4防渗墙施工

4.1 简述

混凝土防渗墙位于坝轴线上游45.0m处，施工桩号0+176.55～0+497.40，轴线长320.85m，墙厚1.0m，为钢筋混凝土槽板式，墙体材料C25砼，防水等级S8。防渗墙上端伸入大坝防渗体6.0m，下端嵌入基岩1.0m。防渗墙设计墙顶高程23.0m，施工平台在18.0m高程，其中高程18.0～23.0m之间的防渗墙为明浇，以下为暗浇，最大墙深24m。防渗墙槽孔7808m2，水下混凝土7808m3，防渗墙帽1650m3，钢筋制安492t。

4.2 防渗墙总体方案

（1）根据现场地质情况，防渗墙施工采用“两钻一抓”法施工，即冲击钻钻凿主孔，抓斗抓取副孔，当抓斗在副孔施工中遇到坚硬地层时，用冲击钻继续下部施工，直至进入基岩。

（2）防渗墙施工平台初步考虑布置在榆林高程▽20.0m高程处，钻机施工平台布置在防渗墙轴线下游侧，抓斗在防渗墙轴线上游侧进行抓挖施工。浆管、水管布置在下游冲击钻机平台后边。导向槽上游以外依次布置冲击钻倒浆平台、排浆沟、施工道路等。其它布置详见附图《施工平面布置图》。

（3）砼防渗墙所需的固壁泥浆主要采用膨润土粉，孤石、卵石层钻孔时孔内回填粘土。泥浆制浆站设在坝顶左岸，用浆泵、输浆管送到施工部位。

（4）泥浆净化回收。在河床中部设一个400 m3 泥浆沉淀池。造孔及抓挖泥浆就地回收到槽孔中，砼浇筑溢出的泥浆返送回泥浆池。

（5）导墙为C20钢筋砼结构。施钻平台采用钢轨、方木铺设。

（6）砼防渗墙浇筑采用泵送混凝土。

（7）防渗墙成槽施工中如遇到特殊情况如大块石、卵石、漂石等，可采用我公司在三峡、四川小天都等工程积累的成功经验，运用槽内钻孔控制爆破工艺技术与聚能爆破工艺技术成槽。

（8）墙体中灌浆预埋钢管采用钢筋支撑架法安装。

（9）复勘孔：主要用于查明有无基岩陡坡或反坡及大孤石分布特征。因此，复勘孔布置原则是：在防渗墙一期槽主孔位置，随机布置若干个。对陡坎段加密到间距在6～3m，查明反坡或查明是基岩还是大岩块。复勘孔的钻进采用150型岩芯钻机，浓泥浆护壁，合金钻头钻进（基岩部分改用金刚石钻头钻进）。

（10）检查孔：主要用于检验砼防渗墙墙体砼质量，平均50m布一个。钻孔采用岩芯钻机，金刚石钻头，自上而下，分段取芯钻进，分段压（注）水试验。防渗墙墙体检查孔可结合帷幕灌浆检查孔布置。

（11）松散地基加密处理：主要用于防渗墙施工段地表松散地层，处理方法为振冲加密。

4.3 施工准备

4.3.1砼拌合及浇筑系统

在大坝左岸布置2台0.5m3强制式搅拌机，每台拌和能力≥25m3/h，HD1000型配料机两套，ZL-30型装载机辅助上料。混凝土运输采用2台HB30B型混凝土输送泵（1台备用）送料，泵送能力20～40m3/h。

4.3.2泥浆制备：

（1）泥浆站内设置3台ZJ-800型旋流式高速泥浆搅拌机，生产能力20m3/h，泥浆池400m3，其底部布设搅动浆池泥浆用的压缩空气管路。浆池结构为浆砌块石，雨棚为钢管、三色布；搅拌车间结构为砖砌体、钢支架结构；供浆管用φ150钢管。

（2）泥浆采用优质膨润土粉拌制，泥浆性能指标应满足规范及表4-1的要求。符合《水利水电工程砼防渗墙施工技术规范》（SL174-96）中新制膨润土泥浆性能指标和不同阶段泥浆性能测定项目的规定。

表4-1  新制膨润土泥浆性能指标

表4-2  膨润土泥浆配合比（单位：kg）

4.3.3施工平台 

导向槽采用钢筋砼结构，导墙断面形式为直角梯形。钻机平台采用方木、道轨、道渣铺设。倒浆平台宽1.7m，浇注厚15cm素混凝土。泥浆沟采用砖砌结构，砂浆抹面。施工平台宽度15.5m。施工平台及导墙断面结构见附图。

4.3.4防渗墙施工准备的主要临建工程量见表4-3

表4-3  防渗墙施工主要临时工程量

4.4.1 防渗墙成墙工艺（见图4-1）

4.4.2砼导向槽施工

（1）施工工序：施工准备→测放轴线→导墙开挖→立模→钢筋绑扎→砼浇筑→拆模→回填→验收。

（2）施工方法：测量放样用全站仪由专业测量人员进行，先测放开挖线，再放底口立模线，底口立模线须用短钢筋桩定位，确保放样精度满足规范要求。导墙土石方开挖用反铲、推土机进行，砼采用泵送，φ50mm软管振动棒捣实，砼导向槽两侧及槽孔内采用粘土回填。

4.4.3 复勘孔施工

（1）施工程序：施工准备→测放孔位→浅槽段→深槽段→斜坡段

（2）施工流程：施工准备→复勘孔报告→监理批复→放孔位→钻孔取芯→压（注）水试验→资料整理→资料上报。

（3）施工方法：钻孔采用150型岩芯钻机，跟管钻进工艺，泥浆护壁（或水泥浆护壁）方式，覆盖层部分采用合金钻头取芯技术，基岩采用金刚石钻头钻进技术。复勘孔的芯样由专业地质工程师进行地质素描。压（注）水试验资料由专业资料员整理上报。

图4-1  防渗墙施工工艺图

4.4.4泥浆制输及回收 

防渗墙成槽护壁泥浆采用膨润土粉高速搅制，经膨化后使用。现场设1个400 m3泥浆池。搅浆为0.8m3/次高速制浆机制浆、人工按生产性试验确定的配合比加料。泥浆输送为砂石泥浆泵，供浆管为φ150mm钢管。泥浆回收分二种，造孔泥浆经净化回收后直接返回槽内用于造孔施工，砼浇筑溢出的好泥浆则用泥浆泵返送回泥浆池。

4.4.5砼防渗墙成槽施工

（1） 施工程序

施工准备→施钻平台铺设→划分槽孔→Ⅰ期槽施工→安装接头管→钢筋笼吊装就位→预埋灌浆管→防渗墙浇筑→Ⅱ期槽施工→……

（2）施工顺序：

冲击钻主孔钻进→主孔芯样验收→主孔终孔验收→付孔抓斗抓挖→付孔下部冲击钻钻进→付孔下部小墙钻打→槽孔修孔→清孔槽形验收→（接头孔刷洗）→清孔换浆→清孔验收。

（3）施工方法说明

A、槽段划分：防渗墙轴线长320.85m。根据本工程的地质条件及施工设备的特点，共划分48个单元槽，Ⅰ、Ⅱ期槽槽长均为6.6m。槽段中主孔1.0m，副孔1.8m，每个槽段划分为3个主孔，2个副孔。

B、防渗墙上部覆盖层用利勃海尔液压抓斗抓挖，抓斗展开宽度2.8m，该型抓斗有自动导向装置，能较好的调教垂直度和偏斜率，抓斗抓出的料渣用带密封车厢的自卸汽车运至业主指定的弃渣场，渣料随挖随运，不在施工现场堆放。当抓斗无法抓动或工效显著降低时，改用冲机钻机钻进。主孔钻进选用CZ-22、CZ-30型冲击钻机，采用钻、填（粘性土料）结合的钻进工艺，泥浆护壁成孔，主孔的基岩取芯用捞渣筒法。钻进采用勤钻进，多填粘土，少捞渣，勤捞渣的方式。付孔劈打必须采用接砂斗接料。付孔钻进中遇到漂石类块体，则移开钻机，用岩芯钻机辅助钻单孔，勘探；钻排桩孔，钻孔爆破、聚能爆破方式等方法碎裂，然后移回钻机再行钻进。付孔下部的中心孔采用主孔钻进方法，钻进到终孔，两边小墙采用劈打法完成。清孔换浆采用抽筒换浆、泵吸反循环或气举反循环法三种中任一种均可。

C、钻孔特殊情况处理

①主孔造孔中发生漏浆采用回填当地粘性土料堵塞方法。付孔劈打发生漏浆可采用回填膨胀粉、草末、稻壳、石灰、浓泥浆等方法堵塞。对陡坡段嵌岩则采用岩芯钻机钻排桩孔，辅以钻孔爆破法形成钻进台阶以达到设计嵌岩深度。

②松散地基加密处理施工

深槽段防渗墙松散地基必须进行加密处置，处置深度拟定为5.0 m，加密方法采用振冲加密。

4.4.6接头管施工

（1）接头孔施工顺序

一期槽槽孔验收→配备接头管→液压拔管机就位→吊装接头管→调整定位→（砼浇筑时）活动并提拔接头管→起拔接头管→拔管孔验收→扫孔并钻进到位→终孔验收。

（2）施工说明

A、接头拔管法施工的关键是掌握起拔时间。起拔时间过早，混凝土尚未达到一定强度，就有可能出现接头孔缩孔或坍塌；起拔时间过晚，接头管表面与混凝土的黏结力和摩擦力增大，增加起拔难度，甚至被埋管。根据我公司在葛洲坝、三峡等多个施工项目的成功经验，确定拔管阻力公式如下：

F=F1+F2+F3+F4

式中  F——拔管阻力；

F1——流态混凝土对接头管的黏结力

F2——流态混凝土对接头管的摩擦力

F3——静态混凝土对接头管的摩擦力

F4——接头管自重

具体起拔时间根据现场试验确定。

B、每次浇筑时，取样观察混凝土能够成型的时间。在正式起拔前，可以用微微活动接头管的办法破除黏结力，在达到预定拔管时间后，就可以正常起拔接头管。

C、计算拔管时，孔内不同深度混凝土的龄期应从相应的混凝土导管底部高于该部位以后，也就是成为静态混凝土后起算。

4.4.7钢筋笼制作与沉放

（1）钢筋表面应清洁，使用前将表面泥皮、油渍、锈皮清除干净。

（2）按照设计图纸，在钢筋场分节制作钢筋笼，每节长为9m，钢筋长9m，起吊高度20m，钢筋笼优先采用焊接形式，用5t加长东风车上加运输架运输，为防止钢筋笼弯曲，采用捆绑型钢，双吊点法安装，在孔口对孔入槽。

（3）钢筋笼在槽口用型钢电焊法固定，防止砼浇注时上浮。

（4）加工后的钢筋笼，沉放要求和接头焊接均严格按招标文件要求和《SDJ207-8》执行。

4.4.8 灌浆预埋管施工

（1）施工工序：

预埋管加工→依槽孔配管→预埋管下设→支撑架与另一根管同时下设安装→预埋管孔口定位→槽孔砼浇筑中检查→终孔检查→孔口保护。

（2）施工方法

预埋管接头现场对接，固定在钢筋笼上，综合场加工成型，现场拼装焊接成整体。现场将预埋管和钢筋笼成套配置。再用吊车在孔口一根一根依次下设安装定位。 

4.4.9槽孔砼浇筑方法

（1）浇筑程序

施工准备→导管检测与试压→砼拌和站试拌→砼配合比调试→砼运输→孔口分储料斗架设→砼浇注。

（2）砼浇筑工序

施工准备→配管图检查→导管配置→接头孔下接头管→二次清孔验收→下浇筑导管→槽口浇筑平台架设→开盘下料→浇筑→测量槽内砼面→画浇筑上升图→拆管继浇→终浇收仓。

（3）砼浇筑方法

砼运输采用HB30B型混凝土输送泵。槽口采用分流式储料斗，槽内安设φ325mm快速丝扣连接的砼浇筑导管，导管下设在控制范围内的槽底最深处，砼采用球塞开仓法。开仓从槽孔最低处开始，一次开仓的砼方量必须使单根导管埋深不小于1.0m，槽内砼上升速度，测量间隔与起拔导管均按规范执行。单元槽段砼浇筑，由试验室人员制作1~2组砼试件。

4.4.10墙体检查孔施工

墙体检查孔分墙体中孔和墙段骑缝孔，对墙体中孔采用岩芯钻机，自上而下取芯钻进并做压（注）水试验。钻孔孔径不小于130mm，孔斜不大于0.5%，用长钻具金刚石钻头钻进。钻孔时用地脚螺栓稳固钻机。对墙段骑缝孔用φ156mm~φ219mm孔径的钻具分段钻进，分段注水。墙体芯样应填牌装箱并进行地质素描和工程录像、拍照等。对监理要求进行送检砼物理力学性能试验的岩芯，由试验工程师送到指定试验室做相关试验，检查孔的封孔按监理指定的方法进行。

4.4.11保证工程质量的主要施工技术措施

（1）所有参与砼防渗墙施工的工程技术人员、操作工人、管理人员必须接受项目部举办的施工技术交底，质量标准交底、安全目标交底、质量目标交底等系列短期技术培训。经考核合格后发给上岗操作证。

（2）所有参与工程施工管理的人员，必须参加项目部举办的施工合同文件、招标文件、设计文件、监理细则及ISO9002质量体系文件、“投产达标”办法等系列工程管理技术规范文件的短期培训，不参加者不得上管理岗位。

（3）参与砼防渗墙生产性试验的技术人员与操作人员必须充分理解投标文件中生产性试验的要求，使生产性试验满足水电工程达标投产质量技术要求。

（4）依照ISO9002施工质量体系文件，结合本工程特点，设置的工程施工质量控制点，各职能部门、各责任人均必须落实到位，由项目经理、项目总工随机抽查。 对落实不力或不全面者，给予相应处罚，确保工程施工质量满足设计要求和投产达标的标准。               

（5）复勘孔按监理指示布孔，孔位偏差上、下游方向不大于3cm，轴线方向不大于5cm，孔斜的垂直度不大于1%，当在槽孔中钻进有干扰需移动孔位时，必须有监理书面指示，复勘孔的终孔孔径，终孔深度及取芯压（注）水检查，均必须满足监理要求，对嵌岩段布置的复勘孔，深入基岩段的长度一般不小于5.0m或监理确定的深度。

（6）砼防渗墙成槽孔中，始终保持孔内泥浆在导墙下30~50cm内，随时观察泥浆液面，防止大漏浆发生，泥浆采用钙基质膨润土粉高速搅拌机搅拌并膨化24小时后应用。新拌制膨润土泥浆，按生产性试验确定的参数控制。 

（7）成槽付孔劈打施工中，两侧主孔下设接砂斗并注意观察槽内泥浆面下降情况，劈打时质量检测人员随机检测付孔的偏斜率，当发生偏斜超标情况时，及时采取措施纠偏，不强行劈打。

（8）成槽施工中遇漂石、弧石、陡坡等实施爆破裂解技术，先做出爆破方案、计划、安全措施等技术文件报监理批复，当实施水下钻孔爆坡时，槽中的导向管必须在孔口固定牢靠。在水深小于10m时，钻机应移开孔位不小于5.0m，安全防范距离不小于50m，当实施水下爆破聚能爆破时，一次起爆破药量：一期槽不得大于6.0kg，二期槽不得大于3.0kg或监理规定的炸药量。当一期槽施工中发现巨型漂石时，应对邻近二期槽进行钻孔。探测并采用钻孔预爆技术预裂解。

（9）槽孔的接头采用接头管法。当采用裸型钢管时，一般控制在30m深左右，30m以下用钻凿法完成。接头孔当采用包裹法新型接头管法时，在拔出钢管后，再用钻头扫去包裹层至孔底，接头管下设孔位误差±3cm，偏斜率≤0.4%，接头管在砼浇注时应经常活动防止埋管，当拔管段砼处于终凝状态后才能拔管，拔管的空孔段应用泥浆充填，接头管的砼埋深最大允许限度由生产性试验确定，施工中不得超越此限值。对接头孔的下部钻凿部份，钻进时控制偏斜和孔径。确保套接厚度满足设计要求。

（10）槽孔的清孔换浆采用抽筒换浆法、泵吸反循环法或气举反循环法，或联合使用。对二期槽，清孔换浆前或清孔过程中用钢丝刷分段刷洗槽段接头砼壁的泥皮，以达到刷子上不带泥屑，孔底淤积不再增大。若槽内下设预埋件太多，不能在4小时内开浇砼，则在砼开浇前必须进行二次清孔，二次清孔采用气举反循环与泵吸反循环法，使孔底淤积厚度不大于设计要求。

（11）投入砼浇筑的导管在使用前必须进行压水试验、圆度检测、弯曲检测和强度评估，所有的试验和评估必须有监理参加旁站，不合格的导管不准使用。槽孔的浇筑导管下设前，质检人员必须参照槽孔验收单检查配管图，再依配管图核实导管，未经质检人员核实的导管不准下入槽内，导管可采用吊车或钻机下设安装，一期槽距孔端距离为1.0~1.5m，二期槽距孔端距离为1.0m。导管底口距孔底为15~25cm，当槽底高差大于0.25m时，导管应调整到控制范围内的最低处，对槽内下设有预埋管的导管，导管的接口应有防挂措施，单根导管下设安装完毕应复测距孔底间距。

（12）墙体灌浆预埋管选用φ130mm、壁厚不小于5mm的厚壁钢管，支撑固定在钢筋笼上，制作安装必须满足强度、刚度、定位要求。预埋管依轴线灌浆孔位置下设安装。孔口固定牢靠。砼浇筑时必须由专人值守，预埋管的管口设置盖板封闭。

（13）墙体的砼浇筑必须从槽孔最深导管开仓，首开仓导管的一次连续入槽砼方量使导管埋入砼中不得小于1.0m，开仓必须采用球塞法或栓塞法，其余导管的开仓必须待砼接近导管底口的时机。砼必须连续浇筑，控制各分料口下料量保持槽内砼面高差不大于0.5m，槽内砼面的测量由专职人员进行，每罐砼下料前必须进行一次测量，测量间距不大于1.0m，导管内砼测量工作应结合槽内测量交替进行。槽内砼上升速度应不小于2m/h，适宜为3~4m/h，导管埋深不大于6.0m，不小于1.0m，槽内砼的终浇高程为比设计墙顶线高出0.5m。砼浇筑时，试验人员必须值守拌和站。随机检测砼熟料拌和质量，并制作2~3组试件，质检人员必须值守槽口，随机控制槽内砼浇筑质量。

（14）墙体的检查孔每隔50m布一个孔，孔位必须按监理指示单进行布孔（可将帷幕灌浆检查孔兼作防渗墙检查孔），孔位误差±3cm，孔斜＜1%。岩芯的钻孔必须用金刚石钻头，长钻具，以高速慢进减压钻进技术使岩芯获得率不低于85%，每一孔取三组样进行室内砼物理力学性能试验，试验项目由监理工程师确定，岩芯应填牌装箱，供素描、录像、拍照之用。墙体的压（注）水试验应采用精密量筒量，操作人员必须认真操作。对深槽段的检查孔，孔斜率必须采用措施控制在0.5%以内，否则钻孔易出墙。对嵌岩孔段的检查孔，按监理的指示是否进入基岩0.5m。对进入基岩的检查孔最后一段压水数据应分开说明。检查孔的封孔采用机械压浆封孔法，封孔材料为水泥砂浆，水泥：砂=1：1.3。

（15）墙体的墙顶与泥浆混合的浮砼必须铲除到新鲜砼面，不得用爆破法。导墙若需拆除，须先做出拆除设计报监理批复，再按批复的方案实施。导墙拆除爆破的横向振动速度不得大于0.5cm/s，优先选用静态爆破技术。

（16）本工程技术资料及质量检测验收资料必须清晰、完整与规范化，与业主档案管理人员协商一致，既满足施工要求，又能满足水电工程投产达标的标准要求，必须设专职管理人员对口管理。

4.5 防渗墙帽施工程序

4.5.1施工程序：土方开挖至防渗墙顶面以下50cm→墙顶浮浆凿除→防渗墙钢筋调直→清理防渗墙表面浮渣→测量放样→绑扎上部钢筋、安装止水片→立模→校核、清仓→浇筑混凝土→拆模、养护

4.5.2施工说明

（1）用反铲、推土机将防渗墙空孔部分土方挖除，露出防渗墙顶部至少50cm，采用静态爆破技术将桩头浮浆凿除，并将桩头清理干净。

（2）防渗墙钢筋调直可用反铲、装载机等设备辅以夹具进行，人工校正部位并清理表面浮渣、锈渍。

（3）防渗墙帽钢筋采用现场人工绑扎。

（4）止水铜片应安放位置准确、牢固，不易在浇筑过程中变形，并严禁在止水铜片上钻眼。

（5）立模前，再次清理基面。严格按照测量标记架立模板。模板选用组合钢模板，局部用木模板拼装，模板安装前应刷脱模剂。安装完毕后，由质检人员验收。混凝土浇筑过程中，安排专人值班检查模板，发现变形及时校正。

（6）浇筑前，在新老混凝土结合面铺一层比防渗墙配合比标号高一级的水泥砂浆。混凝土浇筑可采用泵送混凝土或利用吊罐入仓，混凝土入仓后，用插入式振捣棒振捣。混凝土浇筑严格按照“块插慢抽、直上直下、落点均匀、层层搭接”的要求施工。

（7）防渗墙帽混凝土浇筑可2～3m为一个浇筑高度，分两次达到设计高程。对施工缝应用高压水冲毛，在下一仓位浇筑前，清理干净表层滞水。

（8）混凝土拆模、养护。在混凝土强度达到70％以后，即可拆除模板。混凝土的养护可用草袋覆盖，洒水养护。