薄壁抓斗法混凝土防滲墻技術在濱田水庫的應用

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薄壁液壓抓斗法新的防滲墻施工技術出現(xiàn)于20世紀90年代，此項技術適用于堅硬的土壤與砂礫石中成槽，成槽深度可達60米，此項技術不僅降低了工程造價，而且提高了工程施工速度，一臺液壓抓斗成槽平均工效為125m²/d，此項技術已在江西省鄱陽縣濱田水庫除險加固工程中得到了推廣運用。

    1、工程概況     江西省鄱陽縣濱田水庫于1960年4月建成投入使用，是一座以灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的大（二）型水庫。     水庫主壩為均質土壩，壩頂高程53.2m，壩頂長723m，壩頂寬5m，最大壩高26m。水庫在多年運行后主壩存在壩身滲流穩(wěn)定、壩坡穩(wěn)定、壩基滲漏和壩肩繞壩滲漏等問題，嚴重威脅壩體安全和正常效益的發(fā)揮，被水利部列為病險庫。     濱田水庫除險加固工程對主壩壩體防滲選用了薄壁抓斗塑性混凝土防滲墻技術進行加固處理，由中國水利水電第六工程局承建。防滲墻軸線位于壩軸線上游0.5m處，范圍0+000—0+723樁號，全長723m，孔口高層53.2m，墻體有效厚度0.35m，進入基巖2.5-6.2m，墻頂高程51.5m。塑性混凝土防滲墻深29m左右。本工程完成混凝土防滲墻19010m2，共耗時148d。     壩址區(qū)出露的地層巖性為前震旦系板溪群第二段淺變質巖及第四系松散堆積層。壩址區(qū)構造形跡主要表現(xiàn)為斷層和裂隙。地層概況由上而下為：⑴6~29m厚的黏性壤土；⑵河床巖石表面呈全風化為其厚度約為2.9—5.2m，⑶強風化帶巖石厚度約為3.1—8.5m，弱風化巖石厚度約7.5—13.0m，下伏微新巖石。     塑性混凝土防滲墻設計物理力學指標為：滲透系數(shù)K≤5.0×10^-7cm/s；墻體厚度t=0.35m；抗壓強度3Mpa≤R_28d≤5Mpa；彈性變形模量300Mpa≤E_28d≤1000Mpa；允許滲透比降J≥80。     2、混凝土防滲墻成墻技術要點     2.1 造孔成槽     2.1.1 布置施工平臺     抓斗施工平臺設置在防滲墻軸線下游側，原壩頂寬度只有5m不能滿足抓斗施工所需8m寬的施工平臺的要求。經業(yè)主同意將壩頂高程降低1m至52.2m并將防滲墻軸線向上游平移1.75m，另外將降壩的土料填筑到壩體下游側，以保證抓斗施工平臺的寬度。在防滲墻軸線的下游側設置平行壩軸線的排渣排水溝，斷面尺寸40×40cm，再按40m間距修建垂直防滲墻軸線的排渣排水溝，將廢渣﹑廢水排至下游壩腳，所有廢渣運至棄渣場。     2.1.2、修筑導向槽     導向槽是在地層表面沿地下連繼防滲墻軸線方向設置的臨時構筑物。導向槽起著標定防滲墻位置、成槽導向、鎖固槽口；保持泥漿液面；槽孔上部孔壁保護、外部荷載支撐的作用。導向槽的穩(wěn)定是混凝土防滲墻安全施工的關鍵。本工程導向槽兩側墻體采用倒L型斷面，現(xiàn)澆C10混凝土構筑，槽內凈寬45cm，頂面高于施工場地10cm以阻止地表水流入。其結構見下圖：     2.1.3、抓斗成槽     土石壩防滲墻開槽施工工藝主要鋸槽法和挖掘法。鋸槽法主要有往履射流式開槽、鏈斗式開槽、液壓式開槽；挖掘法主要有沖擊鉆法、抓斗法、沖抓結合法。根據(jù)本工程地質條件及生產性試驗確定采用挖掘法中抓斗法，并制定了“三抓法”的施工方案，即采用KH-180液壓抓斗機先抓取槽段的主孔再抓取中間的副孔成槽。     2.1.3.1、槽段劃分     槽段劃分為Ⅰ、Ⅱ序槽段，根據(jù)設備及地質條件確定Ⅰ、Ⅱ序槽段開挖長度同為7.5m，每個槽段分為兩個主孔及一個副孔，先施工Ⅰ序槽段，后施工Ⅱ序槽段。     2.1.3.2、槽段成槽     槽段成槽采用“三抓法”，在導向槽上放樣標識孔位，將抓斗對正孔位后進行垂直造孔。首先施工槽段兩端2.8m的主孔，主孔完成后再抓中部1.9m的副孔。主、副孔完工即該施工槽段成槽完工，經監(jiān)理確定巖層巖性，并最終確定該施工槽段成槽深度。     2.2、護壁泥漿     泥漿在造孔成槽過程中起固壁、懸浮、攜渣、冷卻鉆具和潤滑的作用，成墻后還可增加墻體的抗?jié)B性能，本工程泥漿采用膨潤土拌制，泥漿配合比為水1000kg、膨潤土50kg 、N_a2CO₃1kg；固壁泥漿性能指標密度<1.1g/cm³如漏斗粘度＞25s、含砂量<3%。     新制泥漿經過24h膨化后，利用供漿管輸送至槽孔內使用，成槽及槽段澆筑過程中回收的泥漿，經凈化后可重復使用。槽孔孔口泥漿面在成槽過程中保持在導向槽頂面以下30~50cm范圍內。     2.3、防滲墻體灌筑     混凝土防滲墻是在泥漿下灌筑混凝土，本工程是采用剛性導管法進行墻壁體灌注，混凝土豎向順導管下落，利用導管隔離泥漿，使其不與混凝土接觸，導管內混凝土依靠自重壓擠下部管口的混凝土，并在已灌入的混凝土體內流動、擴散上升，最終置換出泥漿，保證混凝土的整體性。