實例分析：水電站復雜地層圍堰防滲墻快速施工技術

   防滲墻施工存在的難點

      該工程項目原設計為懸掛式防滲墻，后經過設計變更為嵌入基巖式全封閉防滲墻，孔深增加近一倍，設計工期為在兩個枯期內完成,但是業主方考慮到整個電站總體工期規劃與圍堰過流保護費用等問題,要求圍堰防滲墻在一個枯期內完成。根據長河壩前期勘探資料顯示，壩區孤漂石含量高，架空層嚴重，而且勘探孔遇到過直徑12m的大孤石。防滲墻在漂孤石含量極高，孤石直徑特大，孤石硬度達到180MPa的地層中施工難度非常大。

      防滲墻的按期快速完成，是本項目在一個枯水期內完成圍堰封閉目標的關鍵。由于特殊復雜的地質條件，防滲墻施工存在以下難點：
      (1)地層均一性差，架空層嚴重，漏漿、塌孔頻繁；
      (2)地層中孤漂石含量高(含量比例達到30-40%)、直徑大(最大直徑12米左右)、硬度高(強度達到180MPa)，并且存在特大孤石群，造孔困難，工效低。
      (3)基巖面陡，先導孔取芯困難，基巖鑒定時間長。
      (4)防滲墻軸線上探頭石多，孔斜控制難度大。
      (5)孔深較深：要在此種復雜地層中施工到83.23m，屬全國首例。
      (6)工期緊：對比類似復雜地層項目的工期來看，由二個枯期完成的施工任務，要求在一個枯期完成，工期壓縮了近1倍以上。

       采取有利于快速成槽的主要施工技術

       1 選擇與地層相適應的造孔工藝及設備
       防滲墻造孔成槽工藝主要采用“鉆抓法”、“鉆劈法”、“純抓法”、“純銑法”等。考慮到本工程特有地質情況、墻體深度、設備能力等，采用“鉆劈法”施工。即：采用特A、CZ-6D等沖擊鉆機造孔，抽桶出渣。處于圍堰工程關鍵工期的上游圍堰防滲墻采用HS875抓斗掛特制重錘沖砸副孔與小墻的施工方法，上游圍堰防滲墻占關鍵工期線路的槽段布置3臺鉆機搶工。
       槽段開孔時采用平底鉆頭對地層進行擠密，整個槽段不抽渣直接平打至8m。遇到砂層或者施工回填層換用空心鉆頭，遇到孤石層或者找小墻時換用平底鉆或者十字鉆頭。
       為確保施工工期，對每一個孔深超過30m的I期槽段布置兩臺沖擊鉆機的方案， 上下游共布置44臺套沖擊鉆機(上游圍堰20臺、下游圍堰24臺)，并且上游圍堰布置一臺HS843鋼絲繩抓斗輔助鉆機進行搶工。  

     2 采用膨潤土泥漿護壁
      固壁泥漿是防滲墻施工的重要組成部分，泥漿在造孔成槽過程中起固壁、封堵、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滲性能。對于本工程中覆蓋層松散，架空層嚴重，孤漂石含量極高的特點，常規膨潤土泥漿不能很好的滿足固壁和懸浮鉆渣的要求，為此本工程確定采用MMH正電膠膨潤土泥漿。MMH正電膠泥漿的各項性能指標均優于常規分散型膨潤土泥漿，不僅造壁性能和封堵性能較好，而且生產成本較低。

       3采用墻段接頭管連接技術
       本工程墻段連接采用接頭管法施工。Ⅰ期槽孔澆筑前在槽孔兩端下設接頭管，在墻體混凝土澆筑過程中，根據試驗確定的脫管齡期跟隨混凝土面上升逐節拔出接頭管。接頭管直徑1000mm，單節長5m，單銷連接；底節管裝有能自動啟閉的活門，以防止混凝土進入接頭管內；為減少下管時吊車的荷載，在部分管節內設置了浮箱。拔管設備采用YBJ-1000型卡鍵式大口徑液壓拔管機；該拔管機最大起拔力3000kN，液壓站上裝有小油泵，可長時間保持接頭管微動。
       接頭管技術的采用，與傳統的鉆鑿法相比，不僅節省了約1/6的混凝土(2600m3)降低了成本,也減少了1/6約2600m的鉆孔工程量，提高了有效成槽速度。

      4墻內預埋灌漿管
       為保證墻體完好，使帷幕灌漿對墻體的損害減小至最低限度，上游兩岸坡段墻下帷幕灌漿采用墻體預埋灌漿管的方案，灌漿管采用Φ114mm鋼管，φ20mm螺紋鋼筋制作保持架，鋼管與鋼筋架通過焊接連接為一整體桁架。吊車起吊，孔口焊接，整體下設。
      在墻體內預埋灌漿管約8500m，與在墻體內鉆孔相比，減少了在墻體內鉆孔8500m，提前了后續圍堰封閉的時間。

      5漏漿塌孔的預防及處理技術
      鑒于本工程施工過程中漏漿、塌孔現象普遍存在，造孔過程采取了以下措施進行預防：
      (1)縮小每個槽段的長度，通過對設計提供的地質資料的認真分析，最終采取了3主2副的成槽方案，縮短成槽時間，確保槽段安全。
      (2)槽段開孔時嚴禁使用空心鉆，要用平底鉆平打整個槽段至8m，其間不能抽渣，以便對地層擠壓密實，防止導向槽底部坍塌。
      (3)抓斗掛重錘鉆鑿副孔與小墻時專門預備足量的粘土與鉆渣的混合料，抓斗施工槽段時間要不停加入粘土與鉆渣的混合料，并用重錘攪拌堵住已發生滲漿的滲漏通道，避免其在重錘沖砸擾動下繼續發展，導致大規模漏漿。
      (4)在造孔過程中，根據施工的實際情況適當提高正電膠漿的各材料用量，提高泥漿粘度與其它性能指標，必要時摻入單向壓力封堵劑。

       針對施工過程中發生漏漿，主要采取以下措施進行處理：
       孔底漏漿、基巖與覆蓋層接觸面漏漿處理相對容易，施工中經過反復的實踐，一旦發現漿面下降立即停鉆，將鉆頭迅速拉起，向孔內加入比例為1：1的砂石料與粘土的混合料，效果較好，并且節約了施工成本，避免了因完全回填粘土導致的材料浪費。
       孔壁漏漿和處理孤石漏漿、爆破孤石漏漿的處理較為復雜，由于漏漿位置大多處在槽孔中部，靠填入大密度混合堵漏材料直至堵塞滲漏通道的方法，無論是材料用量還是堵漏時間上均不允許。故在堵漏時采取了小密度混合料堵漏的辦法，施工中經過反復實踐，采取廢棄的鉆渣，混合鋸末、膨潤土粉和粘土，摻合均勻后投入槽內。摻合時膨潤土粉和粘土的摻量要比較大，粘土以不含結塊的顆粒狀粘土為宜。投入槽孔前要摻合均勻一次性大量投入槽內的方法一般可堵住滲漏通道。
      針對施工中的較嚴重的個別漏漿塌孔的特殊槽段，聯合采取多種堵漏措施，首先正電膠漿液采取較高粘度的配比，并且摻加2%的單向壓力封堵劑，存在大的滲漏通道時加入較大粒徑的片石與粘土的混合料，效果不明顯的情況下回填低標號混凝土進行堵漏，例如上游的SY-21#槽段，經過多次回填片石與粘土的混合料，并且整個槽段在12m孔深時澆筑混凝土78m2，最終成功堵漏。

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