k=1.10×10-2cm/s～4.05×10-2cm/s，属强透水。

(3)Q3-1含粘质土砾，灰黄～桔黄色，泥质半胶结，中密～密实状，厚度13.5m～21.0 m。渗透系数 k=1.64×10-3cm/s～1.83×10-2cm/s，属中等透水。

(4)Q2粘质土含砾，黄色～桔黄色，泥质胶结，密实，厚度16.0m～35.5m；渗透系数k=5.60×10-5cm/s，属弱透水。

由于坝基工程地质单元体层位复杂，透水率大，防渗墙施工工程量大，施工质量要求高。设计工程量19859m2，实际完成工程量19760.84m2。

2 防渗墙施工原理及方法

防渗墙的施工即利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水)、挡土和承重功能的连续的地下墙体。江雄水库大坝基础防渗工程采用液压抓斗成槽，浇筑塑性砼而形成一道地下连续防渗墙。

2.1 防渗墙主要设计技术参数

设计墙厚0.6m，墙深5.0m～42.0m(根据Q2层深度决定)，槽孔宽6.8 m。墙体材料采用C10混凝土，抗渗标号为W6，入槽坍落度18.0cm～22.0cm，扩散度34.0cm～40.0cm；渗透系数≤1.21×10-7cm/s；弹性模量＜1.4×104MPa。

2.2 主要施工机械设备

GB24全液压抓斗1台；HC-60液压半导杆抓斗 1台；JS500砼搅拌机 4台；PLD120、LCS800SQ-Ⅲ配料机各 1台；ZL-50E装载机2台；神钢7035履带吊机1台；PC220-6(1 m3)挖掘机 1 台；HT-30 高压旋喷台车1台；钻机3台；200KW、75KW柴油发电机组各1台。

2.3 工程施工方法

施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程

在挖槽前，沿防渗墙纵轴线设置混凝土导墙，以控制轴线，存储泥浆和稳定上部土体。在导墙顶面划分槽段，标定槽段号及标高，液压抓斗和砼浇筑系统分别布置在导墙的上、下游侧。

(1)施工顺序

防渗墙造孔采用两期槽孔施工，一、二期槽孔间隔布置，先施工一期槽孔，后施工两个槽孔之间的二期槽孔，从而连接成地下连续墙。

(2)确定槽孔宽度和槽孔分段长度

槽孔宽度按墙厚600mm进行设计。槽孔分段以确保槽孔孔壁稳定，一、二期槽孔长度均为6.8m，抓斗最大开度2.4m，齿宽0.6m，即分为三抓。

(3)一期槽孔成槽工艺流程

抓凿一、二抓→抓凿三抓→清孔换浆(二期槽刷壁)→联合验槽→下导管浇筑砼。

(4)墙体连接

墙体连接采用切槽式平接接头，一期槽孔砼浇筑完成24h～36h后，把墙体砼切去10cm～15cm，形成平接接头。为了保证墙体连接质量，在接缝上游侧再用高压旋喷桩加固、补强接头，高压旋喷桩柱直径为800mm。

(5)泥浆固壁

由于砂卵石地层的松散且具有强透水性，为防止孔壁坍塌，确保固壁效果和清孔换浆质量，泥浆应具有良好的物理性能、流动性能和化学稳定性能。施工中采用当地粘土加部分膨润土，粘土粘粒含量大于50%，塑性指数大于20。泥浆在集中制浆系统配制，并通过专用管路送至泥浆中转站，再由中转站分送各施工槽孔。护壁泥浆参考性能指标：比重1.2g/cm3～1.4g/cm3；粘度30s～35s；胶体率大于97%；失水量小于10ml/30min。

(6)终孔及清孔

槽孔需经孔位、孔深、槽孔长度及孔斜等全面检查验收，验收合格后方可进行清孔换浆。清孔换浆结束后，应达到如下要求：孔内泥浆比重＜1.10g/cm3，粘度 30s，含砂量＜3%，30min内失水量＜30ml。清孔换浆经各方联合验收合格后可进行混凝土浇筑作业。

二期槽孔换浆结束前，为保证砼防渗墙各段接头的连接质量，需要用专制钢丝接头刷刷洗两端一期槽孔混凝土孔壁上的泥皮，以接头刷上基本不带泥屑为合格标准。

(7)混凝土浇筑

混凝土拌合采用锥形反转出料混凝土拌合机，控制坍落度在18cm～22cm，扩散度在34cm～40cm之内。浇筑采用直升导管法双管浇筑，导管内径200mm，间距3.5m，导管距槽孔端间距1.65m。浇筑中混凝土应均匀上升，高差控制在0.5m内，上升速度不大于2m/h。导管埋深1m～6m，且每隔30min测量一次槽孔内混凝土面高度。

3 工程施工效果

防渗墙施工过程中，对施工原材料、机口砼进行了抽样送检，检测成果均满足设计要求。其中，机口砼检测成果如表1、表2。

表1 机口砼检测成果表

表2 8d强度试验数据检验与评

防渗墙施工完成后，分别对对墙体接缝及墙体进行了开挖检查和抽芯检查，其中，开挖检查8处，抽芯检查2个钻孔，抽芯深度分别为37.7m和39.5m(墙深分别为38.8m、39.4m)。从开挖出露的墙体接缝来看，接缝平整、密实，无夹泥现象，接缝质量优良。取芯砼外观良好，芯样完整，密实，呈长柱状，无蜂窝，最长芯样达2.1m(取样位置分别为32.4m～34.5m)。另采用压水试验进行检查，每钻进5m作一段试验,试验成果均小于1.21×10-7cm/s,满足设计要求。

4 结语

高原地区气压低、缺氧，地质条件相对复杂。抓斗法造地下连续防渗墙技术在西藏高原地区江雄水库工程砂砾卵石层中成墙19760.84m2，墙深5m～42m，通过对砼防渗墙的开挖检查和抽芯检查，施工质量均满足设计要求，因此，抓斗施工技术在低压、缺氧的高原地区的应用是成功的，能适用高原地区复杂的砂卵石地层。陕西水利